Уже более 20 лет НПП Нефтехим успешно конкурирует на российском и международном рынке с ведущими иностранными поставщиками катализаторов изомеризации и риформинга. Разработанные еще в начале нулевых годов катализаторы и технологии за минувшие годы были усовершенствованы в собственной лаборатории НПП Нефтехим и ушли далеко вперед от устаревших западных аналогов. Сегодня все иностранные катализаторы изомеризации, риформинга и гидроочистки бензиновых фракций могут быть успешно заменены на российские с повышением эксплуатационной надежности и качества продукции.
В текущих реалиях деятельность НПП Нефтехим по разработке, производству и поставке современных катализаторов приобретает стратегически важное значение для импортной независимости России в области ТЭК. Чтобы подробнее узнать о достижениях российской науки и промышленности в этой области, мы побеседовали с генеральным директором НПП Нефтехим, лауреатом премии Правительства РФ в области науки и техники, к.х.н. Александром Никитовичем Шакуном.
– Александр Никитович, расскажите подробнее – в чем главные преимущества технологий и катализаторов, разработанных под Вашим руководством?
– Если говорить о катализаторах изомеризации бензиновых фракций, катализаторах марки СИ-2, то главными преимуществами, несомненно, являются высокая надежность, устойчивость к отклонениям в составе сырья и содержанию в нем примесей. Катализаторы изомеризации СИ-2 непрерывно эксплуатируются на протяжении 10–15 лет с сохранением всех гарантированных показателей активности и селективности процесса. При этом не требуется проведение регенерации – специальной операции по удалению кокса и загрязняющих веществ с поверхности катализатора. Если регенерация СИ-2 и проводилась на некоторых установках, то это было вызвано в основном необходимостью выгрузки для проведения инспекции реакторов. Во всех остальных случаях катализатор превосходно работает без регенерации в течение всего гарантийного срока, а это 10–15 лет. Это практически невозможно представить для иностранных катализаторов, которые пользовались спросом на российском рынке до введения санкций.
ТАБЛИЦА 1. Сравнение промышленных технологий изомеризации
|
Наименование показателя |
Технологии на хлорированных катализаторах |
Технология Par-Isom |
Технология Изомалк-2 на катализаторе СИ-2 |
|
Температура на входе в реакторы, °С |
120–170 |
130–220 |
120 –160 |
|
Давление, МПа |
3.2–3.8 |
2.8–3.6 |
2.8–3.6 |
|
Объемная скорость, час-1 |
1.0–2.0 |
2.0–3.0 |
2.0–3.0 |
|
Мольное отношение Н2 : сырье |
0.07–0.15 |
1.5–2.5 |
1.5–2.5/ 0.07–0.15* |
|
Срок службы катализатора, лет |
3 – 5 |
8–10 |
10–15 |
|
Необходимость периодической регенерации |
нет |
да |
нет |
|
Необходимость адсорбционной доочистки сырья от примесей воды |
да |
нет |
нет / с меньшей периодичностью регенерации адсорбента* |
|
Необходимость адсорбционной доочистки сырья от примесей серы и азота |
да |
нет |
нет |
|
Устойчивость к проскокам каталитических ядов |
безвозвратная дезактивация |
активность восстанавливается |
активность восстанавливается |
|
Подача хлорирующего реагента |
да |
нет |
нет |
|
Продукты защелачивания |
да |
нет |
нет |
|
Октановое число общего изокомпонента по различным схемам процесса, пункты и.м.: - «за проход» - ДИГ - ДИП+ДП+ДИГ/ДИП+Супер-ДИГ |
81–85 88–89 91–93 |
80–84 86–88 90–92 |
81–85 88–89 91–93 |
|
Выход высокооктанового изокомпонента, % |
86–90 |
96–97 |
97–98 |
|
Выход низкооктанового изокомпонента (ИОЧ ~76), % |
6–12 |
0.5 |
0.5 |
|
Эксплуатационные затраты для схемы «за проход», относительные, включая затраты на реагенты и катализаторы |
1.0 |
0.6 |
0.6/0.5* |
– С учетом этих преимуществ как выглядит спрос на катализаторы изомеризации в 2022 г.?
– Сейчас технология «Изомалк-2» на базе катализатора СИ-2 насчитывает уже 37 референций, из которых 18 – уже реализованные проекты. Остальные находятся сейчас на разной стадии проектирования и строительства. Большинство наших проектов реализуются в России, но есть также и в других странах. Множество проектов в последние годы реализовалось в Китае. Мы смогли выиграть в жесткой конкурентной борьбе с иностранными фирмами: шесть проектов в Китае, один проект в Индии, один в Пакистане, один в Ираке. И к тому же при поддержке наших партнеров мы реализовали два проекта замены хлорированного катализатора на Ближнем Востоке. Мы открыты к сотрудничеству и с другими странами. Однако сейчас большую потребность в нашей продукции испытывает именно российский рынок. Мы делаем все возможное для того, чтобы этот спрос был удовлетворен качественной продукцией нашего, отечественного производства.
– Вы сказали, что реализовали два проекта на Ближнем Востоке по замене хлорированного катализатора. Расскажите подробнее об этом опыте. Требуется ли модернизация оборудования при замене этого типа катализаторов на СИ-2?
– Нет, никакой модернизации существующего оборудования не требуется. Мы усовершенствовали свою технологию и катализатор, адаптировав ее для эксплуатации в тех условиях, в которых применяются хлорированные катализаторы изомеризации. Хлорированные катализаторы изомеризации получили широкое распространение и в России, и по всему миру, поскольку обладают высокой активностью и селективностью. Однако у них масса недостатков:
- чувствительность к примесям каталитических ядов, отравление катализатора вследствие проскока влаги в сырье – нередкая причина вынужденной замены катализатора на установках;
- срок службы хлорированных катализаторов существенно ниже, чем для СИ-2, обычно он не превышает 5 лет;
- необходимость постоянной подачи содержащих хлор реагентов в сырье и вследствие этого повышенная коррозия оборудования, приводящая иногда к внеплановым остановам;
- хлор, подаваемый в сырье, требуется удалять из углеводородного газа, образующегося в процессе. Для этого обычно используется щелочная очистка, соответственно на установке постоянно присутствуют щелочные отходы.
– Есть ли в России опыт замены хлорированного катализатора на катализатор СИ-2?
– Такой опыт есть. В 2021 г. мы полностью заменили хлорированный катализатор на катализатор СИ-2 на установке Penex (UOP, США) на Ачинском НПЗ. Это не потребовало никаких изменений в существующей технологической схеме, кроме отключения подачи хлорирующего реагента и блока защелачивания газов колонны стабилизации. В результате замены удалось увеличить выход высокооктанового изомеризата – дистиллята колонны деизогексанизации, снизить эксплуатационные затраты установки за счет отсутствия подачи реагентов. Таким образом, эффективность работы установки была повышена после замены хлорированного катализатора на СИ-2.
ТАБЛИЦА 2. Показатели работы установки изомеризации Ачинского НПЗ ВНК до и после замены хлорированного катализатора изомеризации на катализатор СИ-2 в 2021 г.
|
Наименование показателя |
I-82 |
СИ-2 |
|
ИОЧ смеси дистиллята ДИГ и кубового продукта ДИГ, пункты |
84–86 |
86–88 |
|
ИОЧ дистиллята ДИГ, пункты |
87–88 |
87–88 |
|
ИОЧ кубового продукта ДИГ, пункты |
69–73 |
68–72 |
|
Выход дистиллята ДИГ на сырье установки, % масс. |
80–84 |
91–96 |
|
Выход кубового продукта ДИГ на сырье установки, % масс. |
14–18 |
2–6 |
|
Объемная скорость подачи сырья, ч-1 |
1.1–1.3 |
2.3–2.5 |
– Что бы вы могли рассказать о достижениях в области риформинга бензиновых фракций? Есть ли в России аналоги иностранных катализаторов и какие катализаторы наиболее востребованы сегодня?
– Процесс каталитического риформинга бензиновых фракций является важным элементом нефтеперерабатывающей промышленности, основной продукт установок которого – высокооктановый компонент с высоким содержанием ароматических углеводородов, широко используемый в производстве бензинов. Также процесс риформинга является главным в производстве ароматических углеводородов для нефтехимической отрасли.
Сегодня существует два типа установок риформинга – со стационарным слоем и с движущимся слоем катализатора. В НПП Нефтехим разработаны собственные катализаторы для обоих типов уставок риформинга – серия REF для работы в стационарном слое и серия RC для работы в движущемся слое. Эти катализаторы могут полностью заместить иностранные аналоги. Возможна как полная, так и частичная замена на действующих установках без модернизации оборудования.
ТАБЛИЦА 3. Сравнение основных показателей работы катализаторов риформинга бензиновых фракций на установках с периодической регенерацией катализатора, производимых НПП Нефтехим
|
Показатели процесса |
Катализаторы НПП Нефтехим |
Катализаторы ведущих мировых производителей |
||
|
REF-Ultra |
REF-130 |
REF-125 |
||
|
ИОЧ риформата |
до 99 |
96–98 |
96–98 |
96–98 |
|
Выход риформата С5+, % масс. |
86–90 |
85–89 |
85–89 |
85–89 |
|
Выход водорода, % масс. |
2,3–2,7 |
2,3–2,7 |
2,3–2,6 |
2,3–2,6 |
|
Срок службы катализатора, не менее, лет |
8–10 |
8–10 |
8–10 |
до 8 |
|
Межрегенерационный период, мес. |
24–30 |
18–24 |
18–24 |
18–24 |
Катализаторы серии REF – это современные полиметаллические катализаторы на основе высокочистого оксида алюминия с добавлением специально разработанного в НПП Нефтехим стабилизирующего и промотирующего комплекса компонентов.
Серия REF обладает более высокой стабильностью по сравнению с существующими иностранными аналогами. Под стабильностью понимается сохранение активности катализатора в течение длительного периода времени в режиме получения октанового числа риформата 98 пунктов с максимальным выходом. Чем выше этот показатель, тем длиннее период эксплуатации без регенерации. Сегодня это главный показатель качества катализаторов стационарного риформинга.
Что касается катализаторов риформинга для установок в движущемся слое – так называемых установок НРК* (* непрерывной регенерации катализатора – прим. ред.), то мы еще в 2015 г. разработали наш первый катализатор такого типа под маркой RC. Первый опыт его промышленной эксплуатации
состоялся в 2018 г. на одном из нефтеперерабатывающих заводов на Ближнем Востоке. Катализатор полностью выполняет все заявленные гарантии по показателям выхода и октанового числа риформата. Сейчас в линейке RC три основные марки катализатора непрерывного риформинга, которые могут успешно использоваться для замены импортных аналогов.
РИС. 1. Результаты промышленного опыта замены импортного катализатора на катализатор RC-12 на установке риформинга с непрерывной регенерацией на Ближнем Востоке
Таким образом, можно заключить, что Россия готова перейти на отечественные марки катализаторов изомеризации и риформинга бензиновых фракций. При этом российские НПЗ только выиграют от этого перехода. Сроки поставки, российская валюта, техническая поддержка на родном языке, повышение эксплуатационной надежности – все это положительно скажется на российской нефтепереработке.
