На Сейдинском НПЗ в Туркменистане в феврале 2015 г. российско -американский консорциум внедрил проект производства высококачественного битума из остатка атмосферной переработки сырой нефти - мазута.
Участники консорциума:
- Westport Trading Europe Ltd - инвестор проекта ,
- ЗАО «ЦТК-ЕВРО» - разработчик технологии и базового проекта (FEED) совместно с Уфимским институтом нефти и газа .
Комплекс установок компактно расположен на площади 1,5 га и оснащен современным оборудованием.
Высокий уровень автоматизации объекта, контроль и управление технологическими процессами осуществляется с помощью компьютеров со специальным программным обеспечением.
Проектная мощность переработки - 118 тыс т/год прямогонного мазута, производственная мощность - 37,2 тыс т/год нефтяного битума марки БНД 60/90 по ГОСТ 22245-90.
В Туркменистане это первая установка, работа которой основана на процессе висбрекинга нефтяного сырья, позволяющего перерабатывать тяжелые остатки атмосферной дистилляции.
Включение висбрекинга в технологическую схему Сейдинского НПЗ позволило освоить производство высококачественного битума и повысить глубину переработки нефти.
Технологические и технические разработки для этого проекта выполнены ООО «Информ-технология» (Уфа, Башкортостан), дочки ЗАО «ЦТК-ЕВРО», под руководством Г. Валявина и А.Каримова.
Исходные данные на создание установки по производству дорожного битума на Сейдинском НПЗ разработаны по Договору №.01 от 18 мая 2012 г с компанией «Westport Trading Europe Limited» (США).
Учитывая, что качество поступающих на завод нефтей может изменяться, исходные данные были разработаны для получения 2х видов битума: остаточного и окисленного, по технологической схеме: перегонка мазута → висбрекинг гудрона → перегонка остатка висбрекинга → окисление Висбита.
Эта схема является предпочтительной из-за универсальности.
Рисунок 1. Принципиальная схема установки получения окисленного битума по технологии ВИСБИТ на Сейдинском НПЗ
Схема получения остаточного битума и остатка, выкипающего выше 500 ºС
Сырье из емкости Е-1 поступает на прием насоса Н-1, прокачивается через теплообменники Т-1,2,3 и подается в печь П-1.
В теплообменниках Т-2 и Т-3 сырье подогревается за счет тепла отходящего потока тяжелого вакуумного газойля, в теплообменнике Т-1 - за счет тепла отходящего потока легкого вакуумного газойля.
В печи П-1 сырье нагревается до температуры 340-380 °С и по трансферной линии направляется в нижнюю часть вакуумной колонны К-1 на верхнюю ситчатую тарелку.
На входе в печь П-1 подается турбулизатор - вода в количестве 30 кг/ч.
Вакуумная колонна К-1 (Рисунок 2) предназначена для отделения от остатка (гудрона) газойлевых фракций.
Вакуумная колонна К-1 разделена на четыре секции (счет сверху):
1я секция служит для сбора легкого вакуумного газойля;
2я секция - для разделения легкого вакуумного газойля (ЛВГ) и тяжелого вакуумного газойля (ТВГ);
3я секция - для регулирования цвета тяжелого вакуумного газойля;
4я отгонная секция - для увеличения выхода газойлевых фракций.
В вакуумной колонне К-1 смонтированы следующие внутренние устройства:
1.В 1й секции:
- сборная тарелка ЛВГ с переточными трубами для перетока избыточного горячего ЛВГ в нижерасположенный низконапорный желобчатый распределитель над второй секцией;
- 1 секция регулярной насадки, состоящая из 5 рядов;
- распределитель верхнего циркуляционного орошения ЛВГ.
2. Во 2й секции:
- аккумулятор для сбора тяжелого газойля;
-1 секция регулярной насадки, состоящая из 4 рядов.
3. В 3й секции:
- слой насадки из 2 рядов выше ввода сырья для регулирования цвета тяжелого вакуумного газойля;
- распределитель промывной жидкости (ТВГ).
4. В зоне ввода сырья:
- распределитель ввода сырья.
5. В отгонной секции:
- распределитель ввода водяного пара;
-4 ситчатые тарелки.
Рисунок . Вакуумная колонна К-1 для Сейдинского НПЗ
В колонне К-1 за счет разряжения и подачи водяного пара из мазута отпариваются газойлевые фракции, накапливающиеся в 1й (легкого вакуумного газойля) и 2й (тяжелого вакуумного газойля) секциях.
Со сборной тарелки 1й секции ЛВГ поступает на прием насоса Н-2 и далее прокачивается через теплообменник Т-1 и холодильник, где охлаждается до 600С.
Необходимое количество холодного ЛВГ подается через распределитель верхнего циркуляционного орошения наверх регулярной насадки в 1й секции, балансовая часть выводится с установки.
Вакуумный газойль из аккумулятора поступает на прием насоса Н-3. Часть его прокачивается через теплообменники Т-2 и Т-3. После теплообменников поток вакуумного газойля вновь разделяется. Часть потока охлажденного газойля смешивается с горячим вакуумным газойлем и в виде орошения подается под аккумулятор на распределительное устройство в 3й секции. Балансовая часть охлаждается в холодильнике и выводится с установки.
Пары сверху колонны К-1 поступают в вакуум создающую аппаратуру.
Поскольку секция должна обеспечить работу на 2х режимах отбора вакуумного газойля, печь предлагается рассчитать на максимальную температуру (380 0С), при которой обеспечивается отбор газойля с концом кипения 525 °С.
Вакуумная колонна должна обеспечивать работу в 2х режимах - отбор вакуумного газойля с концом кипения 500 °С и 525 °С.
В режиме получения остаточного битума, гудрон снизу К-1 забирается насосом Н-4, охлаждается в погружном холодильнике Т-7 и выводится в кубы готовой продукции. В режиме получения окисленного битума, гудрон снизу К-1 забирается насосом Н-4 и подается в печь висбрекинга П-2.
Схема получения окисленного битума
Со сборной тарелки первой секции ЛВГ поступает на прием насоса Н-2. Часть ЛВГ подается под аккумулятор на распределительное устройство в третьей секции, другая часть прокачивается через теплообменник Т-1 и холодильник, где охлаждается до 600С. Необходимое количество холодного ЛВГ подается через распределитель верхнего циркуляционного орошения наверх регулярной насадки в первой секции, балансовая часть выводится с установки.
Вакуумный газойль из аккумулятора поступает на прием насоса Н-3 и далее прокачивается теплообменники Т-2 и Т-3, холодильник и выводится с установки.
Гудрон (остаток, выкипающий выше 500 °С) снизу вакуумной колонны К-1 забирается насосом Н-4 и подается в печь висбрекинга П-2. Для снижения коксообразования на вход в змеевик печи подается турбулизатор - вода. В печи происходит нагрев сырья (от 300 до 450 °С) и его частичное разложение на газ, бензиновую и дизельную фракции.
Из печи поток направляется в реакционную камеру (сокинг-камеру) К-5. Реакционная камера К-5 служит для увеличения времени пребывания реакционной смеси в зоне реакции. Продукты реакции из сокинг-камеры после смешения с кулингом (квенчем) по штуцеру ввода сырья, с температурой 380 ºС, по распределительному устройству поступают в колонну К-2. Тяжелокипящие продукты реакции стекают на ниже лежащие тарелки и далее в кубовую часть ректификационной колонны. Легкокипящие продукты реакции поднимаются вверх по колонне.
Дистиллят, выводимый с верха К-2, охлаждается и конденсируется в холодильнике Х-4, поступает в сепаратор С-1, где разделяется на газ, конденсат и бензин. Бензин откачивается насосом Н-11, часть его возвращается в К-2 в качестве острого орошения, а балансовое количество выводится с установки.
Из аккумулятора колонны К-2 фракция дизельного топлива забирается насосом Н-5, охлаждается в теплообменнике Т-5 и возвращается в колонну в качестве орошения под аккумулятор.
Балансовое количество дизельного топлива забирается из аккумулятора колонны К-2 и поступает в отпарную колонну К-3, в которую подается водяной пар для отпарки легкокипящих компонентов. Из отпарной колонны дизельная фракция забирается насосом Н-6, проходит пароперегреватель Т-4, холодильник Х-5 и далее делится на два потока. Один поток подается в качестве кулинга на выход из сокинг-камеры, второй поток идет на смешение с легким вакуумным газойлем К-1 и выводится с установки.
Под нижней тарелкой выше уровня жидкости установлен маточник для подачи перегретого водяного пара. Вследствие снижения парциального давления из кубового остатка дополнительно испаряются легкокипящие продукты.
Остаток висбрекинга с низа колонны под собственным давлением, через редуктор подается в вакуумную колонну К-4 (Рисунок 3), где происходит его разделение на вакуумные газойли и вакуумный остаток.
Вакуумная колонна К-4 разделена на 4 секции (счет сверху):
1я секция служит для сбора легкого вакуумного газойля;
2я секция служит для разделения ЛВГ и ТВГ;
3я секция служит для регулирования цвета тяжелого вакуумного газойля;
4я отгонная секция служит для увеличения выхода газойлевых фракция.
В вакуумной колонне К-4 смонтированы внутренние устройства аналогичные колонне К-1 за исключением секции 3, где вместо 2 рядов насадки используется 1 ряд.
Пары сверху колонны К-4 поступают в вакуум создающую аппаратуру.
В колонне К-4 за счет разряжения и подачи водяного пара из остатка висбрекинга отпариваются газойлевые фракции, накапливающиеся в первой (легкого вакуумного газойля) и второй (тяжелого вакуумного газойля) секциях.
Рисунок 3. Вакуумная колонна К-4 для Сейдинского НПЗ
Со сборной тарелки первой секции ЛВГ поступает на прием насоса Н-9. Часть его подается под аккумулятор на распределительное устройство в третьей секции, другая часть прокачивается через холодильник Х-3, где охлаждается до 600С. Необходимое количество холодного ЛВГ подается через распределитель верхнего циркуляционного орошения наверх регулярной насадки в первой секции, балансовая часть выводится с установки.
Тяжелый вакуумный газойль из аккумулятора колонны К-4 поступает на прием насоса Н-7 и направляется на смешение с тяжелым вакуумным газойлем колонны К-1, и далее через холодильник Х-1 выводится с установки.
Гудрон снизу колонны забирается насосом Н-8 и подается на окисление.
Принципиальная технологическая схема окисления
Пуск.
Сырье температурой не выше 260 °С из блока вакуумирования непрерывно забирается насосом Н-8 и подается в окислительную колонну через боковой штуцер. После достижения уровня в колонне 1/3 рабочего уровня в нее через ресивер подается воздух с давлением не менее 3-4 кг/см² воздух в количестве 1/3 от оптимального количества.
Количество подаваемого воздуха в первые 15 минут не должно быть более 100 нм³/час.
Затем по мере заполнения колонны расход воздуха увеличивается до 400 нм³/час. Изменение количества подаваемого воздуха производится изменением автоматического задания в программе управления.
Окисление сырья продолжается до достижения редуктором температуры размягчения по КиШ в пределах нужного параметра. После этого перевести процесс окисления в режим эксплуатации.
Режим эксплуатации.
Сырье по патрубку поступает во встроенный ГЖКВА (газо-жидкостной кавитационно-вихревой аппарат) колонны К-6 (Рисунок 4), который состоит из двух функциональных камер.
В первой камере смешения происходит взаимодействие закрученного газового потока с образованием газожидкостной смеси. Во второй камере происходит образование мелкодисперсной фазы - пенной.
В пенной камере происходит образование мелкодисперсной пены за счет контакта потока воздуха и пузырьков жидкой фазы скоростной газожидкостной струи. Образовавшаяся мелкодисперсная пена поступает в камеру «пеногаситель». Из пеногасителя газожидкостная смесь восходящим потоком по всей высоте колонны К-6 поступает в зону сепарации колонны.
При движении газожидкостной смеси вверх проходит дополнительная реакция окисления с дальнейшим контактом жидкостной фазы и кислородом воздуха.
Необходимый для процесса окисления воздух забирается из атмосферы компрессорами через фильтры и подается в колонну К-6 через ресивер воздуха. Расход воздуха во встроенный ГЖКВА регулируется прибором FRC.
Температура окисления регистрируется прибором TJRSAH.
По максимальной температуре окисления сырья в колонне К-6 260 °С имеется сигнализация, по максимальной температуре окисления 275 °С блокировка по отсеку воздуха, подаваемого на окисление отсечными клапанами.
Окисленный продукт (битум) с температурой не выше 260 °С сбоку колонны К-6 откачивается насосом Н-10 через погружной холодильник Т-7 в кубы готовой продукции Р-1-3.
Рисунок 4. Сборочный чертеж колонны окисления
Для достижения показателей соответствующих нормам требований откачка производится с верхнего или с нижнего уровня. Нижний патрубок колонны предусмотрен для полной разгрузки колонны. Из кубов Р-1-3 готовый продукт наливается по сливному коллектору в автоцистерны или ж.д.
При не достижении показателей качества битума установка переключается на работу с рециркулятом в режим периодического действия. Задвижка на линии подачи сырья закрывается, также закрывается линия откачки битума в кубы готовой продукции. Задвижка на линии рецикла открывается.
Во избежание вскипания готового продукта перед наливом его в цистерны добавляют антипенную присадку ПМС 200А.
Уровень битума в кубах для готовой продукции Р-1-3 измеряется и по максимальному уровню имеется сигнализация.
Температура окисленного битума на выходе из Р-1-3 регистрируется соответственно. По минимальной температуре окисленного битума на выходе из Р- 1-3 имеется сигнализация (1300С).
Уровень продукта в окислительной колонне К-6 регулируется прибором, клапан которого установлен на линии откачки продукта с низы колонны К-6 в кубы Р-1÷3. По максимальному уровню в К-6 (85%) и по минимальному уровню (55%) имеется сигнализация, по минимальному уровню (51%) имеется блокировка отсечки воздуха, подаваемого на окисление сырья в колонну К-6.
Давление в окислительной колонне К-6 регулируется прибором, клапан которого находится на линии выхода газов окисления из колонны К-6 в С-2, и должно быть не выше 0,6 кгс/см2 (изб.).
Содержание кислорода в газах окисления не должно превышать 4% объемных. По максимальному содержанию кислорода 3,9% в газах окисления на выходе из колонны К-6 имеется сигнализация и 4,0% блокировка на отсечку воздуха, подаваемого на окисление в колонну К-6.
Газы окисления, пары отгона сверху из колонны К-6 поступают в сепаратор С-2, который служит для разделения газов окисления от сконденсировавшихся паров воды и углеродов.
Газы окисления, отработанный воздух и не сконденсировавшаяся часть отгона отводятся сверху из С-2 через огнепреградитель в печь дожига газов окисления.
Температура в камере сгорания печи регулируется прибором, клапаны которого находятся на линии подачи топливного газа и жидкого топлива к форсункам печей. По максимальной температуре в камере дожига печи 11000С имеется сигнализация.
Температура дымовых газов на выходе из печи измеряется прибором и не должна превышать 10000С.
Сконденсировавшаяся часть паров отгона (черный соляр) собирается в нижней части сепаратора С-2. Черный соляр периодически откачивается через погружной холодильник Т-7 в мазутопровод.
Для поддержания необходимой температуры (120-230 °С) в кубах для готовой продукции Р-1÷3 имеется электрический или паровой подогрев.
Температура в кубах для готовой продукции Р-1÷3 регистрируется соответственно вверху и внизу.
При отсутствии места в кубах готовой продукции Р-1÷3 битум откачивается в мазутопровод или парк насосной.
Паспортные данные на мазут Сейдинского НПЗ
|
Характеристика исходного мазута и гудронов, получаемых по технологии «Висбит»
Физико-химические показатели окисленного битума
Материальный баланс установки при получении остаточного и окисленного битума
|
|
|
Материальный баланс при получение остаточного битума, тонн/год |
Материальный баланс при получение окисленного битума, тонн/год |
Характеристика продуктов при получении остаточного битума |
Характеристика продуктов при получении окисленного битума |
|
|
Физико-химическая характеристика черного соляра (Разгонка по АSTM D 1160)
