Экспресс-технологии вакуумной переработки нефтесодержащего сырья
1) Выработка нефтепродуктов-полуфабрикатов
Глубина переработки нефтесодержащего сырья, в частности, нефти определяется температурой, величиной остаточного давления в дистилляционной камере и эффективностью используемых деструктивных методов обработки сырья.
Согласно рисунку 3, выход дистиллятов в вакуумном процессе СВА-технологий по сравнению с атмосферной дистилляцией увеличивается в разы при аналогичном уровне снижения температур дистилляции, причем без деструкции сырья.
Представляет интерес сравнение величины выхода и качества дистиллятов при атмосферной и вакуумной перегонке другого вида нефтесодержащего сырья–отработанных масел и мазута с использованием механического (гомогенизации) и механического крекинга (таблицы 3 и 4).
Таблица 3 – Характеристики продуктов термокрекинга-дистилляции моторных масел
Условные обозначения:
(1 – АП и ВП – атмосферная и вакуумная перегонки;
Г – гомогенизация; К – перегонка с медным катализатором;
(2 – перегонка производилась в пределах шкалы термометра ≤368°С;
(3 – продукт характеризовался низкой (неопределяемой) температурой вспышки, что указывает на содержание в нём бензиновой фракции.
Приведённые в данном разделе примеры реализации СВА-технологий применительно к переработке нефтесодержащего сырья позволяют заключить следующее.
(а) вакуумная перегонка нефти и нефтепродуктов, в том числе, в сочетании с механическим и термическим крекингом позволяет существенно (в разы) увеличивать в рамках неравновесного процесса глубину переработки сырья и выход дистиллятных продуктов при относительно невысоких температурах дистилляционного процесса (таблицы 1;2)
(б) вакуумная перегонка термически стойких современных моторных масел в диапазоне температур до 368°С (таблица 3) позволяет выделять смесь топливных и масляных дистиллятов. При перегонке-термокрекинге термически нестойких, например, старых марок минеральных масел (ДП11) последние при тех же температурах перегонки практически полностью трансформируются только в газойли с хорошими моторными свойствами. Принимая во внимание приведённые результаты обработки современных моторных масел, логично предположить получение дополнительного эффекта при их термокрекинге–перегонке под более высокими температурами;
(в) медный катализатор, вводимый в перегоняемое сырьё значительно повышает глубину его переработки, но ещё более заметный эффект даёт деструктивная обработка– механический крекинг (гомогенизация), сырья;
(г) очевидный интерес представляет возможностьобессеривания целевых дистиллятных продуктов за счёт эффективно построенного процесса вакуумной дистилляции нефти и сепарации паровой фазы в СВА-процессе (таблица 2). Причём, моторные качества конечного дистиллятного продукта – вакуумного бензина-сырца, после добавки 10-15% присадки стандартного бензина, на практике оказались вполне удовлетворительными.
(2) Кондиционирование нефтепродуктов
Результаты обезвоживания вязких нефтепродуктов (масел) без потери присадок за один проход в быстротекущем вакуум-дистилляционном процессе (опытно-промышленный образец–рисунок 1) представлены в таблице 7.
Таблица 7 – Результаты обезвоживания вязких нефтепродуктов (масел)
На основании материалов предыдущего раздела и таблиц 7-10 можно заключить следующее:
а) вполне обеспечивается высокопроизводительное обезвоживание масел до стандартного и допустимого в эксплуатации уровней. Причём, даже при высоком обводнении (>1,0%) удавалось предотвращать за счёт деструктивного эффекта не только коагуляцию и выпадение из масла присадок, но и увеличивать щелочные числа (моющие свойства масел) по сравнению с исходными и стандартными образцами;
б) обеспечивается удаление из масел лёгких (топливных) фракций, то есть восстанавливаются их смазочные, вязкостно-температурные и противопожарные свойства, даже при относительно невысоких температурах регенерации;
в) не представляет сложности удаление из осушенных масел (нефтепродуктов) хлоридов, не прибегая к пурификации, что позволяет унифицировать на практике, по меньшей мере, системы топливо-маслоподготовки на базе СВА-технологий;
г)механический крекинг с присадками позволяет активировать присадки и тем самым продлить службы масел.
(3) Производство нефтяных битумов
Очевидным преимуществом неравновесного процесса однократного испарения нефтесодержащего сырья под вакуумом является возможность единовременного разделения сырья на две основные составляющие: совокупную дистиллятную фракцию и остаточный продукт в виде гудрона. В том случае, когда гудрон является основным целевым продуктом и предназначен для последующей переработки в битумы, имеется возможность за счёт более узкой специализации технологического регламента перегонки сырья планировать получение требуемых показателей качества производимого из гудрона битума вне зависимости от характеристик совокупной дистиллятной фракции. Но это не исключает фракционирование последний на дистиллятные продукты с заданными характеристиками, как говорилось в разделе 2.
В таблице 11 приведено сравнение выхода гудронов из мазутов в СВА-процессе и в стандартной вакуумной колонне НПЗ.
Таблица 11 – Результаты перегонки сырья (мазут Н. К. 234°С) с целью получения гудрона
Из таблицы 11 видно, что СВА-процесс даёт возможность моделировать размеры выхода и, следовательно, качественные показатели гудрона в зависимости от остаточного давления в вакуумной камере. Это вполне согласуется с материалами, приведёнными в пункте
Переработка полученного гудрона в окисленный битум выполняется на том же типе аппарата, но при снятом вакууме. Для этого окислитель (атмосферный воздух) подаётся в спутный поток гудрона и окисление происходит в тонкодиспергированном компаундированном факеле и/или окислитель подаётся оппозитно к монофакелу гудрона и окисление происходит в процессе взаимопроникновения факелов. Возможно совмещение обоих вариантов окисления. Одновременно в битум вводятся различного рода присадки для получения заданных эксплуатационных свойств дорожного покрытия.
(4) Энергетические характеристики СВА-процесса
Таблица 12 – Сравнение характеристик удельного энергопотребления для различных нефтеперерабатывающих производств
Заключение
4.1 Объединение вкомпактной СВА первичных и вторичных процессов нефтепереработки представляются существенным вкладом в развитие и демонополизацию сферы оборота первичного и вторичного нефтесодержащего сырья. Эта сфера объединяет все направления деятельности, где не только желательно. но просто крайне необходимо рациональное использование нефтепродуктов при бережном отношении к окружающей среде: нефтепромыслы, транспорт, стационарная и мобильная энергетика, инфраструктура вооруженных сил, сельское хозяйство и рыболовство, ЖКХ и т. д.
4.2 Комплексная модернизация в стране на конкурентной основе всей цепочки: производитель→поставщик→потребитель нефтепродуктов, даже при наличии политической воли – дело, конечно, не одного года. Поэтому, «чтобы не пропасть поодиночке» мы предлагаем потребительскому сообществу следующие принципы самоорганизации на основе использования СВА-технологий:
(1) создание местных производств по выпуску и/или восстановлению качества нефтепродуктов, других ресурсов по конкурентно-способным ценам и как альтернатива монополизированным производителям и поставщикам ресурсов;
(2) производство нефтепродуктов выстраивается, прежде всего, для удовлетворения нужд конкретных потребителей по их техническим условиям и, руководствуясь региональным экологическим законодательством. В этом случае, на пути к нужному результату, исключаются многочисленные бюрократические инстанции и посредники;
(3) основная организационная форма: предприятие – производитель ресурсов действует на договорных условиях с потребителями ресурсов или предприятие-технопарк строит, продаёт и передаёт потребителям в индивидуальный и/или групповой лизинг оборудование, для осуществления СВА-процесса.
4.3 СВА- технологии обладают четко выраженным ресурсосберегающим эффектом: при сопоставимых с мини-НПЗ удельных затратах электроэнергии СВ - аппаратура позволяет осуществить более глубокую переработку не только первичного, но и вторичного нефтесодержащего сырья, что, в свою очередь, дает возможность сбережения природных ресурсов. Важен аспект экономии транспортных ресурсов. поскольку СВА-производства могут размещаться непосредственно вблизи промышленных площадок.
