Анализ базового варианта производственной программы завода, выполненный во второй главе, показал низкую глубину переработки нефти (47,8%) и высокую долю низкомаржинального товарного мазута (2 744,8 тыс. т, или 45,7% от объёма переработки). Кроме того, треть прямогонной дизельной фракции направляется в смешение без гидроочистки, что ограничивает качество товарных топлив. В соответствии с разделом 3.4 методических указаний [3] за основу принят вариант 5 модернизации, дополненный установкой изомеризации. В целях повышения эффективности деятельности предприятия в направлении углубления переработки нефти и повышения качества нефтепродуктов до уровня стандартов Евро-5 и Евро-6 предлагается реализовать три взаимосвязанных мероприятия:
1) построить установку изомеризации на весь объём остатка низкооктановых бензиновых фракций;
2) модернизировать установку гидроочистки – перевести на переработку всего объёма прямогонной дизельной фракции с обеспечением содержания серы 0,001%;
3) построить установку замедленного коксования (УЗК) мощностью 2100 тыс. т.
Установка изомеризации (новая) предназначена для переработки низкооктановой бензиновой фракции (ОЧ = 60), не направляемой на риформинг, в высокооктановый изомеризат (ОЧ = 83–85). Сырьём служит остаток бензиновой фракции АВТ (290,8 тыс. т), бензиновая фракция установки замедленного коксования (231 тыс. т) и отгон гидроочистки (18 тыс. т) – суммарно 540 тыс. т/год.
Процесс изомеризации представляет собой каталитическое превращение нормальных парафиновых углеводородов С5–С6 в их разветвлённые изомеры при температуре 120–180 °С и давлении 2,5–3,5 МПа на платиновом катализаторе. Октановое число сырья повышается с 60 до 83–85 пунктов без образования ароматических углеводородов, что позволяет одновременно соблюсти ограничения по содержанию бензола в товарном бензине.
Модернизированная установка гидроочистки. Мощность увеличивается с 900 до 1200 тыс. т/год (весь объём прямогонной дизельной фракции АВТ). За счёт замены каталитической системы на высокоактивную (NiMo/Al₂O₃), повышения давления в реакторе и увеличения расхода водорода обеспечивается снижение содержания серы с 1,2% до 0,001%, то есть переход на выпуск ультранизкосернистого дизельного топлива стандарта Евро-6.
Установка замедленного коксования (новая) мощностью 2100 тыс. т/год предназначена для глубокой термической переработки тяжёлых нефтяных остатков (гудрона) и обеспечивает получение нефтяного кокса как нового товарного продукта, а также светлых дистиллятов (бензиновой и газойлевых фракций) и значительного объёма углеводородного газа, замещающего сжигание товарного мазута на собственные нужды завода.
Замедленное коксование – термический процесс переработки гудрона при температуре 490–510 °С и давлении 0,2–0,4 МПа. Сырьё нагревается в трубчатой печи и подаётся в необогреваемые коксовые камеры, где протекают реакции крекинга и уплотнения с образованием нефтяного кокса; парогазовые продукты выводятся на ректификацию с получением углеводородного газа, бензиновой фракции, лёгкого и тяжёлого газойлей. Процесс вовлекает в переработку остаток, который в базовой схеме полностью направлялся в товарный мазут.
Предложенные мероприятия образуют единую технологическую цепочку: установка замедленного коксования генерирует лёгкие дистилляты, которые становятся дополнительным сырьём для установок изомеризации и гидроочистки. Обновлённая поточная технологическая схема НПЗ с учётом внедрения указанных установок представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Обновлённая поточная технологическая схема НПЗ
Источник: составлено автором
По сравнению с базовым вариантом (рисунок 1) схема изменилась в трёх узлах.
Блок первичной переработки сохранён без изменений: две установки АВТ перерабатывают 6 000 тыс. т нефти и вырабатывают прежний набор фракций – газ 60 тыс. т, бензиновую фракцию 900 тыс. т, керосиновую 600 тыс. т, дизельную 1 200 тыс. т, вакуумный газойль 900 тыс. т и гудрон 2 280 тыс. т.
Первое изменение – ввод установки изомеризации мощностью 540 тыс. т/год. Она собирает три низкооктановых потока, которые в базовой схеме либо разбавляли товарный бензин, либо выводились в нафту: остаток бензиновой фракции АВТ (290,8 тыс. т), бензиновую фракцию УЗК (231 тыс. т) и отгон гидроочистки (18 тыс. т). На выходе – 444,8 тыс. т изомеризата с октановым числом 83–85 и 90,7 тыс. т сжиженного газа, представляющего собой новый товарный продукт завода. Поток балластной нафты из схемы исчезает полностью.
Второе изменение – модернизация установки гидроочистки: её мощность увеличена с 900 до 1 200 тыс. т/год, поэтому поток неочищенной дизельной фракции в смешение, присутствовавший в базовой схеме (300 тыс. т с содержанием серы 1,2%), из схемы исключён. Весь объём дизельного топлива – 1 140 тыс. т – выпускается по стандарту Евро-6 с содержанием серы 0,001%; выпуск топлива печного бытового и судового маловязкого топлива прекращается.
Третье изменение – ввод установки замедленного коксования мощностью 2 100 тыс. т/год. Поток гудрона в мазут сократился с 2 280 до 180 тыс. т. Установка даёт 840 тыс. т нефтяного кокса (новая товарная позиция), 882 тыс. т газойлей, 231 тыс. т бензиновой фракции, возвращаемой на изомеризацию, и 147 тыс. т углеводородного газа, замещающего мазут в топливном балансе завода.
Без изменений остались установки каталитического риформинга (609 тыс. т) и каталитического крекинга (475 тыс. т), а также поток вакуумного газойля в мазут (425,5 тыс. т) – это единственный крупный резерв, не задействованный в предложенной программе модернизации.
В результате качественно изменилась товарная корзина: вместо бензина АИ-92 (778,9 тыс. т) и нафты (175,9 тыс. т) выпускается 1 093,9 тыс. т АИ-95; вместо ТПБ и ТСМ – 1 140 тыс. т дизельного топлива Евро-6; в номенклатуре появились нефтяной кокс (840 тыс. т) и сжиженный газ (90,7 тыс. т); выпуск товарного мазута сократился с 2 744,8 до 1 547,9 тыс. т.
