Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ Стр. 4-10
ЗАРОЖДЕНИЕ, ЭТАПЫ ВНЕДРЕНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ УСТАНОВОК ГИДРООЧИСТКИ. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ МОЩНОСТЕЙ 11-23
I. РЕКОНСТРУКЦИЯ И МОДЕРНИЗАЦИЯ УСТАНОВОК ГИДРООЧИСТКИДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ 24-119
!Л. Технологические схемы, оборудование и параметры процесса 24-28
1.2. Сырье и продукция установок 28-29
!.3. Первая отечественная опытно-промышленная установка 30
L4. Промышленные установки 35-119
14.1. Установка Л-24-5 35-36
1.4.1.1. Установка на Ордена Ленина Уфимском НПЗ 36-49
1.4.1.2. Установка на Уфимском НПЗ им. XXII съезда КПСС (ныне ОАО «Уфанефтехим») 49-54
14.2. Установка Л-24-6 54-55
1.4.2.1. Опыт реконструкции установки Л-24-6 Рязанского НПЗ 55-67
1.4.2.2. Опыт реконструкции установки Л-24-6 на Омском НПЗ 68-69
2.4.3. Установка JI-24-7, ЛЧ-24-7 иЛГ-24-7 70
>.4.3.1. Установка Л-24-7 70-71
1.4.3.2. Опыт пуска и работы установки Л-24-7 Ново-Горьковского НПЗ (ныне ОАО «НОРСИ») 72-78
2.4.3.3. Установки ЛЧ-24-7 и ЛГ-24-7 78-87
2.4.4. Крупнотоннажные установки производительностью 2,0 млн. т год 87-119
2.4.4.1. Секция 300-1 «Гидроочистка дизельного топлива» комбинированной установки ЛК-бу 88-95
1.4.4.1. Установки гидроочистки дизельного топлива ЛЧ-24-2000, ЛЧ-24-2000-83
и ЛЧ-24-2000-86 96-103
2.4.4.3. Параметры технологического процесса и удельные технико-экономические показатели крупнотоннажных установок 103-107
2.4.4.4. Анализ работы основного технологического оборудования 107-119
і. РЕКОНСТРУКЦИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ УСТАНОВОК И НОВЫЕ УСТАНОВКИ, ЗАПРОЕКТИРОВАННЫЕ ЗАО «ПМП» - ИНЖИНИРИНГ НЕФТЕХИМИИ И НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ 120-149
»Л. Основные технические решения при реконструкции существующих установок 120-125
(.2. Проектирование и освоение установки П-24-1400
на ООО «ЛУКОИЛ-Волгограднефтепереработка» 125-132
і.З. Перевод установки гидроочистки дизельного топлива Л-24/8с
ОАО «Сызранскнй НПЗ» на процесс легкого гидрокрекинга 132-140
>.4. Проектирование установки ГДС-850 на ОАО «ЛУКОИЛ-Ухтанефтепереработка» 140-149
L ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА НА КАТАЛИЗАТОРАХ ВНИИНП НА НПЗ БЫВШЕГО СССР 150-155
ВЫВОДЫ 155-157
Литература 158-162
Введение к работе
Многочисленные исследования и расчеты, проведенные сторонниками шектротранспорта и альтернативных топлив, показывают, что в ближайшие два -тж десятилетия невозможно будет отказаться от транспорта, работающего на іефтяном топливе.
Производство дизельных топлив (ДТ), наряду с производством штомобильных бензинов, является важной составной частью іефтеперерабатьівающей отрасли [1].
В западной Европе удельный вес дизельного топлива в общем потреблении гоплив составляет около 35% [2,3].
Начиная с 90-х годов, потребность в ДТ растет быстрыми темпами, и по ірогнозам в России уже к 2005 г. объем производства дистиллятных топлив, )сновную часть которых составляют дизельные топлива, увеличится и составит жоло 30% от перерабатываемой нефти [4].
Объем производства дизельного топлива в 2000 г. в Западной Европе доставил 132 млн.т., в США 168 млн.т. Объем производства ДТ в России тредставлен в табл. 1 [5,6].
Таблица 1
Показатели Год
1994 1995 1996 1997 1998 2000
Объем производства, млн.т. 46,4 44,4 43,6 45,05 41,8 49,2
Доля малосернистого (до 0,2% мае.) ДТ, % 66 76,1 - - - до 90
В 2002 году российскими НПЗ произведено дизельного топлива в объеме 51121,9 тыс. тонн, в том числе с разбивкой по содержанию серы:
- до 0,05% мае. - 4278 тыс. тонн
- 0,1% мае. - 1591, тыс. тонн -0,2% мае. -41242,7 тыс. тонн
- 0,5% мае. и выше - 4010,1 тыс. тонн В 2000 г. объем потребления ДТ в России составил 9,6 млн. т. Исходя из тланируемых объемов производства, изменения и роста парка автомобильной ехники, объем потребности в дизельных топливах (ориентировочно) в 2005 г. доставит 10,0 млн. т., а в 2010 г. 10,4 млн. т. [7].
Рост объемов производства и потребления ДТ связан с быстрыми темпами увеличения парка автомашин с дизельными двигателями, которые является одним із главных источников загрязнения окружающей среды оксидами серы и азота, а гакже углеводородами, в том числе токсичными - ароматическими.
В Российской федерации с продуктами сгорания дизельных топлив ежегодно выбрасывается до 500 тыс. т. сернистого ангидрида, около 1,5 млн. т. углеводородов и 1-1,5 млн. т. твердых частиц, основная масса которых іриходится на сажу [8,9].
Свойства дизельных топлив зависят от фракционного и химического состава, содержания сернистых и ароматических соединений. Особенно важным экологическим показателем является содержание серы. Сернистые соединения оказывают большое влияние на образование твердых частиц, выбрасываемых с отработанными газами. Твердые частицы (ТЧ) адсорбируют на своей поверхности канцерогенные соединения и участвуют в образовании смога. Кроме того, при сгорании сернистых соединений образуется агрессивный и токсичный сернистый ангидрид. Ароматические углеводороды (АУ) оказывают значительное влияние т образование ТЧ. При увеличении содержания АУ в топливе с 5% до 24% удельные выбросы возрастают до 54%, а с 15% до 27% - образование ТЧ увеличивается в 5 раз. По мере повышения конца кипения дизельного топлива увеличивается содержание би- и полициклических ароматических углеводородов, іто приводит к повышению дымности выхлопных газов и ухудшению таких показателей, как плотность и цетановое число [10].
Улучшение качества ДТ с целью повышения экологической безопасности их применения достигается изменением углеводородного и химического состава гоплив [11,12]. Всемирная Топливная Хартия (1998 г.) предусматривает снижение гемпературы конца кипения дизельного топлива с 370°С (как это имеет место для этечественного дизельного топлива утяжеленного фракционного состава) до )50°С и, что особенно важно, ужесточение требований по 90%-ной точке іерегонки с 340°С (как это имеет место для отечественного экспортного шзельного топлива) до 320°С. Понятно, что пересмотр требований по фракционному составу приведет к сокращению объема выработки дизельных оплив [13].
Последнее десятилетие характеризуется беспрецедентным ужесточением требований к экологическим характеристикам дизельных топлив во всем мире 13,14]. Жестко нормируются показатели по содержанию серы, ароматических и лефиновых углеводородов.
Еще в 1996 г. европейские страны перешли на выпуск дизельного топлива с удержание м серы до 0,05% мае, а в 1999 г. эта величина достигла 0,035% мае. и іаже 0,003% мас. (по ГОСТу РФ содержание серы - не более 0,2% мае. и ),05% мас). В шведском стандарте имеются сорта дизельного топлива, содержащие 0,001% мае и 0,005% мае серы [15].
Зарубежными стандартами ограничивается также содержание в топливе іроматических углеводородов (до 20 и 10% мае), а в последнее время и содержание полициклических ароматических углеводородов (до 1 - 4% мае), как таиболее токсичных соединений (табл. 2).
В дизельных тонливах, вырабатываемых отечественной промышленностью, суммарное содержание ароматических углеводородов составляет 25-30% мае, а толициклических 4-9% мае.
Ниже приведены данные по ужесточению требований к качеству дизельных гоплив к 2005 г. в Европе, США и Канаде по содержанию серы/полициклических ароматических углеводородов в % мае:
Европа 0,005/не более 6,0 США 0,003/не более 2,0
Канада 0,005/не более 2, Требования к качеству дизельных топлив в странах ЕЭС и России
Таблица Наименование EN-590 (страны ЕЭС) РоссияТУ 38.1011348-99 летний сорт
До 1999 г. 2000 г. 2005 г. 2008 г. Цетановое число, минимум 49 51 -53 54-58 54-58 49
Содержание серы, ррт мае. 500 350 50 30 350- 1000
Общее содержание ароматики, % мае. - 20 10 10 20
Содержание полиароматики, % мае. - 11 6 1-4 Плотность при 15°С, кг/м3 860 845 845 825 -830 не более 860
96% отгона при температуре, °С, не выше 370 360 360 340-350 360
Россия, к сожалению, не смогла занять в этом вопросе передовых позиций із-за отсталой инфраструктуры подавляющего большинства НПЗ, не збеспечивающих производство продукции требуемого уровня качества.
В ОАО «ВНИИНП» разработан новый стандарт на дизельные топлива, так ак ГОСТ 305-82, действующий с 1982 г., морально устарел. По своему изложению и технической сути новые ТУ 38.1011348-99 на экологически чистое дизельное топливо соответствует европейскому стандарту EN 590 (табл. 3).
Физико-химические показатели по ТУ 38.1011348-99
Таблица Наименование показателя Значение по маркам
ДЛЭЧ-В длэч дзэч-в дзэч
Цетановое число 49 45 45 45
Фракционный состав:50% отгон при температуре, °С, не выше96% отгон при температуре, °С, не выше 280 360 280 360 280 340 280 340
Массовая доля серы, % мае, не более:I видII видIII вид 0,035 0,05 0,10 0,035 0,05 0,10 0,0350,050,10 0,035 0,05 0,10
Содержание ароматических углеводородов, % мае, не более 20 _ 10 —
Тем не менее, за последние годы в нашей стране качество дизельных топлив существенно изменилось. Так, если в 1990 г. доля малосернистых дизельных гоплив с содержанием серы до 0,2% мае. составляла 56%, то в 1998 г. она достигла 74%, в том числе 12% топлива вырабатывалось с содержанием серы ),05 - 0,10% мае. Достигнутые и необходимые в будущем показатели качества гизельных топлив приведены в табл. 4 [15,16].
В настоящее время многие НПЗ России вырабатывают дизельные топлива с удержанием серы до 0,1% мае. (НПЗ в Перми, Омске, Киришах, Кетово, гіовокуйбьішевске и другие). ОАО «Ангарская нефтехимическая компания» изготавливает арктическое дизельное топливо с содержанием серы 0,03 - 0,05% час. и ароматических углеводородов до 5% мае. На НПЗ в г.г. Рязани, Москве, Киришах, Перми, Кетово постоянно выпускают дизельное топливо с содержанием :еры 0,05 и 0,035% мае. [17-20].
Показатели качества дизельных топлив Таблица Показатели Уровень
Достигнутый Необходимый
Содержание, % мае. СерыАроматических углеводородов Полициклических углеводородов 0,05 - 0,2 35-45до 2,5 не более 0,00310-12не более 1
Цетановое число 45-50 54-58
Температура конца кипения, °С, не выше 355 340
Доля в объеме производства марок 3 и А, % 12-14 30-35
Основной задачей для НПЗ России является массовый переход на производство экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ) с содержанием серы не выше 0,05 и 0,035% мае. Из существующих способов очистки дизельного гоплива от серы наиболее эффективным и экономичным является гидроочистка. Преимущество этого процесса - высокий выход очищенного продукта и незначительные потери. Российские НПЗ хоть и располагают более 40 крупными установками гидроочистки дизельных топлив мощностью более 49 млн. т. сырья в од, обеспечить выработку топлив с указанным содержанием серы в массовом юрядке не могут.
Исследования показывают, что на значительной части действующих остановок гидроочистки дизельных топлив с использованием вырабатываемых в іромьішленном масштабе новых катализаторов уже в ближайшее время можно )рганизовать выработку малосернистого дизельного топлива с содержанием серы IQ выше 0,05 и 0,035% мае, а на некоторых заводах и с содержанием іроматических углеводородов не более 20% мае, что потребует частичной )еконструкции этих установок.
В настоящее время в России ист специализированных установок тдроочистки дизельных топлив для производства Э11ДТ. Для перевода всех іредприятий отрасли на производство экологически чистого дизельного топлива іеобходимое соорулсение новых мощностей, обеспечивающих не только глубокое ібессериваиие сырья, но и его деароматизацню.
Очевидно, «настраивание производства» на выпуск дизельных топлив с товыми качественными характеристиками потребует реализации на НПЗ современных технических и технологических решений.
Учитывая приоритетность выбора при модернизации установок идроочистки отечественных технологий и оборудования, руководителям НПЗ и соответствующих нефтяных компаний целесообразно проанализировать, с лривлечением специалистов научных и проектных организаций, технические эешения по модернизации с целью максимального использования отечественных разработок, подтвердивших свой высокий уровень.
В этой связи настоящая диссертационная работа, посвященная изучению гстории становления процессов гидроочистки, их поэтапной модернизации и совершенствованию на нефтеперерабатывающих предприятиях России является актуальной, и, несомненно, сможет сыграть определенную роль при дальнейшей модернизации существующих и сооружении новых установок гидроочистки дизельных топлив.
Для обеспечения производства малосернистых топлив на действующих остановках требуется проведение комплекса проектных работ по переводу их на глубокое обессеривание дизельного топлива.
В диссертационной работе изложен также опыт автора по проектированию ювых и реконструкции действующих установок гидроочистки дизельных топлив : целью увеличения их производительности и улучшения качества получаемого іа них дизельного топлива, отвечающего требованиям новых стандартов Российской Федерации.
