Висбрекинг. Вторая форма термического крекинга

Достичь таких показателей можно интенсивным  внедрением на отечественных НПЗ углубляющих процессов.

Исходя  из особенностей ТЭК страны, технологическая  структура мощностей переработки  формировалась без достаточного развития процессов углубляющих  переработку нефти и улучшающих качество продукции. Доля углубляющих  процессов в России составляет примерно 20 % от объема переработки нефти, а  в США более 73 %.

В развитие процессов, углубляющих переработку  нефти, Россия отстает от среднемирового и европейского уровня в два раза, от уровня США — более чем в  три раза, а в развитии важнейшего из этих процессов, каталитического крекинга и гидрокрекинга в 4-7 раз. Вследствие этого в России ограничена возможность выработки моторных топлив, в то время как выработка топочного мазута составляет около 30 % от объема перерабатываемой нефти, в то время как в США — 5 % [2].

Решение проблемы углубления переработки нефти  в России до 85—90 % к 2020 г. будет предопределяться наличием сырья для загрузки мощностей  углубляющих процессов и освоения новых технологий для вовлечения в глубокую переработку нефтяных остатков, т.е. процессов каталитического  крекинга, висбрекинга, коксования, гидрогенизационных процессов.

Процесс висбрекинга — это процесс, косвенно углубляющий переработку нефти. Доля висбрекинга от первичной переработки составляет 9,7 %, т. е. больше, чем доля других углубляющих процессов.

Всего на отечественных НПЗ эксплуатируется 13 установок висбрекинга. Из них: Лукойл — 2, ТНК — ВР — 2, Роснефть — 1, Башнефтехим -3, Газпромнефть — 1, МНТК-1, Славнефть -1, ТАИФ-НК -1, ОАО Салаватнефтеоргсинтез — 1. В перспективенамечается строительство установок висбрекинга — в Кириши, Перми [3,4].

Наибольшее  количество построенных установок  по углубляющим процессам за период 2003—2010 г. приходится на висбрекинг, хотя процесс висбрекинга дает самую низкую глубину переработки нефти.

В отсутствие на НПЗ установок висбрекинга при приготовлении товарного мазута для обеспечения его вязкостных характеристик значительная часть газойля используется в качестве разбавителя.

При включении  в схему переработки нефти  процесса висбрекинга экономятся газойлевые фракции, так как висбрекинг гудрона позволяет получить тяжелый компонент товарного мазута (гудрон) более низкой вязкости и, как следствие, дополнительные объемы вакуумного газойля.

Таким образом, пуск установок висбрекинга косвенно способствует увеличению глубины переработки нефти на НПЗ, значительно сокращая выпуск мазута и увеличивая производство вакуумного газойля.

Основной  экономический аспект применения процесса висбрекинга — высвобождение вакуумного газойля и средних дистиллятов, ранее вовлекаемых в производство товарного мазута как разбавителей для достижения необходимых параметров вязкости [1].

В результате висбрекинга гудрона снижается его вязкость, что уменьшает расход разбавителя для приготовления котельного топлива на 20—25 % масс. и, тем самым, увеличиваются ресурсы дистиллятного сырья для каталитических процессов. При этом уменьшается общее количество котельного топлива. Процесс висбрекинга — это один из недорогих и малозатратных процессов переработки нефтяных остатков, который как процесс претерпел в последние годы значительные изменения и получил новые потенциальные возможности.

Процессом висбрекинга занимаются многие зарубежные фирмы: Shell, Lummus,Kellog,UOP, Foster Wheeller.

 

Разработками  технологии процесса висбрекинга раннее в СССР и в настоящее время в России занимаются такие ведущие научно-исследовательские институты, как ГУП Нефтехимпереработка РБ, ГрозНИИ, ВНИИ НП и ВНИПИНефть [3].

В последние  годы процесс висбрекинга претерпел значительные изменения, исследователями предложены различные его технологические модификации.

Новую технологию процесса представляет каталитический висбрекинг в присутствии водяного пара. Технология разработана фирмой PDVSA-INTERVEP-UOP [5]. Этот процесс, называемый Акваконверсия, отличается от традиционного, повышенным выходом дистиллятных фракций при сохранении низких капитальных затрат, присущих висбрекингу.

Остаточное  сырье нагревают в печи до температуры  термического крекинга. В отличие  от традиционного термокрекинга, при котором реакции полимеризации снижают выход дистиллятов и увеличивают выход асфальтенов, в этом процессе реакции полимеризации и конденсации подавляются. Это достигается в результате мягкого гидрирования, образующихся в процессе радикалов. Гидрирование происходит в результате переноса водорода из небольшого количества воды (пара), добавляемой к сырью, в присутствии активного катализатора (добавки), состав которого является ноу-хау фирмы PDVSA-INTERVEP-UOP. При этом достигается значительно большая глубина превращения без осаждения асфальтенов. В схеме предусмотрено отделение активного катализатора в блоке рекуперации с последующим его возвратом в сырьевую линию.

Следующая интересная модификация процесса висбрекинга - это процесс японских компаний «Тойо инжиниринг» и «Мицуи Косян Кемиклз» - висбрекинг с выносной реакционной камерой с высокой степенью конверсии. Аналогичный вариант был предложен ранее в 1980-е годы грозненской школой.

От обычного висбрекинга процесс отличается более высокой степенью конверсии сырья, большой стабильностью остатка и меньшим содержанием непредельных в дистиллятах. Предназначен для переработки тяжелого сырья с высоким содержанием серы и металлов. Для повышения степени превращения сырья используется камера особой конструкции.

Совместное  предприятие Французского института  нефти и французских фирм Эльф и Тоталь разработало модификации процесса висбрекинга: висбрекинг без водорода; гидровисбрекинг; каталитический гидровисбрекинг.

Компанией Эксон разработан донорно-сольвентный висбрекинг — HDDV, компанией Лурги разработан донорно-сольвентный висбрекинг DSV.

Анализ  становления и развития процесса висбрекинга в отечественной нефтепереработке показывает, что совершенствование этого процесса на отечественных НПЗ проходило несколько отлично от зарубежных. На отечественных нефтеперерабатывающих заводах внедрение процесса висбрекинга наиболее широко осуществлялось за счет реконструкции простаивающих установок термокрекинга, атмосферной перегонки, замедленного коксования.

Таким образом, процесс висбрекинга в настоящее время набирает вторую волну технологической востребованности. Если раньше висбрекинг использовался только для снижения вязкости гудронов, то теперь для углубления переработки нефти. Ведущими мировыми фирмами и отечественными институтами разработаны за последние годы оригинальные решения по процессу висбрекинга.

 

 

 

 

 

Заключение

В данной работе был рассмотрен процесс висбрекинга, теоретические основы и технологическое оформление процесса. А так же его роль в углублении переработки нефти и развитии нефтеперерабатывающей промышленности России.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1. Галлеев Р. Г. Хавкин В. А., Данилов А. М. О задачах российской нефтепереработки // Мир нефтепродуктов — 2009. — № 2. — С. 3—7.
2. Современные технологии производства компонентов моторных топлив / Козин В. Г., Солодова Н. Л, Башкирцева Н. Ю., Абдуллин А. И. Казань. 2009. 328 с.
3. Капустин В. М. Роль отечественных компаний в модернизации российских нефтеперерабатывающих заводов // Мир нефтепродуктов — 2007. — № 7. — С. 18—20.
4. Капустин В. М. Глубокая переработка углеводородного сырья в условиях финансового кризиса // Мир нефтепродуктов — 2009. — № 3. — С. 8—10.
5. Давлетшин А. Р. Исследование закономерностей термолиза нефтяных остатков в процессе висбрекинга с реакционной камерой с восходящим потоком. Дисс. канд. техн. наук. Уфа., 2008. 118 с.
6. Технология переработки природных энергоносителей. Мановян А.К. -М.: Химия,  2004 г. – 456 с.
7. Физико-химическая технология глубокой переработки нефти и газа. Ахметов С.А- Уфа., 1997- 304с.