Расчет производственной программы АО «Газпромнефть-МНПЗ» с учетом разработанных вариантов реконструкции и модернизации

В таблице 19 представлены расчётные мощности технологических установок модернизированного НПЗ с учётом вновь введённых объектов.

Таблица 19 – Мощность технологических установок

Установка Мощность, тыс. т
АВТ № 1 3000
АВТ № 2 3088
Каталитический риформинг (КР) 609
Каталитический крекинг (КК) 475
Гидроочистка (модернизированная) 1200
Изомеризация (новая) 540
Замедленное коксование (УЗК, новая) 2100

Источник: составлено автором

По сравнению с базовым вариантом мощность гидроочистки увеличена с 900 до 1200 тыс. т, а также добавлены две новые установки – изомеризации (540 тыс. т) и замедленного коксования (2100 тыс. т). Полученные данные служат исходной базой для расчёта материальных балансов.

Материальные балансы установок модернизированного завода рассчитаны по той же методике, что и в базовом варианте (формула 3). Программа модернизации не затрагивает блок первичной перегонки, поэтому установка АВТ работает в прежнем режиме: объём переработки 6 000 тыс. т, нормы выхода продуктов не изменяются. Материальный баланс установки АВТ приведён в таблице 20.

Таблица 20 – Материальный баланс установки АВТ

АВТ % тыс. т
Взято: нефть 100 6000
Получено:    
газ 1 60
бензиновая фракция 15 900
керосиновая фракция 10 600
дизельная фракция 20 1200
Итого светлых 45 2700
вакуумный газойль 15 900
гудрон 38 2280
потери 1 60
Итого 100 6000

Источник: составлено автором

Таблица 20 отражает материальный баланс установки АВТ при переработке 6 000 тыс. т нефти. На долю светлых фракций приходится 2 700 тыс. т (45%), на тяжёлые остатки – 3 180 тыс. т (53%), на углеводородный газ и технологические потери – по 60 тыс. т (по 1%). Состав и режим работы установки АВТ при модернизации не изменяются.

Установка каталитического риформинга также сохраняет прежний режим работы: сырьём служит бензиновая фракция АВТ в объёме 609 тыс. т, нормы выхода продуктов не изменяются, весь риформат направляется в бензиновый пул. Материальный баланс установки приведён в таблице 21.

Таблица 21 – Материальный баланс установки каталитического риформинга

Риформинг (КР) % тыс. т
Взято: бензиновая фракция АВТ 100 609
Получено:    
водородсодержащий газ, в т.ч. 2 12,2
   водород 1 6,1
газ сухой 5 30,5
газовая головка 6 36,6
компонент автобензина (риформат) 85 517,8
потери 2 12,2
Итого 100 609

Источник: составлено автором

Таблица 21 отражает баланс риформинга (609 тыс. т сырья). Основной продукт – риформат 517,8 тыс. т (ОЧ = 90) на смешение бензина. Баланс установки при модернизации не изменяется.

Вновь вводимая установка изомеризации перерабатывает низкооктановые бензиновые фракции, не направляемые на риформинг: остаток бензиновой фракции АВТ (290,8 тыс. т), бензиновую фракцию УЗК (231 тыс. т) и отгон гидроочистки (18 тыс. т) – суммарно 540 тыс. т/год. Расход водородсодержащего газа принят на уровне 0,8% от сырья. Материальный баланс установки изомеризации приведён в таблице 22.

Таблица 22 – Материальный баланс установки изомеризации (новой)

Изомеризация % тыс. т
Взято: бензиновая фракция 100 540
водородсодержащий газ, в т.ч. 0,8 4,3
   водород 0,22 1,2
Итого 100,8 544
Получено:    
углеводородный газ 1,6 8,6
сжиженный газ 16,8 90,7
изомеризат, в т.ч. 82,4 444,8
   изопентановая фракция 53,4 288,3
   изогексановая фракция 22,1 119,3
   гексановая фракция 6,9 37,2
Итого 100,8 544

Источник: составлено автором

Таблица 22 отражает баланс вновь введённой установки изомеризации (540 тыс. т/год). Получено 444,8 тыс. т высокооктанового изомеризата (ОЧ = 83–85), а также 90,7 тыс. т сжиженного газа – нового товарного продукта завода. Ввод установки позволяет полностью исключить выпуск балластной нафты: весь низкооктановый бензин вовлекается в производство товарного АИ-95.

Установка гидроочистки после модернизации принимает весь объём прямогонной дизельной фракции – 1 200 тыс. т вместо 900 тыс. т в базовом варианте. За счёт замены каталитической системы на высокоактивную, повышения давления в реакторе и увеличения расхода водородсодержащего газа с 1,0 до 2,0% от массы сырья содержание серы снижается с 1,2 до 0,001%. Материальный баланс модернизированной установки приведён в таблице 23.

Таблица 23 – Материальный баланс модернизированной установки гидроочистки

Гидроочистка % тыс. т
Взято: дизельная фракция АВТ 100 1200
водородсодержащий газ 2 24,0
Итого 102 1224
Получено:    
дизельная фракция гидроочищенная (S=0,001%) 95 1140,0
отгон 1,5 18,0
сероводород 2 24,0
газ сухой 2,5 30,0
потери 1 12,0
Итого 102 1224

Источник: составлено автором

Таблица 23 показывает баланс модернизированной гидроочистки. Мощность выросла с 900 до 1 200 тыс. т, благодаря чему гидроочистку проходит весь объём прямогонной дизельной фракции. Получено 1 140 тыс. т ультранизкосернистого компонента (S = 0,001%, Евро-6) против 855,0 тыс. т с S = 0,2% в базовом варианте; выход сероводорода вырос с 9,0 до 24,0 тыс. т, что потребует увеличения мощности установки сероочистки.

Установка каталитического крекинга работает без изменений: сырьём остаётся вакуумный газойль в объёме 475 тыс. т, нормы выхода продуктов и уровень коксообразования сохраняются. Материальный баланс установки приведён в таблице 24.

Таблица 24 – Материальный баланс установки каталитического крекинга

Каталитический крекинг (КК) % тыс. т
Взято: вакуумный газойль 100 475
Получено:    
газ сухой 3 14,2
газовая головка 12 56,9
компонент автобензина 30 142,4
лёгкий каталитический газойль 35 166,1
тяжёлый каталитический газойль 12 56,9
кокс + потери 8 38,0
Итого 100 475

Источник: составлено автором

Таблица 24 отражает баланс каталитического крекинга (475 тыс. т вакуумного газойля). Получено 142,4 тыс. т компонента автобензина и 223,0 тыс. т каталитических газойлей. Баланс установки при модернизации не изменяется.

Вновь вводимая установка замедленного коксования перерабатывает 2 100 тыс. т гудрона из 2 280 тыс. т, вырабатываемых установкой АВТ; остаток 180 тыс. т направляется в товарный мазут. Нормы выхода продуктов приняты по типовому технологическому регламенту процесса. Материальный баланс установки замедленного коксования приведён в таблице 25.

Таблица 25 – Материальный баланс установки замедленного коксования (новой)

УЗК % тыс. т
Взято: гудрон 100 2100
Получено:    
углеводородный газ 7 147,0
бензиновая фракция 11 231,0
лёгкий газойль (205–350) 16 336,0
тяжёлый газойль (>350) 26 546,0
кокс 40 840,0
Итого 100 2100

Источник: составлено автором

Таблица 25 отражает баланс новой установки замедленного коксования (2100 тыс. т/год). Основные продукты: 840 тыс. т нефтяного кокса (новый товарный продукт), 882 тыс. т газойлей, 231 тыс. т бензиновой фракции (на изомеризацию) и 147 тыс. т углеводородного газа (на топливо). Установка вовлекает в глубокую переработку 2100 тыс. т гудрона, ранее уходившего в мазут.

После расчёта материальных балансов всех установок составлен промежуточный баланс полуфабрикатов, который подтверждает сбалансированность потоков между переделами и определяет объёмы, направляемые в товарное смешение. Промежуточный баланс по полуфабрикатам приведён в таблице 26.

Таблица 26 – Промежуточный баланс по полуфабрикатам

Полуфабрикат Получено Использование Кол-во
Бензиновая фракция АВТ 900 риформинг / изомеризация 609 / 291
Дизельная фракция АВТ 1200 гидроочистка 1200
Дизельная фракция ГО 1140 товарное ДТ (Евро-6) 1140
Вакуумный газойль 900 кат. крекинг / мазут 475 / 425
Гудрон 2280 УЗК / мазут 2100 / 180
Бензиновая фракция УЗК 231 изомеризация 231

Источник: составлено автором

Таблица 26 подтверждает сбалансированность потоков между установками: по каждой позиции соблюдается равенство «получено = использовано». По сравнению с базовым вариантом изменились четыре позиции. Бензиновая фракция АВТ (900 тыс. т) распределяется прежним образом – 609 тыс. т на риформинг, однако остаток 290,8 тыс. т теперь направляется не в смешение, а на изомеризацию. Дизельная фракция АВТ полностью (1 200 тыс. т вместо 900 тыс. т) поступает на гидроочистку, поэтому неочищенная фракция в смешение больше не подаётся и выпуск ТСМ прекращается. Гидроочищенная фракция (1 140 тыс. т против 855,0 тыс. т) целиком формирует товарное дизельное топливо Евро-6. Гудрон, ранее полностью уходивший в мазут, направляется на коксование в объёме 2 100 тыс. т из 2 280 тыс. т. Без изменений остаётся только вакуумный газойль: 475 тыс. т на каталитический крекинг и 425,5 тыс. т в мазутный фонд – это нереализованный резерв углубления переработки.

Таблица 27 – План смешения бензинов

Компонент тыс. т ОЧ Октанотонны
Риформат 517,8 90 46 602
Компонент бензина КК 142,4 78 11 103
Изомеризат 444,8 85 37 809
Итого 1105,0 86,4 95 514

Источник: составлено автором

Таблица 27 отражает обновлённый план смешения бензинов. В пул входят только высокооктановые компоненты (риформат, бензин КК, изомеризат); прямогонная низкооктановая фракция полностью переработана на изомеризации. Среднее октановое число пула выросло до 86,4 пункта, балластная нафта исключена (0 тыс. т против 176 тыс. т в базовом варианте), бензиновый пул (компоненты) составил 1105 тыс. т, товарный выпуск с учётом потерь смешения – 1093,9 тыс. т.

Таблица 28 – План смешения нефтепродуктов

Компонент АИ-95 Мазут топочный Всего
Риформат 517,8   517,8
Компонент бензина КК 142,4   142,4
Изомеризат 444,8   444,8
Вакуумный газойль   425,5 425,5
Лёгкий кат. газойль   166,1 166,1
Тяжёлый кат. газойль   56,9 56,9
Гудрон   180,0 180,0
Лёгкий газойль УЗК   336,0 336,0
Тяжёлый газойль УЗК   546,0 546,0
Ловушечный продукт   100,0 100,0
Итого 1105,0 1810,5 2915,5
Потери, тыс. т 11,0 9,1 20,1
Готовая продукция 1093,9 1801,5 2895,4

Источник: составлено автором

Таблица 28 представляет сводный план смешения товарных нефтепродуктов. Весь высокооктановый бензиновый пул направляется в товарный бензин АИ-95 (1093,9 тыс. т готовой продукции), нафта не вырабатывается. Тяжёлые компоненты формируют мазут валовый 1810,5 тыс. т; после вычета мазута, сжигаемого на собственные нужды (253,6 тыс. т), товарный мазут составляет 1547,9 тыс. т (см. таблицу 34).

Таблица 29 – Баланс сухого газа

Получено тыс. т Направление тыс. т
АВТ 60,0 химическое производство 68,7
КР 30,5 топливо 221,6
КК 14,2    
ГО 30,0    
Изомеризация 8,6    
УЗК 147,0    
Итого 290,3 Итого 290,3

Источник: составлено автором

Таблица 29 показывает баланс сухого газа. Ввод УЗК добавил 147 тыс. т углеводородного газа, благодаря чему общий объём газа вырос до 290,3 тыс. т, из которых 221,6 тыс. т направлено на топливные нужды (против 66 тыс. т в базовом варианте), что резко сократило сжигание мазута.

Таблица 30 – Баланс топлива на собственные нужды

Установка Норма, % Расход, тыс. т
АВТ 3,2 192,0
КР 7,4 45,1
ГО 3,6 43,2
КК 6,0 28,5
Изомеризация 7,5 40,5
УЗК 6,0 126,0
Итого – 475,2

Источник: составлено автором

Таблица 30 отражает баланс топлива. Суммарная потребность выросла с 298 до 475,2 тыс. т за счёт ввода новых установок. При этом 221,6 тыс. т покрывается собственным сухим газом (46,6% против 22,1% в базовом варианте), что снижает долю сжигаемого товарного мазута.

Таблица 31 – Баланс потерь

Установка тыс. т Структура тыс. т
АВТ 60,0 возвратные 100,0
КР / ГО / КК 62,1 безвозвратные 42,2
Смешение 20,1    
Изомеризация / УЗК 0,0    
Итого 142,2 Итого 142,2

Источник: составлено автором

Таблица 31 представляет баланс потерь – 142,2 тыс. т, из которых 100 тыс. т возвратные и 42,2 тыс. т безвозвратные. Снижение безвозвратных потерь (с 88,2 до 42,2 тыс. т) объясняется вовлечением тяжёлых остатков в коксование и сокращением балластных потоков смешения.

Таблица 32 – Баланс газовой головки

Установка тыс. т Направление тыс. т
КР 36,6 химическое производство 93,5
КК 56,9    
Итого 93,5 Итого 93,5

Источник: составлено автором

Таблица 32 показывает, что весь объём газовой головки (93,5 тыс. т) направляется в химическое производство, обеспечивая комплексное использование углеводородного сырья.

Таблица 33 – Расчёт индекса сложности Нельсона

Процесс Мощность, тыс. т Коэффициент Нельсона Расчётная сложность
Первичная переработка (АВТ) 6000 1,0 1,00
Риформинг 609 5,0 0,51
Каталитический крекинг 475 6,0 0,47
Гидроочистка 1200 3,0 0,60
Изомеризация 540 3,0 0,27
Коксование (УЗК) 2100 6,0 2,10
Индекс Нельсона НПЗ     4,95

Источник: составлено автором

Таблица 33 содержит расчёт индекса сложности Нельсона по формуле (36) методики: расчётная сложность процесса равна произведению его мощности на коэффициент Нельсона, отнесённому к мощности первичной переработки. Коэффициенты риформинга (5,0), крекинга (6,0), гидроочистки (3,0) и коксования (6,0) приняты по методике; для изомеризации использовано стандартное значение 3,0 (методика коэффициент не приводит). Индекс НПЗ вырос с 2,44 (базовый вариант) до 4,95, прежде всего за счёт ввода УЗК (вклад 2,10) и изомеризации.

Таблица 34 – Баланс производства по заводу до и после модернизации (тыс. т)

Показатели До После Δ абс. Δ, %
Взято: сырая нефть 6000 6000 0 0,0
водородсодержащий газ (покупной) 0 16 +16 новый
Итого взято 6000 6016 +16 +0,3
Получено продукции:        
бензин – всего, в т.ч. 955 1094 +139 +14,6
   АИ-92 779 0 –779 –100
   АИ-95 0 1094 +1094 новый
   нафта 176 0 –176 –100
керосин специальный 600 600 0 0,0
дизтопливо – всего 1151 1140 –11 –1,0
   в т.ч. Евро-6 (S=0,001%) 0 1140 +1140 новый
Итого светлых 2706 2834 +128 +4,7
газ химпроизводства 61 69 +8 +12,6
газовая головка 93 94 +1 +0,5
сжиженный газ 0 91 +91 новый
сероводород 9 24 +15 +166,7
кокс нефтяной 0 840 +840 новый
мазут товарный 2745 1548 –1197 –43,6
расход топлива 298 475 +177 +59,5
потери – всего 148 142 –6 –4,0
Баланс (получено) 6000 6016 +16 +0,3
Выход светлых, % 45,1 47,2 +2,1 –
Глубина переработки, % 47,8 65,6 +17,8 –
Индекс Нельсона 2,44 4,95 +2,51 –

Источник: составлено автором

Таблица 34 сводит производственную программу до и после модернизации. Ключевые изменения: товарный бензин переведён с АИ-92 на высокооктановый АИ-95 с ростом выпуска на 139 тыс. т, весь объём дизтоплива переведён в стандарт Евро-6, в номенклатуре появился нефтяной кокс (840 тыс. т), выпуск низкомаржинального мазута сократился на 1197 тыс. т (на 43,6%). Для гидроочистки и изомеризации требуется дополнительный водородсодержащий газ (ВСГ): при собственной выработке 12 тыс. т (риформинг) и потребности 28 тыс. т закупается извне 16 тыс. т, которые учитываются во «Взято». С учётом этого баланс сходится точно: взято 6016 тыс. т = получено 6016 тыс. т. Глубина переработки увеличилась с 47,8% до 65,6% (+17,8 п.п.), индекс Нельсона – с 2,44 до 4,95.

tett
Зарплатто.ру - сайт о зарплатах и доходах, деньгах и финансах