Международная научно-практическая конференция «РАЗВИТИЕ ГЛУБОКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ» , ПРИУРОЧЕННАЯ К 10 -ЛЕТИЮ КОМПЛЕКСА ТАНЕКО Процессы глубокой переработки углеводородного сырья, разрабатываемые ИНХС РАН. Состояние разработки, проектирования и строительства опытно-промышленной установки ОАО «Татнефть» по гидроконверсии тяжелых остатков и природных битумов. E-mail: kadiev@ips. ac. ru Октябрь 2015 г. 0
ТАНЕКО создано 10 лет назад Цель - качественное укрепления отечественной нефтепереработки и формирования передовых мощностей по производству востребованных на рынке нефтепродуктов. ТАНЕКО - первое за последние 30 лет масштабным инвестиционным и промышленным объектом, построенным на постсоветском пространстве с нуля. Главное достижение 2014 года в экономике Татарстана - производство дизельного топлива, авиационного керосина и базовых масел на нефтеперерабатывающем комплексе "ТАНЕКО". Технологическую возможность для выпуска новой продукции обеспечивает комбинированная установка гидрокрекинга, которая впервые в отечественной нефтепереработке была построена за четыре года. Для "Татнефти" реализация этого важного этапа развития нефтеперерабатывающего комплекса в Нижнекамске означает переход на принципиально новый уровень, связанный с увеличением выхода светлых нефтепродуктов до 69 процентов и достижением цели по насыщению внутреннего рынка дизельным топливом, авиационным керосином и базовыми маслами 1
2
1. Ø Ø Ø Процессы глубокой переработки углеводородного сырья, разрабатываемые ИНХС РАН. ПЕРЕРАБОТКА ГАЗА Новая технология получения синтез-газа из природного или попутного нефтяного газа Процессы получения олефинов из природного газа (ИНХС РАН, ИПХФ РАН) Глубокая переработка природного газа Конверсия природного газа через синтез - газ в высокооктановый бензин или легкую нефть Химическая переработка попутного газа в аналог легкого газового конденсата (ИНХС РАН и ИПХФ РАН ) 2. ПЕРЕРАБОТКА ТЯЖЕЛОГО НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ. ØСостояние разработки, проектирования и строительства опытно-промышленной установки ОАО «Татнефть» по гидроконверсии тяжелых остатков и природных битумов. 3
Новая технология получения синтез-газа из природного или попутного нефтяного газа (ИОХ РАН, ИНХС РАН) CH 4 Реактор СИНТЕЗ-ГАЗ Регенерато р Me H 2+co Азот Воздух Me. O Конверсия углеводородного сырья в синтез-газ: Cn. Hm + n. Me. O → n. CO +1/2 m H 2 + n. Me Регенерация катализатора: O 2 + 2 Me 0 → 2 Me. O Катализатор с содержанием активного кислорода не менее 10 %мас. Преимущества технологии • относительно низкий уровень капитальных затрат • снижение энергозатрат • использование воздуха в качестве окислителя без разбавления синтез-газа азотом • исключение образования взрывоопасных смесей углеводороды - кислород • предотвращение дезактивации катализатора в результате удаления кокса на стадии регенерации • получение значительных количеств чистого азота 4
Сравнение технолгий процессов получения синтез-газа Показатели Материал основного оборудования Кислород Процессы Промышленное применение Паровой Парциальное риформинг окисление Высоколегированная сталь Предлагаемый Окислительная конверсия Углеродистая сталь Не используется Используется. Необходимо дорогостоящее оборудование для разделения воздуха Используется в составе воздуха. Оборудование для разделения воздуха не требуется Применяется в значительных количествах Применяется в количестве примерно 20 -25% от процесса парового риформинга В технологии не используется Нет Содержится в реакционных газах. Накапливается на катализаторе Дымовые газы (экология) Значительные количества Взрывобезопасность Средняя. Наличие открытого огня в печах. Нет Содержится в реакционных газах Технический азот В реакционных газах не содержится. Непрерывно выводится с катализатором в регенератор для выжига Образуются только в пусковой период Низкая. Возможность образования взрывоопасных метано-кислородных смесей Очень высокая Энергопотребление Высокое Низкое Пар Доп. продукция «Сажа» Высокое Имеются 5
2. Процессы получения олефинов из природного газа (ИНХС РАН, ИПХФ РАН) Природный газ Me. SAPO-34/18 Men+ Me 2+ Al P O H Men+ Синтез газ O Men+ Si 4+ Институты РАН Получение метанола Компания ЮОП (США), Компания Мобил (США) Институты РАН Компания Лурги(Германия) Синтез олефинов в кипящем слое SAPO-34/18 Этилен (34 -49%) Пропилен (26 -44%) Получение ДМЭ диаметр входных окон 0, 5 -0, 7 нм Синтез олефинов в стационарном слое ZSM-5 Этилен (до 40%) Пропилен (до 45%) 6
Глубокая переработка природного газа (ИНХС РАН, ИПХФ РАН) Синтез-газ ЭТИЛЕН 32 -40% ПРОПИЛЕН 40 -45% КРУПНОТОННАЖНЫЕ ПОЛИМЕРЫ: ПОЛИЭТИЛЕН ПОЛИПРОПИЛЕН Конверсия 96 -100% мас. Men+ Выход низших олефинов 85% мас. 1. 2. Men+ Наноструктурированный катализатор на основе цеолита ZSM-5 диаметр входных окон 0, 5 -0, 7 нм Отрабатывается процесс на опытных установках мощностью до 1 кг олефинов в час Созданы катализаторы и наработаны опытно-промышленные партии 7
Конверсия природного газа через синтез - газ в высокооктановый бензин или легкую нефть (ИНХС РАН, ИПХФ РАН, ОИВТ РАН) СО + Н 2 ДМЭ СО + Н 2 H-ZSM-5 Состав бензина, мас. %: Изо-парафины – 60 -65 Ароматические углеводороды – 30 -35 Состав легкой нефти, мас. %: Изо-парафины – 80 -86 Ароматические углеводороды – 5 -15 ØКатализатор - наноразмерные частицы металлов и H-ZSM-5. ØТемпература 340 о. С. ØДавление 10 МПа. ZSM-5 8
ОБЩАЯ СХЕМА GTL-ТЕХНОЛОГИИ НА ЦЕОЛИТАХ (ИНХС РАН, ИПХФ РАН, ИВТ РАН, ИОХ РАН) 100 млн. нм 3/год Попутный нефтяной газ уч=1. 15 100 млн. нм 3/год Нефть Вариант 1. Блок получения газа 370 млн. нм 3/год Синтез-газ Получение синтез-газа Магистральный нефтепровод 45 -50 тыс. т/год Получение бензин легкой нефти с низким содержанием Смешение с нефтью Нефть ароматики Вариант 2. 10 тыс. т/год 55 тыс. т/год уч=1. 15 330 млн. нм 3/год 45 тыс. т/год РАЗРАБАТЫВАЕМАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЯВЛЯЕТСЯ ЭФФЕКТИВНОЙ И ГИБКОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ КОНВЕРСИИ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ В БЕНЗИН ПРЕМИУМ КЛАССА ИЛИ ЛЕГКУЮ НЕФТЬ. Вариант 1 разрабатывается с немецкой фирмой Аркус для условий Европы. 9 Вариант 2 разрабатывается с компанией Экстил (США) для стран - бывших республик СССР
Химическая переработка попутного газа в аналог легкого газового конденсата (ИНХС РАН и ИПХФ РАН ) Переработка попутного газа, сжигаемого на промыслах (от 20 млрд. куб. м. в год), позволит получить дополнительно 10 млн. тонн прямогонного бензина Преимущества процесса: Øиспользование блочной компоновки; Сырье Øмаксимально полное использование попутного газа; Ø-получение аналога легкого газового конденсата с низким содержанием; ароматических соединений и парафинов; Øпригодность продукта для смешения и транспортировки с нефтью; Получение оксигенатов (смесь ДМЭ и метанол) Получение синтез-газа Производство электроэнергии из газов отдувки Газы отдувки Вода Синтетические углеводородыаналог прямогонного бензина 10
НАРАБОТКА И ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫХ ПАРТИЙ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗИНОВЫХ ФРАКЦИЙ ИЗ ПОПУТНОГО ГАЗА ИНХС РАН ИПХФ РАН ОИВТ РАН ИОХ РАН На промышленном оборудовании ОАО "Ангарский завод К и ОС" и опытного завода НИАП (Новомосковск) наработаны опытно-промышленные партии катализаторов (50 и 10 кг) Катализаторы Лабораторные образцы ДМЭ (К 1) Бензин (К 2) Опытнопромышленные партии Селективность превращения Конверсия, СО, % мольн. СО, % СО 2 С 1 -С 4 С 5+ Состав бензина, % мас. изонафтен н-парафины ы 90 13 21 66 59, 5 7, 1 12, 7 89 12 23 65 59, 5 8, 3 12, 6 ароматика 20, 7 (Дурол 0, 9%) 11 19, 6
МНОГОБЛОЧНАЯ ПИЛОТНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОТРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛЕФИНОВ И БЕНЗИНА ЧЕРЕЗ МЕТАНОЛ И ДМЭ СГ 1 Блок № 4 6 3 Блок № 2 2 3 Блок № 5 4 Блок № 6 5 3 ОКГ Блоки № 1 – получение синтез-газа; № 2 – синтез оксигенатов; № 3 – получение бензина; № 4 - дегидратация метанола до ДМЭ; № 5 - синтез олефинов из оксигенатов; № 6 – выделение бензина, очистка продувочных и танковых газов. СГ – узел хранения синтез-газа; ОКГ - склад диметилового эфира. Потоки: 1 – метанол, 2 - синтез-газ, 3 - оксигенаты, 4 -бензин, 5 - олефины, 6 - рецикл. 12
Состояние разработки, проектирования и строительства опытно-промышленной установки ОАО «Татнефть» по гидроконверсии тяжелых остатков и природных битумов. 13
Эволюция гетерогенного катализа тяжелого сырья Технология RSH ИНХС РАН и ШЛГ совместно разработали процесс тотальной гидроконверсии с применением высокоэффективного ультрадисперсного катализатора для переработки любого тяжелого нефтяного сырья (гудрон, атмосферные и вакуумные остатки тяжелых высоковязких нефтей, битуминозных нефтей, природных битумов и др. ). 14
ТЕХНОЛОГИЯ ГИДРОКОНВЕРСИИ Процесс осуществляется в среде водорода : Ø Ø В Институте нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) создан уникальный ультрадисперсный катализатор и разработана совместно с компанией Chevron Lummus Global (CLG) технология гидроконверсии тяжелых нефтяных остатков, в основу которого легли результаты исследований и технологических разработок в области гидрокрекинга тяжелого сырья, осуществлявшихся в течение более чем 30 лет в CLG и ИНХС РАН. при давлении в зоне реакции 7, 0 -14, 0 МПа, расход водорода составляет около 1, 5 -3, 5 % масс. на сырье. Объемная скорость подачи сырья 0, 5 -2 час-1. Конверсия не менее 90 -97% мас. сырья в легкие фракции (газ, бензин, дизельные фр. и вакуумный дистиллят). Одновременно осуществляется производство концентрата ценных металлов, содержащихся в исходном сырье (V, Ni) и тепловой энергии. Процесс гидроконверсии эффективно вписывается в любые схемы НПЗ и позволяет максимизировать производство топлив, продуктов нефтехимии и базовых масел. 15
СТАДИИ РАЗРАБОТКИ: 2013 - НХС РАН и Эл. ИНП- исследование сырья и разработка исходных данных для базового проекта установки гидроконверсии 50 000 т/год 2014 - Разработка базового проекта – «Chevron Lummus Global» 2015 -Проектная документация для строительства установки гидроконверсии тяжелых остатков на наноразмерных катализаторах выполняет ОАО «ВНИПИнефть» Ø Проектная документация для экспертизы в полном объеме требований постановления Правительства РФ N 87 разработана и сдана в Казанский филиал ФАУ «Главгосэкспертиза России» в сентябре 2015 г. Ø Ведется разработка и выдача проектной документации для строительства: ü Выпущена РД на свайные поля под основное технологическое оборудование; ü Сформирована модель визуализации объекта(установки) на уровне 30% готовности. Ø Завершение передачи всех комплектов проектной документации для строительства – I квартал 2016 г. 2015 - Подготовка строительной площадки, заказ ключевого оборудования. 16
Исследование сырья и разработка исходных данных 1. Технология производства наноразмерного катализатора отработана, опытная партия катализатора успешно тестирована на пилотной установке ШЛГ. 2. Отработанная в промышленности технология регенерации катализатора. 3. Процесс гидроконверсии осуществляется на хорошо отработанной в промышленности реакторной платформе LC -Fining. 17
БЛОК – СХЕМА КОМПЛЕКСА ГИДРОКОНВЕРСИИ 18
БЛОК – СХЕМА КОМПЛЕКСА ГИДРОКОНВЕРСИИ 19
Вариант с реакторной платформой LC-Fining 20
Вариант с реактором вытеснения или с секционирован ным реактором 21
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. ПРИНЦИПИАЛЬНО НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, ОСНОВАННАЯ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ УНИКАЛЬНОГО НАНОРАЗМЕРНОГО КАТАЛИЗАТОРА. РАЗРАБОТЧИК – ИНСТИТУТ НЕФТЕХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ИМ. А. В. ТОПЧИЕВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИНХС РАН). 2. Испытание различных вариантов и схем реакторной платформы позволит определить оптимальный вариант конструкции реактора. 3. Наработка достаточного объема экспериментальных данных для проектирования промышленной установки гидроконверсии – задача опытно-промышленных испытаний. 4. Высочайшая нацеленность на создание инновационных технологий и реализация в рекордно короткие сроки стратегических задач ОАО «Татнефть» пользуется заслуженным высоким международным авторитетом и доверием инвесторов. 5. Благодаря этим качествам компания стоит у истоков первого опытно-промышленного испытания и промышленного внедрения принципиально нового процесса гидропереработки остатков, это вселяет уверенность в успешной реализации этого важного для нефтепереработки процесса. 22
23
Скачать презентацию Международная научно-практическая конференция РАЗВИТИЕ ГЛУБОКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
5a5929e736d65e55e705c59e095a534f.ppt