Проблемы глубокой переработки нефти

Проблемы глубокой
переработки нефти
Докладчик заведующий кафедрой
«Технология нефти и газа», членкорр. АН РБ, профессор, д.т.н.
А.Ф. Ахметов
1
Производство топлив на российских НПЗ
из одной тонны нефти
Бензины
~ 16 %
Дизельные топлива
~ 29 %
Котельные топлива (мазут)
~ 27 %
Экспорт нефтепродуктов из РФ
Прямогонный бензин
~ 4,2 млн.т/г
Дизельное топливо
~ 30 млн.т/г
Котельное топливо
~ 30 млн.т/г
2
Прогноз потребления мазута в мире
7400
Объем, тыс.барр/сут.
7350
7300
7250
7200
7150
7100
7050
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
Годы
3
Структура экспорта нефтепродуктов
из Российской Федерации
- прямогонные бензины ( на последующую
переработку) – 4, 2 млн. т/ г
- дизельные фракции( для последующего
облагораживания)- 29, 6 млн.
- мазут ( на последующую переработку) –
31, 5 млн. т/г
4
Доля вторичных процессов, % от
первичной переработки
Процесс
Россия
США
Западная
Европа
Япония
Термический
крекинг и
висбрекинг
5,8
0,2
12,2
0
Коксование
2,5
16,2
2,5
23,8
Гидрокрекинг
1,9
9,1
7,5
4,0
Каталитический
крекинг
6,7
35,8
15,8
19,8
5
Г лубина переработ ки неф т и в Р ос с ии
72,5
72
71,5
%
71
70,5
70
69,5
69
68,5
68
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
год
6
7
Зависимость содержания ванадия в остатках от серы в
нефти
Содержание ванадия в остатках,
%
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Содержание серы в нефти, %
остаток выше 350 оС
остаток выше 450 оС
8
Зависимость содержания никеля в остатках от содержания
серы в нефти
Содержание никеля в
остатках, %
0,016
0,014
0,012
0,01
0,008
0,006
0,004
0,002
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Содержание серы в нефти,%
Остаток выше 350 оС
остаток выше 450 оС
9
Основные способы удаления
металлов из тяжелых нефтяных
остатков
Экстракционный
Гидрогенизационный
Адсорбционный
Комбинированный
Каталитический
Термический
10
Классификация нефтяных остатков UOP
Типы
ТНО
Остаток
Содержание
металлов (V+Ni),
г/т
Содержание
асфальтенов, %
<65
<3
Тип II
65-110
<3
Тип III
65-110
>6
Тип IV
>200
<3,5
>200
>6
Тип I
Тип V*
Атмосферной
перегонки
Вакуумной
перегонки
* добавлено нами
11
Способы переработки различных
типов ТНО
Название
процессов
Тип
I
Тип
II
Тип
III
Тип
IV
ККФ лифт реакторного типа
+
-
-
-
ККФ с двухступенчатым
регенератором
_
+
+
_
ГК в стационарном двойном слое
катализатора
+
-
-
-
ГК в кипящем слое катализатора
+
+
+
-
Деасфальтизация
+
+
+
+
Замедленное коксование
+
+
+
+
Флексикокинг, флюидкокинг
+
+
+
+
12
Материальный баланс
Продукты
Замедл
енное
коксова
ние
Флюид
кокинг
Флек Деасф
сикок альтиз
инг
ация
Висбреки
нг +
Вакуумна
я
перегонк
а
Газ
9,2
11,8
11,8
-
3,0
Бензин
13,1
11,5
11,5
-
11,0
-
-
-
-
-
44,4
46,6
46,6
39,0
26,0
33,3
(кокс)
23,7
(кокс)
0,8
(кокс)
61,0
(асфа
льт
)
60,0
(висбреки
нгостаток)
Дизельное
топливо
Сырье КК и ГК
Остаточный
продукт
13
Технико-экономические показатели установок глубокой переработки остатков
Мощность
установки,
м3/сут
Удельные
капвложения, долл.
на
1м3/сут сырья
Топливо,
МДЖ
Электроэнергия, кВт
Пар, кг
Охлажда-ющая
вода,м3
FW
6360-1590
5030-10060
789
5,4
+18,3
1,69
>50
Shell
-
6300-8800
420
3,1
+113
0,6
>36
UOP
318-6360
5030-18900
370
11,3
-31
-
>50
Kellog
4770
7860
528-726
12,6
-34,2
-
>36
АВВ
LUMMUS
3180
25160*
957
24,5
+57
4,3
>55
* вместе с блоком
газофракционирования
FW
10300-1590
17300-31450
792
18,9
+100
0,83
>65 тыс.т/сут кокса
Гидрокрекинг
остатков
Chevrou
LC-Fining
14600-7790
13800-32700
370-585
53-144
+101/-279
1.53-5.9
8
Гидроочистка
остатков
Chevrou
RDS-OCR
Фирма
Процесс
Висбрекинг
Деасфальтизация
Замедленное
коксование
Коксование
Axceng
Hyvahl
6360
92000-34600
Chell
Global
HYCON
5000
200-300 млн. долл.
США
1,9 кг/м3
сырья
63
+157/-63
6,9
3
1 *ежедневно вводится
от 0,5 до 2,0% свежего
катализатора
флюидкоксован
ие
GE Energy
Промышленные
установки
>20 *замена
катализатора в
процессе эксплуатации
8
флексикокинг
Газификация
Энергозатраты на 1м3 сырья
18900-29600
1590
88060-100600
75
1430-1710
33-43
5
>50
14
Сопоставление вариантов использования процесса газификации
различных остатков
Вариант 1
Вариант 2
Вариант 3
Вариант 4
Атмосферна
я перегонка
+
вакуумная
перегонка
+
газификация
гудрона
Атмосферная
перегонка
+
вакуумная
перегонка
+
УЗК
+
газификация
кокса
Атмосферная
перегонка
+
вакуумная
перегонка
+
деасфальтизация
гудрона
+
газификация
асфальта
Атмосферная перегонка
+
вакуумная перегонка
+ деасфальтизация
гудрона + УЗК асфальта
( ASCOT)
+
газификация кокса
Объем
капиталовложен
ий, млн. долл.
США
5683,7
2608,1
3432,1
2933,7
Срок
окупаемости,
год
19,86
2,39
4,04
2,86
15
Процессы,углубляющие переработку
нефти на российских НПЗ
Каталитический
крекинг
Компания
Висбрекинг
1А/1М, ГК-3, Г-43-107,
43-103*
Гидрокреки
нг
Коксовани
е
Деасфальт
изация
ЛУКОЙЛ
2
-
1
3
5
ТНК
2
1
1
-
1
Роснефть
1
1
1
2
3
АФК «Система»
3
2
1
2
5
Газпромнефть
1
2
1
1
3
МНГК
1
1
-
-
-
Славнефть
1
1
1
-
1
Таифнефть
1
1
-
-
-
Сургутнефтегаз
-
-
-
-
-
Русснефть
-
-
-
-
1
Альянс
-
-
-
-
-
12
20**
6
8
19
Всего
* с микросферическим катализатором (1А/1М, ГК-3, Г-43-107, 43103);
** 11 установок с шариковым катализатором (43-102).
16
Выход моторных топлив, % на нефть
Страны
Автомобильный
бензин
Авиационный
керосин
Дизельное
топливо
США
43,3
9,5
22,2
Германия
26,6
4,3
44,9
Россия
15,9
3,7
28,1
17
Требования технического регламента к бензинам и
показатели качества бензиновых фракций НПЗ
Характеристика автомобильного
бензина
( класс 5)
Показатели качества бензиновых фракций
Прямогонные
Каталитического
крекинга
Коксования
Массовая доля серы,
мг/ кг
не более
10
100-200
150-200
до 500
Объемная доля
бензола, %
не более
1
Менее 1
2-3
4-5
Объемная доля
углеводородов %:
- ароматических
- олефиновых
не более
10-12
-
40-45
15-20
20-30
30-40
95
-
92-94
-
85
45-50
85-87
65-70
Октановое число:
- по
исследовательскому
методу
- по моторному
методу
35
18
не менее
18
Требования технического регламента к дизельным
бензинам и показатели качества дизельной фракций
НПЗ
Характеристика дизельного
бензина
( класс 5)
Массовая доля
серы, мг/ кг
Показатели дизельных фракций
Прямогонных Каталитического
крекинга
Коксования
Не более
10
200-500
200-500
1000-1500
Массовая доля
полициклическ
их
ароматических
углеводородов
%
не более
11
менее
10
20-30
10-15
Цетановое
число
не менее
51
45-50
15-20
30-35
19