Утилизация и переработка мазута, гудрона, битума

Установка производства битума из мазута УПБ-1

Установка УПБ-1 предназначена для получения окисленных битумов различных марок из гудрона.

В установке УПБ-1, по производству дорожного или строительного битума реализована технология получения продукта из гудрона путём окисления кислородом воздуха в проточном реакторе и аппаратах колонного типа.

Установка может использоваться в составе МИНИ НПЗ с привязкой к другим установкам (первичной переработки нефти) или как самостоятельное производство.

Оборудование (теплообменные аппараты, окислительные емкости, насосы) размещается под и на технологической этажерке, состоящей из 3-х уровней. Технологическая этажерка по правилам и нормам ПБ проектируется как железобетонная конструкция.

Перерабатываемое сырье:

Получаемые продукты

• Битум (дорожный БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, строительный БН 90/10, БН 70/30, кровельный БНК 40/180, БНК 45/190, БНК 90/30)
• Вакуумный газойль (фракция 360-450)
• Черный соляр (фракция нк-360)

Габаритные размеры установки УПБ-1

Установка состоит из 2-х основных блоков: блок рекуперации- окисления и блок нагрева сырья. Разделение блоков обуславливается противопожарными требованиями. Расстояние между блоками должно быть не менее 15м.

Блок рекуперации-окисления, представляющий собой трехэтажную технологическую этажерку на которой расположены теплообменное оборудование, , реактор окисления, окислительные емкости, вакуумный блок, насосное оборудование.

• Ширина — 12 м,
• Длина — 14 м,
• Высота колон с фундаментом — до 14 м.

Блок нагрева сырья состоит из печи АНУ -1.2

Габаритные размеры площадки под печью АНУ-1.2

• Ширина — 4 м,
• Длина — 8 м,
• Высота дымовой трубы — до 16 м.

Техническая характеристика МИНИ НПЗ с комплектацией установкой УПБ-1

Таблица 1: Техническая характеристика УПБ-1

Наименование характеристикиПоказатель

средняя производительность по сырью	2,5–3,5 т/час
потребление пара всего НПЗ на базе УПБ-1	200-300 кг/час
температура насыщенного пара	150-165 оС
максимальная температура нагрева сырья	280оС
общая установленная мощность эл/дв	100-110 кВт*
расход мазута на огневой нагрев	70-90 кг/час
количество оборотной охлаждающей воды	50 м3/час
Расход на переработку 1 тн сырья
35-40 кВт
150-300 кг
25-40 кг
давление в аппаратах	не более 0,07 МПа
время выхода установки на режим	24-48 часов

Материальный баланс установки

Материальный баланс рассчитан на производство дорожного битума из гудрона тяжелых нефтей. В процессе окисления гудрона в окислительных колоннах, от гудрона с газами окисления отделяется так называемый черный соляр, который может использоваться в качестве печного топлива. Количество черного соляра очень сильно зависит от состава сырья.

Таблица 2: Материальный баланс установки УПБ-1 при получении битума дорожных марок высокосмолистого сырья в расчете времени окисления 8 часов

Взято%м3/чм3/сутким3/годПолучено    

Сырьё (гудрон)	100,0	3,0	72,0	24480
Черный соляр	10	0,3	7,2	2448
Битум	85	2,6	61,2	20808
Потери	5	0,2	3,6	1224

Принципиальная схема переработки

Описание принципиальной схемы переработки

Сырьё (гудрон) подаётся насосом в блок рекуперации, где нагревается в теплообменных аппаратах за счёт тепла выходящего из блока окисления битума. После сырье направляется в печь, где нагревается до температуры начала окисления 220-260 С.

Затем сырье, поступает на окисление в предокислитель и затем в окислительные колонны. Готовый битум из окислительных емкостей поступает в товарно-сырьевой парк или в технологические емкости расположенные рядом с установкой.

В процессе окисления вместе с газами окисления из гудрона выделяется черный соляр, который поступает в блок охлаждения и сепарации и далее в продуктовые емкости.

В зависимости от схемы переработки (непрерывная или полу-периодическая) битум охлаждается в процессе откачки через теплообменный аппарат при помощи теплофикационного масла, которое может использоваться для обогрева трубопроводов подаваемое в рубашки вместо пара.. Отсутствие прямого контакта битум-гудрон позволяет избежать всплесков температур на линии гудрона связанных с периодической откачкой битума из буферных емкостей.

Требования к сырью

Производство битума является одним из наиболее сложных процессов с точки зрения технологии. В процессе используется кислород для окисления гудрона и от тонкости регулирования зависит качество получаемого битума.

Для производства наиболее распространенной марки битума – дорожного подходит не каждый гудрон.

Требуется, чтобы в сырье содержалось малое количество парафинов и высокое количество смол, только при этом соотношении возможно достижение необходимых характеристик для сертификации готовой продукции.

Это объясняется тем, что парафины не способны окисляться или как то видоизменяться и их присутствие ухудшает соотношение основных параметров битума.

Источник: https://nouprom-npz.ru/katalog-produktsii/ustanovki-proizvodstva-bituma-iz-gudrona/ustanovka-poluchenija-bituma-iz-mazuta-ubp-1/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Переработка гудронов, где концентрация отрицательно влияющих на катализатор компонентов значительно больше, намного сложнее. Однако привлекает этот вариант тем, что относительная доля его от объ-ма перерабатываемой нефти значительно меньше.  [1]

Припереработке гудрона на трубчатых вакуум-установках с глубоким отбором масел получается остаточный битум первой или второй марки. Дальнейшая продувка этого остатка ведет к получению битума остальных марок.  [2]

Припереработке гудронов многих нефтей на остаточные масла широко применяется деасфальтизация жидким пропаном. В связи с этим существенное значение приобретает изучение зависимости распределения компонентов гудрона в деасфальтизате и асфальте от технологических параметров и схемы процесса.  [3]

Припереработке гудрона товарной смеси западносибирских нефтей получается 65 – 90 % ДАОт.  [6]

Продуктами процессапереработки гудрона являются углеводороды С – С4 ( 8 % мае.  [7]

В газетермоконтактной переработки гудрона туймазинской нефти содержится 55 % непредельных углеводородов, из них 4 7 % этилена, 32 1 % пропилена и 18 2 % бутиленов.  [8]

Термокрекинг – один из первых процессов вторичной переработки нефти, он ведет свое начало с конца 1920 – х годов и предназначался в свое время для получения крекинг-бензина.

В настоящее время он потерял это свое назначение, и масштабы его применения в промышленности значительно сократились.  [9]

Установка рассчитана напереработку гудрона или крекинг-остатка сернистых нефтей.  [10]

Так, припереработке гудрона, имеющего плотность 994 кг / м3 и содержащего 1 95 % серы, было получено 10 5 % ( масс.) газа и бензина ( в сумме) и 16 4 % ( масс.) дизельных фракций; остальная часть гидрогенизата представляла собой тяжелый дистиллят, выкипающий свыше 360 С.  [11]

Сумма светлых придвуступенчатой переработке гудронов из бакинских и ромашкинской нефтей составляет 36, 3 вес. В случае ведения процесса термоконтактного разложения гудронов с рециркуляцией остатка выше 500 С выход светлых продуктов может быть значительно повышен.  [12]

Одним из эффективных процессовпереработки гудрона является его термополиконденсация, обеспечивающая производство нефтяного пека и выход дистиллятов 52 – 53 % на сырье.  [13]

Ллый вакуумный остаток процессадеструктивно-вакуумной переработки гудрона может быть рекомендован в качестве перспективного связующего при брикетировании части угольной шихты.  [14]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id251666p1.html

Переработка мазута. Способы и конечные продукты переработки :

В процессе переработки нефти образуется осадок – мазут. Он является тяжелым веществом, ухудшающим качество ископаемого. Именно поэтому мазут из него удаляют. Между тем он сохраняет горючие свойства, а его стоимость намного меньше, чем у бензина, керосина и дизельного топлива.

Получение мазута

Основной способ получения мазута – переработка нефти или ее продуктов. Полученная густая темно-коричневая жидкость представляет собой смесь тяжелых веществ. Реже применяется способ обогащения каменного угля и других полезных ископаемых, обладающих горючими свойствами.

На сегодняшний день все большую популярность обретает переработка шин в мазут, точнее, в маслянистую жидкость, схожую с ним по всем показателям.

Преимущества

Мазут является относительно безопасным горючим веществом. Если утечка природного газа создает серьезную угрозу взрыва, то пожар, возникший в результате розлива нефти или продуктов ее переработки, ликвидируется намного легче.

Кроме того, мазут имеет следующие преимущества:

• невысокая стоимость;
• способен вырабатывать большое количество электроэнергии;
• может использоваться в сочетании с биотопливом.

Недостатки

Главным недостатком мазута является урон, наносимый окружающей среде. При его сгорании образуются такие же отходы, как при использовании угля. Далеко не каждая страна может себе позволить приобрести современные системы, уменьшающие степень токсичности выбросов.

Помимо этого, в перспективе ожидается увеличение цены на мазут, т. к. она напрямую зависит от стоимости сырой нефти.

Виды мазута

На сегодняшний день известны и широко применяются технологии получения следующих видов мазута:

• М-40, М-100;
• флотский Ф-5 и Ф-12;
• прямогонный;
• топочный;
• котельный;
• технологический;
• мазут-Т;
• негостированный.

Как правило, они применяются в котельных, различных установках и для транспортных средств.

Самым широко используемым видом мазута является топочный. Он образуется уже после первичной обработки нефти. Остальные виды вырабатываются в гораздо меньших количествах. Это обусловлено переходом на другое, более экологичное топливо.

Переработка

Масляная жидкость, полученная после первичной или вторичной перегонки нефти, используется в чистом виде как топочное масло или отправляется на установку для дальнейшего разделения его на составляющие (фракции).

Переработка мазута осуществляется вакуумным методом. Его суть состоит в следующем: в установке сырье нагревается до 430 °С. Под воздействием высоких температур начинается испарение тяжелых углеводородов. Установка по переработке мазута представляет собой ректификационную колонну. Это своеобразный сосуд, предназначенный для разделения жидкостей на отдельные фракции.

По завершению процесса крекинга в верхней части колонны образуется соляровый дистиллят, ниже – составляющие, которые служат основой для производства различных товарных масел.

Для переработки мазута в топливо данные масляные фракции подвергаются дальнейшей очистке. На завершающем этапе они повторно разделяются на составляющие. Затем фракции дополнительно очищаются и в каждую часть добавляются различные примеси.

В результате этого получаются масла, готовые к реализации конечному потребителю.

В самой нижней части ректификационной колонны скапливается остаток нефтепродукта.

Возможно 2 варианта дальнейших действий – запускается вторичная переработка мазута либо он используется для изготовления гудрона, который, в свою очередь, нужен для производства битума и остаточных масел. Эти вещества также необходимы.

К примеру, битум является материалом, который широко применяется в бытовом и дорожном строительстве. Также на его основе производятся изоляционные материалы.

Таким образом, переработка мазута является практически безотходным процессом. Ведь всем его составляющим находится применение.

Продукты переработки, их применение

Основными продуктами переработки мазута являются:

1. Котельное топливо. Самый массовый вид горючего, производимый для котельных, различных судовых установок и технологических печей. Образуется в результате первичной перегонки мазута. Критериями оценки качества служат: вязкость, содержание серы, коксуемость, температура застывания и сгорания, плотность, наличие воды и различных примесей.
2. Моторное топливо. Является горючим для двигателей внутреннего сгорания. Отличается хорошими экологическими свойствами, небольшой химической активностью и отсутствием примесей. Последние влияют на уровень вредных отложений в двигателе.
3. Дистиллятные и остаточные масла. Смазочные материалы, используемые, в основном, для уменьшения трения деталей различных механизмов и производства гидравлических жидкостей.
4. Битум. Востребованный в бытовом и дорожном строительстве материал, обладающий множеством преимуществ. Отличительная особенность битума – сопротивляемость к возгоранию. Кроме того, он имеет высокую степень устойчивости к воздействию агрессивных веществ, воды и высоких температур. Характеристики битума могут совершенствоваться за счет добавления различных химических соединений.

В современном мире значение нефти очень велико. Продукты переработки уникального полезного ископаемого используются в крупнейших отраслях промышленности.

Мазут – масляная жидкость, полученная в процессе перегонки нефти, сохранившая ее горючие свойства и отличающаяся низкой стоимостью.

Вещество применяется в качестве топлива для котельных или подвергается дальнейшей переработке для производства различных масел и битума.

Источник: https://BusinessMan.ru/pererabotka-mazuta-sposobyi-i-konechnyie-produktyi-pererabotki.html

Блок глубокой переработки мазута до дизельных фракций и дорожных битумов на малых НПЗ

Блок полной монтажной готовности рекомендуется для дополнительного монтажа на действующих мини-АТ с целью повышения рентабельности малых НПЗ до 40-60%.

блок глубокой переработки мазута

до дизельных фракций и дорожных битумов на малых нпз

А.К. КУРОЧКИН А.А. КУРОЧКИН

к.т.н.

ООО «НПЦ «Термакат»

г. Уфа

НАЗНАЧЕНИЕ БЛОКА

Основное назначение – доукомплектование действующих установок первичной перегонки нефти с целью углубления переработки нефти и улучшения технико-экономических показателей НПЗ.

Установка глубокой переработки мазута мощностью от 40 до 80 тыс.т./год (далее – УГПМ-40/80) служит для выработки дополнительного количества светлых продуктов из остатка атмосферной перегонки нефти и отличается гибкостью по типу сырья и производительности.

В качестве светлого продукта вырабатывается дизельная фракция, соответствующая по квалификации зимнему дизельному топливу, либо печному бытовому топливу (светлому), либо темным моторным топливам.

Квалификация и светлых, и остаточных продуктов устанавливается Заказчиком в процессе эксплуатации изменением режимных параметров.

Установка привязывается как к горячему, так и холодному потоку мазута, направляемому с установки АТ или из товарного парка НПЗ. Строительство и привязка установки УГПМ не требует остановки действующего производства.

В качестве опций предлагаются: блок каталитического облагораживания бензи-но-дизельной фракции, что позволяет выпускать бензин и дизельное топливо квалификации Евро-3,-4.

Оборудование производит и комплектует «Гримма-Миасс Нефтемаш», г.Миасс, в виде монтажных транспортных узлов, обвязанных и опрессованных в заводских условиях. Возможно изготовление оборудования на заводе по выбору Заказчика.

СЫРЬЕ

В качестве основного сырья используется атмосферный остаток прямой перегонки нефти (первичный мазут), который должен удовлетворять стандарту 1Р 395 «Общий осадок в остаточных то-пливах». ►

Наименование показателя Метод испытаний Значение показателя

Плотность при 15°С, кг/м3, до ASTM D4052 990-1000

Кинематическая вязкость при 80°С, сСт, не более ASTM D 445-2004 160,0

Содержание воды, % масс., до ASTM D95 0,5

Содержание общей серы, % масс., до ASTM D4294 4,0

Содержание мехпримесей, % масс., не более DIN 51 419,DIN 51 592 0,1

Коксуемость по Конрадсону, % масс., до ASTM D189 15

Температура застывания, °С ASTM D 97 Не норм.

Температура вспышки (в открытом тигле), °С ASTM D 92 Не норм.

1) – Первичные (прямогонные) мазуты Табл. 1 Требования к качеству сырья11

Выход продуктов, % масс.

Светлые продукты Остаточные продукты2

Сырье Газ топливный по СТП Бензиновая фракция Печное бытовое топливо по ТУ 38.101 656-87 Мазут топочный М-100 по ГОСТ 10585-99 Битум дорожный по ГОСТ 22245-90

Мазут прямогонный парафинистый (25 °С) 3-4 То же 15-305) – До 70

2) Элементная сера не производится

3) Для установки типа УГПМ (Т)

4) Могут не соответствовать требованиям по содержанию серы

5) Не соответствует требованиям по содержанию серы

Табл. 2 Материальный баланс установки УГПМ 40/80 для различных видов сырья

26 ПЕРЕРАБОТКА

5/Н (05) ОКТЯБРЬ 2009 г. ЭКСПОЗИЦИЯ НЕФТЬ ГАЗ

ПРОДУКЦИЯ

Товарный баланс УГПМ-40/80 определяется химическим составом и физико-химическими свойствами сырьевого мазута, а также установленным технологическим режимом переработки.

Товарный баланс существенно зависит также от ассортимента вырабатываемой продукции. Выработка остаточного продукта более глубокой степени превращения как правило приводит к увеличению выхода светлого дистиллятного продукта и технологического газа.

Ниже приведены материальные балансы переработки некоторых видов мазута (100% масс.). Балансовые выходы продуктов даны в альтернативных вариантах выработки остаточных продуктов: вторичного котельного топлива, мазута топочного М-100 и дорожного битума.

Кроме указанных выше продуктов, на установках типа УГПМ могут производиться:

1. светлая бензиновая фракция:

• нафта по СТП с выходом до 15% масс.;

2. взамен светлого печного бытового топлива:

• судовое маловязкое топливо по ТУ 38.101657-87,

• моторные топлива ДС и ДМ для среднеоборотных и малооборотных дизелей по ГОСТ 1667-68,

• углеводородная фракция термодеструктивных процессов (К-4) по ТУ 38.1011303-90;

3. взамен дорожного битума:

• мазут топочный по ГОСТ 10585-99,

• битумные вяжущие по ГОСТ Р 52056-2003,

• битумные эмульсии по ГОСТ Р 52128-2003,

• битум кровельный по ГОСТ 9548-74,

• битум строительный по ГОСТ 6617-70,

• пеки волокнообразующие, связующие, электродные и пр. Ассортимент товарной продукции должен быть согласован с разработчиком на стадии привязки проекта на основании свойств исходного мазута. Для проблемных видов сырья могут быть проведены пилотные процессинговые эксперименты на получение планируемой продукции.

ГАРАНТИИ КАЧЕСТВА

Продукты, вырабатываемые на УГПМ-40/80, являются либо товарными продуктами, либо сырьем для дальнейших нефтезаводских процессов облагораживания бензиновых и дизельных топлив до уровня качества Евро-4 и Евро-5. Гарантии, выдаваемые ООО «НПЦ «Термакат»

на качество основных товарных продуктов, приведены ниже.

КРАТКАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ТИП И МОЩНОСТЬ

В классификации типов технологических процессов установка УГПМ-40/80 относится к термолизным по процессу «Висбрекинг-ТЕРМАКАТ®», интегрированная с процессами производства элементной серы и битума. Типовой ряд установок УГПМ включает четыре интервала номинальной мощности, т./г.: 20/30, 40/80, 100/ 250 и 500/1500.

Малотоннажная установка УГПМ-40/80 позволяет перерабатывать от 40 до 80 тысяч тонн прямогонного мазута в год.

• Требуемая площадь

под технологический блок – 25х24 м.

• Длительность непрерывного пробега

– не менее 8400 часов в год.

• Работа на пониженной производительности

– 40% от расчетной производительности.

• Работа на повышенной производительности

– 30% от расчетной производительности. СОСТАВ УСТАНОВКИ

УГПМ-40/80 включает следующие основные и опционные секции:

• Секция термолиза в составе печного и реакторного узлов.

• Секция ректификации.

• Секция рекуперации тепла.

• Секция очистки технологического газа от сероводорода6.

• Секция стабилизации и осернения битума7.

• Узел производства битумных композитов и эмульсий (опция).

• Узел осушки топливного газа (опция).

• Узел отбора теплофикационного тепла (опция).

6) при переработке мазута с содержанием серы менее 0,1% масс. может не применяться

7) при включении битума в ассортимент товарной продукции

ИНТЕГРАЦИЯ С СУЩЕСТВУЮЩИМИ УСТАНОВКАМИ

Установка привязывается к горячему/холодному потоку мазута, направляемому с установки АТ или из товарного парка НПЗ. ►

Показатель качества Гарантируемое значение Метод испытания Назначение продукта

Дизельное топливо (печное бытовое топливо)

10 % перегоняется при температуре, °С, не ниже 180 ГОСТ 2177-82

90% перегоняется при температуре, °С, не выше 360

Кинематическая вязкость при 20 °С, мм2/с, не более 3,5 (8,0) ГОСТ 33-82

Температура застывания, °С, не выше -15 ГОСТ 20287-74 Товарный продукт

Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже 62 (45) ГОСТ 6356-75

Испытание на медной пластинке Выдерживает ГОСТ 632-92

Массовая доля серы, %, не более 0,5 (1,1) ГОСТ 19121-73

Содержание воды следы ГОСТ 2477

Битум дорожный марки БН 60/90

Пенетрация, 0,1 мм, не менее: при 25°С при 0°С 60-90 10 ГОСТ 11501-78

Температура размягчения по КиШ, °С, не ниже 45(51) ГОСТ 11506-73

Температура хрупкости по Фраасу, °С, не выше -6 (-12) ГОСТ 11507-78

Температура вспышки, °С, не ниже 240 ГОСТ 4333-87 Товарный продукт

Дуктильность при 25 °С, см, не менее, >100 ГОСТ 11505-75

Изменение температуры размягчения после прогрева, °С, не более 6 ГОСТ 11506 ГОСТ 11954

7. Сцепление, по образцу №: с песком/с гранитом 1/1 ГОСТ 18180-72

после прогрева, с песком/с гранитом 1/1

Табл. 3 Гарантируемое качество продукции УГПМ-40/80

Продукты переработки откачиваются с установки УГПМ-40/80 в товарный парк. Трубопроводы материальных потоков оснащены системой запорно-отсечных клапанов и электрозадвижек на границе проектирования. Регулирование сырьевого потока осуществляется в пределах границ проектирования.

Имеется возможность отбора до 1 Гкал/ч низкопотенциального тепла (105-115°С) для сторонних потребителей.

На установке УГПМ прямогонный мазут перерабатывается в дизельные фракции и битум.

Дизельная фракция после стабилизации выводится в парк, газ очищается от сероводорода и сжигается в технологической печи, а его избыток после осушки (опция) сбрасывается в заводскую топливную сеть. Полученная при очистке газа элементная сера направляется на битумный блок.

Остаток термолиза (битумное сырье) подвергается окислительной стабилизации, осерне-нию, компаундируется с реологическими и адгезионными присадками для получения битумов и битумных композитов требуемого качества.

Мощность:

40-80 тысяч тонн/год Основное сырье: прямогонный мазут

Продукция:

печное бытовое топливо по ТУ 38.101 656-87 битум дорожный по ГОСТ

22245-90 Управление: АСУТП

Расходные нормы:

электроэнергия 200 КВт^ч; природный газ (пусковой) до 150 нм3/ч; вода пресная до 1 м3/ч

Сопутствующая продукция:

топливный газ до 100 нм3/ч Дизайн:

двухуровневая этажерка 25х24 м

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОНТАЖА УГПМ

Наличие глубины переработки нефти – это, в первую очередь, увеличение производства светлых нефтепродуктов -бензиновых и дизельных фракций.

Если ограничиваться минимальными инвестициями в технологию увеличения глубины переработки, то полученные светлые фракции из любого качества нефти можно всегда квалифицировать как бензиновые фракции – для нефтехимического синтеза, а дизельные топлива – для печного, судового маловязкого и моторного топлива. Их цена в 2-2,5 раза выше мазута, из которого они произведены. Остаточный продукт – дорожный битум, всегда дороже исходного мазута.

На основании предварительных технологических издержек и нормативов платежей принимаем:

• стоимость глубокой переработки 1т мазута – 600 руб.

• дополнительная прибыль с 1 тонны переработанного мазута с отбором светлых до 85% на нефть – 2000 руб. Переработка 50 тыс. т мазута в год позволит получить дополнительную прибыль 50000 • 2000 = 100 млн.руб.

Оценка предполагаемых затрат:

• на транспортировку – 5 млн.руб.

• на строительные работы – 5 млн.руб.

• на монтажные работы – 10 млн.руб.

• стоимость

комплектного блока – 10 млн.руб. ИТОГО – 130 млн.руб.

Срок возврата инвестиций: 130 : (100 : 12) = 16 месяцев!

СРОКИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ЕГО ПОСТАВКИ

На условиях франко – завод-изготовитель – до 12-14 месяцев после оформления контракта и получения авансового

платежа. Типичная продолжительность строительно-монтажных работ и пуско-наладки на подготовленной промплощад-ке – до 3-4 месяцев.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Курочкин А.К. Малый НПЗ глубокой переработки нефти в стадии пусконаладочных работ // Oil&Gas Eurasia. 2009, №4, с. 9-10.

2. Курочкин А.К., Курочкин А.А. Малый НПЗ. Современные рациональные решения. // Территория Нефтегаз. 2009, №5, с. 48-52.

Рис. 1 Блочно-поточная схема

Фото 1. Блок УГПМ на Кондинском НПЗ

Источник: https://cyberleninka.ru/article/n/blok-glubokoy-pererabotki-mazuta-do-dizelnyh-fraktsiy-i-dorozhnyh-bitumov-na-malyh-npz

Наука и технологии // Добыча и переработка

Дефицит ископаемого углеводородного сырья приводит к необходимости углубления переработки нефтяных остатков (и переработки битуминозных пород).

Это означает, что мазут прямой перегонки и гудрон пойдут в основном на производство моторного топлива, и производство котельного топлива на их основе резко сократится.

С другой стороны, быстрый рост добычи природного газа и его использование в энергетических установках, а также развитие атомной энергетики в какой-то мере компенсируют необходимость сжигания котельного топлива.

Поэтому перспективы производства котельного топлива состоят в следующем:

• выработка котельного топлива в целом будет снижаться (за счет природного газа, АЭС и других альтернативных источников производства энергии); • в общем балансе котельного топлива доля продуктов первичной перегонки (мазута, гудрона) резко упадет, так как они пойдут на производство моторных топлив глубокой переработкой остатков; • в состав вырабатываемых в уменьшенных количествах котельного топлива преимущественно войдут остатки и газойли вторичных процессов каталитического крекинга, гидрокрекинга, висбрекинга, термокрекинг и коксования;

• выработка печных топлив (МП) на основе отходов масляного производства и остатков каталитического крекинга сохранится на прежнем уровне.

Производство масел

Технология производства масел состоит из трех основных этапов: получение масляных фракций, выработка из них базовых масел-компонентов и смешение (компаундирование) базовых масляных компонентов с вводом присадок.

Начнем с первого из этих этапов – вакуумной перегонки мазута и получения масляных дистиллятов.

Как известно, пригодность нефти для получения из нее масел определяется при индексации нефти и установлении шифра нефти. Шифр нефти указывает:

1. к какому классу относится нефть (по содержанию в ней серы); 2. к какому типу относится нефть (по содержанию в ней светлых фракций, кипящих до 350 °С); 3.

к какой подгруппе относится нефть (по индексу вязкости масляных фракций): 1 -я подгруппа – индекс вязкости более 95, 2-я подгруппа – индекс вязкости от 95 до 90, 3-я подгруппа – индекс вязкости от 90 до 85, 4-я подгруппа – индекс вязкости менее 85;

5. к какому виду относится нефть (по содержанию в ней парафина).

Третий и четвертый классификационные признаки шифра нефти определяют пригодность (или непригодность) нефти для выработки из нее масел. К нефтям, приигодным для получения масел, относят обычно нефти двух первых групп и двух первых подгрупп.

В этом случае в вакуумной колонне АВТ получают масляные дистилляты и остаток – гудрон, пригодные для получения дистиллятных и остаточного масел, масляных дистиллятов обычно получают два:

• масляный дистиллят маловязкий (МДм), фракция 350-420 °С;
• масляный дистиллят высоковязкий (МДв), фракция 420-500 °С; в остат¬ке – гудрон, кипящий выше 500 °С.

В последнее время стали получать широкую фракцию (ШФ) масла, которую после серии очисток фракционируют на 2-3 узкие фракции.

Схема получения масел из мазута

МДм – масляный дистиллят маловязкий; МДв – масляный дистиллят высоковязкий; ШФ -широкая фракция; МВМ – маловязкое масло; СВМ – средневязкое масло; ВВМ – высоковязкое масло; ДА – деасфальтизат

Второй этап производства масел – это выработка очищенных базовых масел-компонентов. Технология их выработки включает в себя ряд процессов, назна¬чение которых следующие:

• удаление из гудрона твердых асфальтенов пропаном; • удаление групп углеводородов и соединений, присутствие которых в масле нежелательно (асфальтосмолистых соединений, полициклических ароматических углеводородов с низким индексом вязкости и твердых парафиновых углеводородов);

• гидродоочистка или контактная доочистка масла.

Последовательность очисток широкой фракции показана на рисунке пунктиром и в конце ее (перед компаундированием) стоит установка фракционирова¬ния масел на маловязкое, средневязкое и высоковязкое (МВМ, СВМ и ВВМ).

Очищенные от всех нежелательных примесей МДм и МДв (или МВМ, СВМ и ВВМ) называют базовыми дистиллятными маслами, а очищенный деасфальти¬зат (ДА) – базовым остаточным маслом.

Пути углубления переработки нефти

Генеральная и долгосрочная задача в области нефтепереработки – дальнейшее углубление переработки нефти и существенное увеличение выработки мо¬торных топлив. При этом под углубленной переработкой понимают получение максимально возможного количества топлив и масел, получаемых из 1 т нефти.

Комбинированные технологических процессов является как раз тем путем, ко¬торый позволяет, решая вопросы энергосбережения, углубить переработку нефти. Поэтому прежде чем перейти к рассмотрению вопросов комбинирования, рассмотрим проблему углубления переработки нефти.

Во многих странах, в том числе в России, глубину переработки нефти выражают формулой:

Г = (Н – (М + П + СГ)) / Н

Такой подход позволяет оценивать величину Г независимо от вида перера¬батываемой нефти и набора технологических процессов.
В США максимально достигнутое значение Г составляет 86 %. В России на начало 1990-х годов оно составляло около 65 % и в настоящее время постепенно возрастает.

О значении глубины переработки нефти можно судить по следующим циф¬рам. Увеличение ее всего на 1 % требует определенных затрат (Згп), в то время как затраты на увеличение добычи нефти на 1 % в 14-20 раз выше.

Это сравнение, конечно, упрощенное, так как затраты на увеличение глубины переработки нефти по мере роста значения Гпн повышаются нелинейно (с нарастанием), а затраты на рост добычи нефти увеличиваются по мере того, как эта добыча усложняется за счет геологических (увеличение глу¬бины бурения) и географических (перемещение на Север, в труднодоступные районы) условий.

Если экономическая целесообразность углубления переработки нефти в принципе не вызывает сомнений, то количественная оценка экономического эффекта разными специалистами производится по-разному (хотя расхождение конечных результатов при этом не носит принципиального характера).

В качестве примера можно привести предложенную в одной из работ формулу:

Э = ДЗН + ДЗМ – Д3 – ДЗГ – ДЗЭ

где Э – экономический эффект углубления переработки нефти; ДЗН и ДЗМ – затраты на добычу и транспорт высвобождающихся нефти мазута; Д3 – дополнительные затраты на углубление пере¬работки нефти; ДЗЭ – дополнительные затраты на транспорт газа, используемого вместо мазута; ДЗГ- дополнительные затраты на перевод электростанцией с мазута на газ.

Расчеты, выполненные по этой формуле применительно к объему переработки нефти 40,5 млн т/год, показали, что по сравнению с базовым вариантом (перегонка нефти до мазута с отбором светлых 50 %) увеличение глубины перера¬ботки нефти до 62 % (за счет переработки мазута в моторные топлива) дает значение Э = 416 млн руб.

/год (в ценах 1985 г.). Эта величина возрастает до (1315 млн руб./год при увеличении глубины переработки нефти до 74 % (также в ценах 1985 г.). Таким образом, экономический эффект углубления переработки нефти на каждый процент составляет около 40 млн руб./год (в указанных выше ценах для принятого объема переработки нефти).

Пути углубления переработки нефти включают в первую очередь глубокую первичную переработку нефти на АВТ и затем – комплекс вторичных термока¬талитических процессов с максимальным выходом топливных дистиллятов.

Направление углубления переработки нефти

I- ВСГ; II- кокс; III- газообразные и жидкие нефтепродукты

Сырьем процессов вторичной переработки могут служить непосредственно мазут или же продукты вакуумной его перегонки – вакуумный газойль и гудрон, но при этом нужно помнить, что главное в ГПН – ресурсы водорода и соблюдение его баланса, так как в мазутах и гудронах соотношение Н : С = 10 – 12, а в светлых топливах оно составляет 15 – 17.

Все вторичные процессы могут быть разделены на четыре группы (см. рисунок выше).

Первая группа – это деструктивные каталитические процессы, в которых недостаток водорода при разрыве связей в молекулах возмещается вводом его извне, за счет чего дистилляты III получаются всегда насыщенными, с высокими энергетическими свойствами (большое соотношение Н:С).

Вторая группа – процессы, в которых недостаток водорода лишь частично восполняется вводом его извне (в чистом виде или в составе соединений – доноров водорода), а образующийся избыток углерода частично выводится из про¬цесса в виде кокса (откладывается на внутренних поверхностях аппаратов).

Третья группа – это процессы без ввода в них водорода и с перераспределением “своего” водорода в процессе протекания каталитических реакций.

Избыток углерода в количестве до 8 % от исходного сырья выводится из процесса в виде кокса на катализаторе. Типичный процесс этой группы – каталитический крекинг, играющий ведущую роль в углублении переработки нефти.

Четвертая группа – это термодеструктивные процессы с максимальным удалением из процесса углерода в виде кокса и внутриреакционным перераспреде¬лением водорода. К этой группе процессов относятся термокрекинг и коксование, выход кокса в котором составляет от 15 до 35 % на сырье.

Несмотря на отвод избытка углерода во второй, третьей и четвертой группах процессов, продукты этих процессов (III) содержат определенное количество непредельных углеводородов (олефинов) и в большинстве случаев эти дистилляты требуют последующего облагораживания (насыщения) водородом.

Следует заметить, что во всех группах процессов в составе углеводородного газа определенную долю составляет сухой газ (С1 – С2) , обычно сжигаемый как технологическое топливо.

Поскольку количество сухого газа является вычитае¬мым в формуле для определения глубины переработки нефти, то выход сухого газа уменьшает глубину переработки нефти, как и количество выводимого из процесса кокса.

Углубление переработки нефти, с одной стороны, позволяет решить проблему увеличения ресурсов моторных топлив, а с другой – обусловливает резкое сокращение выработки котельного топлива, так как мазут является основным компонентом этих топлив. Возмещение сокращающейся доли мазута идет несколькими путями.

Непосредственно мазут может направляться на гидровисбрекинг, а если установка комбинированная, то продукт висбрекинга далее проходит гидроочистку и подвергается крекингу.

При глубокой вакуумной перегонке (ГВП) мазута получают обычно три продукта: лВГ, УВГ и гудрон.

Легкий вакуумный газойль (лВГ) после гидроочистки используется как компонент дизельного топлива, а УВГ и гудрон перерабатываются в моторные топлива по различным направлениям.

Если нефть масляная, то вместо УВГ получают широкую масляную фракцию (ШМФ) 350-500 °С, и тогда вместо моторных топлив из ШМФ и гудрона получают базовые масла, а продукты очистки масел (асфальт и экстракты) использует для получения кокса или битума.

В целом же подавляющее большинство вариантов ГПМ конечным процессом имеют КК как наиболее оптимальный процесс использования внутренних ресурсов водорода. Особенно благоприятно сочетание гидроочистки (ГО) и легкого гидрокрекинга (лГК) с каталитическим крекингом (КК), так как это увеличива внутренние ресурсы водорода в сырье КК и позволяет получать хорошее дизельное топливо на стадии лГК.

Начинает развиваться процесс гидровисбрекинга (ГВБ) как способ увеличения ресурсов сырья КК.

Один из перспективных путей глубокой переработки нефти (ГПН) – процесс коксования, так как при этом можно получить прямогонный вакуумный газойль (60 % от мазута), идущий непосредственно на КК; 40 % – гудрон на непрерывное коксование в кипящем слое кокса (из них 25-30 % дистиллята 350-500 °С ГО и КК, 15-20 % кокса, подвергающегося газификации; из синтез-газа по Фишеру – Тропшу можно получить моторное топливо).

Быстро нарастает применение селективных процессов (деасфальтизации селективной очистки гудронов) с последующей переработкой рафинатов на КК.
Широкое применение в схемах ГПН каталитического крекинга не только даёт возможность получать моторное топливо непосредственно, но позволяет на основе ББФ и ППФ газа крекинга получать высокооктановые компоненты бензина.

Но в то же время ГПН связана со значительным ростом энергозатрат. Сейчас на 1 т перерабатываемой нефти на НПЗ в сумме затрачивается 70-80 кг топлива (7-8 %). При углублении переработки нефти до 75-80 % эти затраты составляют 120-130 кг топлива на 1 т нефти, т.е. до 13 % от перерабатываемой нефти.

Наряду с комбинированием существенные экономические преимущества даёт укрупнение мощностей установок, поэтому оно всегда сопровождает комбинирование.

В настоящее время достигнутый “потолок” мощности АВТ составляет 68 млн т/год, установок каталитического крекинга – 2 млн т/год, каталитическог риформинга – 1,2 млн т/год.

Дальнейшее укрупнение производства сейчас приостановилось из-за дефицита нефти и необходимости придания схемам НПЗ большей гибкости. С другой стороны, принцип комбинирования диктует уровень мощностей взаимосвязанных процессов определять исходя из мощности головного процесса.

Обсудить на форуме

Источник: https://neftegaz.ru/science/view/714-Glubokaya-pererabotka-mazuta

Переработка и производство мазута

Содержание

Мазут представляет собой жидкообразный продукт темно-коричневого цвета. Он является остатком выделения нефти и ее производных: бензина, керосина, различных смол, выкипающих при температуре +3600С и выше.

В состав мазута входят нефтяные смолы, имеющие молекулярную массу в 500–3000 г/моль и больше.

Также встречаются углеводороды, имеющие молекулярную массу 400 до 1000г/моль, карбен, карбоид, асфальтен и органические соединения, содержащие металлы V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca.

Показатели мазута

Физико-химические показатели мазута напрямую зависят от нескольких факторов. Огромную роль играют вещества, входящие в исходный состав нефти, а также различные дистиллятные фракции.

В результате чего мазут характеризуется следующими параметрами: уровень плотности при +200С составляет 0,89–1г/см.

Уровень плотности мазута, как и уровень плотности любого другого вещества, меняется в зависимости от давления, температуры воздуха, а на открытом пространстве – еще и направления ветра (даже человеческое тело изменяется согласно этим факторам).

Значимым показателем является и уровень вязкости, поэтому при +1000С составляет 8–80 мм/с, содержание серы 0,5–3,5%, содержание золы – максимум 0,3%, температура застывания от +100С до 40С и низший порог уровня теплоты сгорания составляет от 39,4 до 40,7 МДж/моль.

Применение мазута

Основным предназначением мазута является его использование в котельных установках, в различных паровых котлах и промышленных печах.

Используют его как топливо, горючее, а также в качестве исходного материала для производства флотского мазута, бункерного топлива и тяжелого моторного топлива для крейцкопфных дизельных установок. Из расчета количества исходной нефти выход мазута составляет 50% по массе.

В силу необходимости углубления процедуры переработки нефти, мазут подвергают дальнейшей переработке посредством отгона вакуумом дистилляторов, выкипающих при температуре в диапазоне от +3500С до 5000С.

Остающийся в процессе вакуумной перегонки остаток мазута можно использовать для вторичной переработки, а можно изготовить на основе этого остатка гудрон. Получается своего рода непрерывная конвейерная цепь вторичного использования. Ведь гудрон впоследствии перерабатывают в битум, который представляет собой популярнейший материал для настила кровли и ее ремонта.

В качестве основных потребителей мазута выступают промышленность, жители как высотных, так и частных домов и, разумеется, военно-морской флот.

Свойства мазута

Флотский мазут, получаемый в результате смешивания остаточных нефтепродуктов и, в частности, мазута, гудрона, тяжелых газойлей вторичных процессов, а также прямогонных и вторичных дизельных фракций, в отличие от топочного аналога имеет более низкий уровень вязкости, зольности, температуры застывания и калорийности.

Основным предназначением флотского мазута является использование в качестве топлива для судовых котельных, а также для мало- и среднеоборотных дизельных установок и газотурбинных агрегатов.

В данное время наиболее распространенной маркой мазута является М–100, которая при добавлении дизельного топлива трансформируется в марку М–40. Мазут марки М – 200 характеризуется высоким уровнем вязкости, делающим его затруднительным для применения.

Основным предназначением мазута (и в том числе марки М–100) является применение в качестве котельного топлива. Кроме того, данный вид горючего получил широкое применение в качестве топлива для судовых силовых агрегатов, а также отопительных систем различных сфер назначения.

Для отопительных систем, на данный момент существует 2 вида мазута, различающихся как составом, так и уровнем вязкости, М–100 и М–40, среди которых наибольшим потребительским спросом пользуется мазут марки М–100.

Кроме как топливо, мазут применяется в качестве исходного или добавочного материала при производстве множества видов продукции, и в частности: кокса, битума, моторных и смазочных масел и прочего.

Сырье для производства

Исходным материалом для производства мазута могут служить как нефтепродукты, так и каменный уголь, и горючие сланцы. Однако тут нужно учесть, что данные виды мазута предназначены для применения непосредственно в местах производства и поэтому не изготавливаются в промышленных объемах.

В состав мазута входит большое количество различных компонентов. Среди них присутствуют нефтяные смолы, углеводороды с молекулярной массой 400–1000г/моль, а также карбены и некоторые соединения органического происхождения.

Все существующие на сегодняшний день виды мазута имеют темно-коричневый цвет и жидкую консистенцию.

Виды мазута:

• Прямогонный;
• Крекинговый;
• Флотский;
• Топочный;
• Бытовое печное топливо.

Применяя нефть различного состава, возможно получать мазут с различными физико-химическими свойствами, качество которого напрямую зависит от содержания в его составе серы, а также от уровня плотности и вязкости. Уровень плотности мазута определяется только при температуре воздуха не ниже +200С с обязательным условием, что плотность материала должна составлять 0,89–1 г/см3.

Переработка мазута

В последние годы специалисты отмечают значительное сокращение запасов природных ресурсов планеты, что обусловливает острую необходимость максимально рационального использования не только основных природных ресурсов, но и более тщательной и эффективной переработки их отходов с целью максимального извлечения полезных веществ. Данное положение относится и к нефтяной промышленности, так как значительное сокращение количества залежей природных углеводородных видов сырья диктует тот факт, что переработка мазута и других нефтяных остатков должна быть более углубленной и эффективной. Максимально эффективная переработка мазута должна привести к значительному сокращению производства котельных видов топлива, так как мазут в большей мере будет применяться для производства моторных видов топлива.

Производство масел из мазута

Переработка мазута для производства масел предусматривает три рабочих этапа:

• Производство различных масляных фракций в процессе переработки мазута;
• Изготовление из полученных масляных фракций основных масляных составляющих;
• Смешивание масляных фракций с применением различных присадок методом компаундирования.

Классификация нефти по пригодности в изготовлении масел

Для нефти и мазута существуют несколько категорий, имеющих индивидуальный индекс, в соответствии с которым и можно определить пригодность какого-либо вида сырья для производства масла, а также установить шифр нефти.

Присвоенный к каждой категории нефти шифр позволяет определить ее класс, а также уровень содержания в ней серы и масляных фракций.

Подгруппа нефти определяется в соответствии с уровнем вязкости масляных фракций, в то время как вид нефти определяется в соответствии с уровнем содержания в ее составе парафина.

Переработка мазута для получения масла

Процесс переработки мазута для получения масла начинается с процедуры вакуумной перегонки, результатом которой является получение гудрона и трех видов масляных фракций и, в частности, масляного дистиллята маловязких свойств, аналога высоковязких свойств, и широкой масляной фракции.

Затем гудрон подвергается процедуре деасфальтизации пропаном с целью извлечения остатков масляных фракций и асфальта. Впоследствии все масляные фракции подвергаются процедуре селекционной очистки, в результате чего добываются экстракты, а очищенные фракции подвергаются процедуре депарафинизации.

На заключительном этапе масляные фракции подвергаются процедуре доочистки, повторному делению на фракции и компаундированию с добавлением в состав различных примесей.

Источник: https://hromax.ru/pererabotka_mazuta.html