Теоретические основы процессов, применяемых на современных НПЗ

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Современные нефтеперерабатывающие заводы представляют собой комплекс мощных установок первичной переработки нефти, каталитического крекинга, гидроочистки, риформинга, депарафинизации масел и др., оснащенных современным оборудованием. Установки первичной переработки нефти на НПЗ играют большую роль.

На современном НПЗ установки АВТ являются головными во всей технологической цепи переработки нефти и определяют мощность завода в целом. Общее число дистиллятов, выделяемых из нефти на АВТ, колеблется от 7 до 10, и каждый из них направляется на дальнейшие технологические операции.

От качества работы первичной перегонки нефти зависят ассортимент и качество получения компонентов, технологические, экономические показатели последующих процессов переработки нефтяного сырья.

Нефтеперерабатывающие заводы Республики Казахстан работают по топливной схеме, их продукцией являются: сжиженные газы, бензин, авиационный керосин, дизельное топливо, мазут, битум, вакуумный газойль, кокс, сера. В Казахстане функционируют три нефтеперерабатывающих завода общей мощностью 18 млн. тонн нефти в год: ОАО "Атырауский НПЗ" (АНПЗ), ЗАО "Павлодарский нефтехимический завод" (ПНХЗ) и ОАО "Шымкентнефтеоргсинтез" (ШНОС).

Нефтеперерабатывающие заводы расположены в Южной, Западной и Северо-восточной области Республики. Такое расположение объясняется двумя основными факторами. Первый: близость к основным нефтепроводам. Второй: в бывшем СССР нефтеперерабатывающие заводы строились по принципу обеспечения географического региона, независимо от республиканского подчинения, в результате этого Павлодарский завод был построен в расчете на удовлетворение потребностей северных областей Казахстана и западных областей РСФСР, а Шымкентский - юга республики и Ташкентской области Узбекистана. В то же время большинство центральных и северных областей Казахстана обеспечивались продукцией с нефтеперерабатывающих заводов РСФСР. Они были построены вблизи границы Казахстана и с распадом СССР перешли в юрисдикцию России, создав дисбаланс в обеспечении областей Казахстана нефтепродуктами и став конкурентами отечественным НПЗ на рынке нефтепродуктов.

Конечными продуктами нефтепереработки являются нефтяные топлива: бензин марок А-76, А-80, А-85, АИ-91-93, АИ-96, дизельное топливо, котельное топливо (мазут), авиационный и осветительный керосины, печное топливо, сжиженный газ и другие нефтепродукты. Качество бензинов и дизельного топлива, производимых казахстанскими НПЗ, ниже, чем у большинства их российских аналогов и не соответствует мировым стандартам.

1. Создание и развитие отечественной нефтегазопереработки и нефтехимии должно стать генеральным направлением развития отрасли на ближайшую перспективу. Это обусловлено ростом собственных потребностей в исходных углеводородных ресурсах, а также тем, что продукция этих производств является коммерчески выгодной статьей экспорта. Необходимость в увеличении мощностей по глубокой комплексной переработки сырья связана не только с эффективностью функционирования всего комплекса, но и напрямую влияет на стратегию ее добычи. 
   Технология процессов, применяемых на Атырауском нефтеперерабатывающем заводе

 

1. О предприятии

Атырауский нефтеперерабатывающий завод является первенцем нефтепереработки Казахстана. К проектированию завода приступили в 1943 году на основании планового задания Наркомата нефтяной промышленности СССР. Технический проект завода был разработан американской фирмой «Баджер и сыновья». Корректировка осуществлялась проектной организацией государственного треста №1 Наркомата нефтяной промышленности СССР. Привязка к местным условиям осуществлялась местными проектировщиками «Эмбанефтьпроект». Строительство завода шло в нелегких условиях военного времени. В строительстве завода принимали участие более 10 тысяч человек. Завод был пущен в эксплуатацию 8 сентября 1945 года. Первой продукцией завода был автомобильный бензин.

Первоначальная мощность завода составляла 800 тыс. тонн переработки нефти в год и базировалась на нефтях Эмбинского месторождения, привозном Бакинском дистилляте. С самого начала завод развивался по топливному варианту, с выпуском авиационных и автомобильных бензинов, различных моторных и котельных топлив. С развитием Западно-Казахстанского региона, увеличением добычи нефти с 1965 года, завод путем реконструкции стал рассматривать вопрос по замене дорогостоящего привозного дистиллята на дистиллят собственной выработки.

В 60-е годы прошлого столетия был взят курс на увеличение объема переработки нефти путем строительства новых технологических установок. В 1969 году была построена установка первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ-3. Установка предназначена для подготовки и переработки 3 млн. тонн в год сырой мангышлакской нефти в смеси с мартышинской. В 1971 году вступила в строй установка каталитического риформинга ЛГ-35-11/300. После проведенной реконструкции производительность установки составляет 450 тысяч тонн в год по сырью. В 1980 году была построена первая в Казахстане установка замедленного коксования. Ее проектная годовая производительность по сырью составляет 600 тысяч тонн в год. Через девять лет, в 1989 году, вступила в строй установка прокалки нефтяного кокса. Производительность этой установки составляет 140 тысяч тонн в год по сырому коксу. В 2000 году введена в эксплуатацию установка по производству технического азота мощностью 600 куб/час. В 2006 году вступила в строй вторая установка по производству технического азота мощностью 1 200 куб/час. Осуществлено большое техническое перевооружение всех технологических установок по переработке нефти, что позволило увеличить мощность до 5-ти млн. тонн в год.

На протяжении 2003-2006 г.г. на заводе был осуществлен первый этап реконструкции. АНПЗ работал в партнерстве с японскими компаниями Джей Джи Си и Марубени Корпорейшн. В ходе реконструкции были построены и пущены в эксплуатацию установки гидроочистки и изомеризации бензина, гидроочистки и депарафинизации дизельного топлива, очистки и производства водорода, производства серы с блоком кристаллизации и модернизированы действующие. Первый этап реконструкции был направлен на внедрение технологий гидрообессеривания с переработкой выделенной серы в товарную продукцию. При этом были реконструированы очистные сооружения завода, модернизирована эстакада темных нефтепродуктов, построена новая факельная система. Также была построена установка биологической очистки сточных вод, в результате чего кардинально улучшилось качество сточных вод завода, сбрасываемых на поля испарения.

Введены в эксплуатацию новые резервуарные парки для хранения нефти, мазута, дизельного топлива, автобензина, оборудованные газоуравнительной схемой и узлом улавливания легких фракций, образующихся при больших и малых «дыханиях» резервуаров. При оценке экологичности предприятия всегда обращают внимание и на снижение пожаро- и взрывоопасности. С этой целью завод оснащен современными средствами автоматического контроля, оповещения и пожаротушения.

Коренная модернизация производственных мощностей достигла современного уровня и отразилась на уменьшении количества выбросов в окружающую среду, увеличении коэффициента водооборота с уменьшением забора воды извне, снижении потребления энергоресурсов. И, главное, улучшено качество моторных топлив и расширен его ассортимент.

Сейчас на АНПЗ выпускаются автомобильные бензины марок Регуляр-92, Премиум-95, Супер – 98, соответствующие требованиям Евро-2. На данный момент объем выработки высокооктановых бензинов возрос до 36,9 % против 7% до реконструкции от общего объема производимого бензина. Дизельные топлива выпускаются также в соответствии с требованиями Евро-2, 3, 4 и рассчитаны на применение в современных легковых и грузовых автомобилях с дизельными двигателями. Увеличилось производство экологически чистого дизельного топлива до 64,5% от общей доли дизельного топлива в 2012 г., по сравнению с 2007 – 0,7% от общего объема производимого дизельного топлива.

Реконструкция 2003-2006 г.г. решила основные задачи по улучшению качества выпускаемых нефтепродуктов и уменьшению вредного воздействия на окружающую среду.

Результатом реконструкции вакуумного блока установки ЭЛОУ-АВТ-3, стало увеличение производства вакуумного газойля.

В 2008 году было пущено в эксплуатацию новое здание Испытательного центра «Центральная заводская лаборатория», оснащенное современным оборудованием для проведения испытаний по качеству топлив уровня Евро.

Предусмотренные проектом «Строительство комплекса по производству ароматических углеводородов» 4 стационарные и 1 мобильная автоматические станции контроля атмосферного воздуха в санитарно-защитной зоне завода, в декабре 2009 года актом Государственной комиссии введены в эксплуатацию. Информация о качестве воздуха со всех станций передается в центральный сервер и в режиме «online» в ДГП «Атырауский центр гидрометеорологии». Было осуществлено обучение работников завода и соответствующих городских служб.

Второй этап реконструкции АНПЗ знаменуется строительством комплекса по производству ароматических углеводородов (КПА), стартовавшим в октябре 2010 года. Сейчас на АНПЗ полным ходом идет строительство нового комплекса, которое должно завершиться в декабре 2013 года. На проектную мощность КПА выйдет в 2014 году.

Третий этап реконструкции АНПЗ – строительство Комплекса глубокой переработки нефти (КГПН). К его практической реализации завод приступил в декабре 2012 года. Окончание строительства КГПН – 2016 год.

С середины 1999 года держателем контрольного пакета акций (86,7%) завода стало ЗАО ННК «Казахойл», впоследствии АО «НК «КазМунайГаз». Владельцем доли - 99,5 % является с 2005 года АО «КазМунайГаз «Переработка и маркетинг». [1]

2. Производство
1. Установка ЭЛОУ-АТ-2. Установка ЭЛОУ-АВТ-3

Установка ЭЛОУ-АТ-2 спроектирована американской фирмой «Баджер и сыновья» и пущена в эксплуатацию в ноябре 1945 года как комбинированная с блоком термического крекинга. В 1970 году в целях улучшения подготовки перерабатываемых нефтей и ловушечного продукта, дополнительно к имеющейся мощности по обессоливанию «Петрико» введен в эксплуатацию блок ЭЛОУ 10/6. Новые мощности по электрообессоливанию, в двух сферических электродегидраторах Э-1, Э-2 объемом 600 м3 каждый, способствовали улучшению качества подготовки нефти, а также увеличению производительности на блоке прямой гонки. В 1986 году из-за большого физического и морального износа блок термического крекирования был выведен из эксплуатации. Секция АТ-2 предназначена для разделения обессоленной и обезвоженной нефти на отдельные фракции, путем ее нагревания, испарения, фракционирования и конденсации паров дистиллятов.

В 2006 году проведена реконструкция установки с целью переработки 1,0 млн. тонн тенгизской нефти и приведения установки в соответствие с общими правилами безопасности (ВУПП-88). В результате реконструкции мощность установки ЭЛОУ-АТ-2 доведена до 2,0 млн. тонн переработки нефти в год. После реконструкции функция контроля и управления технологического режима осуществляется Распределенной Системой Управления Центум – 3000 (Япония).

На установке АТ получают из нефти следующую продукцию:

• прямогонный бензин;

• компонент дизельного топлива;

• мазут;

• углеводородный газ.

 

Установка атмосферной переработки нефти и вакуумной перегонки мазута введена в эксплуатацию в 1969 году. Генеральный проектировщик – институт «Азгипронефтехим», г. Баку. Установка предназначена для подготовки и переработки 3,0 млн. тонн в год сырой мангышлакской нефти в смеси с мартышинской.

Дополнительно на установке проведены следующие виды реконструкции:

В 1994 году введена технология химико-технологической защиты от коррозии, разработанной ИПНХП АН РБ (ранее БашНИИ НП, г. Уфа).

Усовершенствована схема теплообменных потоков.

В 1995 году введена технология производства топлива для реактивных двигателей марки ТС-1, разработанной ИПНХП АН РБ (г. Уфа).

В 1997 году произведена замена основной ректификационной колонны К-2 с усовершенствованной технологией перегонки нефти и оснащенной современной высокоэффективной конструкцией трапециевидно-клапанных ректификационных тарелок. Разработчик технического проекта - «ВНИИнефтемаш» (г. Москва) по исходным данным ИПНХП АН РБ (г. Уфа). Колонна изготовлена на АО «Пензхиммаш».

Модернизирована работа узлов конденсатно-холодильного оборудования.

В 2009 году в целях оптимизации управления технологического режима установки ЭЛОУ-АВТ-3, внедрена система микропроцессорного регулирования посредством программного обеспечения «CENTUM CS-3000» позволяющая оперативно отслеживать все изменения в работе технологического оборудования и производить корректировку.

В рамках реконструкции вакуумного блока установки ЭЛОУ АВТ-3 с целью увеличения объема выработки вакуумного газойля, в 2010 году произведена замена физически и морально – изношенной технологической печи П-1 на новую двухсекционную печь с возможностью эксплуатации на 100 % газовом топливе, что соответствует нормативным требованиям по экологии.

Продолжены работы по замене вакуумной печи П-2, реконструкции блока вакуумной разгонки мазута, в том числе: оснащение блока современной вакуумсоздающей системой с использованием в качестве рабочего агента циркулирующего газойля с температурой выкипания до 360°С с целью исключения сброса с вакуум-блока в производственные стоки загрязненного нефтепродуктами - пароконденсата. [1]

Установка выпускает следующие виды нефтепродуктов:

- автокомпонент;

- уайт-спирит;

- реактивное топливо;