Меню Рубрики

Установки для утилизации мазута

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.

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.

ОПИСАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ И ПРИНЯТЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

Модуль блока сероочистки и очистки серосодержащих газов

Читайте также:  Установка приоритета жесткого диска

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>

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.

Читайте также:  Установка камеры на хендай ix35

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

Способы, стоимость и продукты утилизации мазута. Так ли это выгодно?

Мазут и его отходы по общероссийскому классификатору относят к третьему классу опасности со средней степенью воздействия на окружающую среду. Восстановление природной среды, подвергшейся негативному воздействию опасных отходов возможно не ранее чем через 10 лет.

Утилизация мазута возлагается на предприятия и организации, которые используют его в процессе своей деятельности.

Почему мазут нужно утилизировать?

Промышленные предприятия, жилищно-коммунальные службы используют мазут в качестве топлива. Остатки мазута, потерявшего свои физико-химические свойства в результате длительного или ненадлежащего хранения, складируются годами.

Утилизировать мазут нужно по следующим причинам:

  1. Отходы наносят вред окружающей среде, засоряют атмосферу, трудно нейтрализуются, долго разлагаются в естественных условиях.
  2. Складирование и хранение – головная боль для предприятия. Приходится обслуживать резервуары, следить за герметичностью.
  3. Ненадлежащее хранение легко воспламеняющихся веществ взрыво- и пожароопасно.
  4. Используя специальные технологии разогрева и откачки, старый мазут применяют повторно.

Состав отходов мазута

Основу составляют углеводороды молекулярной массой от 400 до 1000, кислород, азот и сера. В состав отходов мазута также входят:

  • смолы;
  • карбены (нейтральные частицы, распространенная – метилен);
  • карбоиды (нерастворимые твердые вещества);
  • асфальтены (высокомолекулярные компоненты нефти);
  • органические соединения металлов – Mg, Ca, Fe, N, Ni, V.

Утилизация мазута

Утилизация и переработка происходят в соответствии с утвержденными санитарными нормами и правилами. Занимаются этим заводы по переработке мазута, имеющие соответствующую лицензию.

Из отработанного топлива получают новое сырье: гудрон, битум, дизтопливо, масла.

Переработка проходит несколькими способами.

Прямое захоронение

Захоронение на изолированном полигоне. Перед этим проводят обезвоживание отработанного мазута с выделением твердого остатка.

Переработка (выпаривание, вакуумная перегонка, пиролиз)

Переработка мазута заключается в разделении на составляющие компоненты и фракции. Для этого подходит вакуумная обработка, суть которой состоит в перегонке при помощи ректификационной колонны.

Процесс переработки сопровождается крекингом – нагревом жидкости до +4300С. При этом испаряются тяжелые углеводородные соединения. По окончании переработки образуется:

  • солярка;
  • масляные фракции, которые идут на очистку и обогащение, чтобы получились технические масла разного состава и назначения;
  • остаток – отправляется на повторную перегонку или служит сырьем для гудрона.

Дизельное топливо получают на специальных установках, где от нагрева до + 300-3500 С разрываются углеводородные связи и образуются полимеры.

Как сопутствующие элементы процесса образуются газ, кокс и бензин, которые используются для отопления производственных помещений и выработки электричества, в промышленности – для обжига металлов и керамики, производства изоляционных материалов.

Пиролиз мазута проходит в два этапа:

  • Пиролиз – равномерный прогрев жидкости в специальных установках при температурах от +500 до +8000С. Происходит распад тяжелых углеводородов, образуются легкие пиролизные масла и твердый остаток – полукокс, газ.
Пиролизное масло 80-85%
Газ 7-10%
Полукокс 7-10%
  • Ректификация пиролизного масла. Его осветление и разделение на фракции с разной температурой кипения. В итоге получают:
Бензин 10-20%
Керосин 60-80%
Мазут 10-30%

Продукты переработки мазута

В результате разделения отработки на легкие фракции (дистилляты) с разными температурами кипения и тяжелый остаток получают промежуточное сырье. Из него, применяя химические реагенты, изготавливают многие виды сырья с широкой сферой применения.

Соляровый дистиллят

Используют в качестве топлива, в процессе дальнейшей переработки – крекинга под воздействием высокой температуры. Из него получают бензин для автомобилей, авиационное топливо, топливо для котельных.

Масляный дистиллят

Идет на производство технических масел. В процессе получают масляные фракции с определенной вязкостью, удовлетворяющие заданным параметрам цвета, температуры вспышки.

Масляный дистиллят является основой для производства смазочных материалов, уменьшающих трение деталей, механизмов, гидравлических жидкостей.

Гудрон

Из отработанного мазутного остатка получают от 10 до 40% черного смолистого вязкого вещества – гудрона. Это универсальное сырье, из которого делают моторные масла, битум, другие компоненты для дорожного и автомобильного строительства.

Материалы на основе гудрона обладают преимуществами. Они не воспламеняются, устойчивы к действию агрессивной среды, выдерживают высокую температуру, повышенную влажность.

Установки для переработки

Оборудование для термического разложения (пиролиза) вырабатывает жидкое топливо из отходов. Оно энергоэффективно, так как работает за счет самостоятельно произведенной энергии. Имеет низкий уровень выбросов и санитарно-защитную зону до 100 метров. Рентабельность пиролизного производства превышает 500%.

Удобны и универсальны современные модульные перерабатывающие установки нефтепродуктов в моторное топливо (судовое, автомобильное – бензин и дизельное).

Каждый модуль поставляется отдельно или в комплекте, не требует специального фундамента и устанавливается на плиту или подушку из щебня.

Габариты блоков не превышают габаритов транспортного контейнера – 20 футов, что очень удобно для транспортировки. При наличии коммуникаций монтаж установки проходит быстро.

Стандартный комплект включает:

  • Блок теплообмена, где проходит разогрев жидкости.
  • Блок сероочистки, где выделяются сернистые газы и разлагаются на серу и водород. Водород используется в качестве топлива в дальнейшем технологическом процессе.
  • Крекинговый реактор, куда поступает очищенный мазут.
  • Блок коксования для образования твердого остатка.
  • Блок конденсации, где паро-газовая смесь преобразуется в жидкую фракцию и горючий газ.

Предприятия, не имеющие лицензии на обезвреживание отходов, если не хотят ее приобретать, заключают договор со специализированной организацией на утилизацию мазута.

Стоимость утилизации

Цена на утилизацию мазута в среднем от 3 до 7 руб. за 1 кг.

Конкретная стоимость комплекса услуг, включая вывоз жидкостей и очистку территорий, обговаривается непосредственно на месте с исполнителем работ, исходя из условий, объемов сырья и комплекта услуг.

Заказчику предоставляется комплект документации, включая паспорт отходов и документы отгрузки.

Переработка мазута – безотходное производство. Всем производным находится своя ниша на рынке вторичного сырья. Утилизация – это прибыльный бизнес, востребованный во многих сферах производства.

источник