Меню Рубрики

Установка переработки мазута в печное топливо

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

error !

ГРУППА КОМПАНИЙ «КВАДРА»

+7 (495) 763-52-76

Модульная комплектная установка переработки мазута и иных нефтяных остатков в моторные топлива

Назначение

Оборудование предназначено для переработки нефтяных остатков (различные типы мазута, гудрона, парафинового гача, некондиционных масел и т.п.) и нефти в моторные топлива. Установка поставляется в модульном исполнении, каждый отдельный модуль выполняется в виде пространственной рамы с размером 20-футового морского контейнера. Каждый отдельный модуль-контейнер не требует заглубленного фундамента и может быть установлен на плитное основание или щебенчатую подушку. Монтаж установки состоит в подводе коммуникаций и соединению трубопроводами отдельных модулей-контейнеров и выполняется в кратчайшие сроки. В зависимости от типа перерабатываемого сырья, задачи получения преимущественно того или иного типа моторного топлива (судовое моторное топливо, автомобильный неэтилированный бензин, дизельное автомобильное топливо), производительности оборудования по сырью, а также наличию или отсутствию на площадке той или иной производственной инфраструктуры выбирается конечная конфигурация всего комплекса оборудования. Таким образом, поставляемое модульное оборудование может быть использовано как полная технологическая база для создания относительно небольших НПЗ полного цикла, так и доукомплектации существующих НПЗ, где отсутствуют процессы вторичной переработки нефтепродуктов.

ПРЕИМУЩЕСТВА МОДУЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

  • Оборудование высокой степени готовности сборки, не требуется длительного монтажа. Низкие требования к фундаменту под отдельные модуль-контейнеры за счет большой их площади и распределенной нагрузки. В качестве фундамента достаточно использовать плитное основание или щебенчатую подушку. Удобные транспортные габариты, габариты 20-футового контейнера обеспечивают удобство транспортировки оборудования.
  • Возможность увеличения производительности путем установки нескольких одноименных модулей в параллельную схему.
  • В условиях ограниченного места размещения возможна установка одного модуль-контейнера на другой.
  • Гибкость и адаптивность поставляемого комплекта оборудования. Возможность реализации как полного цикла переработки сырья, так и отдельных недостающих этапов его переработки в случае дооснащения существующего нефтеперерабатывающего завода.
Читайте также:  Установка бокового зеркала с подогревом

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ БЛОК-СХЕМА ПРОЦЕССА

ОПИСАНИЕ СХЕМЫ

В случае наличия холодного остаточного нефтепродукта (далее, описание приводится для мазута, однако это никак не исключает использование другого остаточного нефтепродукта) мазут из сырьевого парка проходит через блок теплообменных аппаратов, где происходит его предварительный разогрев. Далее предварительно подогретый мазут подается в блок сероочистки, где происходит удаление сернистых соединений в форме серосодержащего газа, преимущественным компонентом которого является сероводород. Сернистые газы в блоке очистки сернистых газов разлагаются на серу и водород. Сера в виде расплава выводится из процесса, а водород содержащий газ используется как топливо. Очищенный мазут, содержание серы в котором снижено менее, чем до 0,1% поступает в печной блок, в котором нагревается до температуры 450 о С и поступает в реактор окислительного крекинга. В реакторе окислительного крекинга происходит разложение мазута с выделением светлых углеводородных фракций в форме парогазовой смеси и жидкого крекинг-остатка. Парогазовая смесь предварительно охлаждается в блоке теплообменных аппаратов, где отдает часть тепла подогреваемому мазуту. Жидкий крекинг остаток поступает в блок реактора крекинг-коксования, где в непрерывном режиме происходит образование кокса и дополнительного количества светлых углеводородных фракций в форме парогазовой смеси. Полученная парогазовая смесь углеводородов проходит темлообменный блок и совместно с парогазовой углеводородной смесью, образованной ранее в блоке реактора окислительного крекинга, поступает в блок конденсатора, где разделяется на жидкую фракцию (в рассматриваемом описании – судового моторного топлива (СМТ)) и горючий газ, который используется в качестве технологического топлива в процессе переработки мазута. При необходимости улучшения низкотемпературных свойств получаемого нефтепродукта (СМТ) в состав оборудования может быть добавлен модуль каталитической депарафинизации (процесс изомеризации линейных парафинов), однако в большинстве случаев комплектация производственной линии таким блоком оказывается не целесообразной, а доводка низкотемпературных свойств СМТ более целесообразна по технико-экономическим соображениям с помощью присадок и блока их дозирования/компаундирования.

В зависимости от наличия или отсутствия той или иной производственной инфраструктуры, поставляемое оборудование может быть дополнено контейнерными «сухими» градирнями, газопоршневыми электрогенерирующими установками, парогенераторами (пар необходим для продувки установки, организации паровых завес). Потребность в некоторых модулях, упомянутых в описании, в ряде случаев может отсутствовать, и они могут быть исключены из состава технологической схемы установки. Например, мазут может подаваться в уже разогретом состоянии с блока колонны ректификации, тогда отсутствует потребность в теплообменном блоке для его предварительного подогрева. Может не стоять задачи в получении СМТ с содержанием серы менее 0,1%, или в случае использования малосернистого мазута отсутствует потребность в его блоке сероочистки и соответственно в блоке очистки сернистых газов.

Кроме приведенного примера описания, в качестве сырья может использоваться непосредственно нефть, в этом случае блок конденсатора работает в режиме дробной конденсации с выделением отдельных фракций (бензиновой, дизельной). Для доочистки полученных фракций до требуемых нормативов (например, содержание серы может быть доведено до уровня менее 2ppm) могут быть поставлены блоки тонкой сероочистки. Для повышения октановых чисел получаемого бензина поставляемая модульная установка комплектуется блоком изомеризации бензиновой фракции.

Читайте также:  Установка замков кпп и акпп

ОПИСАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ И ПРИНЯТЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

Модуль блока сероочистки и очистки серосодержащих газов

Для очистки остаточных нефтепродуктов (например, мазута) используется плазмохимическая технология. Конструкция плазмохимического реактор реализует процесс обессеривания остаточных нефтепродуктов путем их взаимодействия с продуктами их плазмолиза. В качестве плазмы выбрана плазма дугового разряда, а способом ее генерации — разработанная ранее технлогоия скользящей электродуги. Преимущество технологии скользящей дуги – отсутствие износа электродов, в силу малого времени контакта электрической дуги с одной и той же точкой поверхности электрода. При этом сохраняются все преимущества дуговых плазматронов, таких, как простота конструкции, надежность, относительно низкие напряжения питания (сотни вольт, против киловольтовых напряжений питания всех других типов плазматронов).

Иллюстрация механизма реализации скользящей дуги

Механизм скольжения дуги объясняется тем, что дуга зажигается в зоне наименьшего расстояния между электродами в момент прохождения пузырька газа, где напряженность поля максимальна. Далее дуга сносится потоком среды (остаточного нефтепродукта), либо поднимается за счет конвекции как на видео в демонстрационном режиме. Как только конечной мощности источника питания становиться недостаточно для ее поддержания, дуга гаснет и зажигается вновь, повторяя цикл заново. Таким образом, осуществляется ее скольжение вдоль расходящихся электродов, что препятствует их чрезмерному нагреву.

Инициирование дугового разряда в точке наименьшего расстояния между электродами осуществляется путем подачи под электродную решетку реактора мазута, в котором диспергированы пузырьки газа. В момент прохождения пузырька газа между электродами возникает электрический пробой промежутка межэлектродного пространства, что приводит к возникновению дугового разряда.

Преимущества плазменной технологии – ее простота, возможность реализации в одном аппарате всего цикла процесса обессеривание. Высокая скорость процесса обеспечивает компактность оборудования при высокой удельной производительности. Процесс протекает при температурах не более 90 о С и околоатмосферном давлении, что обуславливает его безопасность. Расход электроэнергии – 2,9кВт*час/тонну сырья.

Фотографии разряда в остаточном нефтепродукте (мазут марки М100)

ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПЛАЗМЕННОМ КАНАЛЕ РАЗРЯДА

  • Прямое термическое разрушение сераорганических соединений. В плазме дугового разряда температуры достигают порядка 15000К, что достаточно для разрыва любых химических связей. На разрыв связей C-S, С-С затрачивается 230-280 и 335-400 кДж/моль соответственно. В условиях ограниченного времени существования разряда и времени контакта нефтепродукта с горячей зоной электрической микродуги создаются условия преимущественного распада сераорганических соединений, как наименее стойких.
  • Пиролиз органических соединений.Наряду с термолизом сераорганических соединений под действием температуры плазмы происходит пиролиз органических соединений с образованием преимущественно газов: водорода, метана, этилена, ацетилена. Выход газов незначителен, однако они являются источником для образования активных частиц (свободные радикалы и электроны), обуславливающих процессы гидроочистки.
  • Реакции уменьшения молекулярной массы углеводородов и улучшение реологических свойств нефтяных остатков.Молекулярная масса сернистых соединений в тяжелых нефтяных остатках составляет величину порядка 550-580Да, а доля серы в их составе от общей серы, например, для мазута марки М100 составляет около 60-65%. При разложении сернистых соединений и удалении серы образуются углеводороды с меньшей молекулярной массой и меньшей плотности, что улучшает свойства нефтяных остатков, делая их более пригодными для крекинга.

В процессе обессеривания остаточных нефтепродуктов, например, мазута, выделяется большое количество серосодержащего газа, основным компонентом которого является сероводород. Ключевым узлом блока сероочистки сернистых газов являются два попеременно работающих емкостных аппарата, заполненных катализатором на основе сульфида молибдена. Реакция сероводорода с катализатором на основе сульфида молибдена идет уже при нормальной температуре с высокой скоростью и приводит к образованию полисульфидов молибдена и водорода, который окисляется до воды диоксидом серы. Полисульфид молибдена – термически нестойкое соединение, при нагреве до 160-180 о С разлагается до исходного сульфида и серы в расплавленном виде и выводится из процесса. Давление насыщенных паров серы при такой температуре практически отсутствует, т.е. расплав серы не обладает летучестью, и нет риска загрязнения воздуха рабочей зоны в момент его выгрузки. Циклы образования полисульфидов и их разложения осуществляются в реакторах попеременно (режим очистки газа от серы и режим регенерации катализатора с выделением элементарной серы).

Модуль печного устройства и реактора окислительного крекинга

Для нагрева тяжелого нефтепродукта, например мазута, используется печь с кольцевым зазором, которая благодаря подаче небольшого количества воздуха в мазут одновременно является первой ступенью реактора окислительного крекинга. Особенность окислительного крекинга состоит в инициировании радикального механизма распада за счет образования некоторого количества органических пероксидов ROOH и их последующего распада на активные радикалы RO* и OH*, в отличии от чистого термического крекинга, протекающего в более жестких условиях с образованием необходимых для процесса активных радикалов вследствии распада непосредственно самих углеводородов. Практическая значимость окислительного крекинга – отсутствие процессов коксообразования в печи, реакторе крекинга, соединительных трубопроводах./p>

Читайте также:  Установка камеры porsche cayenne

Модуль реактора крекинг-коксования

Кокс образуется непрерывно в шнековом реакторе. Особенность реактора – в нем протекают одновременно два процесса: собственно процесс коксования и процесс окислительного крекинга крекинг-газойля в газовой фазе, что позволяет получать более легкие углеводородные фракции.

МОДУЛЬ ТЕПЛООБМЕННОГО БЛОКА

В модуле теплообменного блока используется наиболее компактные специализированные пластинчатые теплообменники для нефтепродуктов. Основное назначение блока – рекуперация тепловой энергии потока парогазовой смеси и снижения нагрузки на градирни.

Модуль блока конденсатора и градирни

Модуль состоит из одного или нескольких стандартных специализированных под нефтепродукты теплообменных пластинчатых аппаратов и градирни для охлаждения циркулирующего в них теплоносителя.

Модуль блока конденсатора и градирни

Процесс депарафинизации основан на каталитических процессах изомеризации и циклизации линейных парафинов дизельного топлива в расплаве катализатора. В качестве катализатора используется расплав эвтектики хлоридов металла с коллоидными взвесями ряда оксидов металлов, при этом основным компонентом расплава является хлорид натрия. Регенерация катализатора осуществляется непрерывным способом в регенерационной зоне реактора, путем окисления коллоидной взвеси частиц кокса и сульфидов металлов кислородом воздуха. Образование сульфидов обусловлено связыванием серы из сераорганических соединений, что обуславливает дополнительный эффект частичного обессеривания в случае, если используется дизельная фракция, не очищенная от серы. Конструкция реактора характеризуется повышенной надежностью, что обеспечивается отсутствием подвижных частей, насосов для циркуляции расплава между реакционной и регенерационной зонами реактора, гидрозатворами, предотвращающими и исключающими смешения углеводородного потока с окислительными газами регенерации.

Модуль газопоршневой электростанции и парогенератора

Назначение блока – выработка электроэнергии и пара, когда таковые отсутствуют на производственной площадке или дороги. Модуль комплектуется стандартными изделиями различных производителей по согласованию с заказчиком оборудования.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МОДУЛИ. МОДУЛЬ ИЗОМЕРИЗАЦИИ БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ. МОДУЛЬ ТОНКОЙ СЕРООЧИСТКИ.

Процесс изомеризации и сопутствующей ароматизации реализуется в каталитическом реакторе, где в качестве катализатора используется расплав эвтектики хлоридов металла, а основным компонентом расплава является хлорид натрия. В отличие от других гетерофазных каталитических процессов, процесс не требует остановки для регенерации катализатора, поскольку образующийся углерод находится в коллоидной форме в виде взвеси частиц кокса в расплаве и может быть окислен в отдельной камере реактора путем продувки воздухом в непрерывном режиме. Регенерация катализатора и рабочий процесс крекинга осуществляются в отдельных камерах, соединенных через гидрозатворы между собой. Это позволяет осуществлять конвективную рециркуляцию расплава катализатора без использования насосов, что повышает надежность системы в целом и полностью исключает риск аварийной ситуации, связанный со смешением нефтепродуктов крекинга с воздухом и газами регенерации. Также возможен режим автотермического нагрева путем подачи дополнительного тяжелого сырья с целью увеличения выхода коксовой взвеси в расплаве катализатора и увеличения мощности теплового потока, выделяющегося при регенерации катализатора. В этом случае реактор в стационарном режиме работы не требует дополнительного источника тепла и оборудования (трубчатых печей). Первичный разогрев реактора и вывод его на рабочий режим осуществляется горелкой, без подачи сырья в реактор.

Для тонкой очистки нефтепродуктов от серы используется микродуговая плазменная технология с жидким электродом, в качестве которого используется водный раствор гидроксида натрия.

Плазмообразующий электрический разряд инициируется на границе жидкого электрода и нефтепродукта. Под действием высокой температуры плазмы, электронного удара, помимо прочих частиц генерируются дополнительное количество радикалов водорода, позволяющих осуществить процесс некаталитической гидроочистки. Сера выделяется в виде серосодержащего газа, основным компонентом которого является сероводород. Для очистки газа от сероводорода применяется процесс извлечения серы аналогичный описанному ранее.

Фотография плазмообразующего разряда

ПРИМЕР ПЕРЕРАБОТКИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ОКУПАЕМОСТИ

Мазут марки М100 (прямогонный, содержание серы 1,7%) – 100%

СМТ (содержание серы 0,08%) – 81,2% от массы сырья

Газы на сжигание (не являются продуктом) – 7,8

Расход электроэнергии на тонну сырья* – 7,8 кВт*час/тонна сырья

Обслуживающий персонал – 1 оператор в смену

*При установке модуля с газопоршневой электростанции, внешняя электроэнергия не потребляется.

Характеристики получаемого СМТ*:

Фракционный состав по ГОСТ 2177-99

Температура начала кипения

10% перегоняется при температуре

20% перегоняется при температуре

30% перегоняется при температуре

40% перегоняется при температуре

50% перегоняется при температуре

60% перегоняется при температуре

70% перегоняется при температуре

80% перегоняется при температуре

90% перегоняется при температуре

95% перегоняется при температуре

*Характеристики СМТ в части цетанового индекса, смазывающей способности, фракционного состава и некоторых других показателей могут зависеть не только от марки мазута, но и отособенностей его группового углеводородного состава.

Объемная доля углеводородов по ГОСТ Р 52714-2007

источник

Добавить комментарий