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