Установка гидроочистки дизельного топлива axens

Гидропрорыв

Строительство комплекса гидрооблагораживания моторных топлив на Омском НПЗ.

В основе омских установок лежат базовые проекты французской Axens (гидроочистка бензинов) и англо-американской UOP (гидроочистка дизельного топлива)

Проект строительства комплекса гидрооблагораживания реализуется в рекордно короткие сроки

На Омском НПЗ завершается строительство комплекса гидрооблагораживания моторных топлив.

Строительство комплекса установок гидроочистки бензина каталитического крекинга и дизельного топлива на ОНПЗ ведется в рамках реализации так называемой «программы качества», направленной на выполнение требований российского Технического регламента*, ставящего серьезные ограничения по содержанию серы в товарных бензинах и дизельном топливе. Реализуется проект общей стоимостью 16 млрд рублей в рекордно сжатые сроки. Строительные работы начались весной 2010 года — в начале марта на площадке был заложен первый символический камень, а к 2012 году технологические установки уже должны быть готовы к началу производства продукции. Мощность комплекса определялась исходя из потребности предприятия в гидроочистке прямогонного дизельного топлива, легкого газойля установок каталитического крекинга и КТ‑1, легкого газойля и бензина установки коксования, а также гидроочистки бензина установок каталитического крекинга и КТ‑1. В соответствии с базовыми проектами компаний Axens (Франция) и UOP (США и Великобритания) производительность установок — 1,2 млн тонн в год бензинов и 3 млн тонн дизельного топлива стандартов «Евро‑4» и «Евро‑5».

АКТУАЛЬНАЯ ГИДРООЧИСТКА

Гидроочистка — это процесс каталитического удаления серы из нефтяных фракций под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. В мировой нефтепереработке — это наиболее распространенный процесс, так как позволяет решать важнейшую задачу снижения содержания сернистых соединений в товарных нефтепродуктах. Сегодня, когда снижение качества нефти, поступающей на нефтеперерабатывающие заводы, на фоне ужесточения экологических требований к топливам стало едва ли не основной тенденцией нефтепереработки, применение процесса гидроочистки приобретает все большее значение.

В производстве бензинов среди компонентов смешения основным источником серы является бензин каталитического крекинга — до 70% от общего содержания серы в товарном продукте. Принимая решение об использовании обессеривания бензиновых фракций каталитического крекинга на Омском НПЗ вместе с основной целью — приведением показателя содержания серы в товарном бензине до значения 10 ppm, ставилась и еще одна важная задача — максимально сохранить октановые характеристики сырья. А поскольку октановые характеристики таких бензинов зависят в том числе и от наличия олефиновых углеводородов, важно было обеспечить минимальное снижение уровня их содержания.

Исходя из этого была выбрана технология Prime G+ французской фирмы Axens. В технологическую схему процесса включены три основные секции: селективного гидрирования, разделения бензинов на легкую и тяжелую фракции, а также селективного гидрообессеривания. До настоящего момента в России подобные установки в эксплуатацию не вводились, а вот на Мозырском НПЗ в Белоруссии, одним из основных акционеров которого является «Славнефть», аналогичный процесс успешно применяется. Что касается гидроочистки дизельного топлива, то на Омском заводе «Газпром нефти» этот процесс используется и сейчас, однако имеющихся мощностей недостаточно для производства всего необходимого объема экологически чистого дизеля.

Технологическая схема процесса гидроочистки дизельных топлив для ОНПЗ разработана на основании базового проекта компании UOP по технологии Union Fining. В ее основе процесс, проходящий в стационарном слое высокоэффективных катализаторов, разработанных альянсом компаний UOP и Albemarle Catalysts. Плотная загрузка таких катализаторов гидроочистки необходима для получения дизельного топлива с содержанием серы до 10 ррм. Применение процесса гидроочистки при высоком давлении позволит перерабатывать сырье с тем же составом (прямогонное дизтопливо и легкий газойль), что и на действующих установках гидроочистки, и выпускать дизельное топливо стандарта «Евро‑5» без использования присадок для увеличения цетанового числа. Конфигурация установки обеспечивает ведение гидроочистки по двум независимым параллельным потокам сырья, что позволяет проводить ремонтные работы без остановки всей мощности.

КОМПЛЕКСНЫЕ ПЛЮСЫ

Две разные установки гидроочистки — бензина и дизельного топлива — объединены в комплекс, разумеется, не случайно. Объединены их тепловые потоки (пароснабжения), обеспечена эффективная утилизация вторичной тепловой энергии процессов обеих установок — а значит, энергопотребление значительно снижается.

В качестве технологического топлива используется очищенный углеводородный газ собственной выработки, и его избыток с действующих установок гидроочистки направляется в топливную сеть низкого давления установок нового комплекса, что позволяет исключить сброс углеводородного газа в факельную сеть предприятия. Кроме того, эффект от расположения объектов нового комплекса рядом с действующими установками гидроочистки Л‑24/6, Л‑24/7 и Л‑24/9 усиливается возможностью совместного использования общих для этих процессов межцеховых коммуникаций. Построенный же локальный блок оборотного водоснабжения (БОВ) будет обеспечивать оборотной водой все установки гидроочистки, что позволит существенно снизить нагрузку на существующую БОВ‑4 и станет очередным этапом реализации программы модернизации оборотного водоснабжения предприятия. А ввод в эксплуатацию нового резервуарного парка и сырьевой насосной обеспечит более надежную схему подачи сырья как на новую установку, так и на действующие гидроочистки дизельного топлива.

Установка короткоцикловой адсорбции водорода (КЦА) будет обеспечивать новый комплекс гидроочистки водородом высокого качества и позволит более рационально использовать «отдувочный» водород с других установок, вести процесс гидрооблагораживания в более мягких температурных условиях и продлить срок эксплуатации катализаторной системы. Компактная установка КЦА предназначена прежде всего для строящейся установки гидроочистки бензинов каталитического крекинга (БКК), в работе которой в соответствии с лицензионным договором с компанией Axens должен использоваться водород со степенью чистоты 99,99%. Установка короткоцикловой адсорбции обеспечит требуемые параметры качества водорода и, кроме того, удовлетворит потребности в чистом водороде установки «Изомалк‑2» и, частично, установки гидроочистки дизельных топлив.

ИННОВАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Особое внимание при разработке проектов установок комплекса было уделено вопросам производственной и экологической безопасности. Установки оснащены современной автоматизированной системой управления технологическими процессами (АСУ ТП), отвечающей всем международным и российским требованиям безопасности и обеспечивающей в том числе защиту от несанкционированного вмешательства в ход технологического процесса. А с помощью имеющейся в составе системы противоаварийной защиты (ПАЗ) осуществляется контроль за опасными отклонениями параметров, определяющими взрыво- и пожароопасность производства.

Одно из новшеств — внедрение планшетных компьютеров во взрывозащитном исполнении, позволяющих оперативно-технологическому персоналу дистанционно контролировать работу оборудования в режиме реального времени — находясь на аппаратном дворе установки, что заметно повышает уровень безопасности и положительно сказывается на оперативности принятия решений.

В цепь энергоснабжения АСУ ТП включен источник бесперебойного питания, который обеспечивает работу оборудования ПАЗ в течение получаса после аварийного прекращения подачи электроэнергии извне. Этого времени вполне достаточно, чтобы безаварийно остановить производство или принять необходимые меры для восстановления электроснабжения.

БАЛАНС НАДЕЖНОСТИ

Ввод в эксплуатацию новых установок «Газпромнефть‑ОНПЗ» расширит производственные возможности предприятия, придаст им определенную гибкость. Перераспределение баланса между установками позволит без ущерба для производственной программы останавливать на ремонт давно эксплуатирующиеся мощности по гидроочистке (например, установки гидроочистки дизельного топлива Л‑24/6 и Л‑24/7 были пущены в 60‑е годы). При этом гарантии, полученные от лицензиаров — компаний Axens и UOP, — позволяют планировать длительный межремонтный пробег новых мощностей. Например, Axens гарантирует эксплуатацию установки гидроочистки бензина каталитического крекинга в течение четырех лет без перезагрузки катализатора (конечно, при соблюдении оговоренных в договоре условий эксплуатации). Такой же надежностью отличается и установка гидроочистки дизельных топлив: UOP в своем проекте применяет катализатор серии STARS известного в мире производителя — фирмы Albemarle Catalysts.

Технологии, использующиеся «Газпром нефтью» при модернизации НПЗ, полностью соответствуют стратегической цели компании — довести характеристики своих нефтеперарабатывающих заводов до уровня лучших мировых образцов. И пуск одного из крупнейших в России комплексов гидрооблагораживания, поэтапный ввод в эксплуатацию которого запланирован на начало 2012 года, — большой шаг в этом направлении.

* Технический регламент «О требованиях к авто- мобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту»

Материал подготовлен при содействии Проектного офиса по комплексу гидроочисток и отдела технического сопровождения ПСД Управления проектной деятельности «Газпромнефть-ОНПЗ»

источник

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА Руденко А.В.

Волгоградский государственный технический университет

ISSN (печатный вариант): 2073-0071

Ключевые слова

гидроочистка, дизельное топливо, ЕВРО-5, катализатор ИК-ГО-1

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Ваш браузер не поддерживает фреймы

Аннотация к статье

В данной научной статье рассматривается способ повышения эффективности процесса гидроочистки дизельного топлива, а именно увеличение глубины гидрообессеривания дизельных фракций до остаточного содержания серы не более 10 ppm (что соответствует стандарту ЕВРО-5), путем замены каталитической системы фирмы Axens, используемой на производстве-аналоге, на отечественную систему ИК-ГО-1. В статье рассмотрены характеристики дизельного топлива, отвечающие стандарту ЕВРО-5, выявлены преимущества топлива, соответствующего последнему мировому стандарту, как для двигателей внутреннего сгорания, так и для окружающей среды. По итогам исследования было выявлено, что замена каталитической системы позволяет добиться необходимых результатов.

Текст научной статьи

Во многих странах мира нефтеперерабатывающая промышленность стоит перед решением проблем, связанных с введением более строгих спецификаций на моторные топлива и с изменением спроса на них. Особенно быстро в разных странах меняются спецификации на бензин и дизельное топливо (далее ДТ), вынуждая нефтепереработчиков инвестировать средства в строительство новых или в реконструкцию действующих установок. Увеличивающееся изо дня в день количество дизельных автомобилей (ведь все ведущие европейские производители в настоящее время имеют модели с дизельным двигателем), а вместе с тем и все более и более ужесточающиеся требования к ДТ обуславливают актуальность проблемы его очистки. По большей части ужесточения требований касаются содержания серы в топливе. Согласно последним стандартам (Евро-5) допускается ультранизкое содержание серы — 10 ppm. Под серой здесь понимается содержание сернистых соединений — меркаптанов (R-SH), сульфидов (R-S-R), дисульфидов (R-S-S-R), тиофенов, тиофанов и др. Снижение содержания серы до таких показателей в ДТ может быть достигнуто путем гидроочистки. Процесс гидроочистки дизельных фракций основывается на реакциях гидрогенизации, в результате которых соединения серы, кислорода и азота превращаются в присутствии водорода и катализатора в углеводороды с выделением сероводорода, воды и аммиака; олефины преобразуются в более стабильные углеводороды парафинового или нафтенового рядов в зависимости от их природы в исходном сырье [1]. В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 20 января 2012 г. № 2 с первого января 2016 года на территории Российской Федерации произойдет полный переход на экологический стандарт для топлив, предназначенных для двигателей внутреннего сгорания, регулирующий содержание вредных веществ в выхлопных газах Евро-5. Таблица 1 Характеристики ДТ стандарта Евро-5 [2] Характеристика Норма Цетановое число, не менее 51 Цетановый индекс, не менее 46 Плотность при 15 °С, кг/м³ 820-845 Полициклические ароматические углеводороды, % (по массе), не более 11 Содержание серы, мг/кг, не более, для топлива 10 Температура вспышки в закрытом тигле, °С, выше 55 Зольность, % (по массе), не более 0,01 Содержание воды, мг/кг, не более 200 Общее загрязнение, мг/кг, не более 24 Смазывающая способность: скорректированный диаметр пятна износа при 60 °С, мкм, не более 460 Кинематическая вязкость при 40 °С, мм²/с 2-4,5 Температура помутнения, °С, не выше -16 Предельная температура фильтруемости, °С, не выше -5 Рассмотрим преимущества применения ДТ стандарта ЕВРО-5 для двигателя. В двигателе, работающем на ЕВРО-5, уменьшаются шум и вибрация, предотвращаются коррозионные процессы, облегчается запуск, снижается удельный расход топлива. Благодаря высокому цетановому числу топливо стандарта ЕВРО-5 оптимизирует процесс сгорания топливной смеси в двигателе автомобиля. Кроме того, топливо стандарта ЕВРО-5 предотвращает преждевременный износ деталей двигателя и позволяет увеличить срок службы системы нейтрализации отработанных газов, цилиндро-поршневой группы и газовой аппаратуры. Рассмотрим преимущества применения ДТ стандарта ЕВРО-5 для окружающей среды. Топливо стандарта ЕВРО-5 отличается низким содержанием полициклических ароматических углеводородов и серы. Благодаря этому уменьшается дымность отработанных газов, снижается выброс продуктов сгорания в атмосферу, в частности, твердых частиц, оксидов азота, окиси углерода, несгоревших углеводородов. На установке типа П-24-1400/1 производительностью 1400000 тонн/год с каталитической системой фирмы «Axens» (катализатор защитного слоя АСТ 069 и АСТ 077, катализаторы гидроочистки HR 538 и HR 626) в данный момент производится ДТ, соответствующее стандарту ЕВРО-4. Высокая загрузка, высокая объемная скорость подачи сырья и, следовательно, заданная производительность установки, а также используемый катализатор не позволяют получать топливо, качество которого отвечает последним мировым стандартам ЕВРО-5. Решением данной проблемы без потери в производительности может послужить установка дополнительного реактора с целью увеличения объема катализатора и, следовательно, увеличения времени контакта газо-сырьевой смеси с катализатором. Данным технологическим решением можно увеличить степень гидроочистки дизельного топлива до остаточного содержания серы 10 ppm. Однако осуществление данного способа имеет технические сложности и требует больших материальных затрат. Наиболее простым способом модернизации установки с целью получения дизельного топлива соответствующего современным стандартам ЕВРО-5 является замена используемой каталитической системы фирмы Axens на систему ИК-ГО-1. Катализатор для процесса гидрообессеривания дизельных фракций ИК-ГО-1 имеет следующий состав: мас.%: оксид молибдена МоО3 16,0-29,0, оксид кобальта СоО и/или оксид никеля NiO 3-8, фосфор 0,1-0,5, оксид урана 1-15, носитель — остальное, атомные соотношения Mo/Co(Ni) и Р/Мо в пределах 1,8-2,6 и 0,08-0,15 соответственно [3]. В ходе промышленной эксплуатации ИК-ГО-1 полностью подтвердил заявленные показатели. Выявлено, что использование данного катализатора гарантирует получение дизельных топлив с остаточным содержанием серы 10 ppm, что соответствует стандартам Евро-5. При этом условия получения таких топлив достижимы на любом российском НПЗ. Данный катализатор является более дешевым, чем используемый в данный момент на промышленном аналоге.

источник

Проектирование установки гидроочистки дизельного топлива Текст научной статьи по специальности « Промышленные биотехнологии»

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Иванова Л. С., Илалдинов И. З.

В данной работе предлагается возможность усовершенствования установки « гидроочистки дизельного топлива» от стандарта Евро-4 до Евро-5, благодаря замене катализатора. Спроектирована технологическая схема с использованием программы CADWorxP & ID, разработаны 3 D модели металлоконструкций, оборудования, обвязка трубопроводами, используя программы

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Иванова Л. С., Илалдинов И. З.

CADWorxEquipment, MathCad, CADWorxPlant.In this article proposes to update the installation «diesel hydrotreater» to standart Euro-5, replacing the catalyst. The technological scheme was developed with using CADWorxP program. Also 3D-models have been developed for metalconstructions, equipments, piping with using programs CADWorxEquipment, MathCad, CADWorxPlant.

Текст научной работы на тему «Проектирование установки гидроочистки дизельного топлива»

Л. С. Иванова, И. З. Илалдинов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТАНОВКИ ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Ключевые слова: гидроочистка, дизельное топливо Евро-5.

В данной работе предлагается возможность усовершенствования установки «гидроочистки дизельного топлива» от стандарта Евро-4 до Евро-5, благодаря замене катализатора. Спроектирована технологическая схема с использованием программы CADWorxP&ID, разработаны 3D модели металлоконструкций, оборудования, обвязка трубопроводами, используя программы CADWorxEquipment, MathCad, CADWorxPlant.

Keywords: hydrotreating, diesel Euro 5.

In this article proposes to update the installation «diesel hydrotreater» to standart Euro-5, replacing the catalyst. The technological scheme was developed with using CADWorxP program. Also 3D-models have been developed for metal-constructions, equipments, piping with using programs CADWorxEquipment, MathCad, CADWorxPlant.

Количество автомобилей, использующих дизельное топливо, с каждым годом растет, что оказывает влияние на состояние воздуха. С целью снижения нагрузки на окружающую среду, например, в Европе постоянно вводятся в действие все более жесткие требования к моторному топливу. В России с 2008 года был принят Технический регламент, в целом повторяющий европейские нормы. К началу 2009 года Россия должна была полностью перейти на топливо классом не ниже Евро-3. Выпуск в оборот бензина и дизельного топлива стандарта Евро-3 — допускается до 31 декабря 2014 года, стандарта Евро-4 — до 31 декабря 2015 года.

В России существуют и действуют 2 стандарта на дизельное топливо: ГОСТ 305-82 и ГОСТ Р 52368-2005. Последний стандарт соответствует требованиям европейского стандарта [1].

К увеличению содержания вредных веществ в выхлопных газах и общего уровня выбросов приводит наличие серы в дизельном топливе, а так же из-за серы увеличивается износ деталей двигателя, сокращается срок службы масла, ускоряется выход из строя деталей, ответственных за выброс вредных веществ. Продукты сгорания при взаимодействии с водой образуют серную и сернистую кислоты, которые в свою очередь провоцируют коррозию металла [1].

Одним из распространенных методов удаления из нефтяных фракций серо-, азото-, кислоро-до-, металлосодержащих соединений является гидроочистка. Особенное значение гидроочистки возросло с увеличением добычи сернистых и высокосернистых нефтей [2].

Рост отечественного рынка дизельных топлив приведет к тому, что конкуренцию выдержит тот, кто будет реализовывать наиболее качественное дизельное топливо, содержащее многофункциональный пакет присадок [1].

В связи с экологическими требованиями российские НПЗ переходят к выпуску дизельных топлив по стандарту ГОСТ Р 52368-2005, который соответствует современному стандарту Евро-5 [3].

Параметрами, которые регламентируют качество топлива по стандарту Евро-5, являются цета-новое число, которое должно быть не ниже 51, содержание серы не более 10 ppm и полициклических

ароматических углеводородов не более 11 масс.% [4,5].

Один из подходов усовершенствования качества дизельного топлива служит замена катализатора более активным, причем основные параметры процесса гидроочистки и большая часть оборудования остаются прежними [6].

В ходе выполнения работы было проведено 3D проектирование установки гидроочистки дизельного топлива c заменой катализатора HR 526 на НR 626 фирмы Axens. Предложенная замена катализатора позволяет осуществлять производство дизельного топлива с содержанием серы 10 ppm. За счет высокой активности и стабильности, кобальт-молибденовый катализатор позволяет максимально увеличить продолжительность цикла и минимизировать потребление Н2.

В таблице 1 представлены характеристики используемого катализатора HR-526 1.2 и предлагаемого HR-626 1.6. Из вышеприведенной таблицы можно заметить, что параметры катализаторов HR-626 1.6 и HR-526. 1.2 допускают возможность эксплуатации идентичного по размерам реактора.

Таблица 1 — Сравнительные параметры катализаторов HR 52б 1.2 и HR б2б 1.б

Пара- метры HR 52б 1.2 HR б2б 1.б

Форма трилистник трилистник

Описание процесса проектирования

На первом этапе работы была подобрана часть площадки всей установки гидроочистки дизельного топлива и составлена РІ&Б -схема в программе АиоСАБ РІ&Б (рис. 1,2) в которой отражаются аннотации всего оборудования, а также

его маркировка [7]. Сырое дизельное топливо с установки атмосферно-вакуумной переработки нефти подается в трубопровод с ВСГ (водородсодержащий газ) через теплообменники Т-401/402 в печь П-401, нагретая смесь поступает в реактор Р-401 заполненный катализатором. После поток смеси ВСГ и ДТ (дизельное топливо) через теплообменники Т-401/402 и воздушный холодильник АС-401 в охлажденном виде поступает в сепаратор У-401, где циркулирующий водородсодержащий газ отделяется от дизельного топлива. Сепаратор У-401 имеет сухую зону, где отбиваются капли дизельного топлива унесенного ВСГ. После сепаратора У-401 ВСГ поступает в абсорбционную колонну ТК-402, для удаления из него сероводорода раствором диэтаноламина. Дизельное топливо из сепаратора У-401 подается в сепаратор низкого давления У-402, за счет снижения давления из дизельного топлива выделяются растворенные в нем газы и вода. Из сепаратора V-402 дизельное топливо через теплообменник Е-403 направляется на 16 тарелку отпарной колонны К-401. На выходе из колонны: сверху через флегмо-вую емкость У-403 несконденсировавшиеся газы попадают в секцию аминной очистки; из отстойной флегмовой емкости У-403 водный слой отводится в секцию получения серы; углеводороды из флегмовой емкости У-403 подаются в виде флегмы для поддержания температуры верха колонны К-401; с куба колонны К-401 смесь выводится в товарный парк.

Рис. 1 — P&ID- схема установки гидроочистки дизельного топлива

После в процессе моделирования в программе AutoCAD Plant 3D было построено трехмерное изображение установки гидроочистки дизельного топлива (рис. 3). При этом нужно отметить, что AutoCAD P&ID и AutoCAD Plant 3D входят в одну поставку. Они работают в одном диалоговом окне, запускаясь из соответствующего раздела диспетчера проектов [7].

Таким образом, в данной работе была предложена замена катализатора для усовершенствования установки «гидроочистки дизельного топлива» от стандарта Евро-4 до Евро-5. Была спроектирована технологическая схема с использованием про© Л. С. Иванова — магистр КНИТУ, ivan.liudmila@yandex.ru;

граммы CADWorxP&ID и разработаны 3Б модели металлоконструкций, оборудования, обвязка трубопроводами, используя программы CADWorxEquip-шеШ, МаШСа^ CADWorxPlant.

Рис. 2 Продолжение Р&ГО- схемы установки гидроочистки дизельного топлива

Рис. 3 ЭБ-модель установки гидроочистки дизельного топлива

1 Халикова Д.А., Меньшикова Т.С. Сравнение ключевых показателей дизельных топлив зарубежного и отечественного производства // Вестник КГТУ.-2012.-№9. -с.226-227.

2 Солодова Н.Л., Терентьева Н.А. Гидроочистка топлив: учебное пособие.-Казань: Изд-во Каз.гос.технол.ун-та, 2008.-104с.

3 Постановление Правительства Российской Федерации от 27 февраля 2008 г., № 118, г. Москва. Технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» // Российская газета.- 2008. 5 марта.- №47(4604). — С.24.

4 ГОСТ Р 52368-2005. Топливо дизельное ЕвРо. Технические условия.

5 Капустин В.М., Гуреев А.А. Технология переработки нефти. Часть 2. Деструктивные процессы. Москва, КолосС, 2007, 334 с.

7 Марков В.Ю., Усманов Т.К., Абдуллин А.И. Проектирование установки гидроочистки дизельного топлива ООО «Лукойл-Волгоград нефтепереработка» // Вестник КГТУ. — 2013. — №1. — с. 195-196.

З. Илалдинов — к.х.н., доцент кафедры ТООНС КНИТУ.

источник