В процессе «Цеоформинг

СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ
«ЦЕОСИТ»
«Цеоформинг»
Каталитический процесс производства моторных
топлив (неэтилированных высокооктановых
автомобильных бензинов)
НПЗ «Глимар», Польша.
Процесс «Цеоформинг» запущен в феврале 1997г.
г. Рустави, Грузия.
Процесс «Цеоформинг»
запущен в марте 2002г.
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
ПРЕДЫСТОРИЯ (1990-1997гг)
Завершены
разработка,
опытно-промышленные
испытания и внедрение в промышленность технологии
«Цеоформинг», позволяющей создавать автономные
установки для получения высокооктановых (RON 92-96)
автомобильных бензинов мощностью от 5 до 350-500 тыс.
тонн в год по сырью для процесса с неподвижным слоем
катализатора. Установлена возможность увеличения
мощности до 1 млн. тонн в год по ПБФ для процесса с
применением движущегося слоя катализатора.
Цеоформинг
Прямогонный
бензин
АТ
Нефть
(после
ЭЛОУ)
или
Газовый
конденсат
Дизельное топливо
Мазут
Высокооктановый
бензин
Сжиженный
газ
Товарный парк
Промышленная технология процесса «Цеоформинг» и
технология производства катализатора разработаны
командой «Цеосит» и защищены патентами РФ (более 30
патентов). НИЦ «Цеосит» имеет исключительное право на
предоставление лицензий на использование
процесса
«Цеоформинг»
и
разрабатывает
регламенты
на
проектирование (Basic Engineering) установок производства
моторных топлив с его применением.
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА
Процесс «Цеоформинг» основан на реакциях
каталитического превращения парафиновых и
нафтеновых углеводородов на цеолитсодержащих
катализаторах.
В процессе «Цеоформинг» реакции расщепления C-C связей,
изомеризации, перераспределения водорода и алкилирования
исходных углеводородов и промежуточных соединений
приводят к превращению низкооктановых углеводородов
(неразветвленных парафинов и нафтенов) в высокооктановые
компоненты (изо-парафины, арены).
В процессе цеоформинга происходит также превращение
сернистых соединений сырья, в том числе путем
демеркаптанизации, в высокооктановые компоненты с
выделением H2S в газовую фазу.
Результатом процесса является повышение октанового числа
прямогонного бензина с 45-60 ОЧ ММ до 72-86 ОЧ ММ (7695 ИМ) с десульфуризацией до 0.02-0.05% содержания серы
и получение дизельных фракций с низкой температурой
застывания.
Выход готовых продуктов зависит от типа, качества и
фракционного состава сырья и режима эксплуатации установки.
В режиме получения бензинов АИ-80 выход бензина достигает
80-92%, в режиме АИ-92 – 70-80% на поданное сырье. Вторым
продуктом является сжиженный газ.
В качестве сырья, помимо фракций нефти, могут
быть использованы олефин-содержащие газы
крекинга
и пиролиза и кислородсодержащие
органические соединения.
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
ПРЕИМУЩЕСТВА
Процесс «Цеоформинг» имеет ряд
существенных преимуществ перед
традиционными процессами:
Катализаторы разработаны на основе экологически
чистой системы, не
содержащей дорогостоящих
благородных и тяжелых металлов;
Катализатор
не
чувствителен
к
повышенному
содержанию серы, не требуется гидроочистки сырья от
серы и азотсодержащих соединений;
В результате протекающих реакций превращения сернистых
соединений сырья, в том числе демеркаптанизации, содержание
общей серы в жидких продуктах не превышает 0.02-0.05%;
Процесс «Цеоформинг» позволяет перерабатывать широкий
спектр углеводородного сырья (Tк.к. = 120-250оС);
В процессе «Цеоформинг» не используется водород и
связанное с ним компрессорное оборудование;
Процесс
проводится при сравнительно низких
температурах (340-450оС) и давлениях (0.5-1.5 МПа), что на
20-30% уменьшает его энергоемкость;
Получаемые бензины более адаптированы к экологическим
требованиям благодаря значительно меньшему содержанию в них
ароматических углеводородов и низкому содержанию бензола, что
отвечает современным международным стандартам;
Получаемые бензины не требуют компаундирования;
дизельные фракции имеют низкие температуры застывания;
Процесс рентабелен при мощности установки от 5 000
т/год по сырью.
В результате указанных преимуществ капитальные затраты
и эксплуатационные расходы значительно снижаются.
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
Параметры
«Цеоформинг»
Риформинг
Температура реакции,
оС
340-460
480-550
Давление, атм.
5-15
3-35
Водородное хозяйство
Не требуется
Необходимо
Гидроочистка сырья
Не требуется
Необходима
Сырье
Углеводородные фракции C5 –
240оC; олефинсодержащие газы;
кислородсодержащие
соединения
Углеводородные фракции
С6 –180оС
(нафтенового основания)
Катализатор
Не содержит
благородных металлов,
экологически безвреден
Содержит Pt, Pd и может
содержать другие тяжелые
металлы
Состав конечного
продукта
Высокооктановый бензин,
готовый к применению
Высокооктановый
ароматический компонент
бензина, требующий
компаундирования
Содержание бензола в
бензиновой фракции
продукта
0.6-1.5% об.
5-10% об.
Выход целевого
продукта:
Автобензин *):
АИ-80
АИ-93
«Евросупер-95»
Выходы бензинов зависят
от условий
компаундирования
- на фр. 35-160оС
80-90%
70-85%
68-82%
- на фр. 70-180оС
85-92%
75-90%
72-85%
Допустимое содержание
серы в сырье
не лимитируется
Содержание серы
в бензине
не более 0.05% мас.
Экономические оценки
Для мощностей 80-200 тыс. тонн
в год срок окупаемости
не более 1.5 – 2.5 лет
менее 0.001% мас.
не более 0.001% мас.
Экономически оправдан
для мощностей более 600800 тыс. тонн в год
*) Вторым целевым продуктом является сжиженный газ. Соотношение выходов
бензина и сжиженного газа обеспечивается в зависимости от требований рынка.
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
НИЦ «Цеосит» ОИК СО РАН располагает двумя вариантами
технологии «Цеоформинг».
Вариант I.
Основными продуктами процесса являются
высокооктановый бензин (выход составляет 65-80%) и
сжиженный газ (выход составляет 20-30%).
Вариант II.
Основными продуктами процесса являются
высокооктановый бензин (выход составляет 85-90%) и
сжиженный газ (выход составляет 8-10%).
Согласно результатам экспертизы, выполненной американской
компанией Purvin & Hertz Inc., в странах, где спрос на импорт
сжиженного газа достаточно высок (напр., в Южной Америке, Китае,
Польше и др.), хорошие экономические и технологические перспективы
имеет первый вариант Цеоформинга. В странах же, где рынок
сжиженного газа ограничен, следует применять второй вариант
процесса, где основным продуктом будет высокооктановый бензин.
В обоих вариантах получаемый бензин удовлетворяет
международным стандартам, которые вводятся с 2003 года,
а именно:
не превышает
содержание
серы
бензола
ароматических углеводородов
олефинов
0.01%;
1%;
40-42%;
5-7%.
Проанализировав групповой и фракционный состав и другие свойства
предполагаемого сырья, НИЦ «Цеосит» может определить возможные
выходы как бензина, так и сжиженного газа для обоих вариантов
процесса «Цеоформинг».
В обоих случаях происходит десульфуризация сырья без
применения водорода и водородного хозяйства.
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
При производстве высокооктановых бензинов
по технологии «Цеоформинг»
происходит одновременное
обессеривание сырья.
R1–SH
R1–S–R2
R1–S–S–R2
R
+ H2S + CnH2n+2
S
0,4
100
Октановое число (ИМ)
0,35
1.15
S общ., % мас.
1.10
0,3
0,25
0,2
– Оренбургский ГК
– Уренгойский ГК
0,15
0,1
90
80
70
60
0,05
0
250
300
350
400
Температура,
450
о
500
550
50
С
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
ПРОМЫШЛЕННАЯ
РЕАЛИЗАЦИЯ
I
С 1992 г. на
Нижневартовском
ГПЗ
находится в эксплуатации
первая
промышленная
установка Цеоформинга
мощностью 5 тыс. т/г по
сырью.
Сырьем установки является
стабильный газовый бензин.
Продуктом установки является
неэтилированный бензин А-76
(АИ-80).
При
переводе
установки на другое сырье прямогонный бензин, выход
автобензина повышается до 8285%
мас.
Срок
службы
катализатора - более 1,5 лет.
II
В феврале 1997 г. в Польше
на НПЗ “Glimar” (г. Горличе) введена в
эксплуатацию установка “Цеоформинг40”
мощностью
40
тыс.т/г.,
спроектированная и изготовленная
фирмой Lurgi (ФРГ) по лицензии и
Базовому проекту НИЦ “Цеосит” ОИК
СО РАН.
Установка
предназначена
для
производства
неэтилированного
автобензина
”Eurosuper-95”
из
прямогонного бензина с октановым
числом 45-65 ММ. Вторым целевым
продуктом
установки
является
сжиженный газ.
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ УСТАНОВКИ
«ЦЕОФОРМИНГ» НА НПЗ «ГЛИМАР»
После анализа фактических результатов
5-летнего пробега экспертная бригада
в июле 2001 г. сделала следующие выводы:
Целевыми
продуктами процесса являются высокооктановый
автомобильный
бензин,
готовый
к
применению
без
компаундирования, и сжиженный газ, при этом суммарный выход
целевых продуктов составляет не менее 92-95% мас.
Высокооктановыми компонентами получаемых бензинов являются
изопарафины (30-50%) и ароматические углеводороды (25-45%),
при этом содержание бензола не превышает 1.5% мас. Такой
состав отвечает современным европейским стандартам качества;
ОЧ бензина возрастает с 45 ММ до 82-86 ММ, или 92-95 ИМ.
Полученный сжиженный газ содержит 40-42% пропана, 30-32%
н-бутана и 26-28% мас. изобутана. Содержание олефинов не
превышает 1%. Состав сжиженного газа позволяет применять его
в качестве топлива в автомобильных двигателях и в быту.
Процесс
идет устойчиво без предварительной сероочистки и
водородной рециркуляции за счет одновременно идущих реакций
превращения
сернистых
соединений,
в
том
числе
демеркаптанизации сырья.
Система
переключения режимов реакции и регенерации на
всех стадиях полностью автоматизирована. Система доказала
свою высокую надежность пятилетней безаварийной работой.
Установка
«Цеоформинг» удовлетворяет всем требованиям
технологической и экономической эффективности и надежности.
Возврат инвестиций был завершен через 1.5 года после пуска
установки.
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
ДИНАМИКА ЗАТРАТ И ВОЗВРАТА ИНВЕСТИЦИЙ В
ЗАВИСИМОСТИ ОТ МОЩНОСТИ УСТАНОВКИ
(данные относятся к производству бензинов АИ-92  АИ-95)
Затраты, отн.ед.
Доходы, отн.ед.
80 тыс. т/год
40 тыс. т/год
Точечная 3
Пуск завода
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Число месяцев
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЧИСТОГО ПРИВЕДЕННОГО ДОХОДА
(NPV) УСТАНОВОК ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВОГО БЕНЗИНА
ПО ТЕХНОЛОГИЯМ «ЦЕОФОРМИНГ» И «РИФОРМИНГ»
Цеоформинг
NPV, млн. USD
10
8
Риформинг
6
4
2
0
-2 0
-4
20
40
60
80
100
Мощность установки по полученному бензину, тыс. т/год
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
Схемы переработки фракций нефти
или газового конденсата в моторные
топлива различными процессами:
Схема 1. Традиционная схема (Риформинг и изомеризация)
Установка
фракционирования
Установка
гидроочистки
Бензиновая
фракция 35%
Сырье
Дизельное
топливо 35%
Водородсодержащий
газ
Водородсодержащий
газ
H2
C5-C6
9%
изопарафины
8.5%
Бензиновая
фракция
26%
Мазут 30%
Узел сероочистки
газов
Установка
гидроизомеризации
Узел
Высокооктановый
компаункомпонент 22%
дирования
Установка
риформинга
Схема 2. Технология «Цеоформинг»
Установка
фракционирования
Сырье
Дизельное
топливо 35%
Бензиновая
фракция 35%
Установка
«Цеоформинг»
Высокооктановый
бензин 25-28%
Топливный газ 1%
Сжиженный газ 6-9%
Дизельная
фракция 0.5 %
Мазут 30%
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
III
В марте 2002 г. в г. Рустави (Грузия) запущена
промышленная
установка
«Цеоформинг»
мощностью 40 000 т/год.
IV
Введено в
действие
промышленное
производство катализатора на ОАО
«Новосибирский завод химконцентратов».
Гарантируются поставки катализатора
на весь срок эксплуатации установок.
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
ПЕРСПЕКТИВЫ
Промышленная установка «Цеоформинг» мощностью 40
тыс.т/год, спроектированная и изготовленная компанией IRV
Corporation по лицензии и Базовому проекту НИЦ “Цеосит”,
подготовлена к пуску в г. Бишкек (Киргизия).
В ноябре 2001 г. в Южной Корее (г. Дайджон) запущена
демонстрационная установка цеоформинга для движущегося
слоя катализатора производительностью по сырью 0,2
т/сутки.
Установка построена южно-корейской
компанией
Samsung
Engineering
Company, Ltd. на основе Базового
инжиниринга,
технологии
и
катализатора, предоставленных НИЦ
«Цеосит» ОИК СО РАН.
Пуск демонстрационной установки
открывает возможность увеличения
производительности
процесса
«Цеоформинг» до 1 млн. т/год.
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm
ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ
I.
КАТАЛИЗ
Высокооктановый
бензин
Фракции нефти Полифункциональный
О
Tк = 180-450 C
II.
катализатор,
H2
База масел
Низкозастывающие
дизельные топлива
Созданы и на пилотном уровне опробованы технологии
получения моторных топлив из ненефтяного сырья:
+ Толуол
Параксилол
Параэтилтолуол
CO2
+ Ксилолы
+ H2
Высокооктановый бензин,
дизельное топливо
Уголь
Биоотходы
Природный
газ
Дурол
CO + 2H2
Метанол
Диметиловый
эфир
Олефины
+ Метилнафталины
Диметил
нафталины
ДМК
База масел
Указанные технологии открывают возможность решения
ряда проблем, как экологических (сокращение выбросов CO2 и
утилизация отходов), так и стратегических в рамках общей
стратегии GTL (gas to liquid).
СИБИРСКАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ «ЦЕОСИТ» – НИЦ «ЦЕОСИТ»
Проспект Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск 630090, Россия Тел. /факс: (383) 330-05-96, 335-62-51
E-mail: [email protected] URL: http://www.zeosit.nsc.ru/Default2.htm