Вакуумная перегонка мазута, технология DeepCut

Назначение

Технология DeepCut для вакуумных установок предназначена для увеличения выхода вакуумного дизельного топлива. Это означает более высокую начальную точку кипения вакуумного остатка (шлама) и более высокую степень извлечения тяжелого вакуумного газойля (HVG).

Более высокий выход вакуумного дизельного топлива, связанный с глубоким извлечением, увеличивает маржу нефтепереработки. Количество дополнительного дизельного топлива зависит от условий обработки и потенциального содержания извлекаемого дизельного топлива в сырье. Максимальное извлечение желаемых продуктов из остатков — не новая стратегия для любой системы фракционирования. Повышение окупаемости продукта всегда было выгодным для увеличения прибыли.

Влияние фракционного состава на отбор газойля

Поскольку обычные вакуумные колонны фракционирования мазута обеспечивают конечную точку кипения (TBC) EGB приблизительно 560 ° C, считается, что технология глубокого извлечения начинается, когда EWG имеет более высокие точки кипения.

Однако многие вакуумные колонны работают с TCC ниже 560 ° C. Такие установки могут значительно выиграть от более высоких точек отбора проб. Однако работа колонны в вакууме представляет собой сложную среду для эффективного фракционирования, что затрудняет извлечение ценного продукта из остатка в дистилляте.

Также следует отметить, что при высоких значениях ТСС тяжелого вакуумного газойля обязательно будет наблюдаться снижение его качественных характеристик, таких как коксование, содержание металлов (никель, ванадий). Важно тщательно контролировать эти параметры, чтобы избежать загрязнения катализаторов в установках каталитического крекинга и гидрокрекинга.

Проблемы вакуумного фракционирования

Существует множество проблем, связанных с вакуумным фракционированием атмосферных остатков (мазута). Высокие требования к отводу тепла делают необходимым циркуляционное орошение. Эти зоны увеличивают высоту колонны, но снижают эффективность разделения. Коксование и термическое разложение оборудования колонны необходимо контролировать для обеспечения эффективной и непрерывной работы. Создание и поддержание вакуума для привода колонны часто является постоянной проблемой. Даже при этих проблемах все чаще практикуется увеличение глубины отбора проб для извлечения драгоценного дизельного продукта.

Проект установки вакуумной разгонки мазута

В связи с увеличением объемов добычи и переработки тяжелой нефти возрастает актуальность увеличения производственных мощностей по разделению мазута — продукта атмосферной ректификации нефти. Также необходимо заменить существующую систему, потому что она устарела, потребляет много энергии и работает неэффективно по сравнению с современными установками.

Установка вакуумной перегонки мазута предназначена для разделения на вакуумные дистилляты (ВД-1, ВД-2, ВД-3, ВД-4), компонент дизельного топлива и гудрон, т.е установка вакуумной перегонки мазута является одним из фундаментальные процессы в нефтегазовой отрасли. Вакуумные дистилляты используются для производства базовых и смазочных масел и других нефтепродуктов; они могут всасываться в сырье установок гидрокрекинга, смешиваться с другими газойлями под вакуумом или отправляться потребителям. Гудрон и верхний гудрон используются для производства остаточного компонента нефтяных масел и битума, а также компонента топочного мазута или сырья установки висбрекинга.

Полуфабрикат завода представляет собой компонент дизельного топлива и компонент легкого дизельного топлива, которые используются при приготовлении нефтяного топлива. Газы разложения используются как компоненты газообразного топлива в самой установке БТ-1.

Технология перегонки мазута имеет ряд основных характеристик, обусловленных природой сырья и требованиями к получаемым продуктам. Мазут как сырье для перегонки имеет следующие характерные свойства: непрерывное испарение, низкая термическая стабильность тяжелых фракций, содержащееся в остатке значительное количество малолетучих и практически нелетучих сложных гетерогенных органических смолистых асфальтенов и металлоорганических соединений.

Поэтому рекомендуется использовать перегонку мазута в вакууме с паром или с другим инертным агентом. Вакуум и водяной пар понижают парциальное давление компонентов смеси и, таким образом, кипятят жидкость при более низкой температуре. При вакуумной перегонке тепло отводится от самого продукта для испарения жидкости, что снижает температуру подачи.

Продукты переработки, их применение

Основными продуктами переработки мазута являются:

1. Топливный котел. Наиболее распространенный вид топлива, производимый для котельных, различных судовых установок и технологических печей. Образуется в результате первичной перегонки мазута. Критериями оценки качества являются: вязкость, содержание серы, коксование, температура застывания и температура горения, плотность, наличие воды и различных примесей.
2. Топливо для двигателей. Это топливо для двигателей внутреннего сгорания. Отличается хорошими экологическими свойствами, низкой химической активностью и отсутствием примесей. Последние влияют на уровень вредных отложений в двигателе.
3. Масла и остатки дистиллированные. Смазочные материалы в основном используются для уменьшения трения различных частей машины и для производства гидравлических жидкостей.
4. Битум. Материал, востребованный при строительстве домов и дорог, имеющий множество преимуществ. Отличительная особенность битума — огнестойкость. Кроме того, он обладает высокой степенью устойчивости к агрессивным веществам, воде и высоким температурам. Характеристики битума можно улучшить, добавляя различные химические соединения.

В современном мире нефть очень важна. Продукты переработки уникального минерала используются в крупнейших отраслях промышленности. Мазут — маслянистая жидкость, получаемая при перегонке нефти, сохраняющая горючие свойства и отличающаяся невысокой стоимостью. Вещество используется в качестве котельного топлива или перерабатывается для производства различных масел и битумов.

Преимущества

Мазут — относительно безопасное топливо. Если утечка природного газа представляет серьезную угрозу взрыва, гораздо проще потушить пожар, возникший в результате разлива нефти или нефтепродуктов.

Кроме того, мазут имеет следующие преимущества:

• бюджетный;
• способен производить большое количество электроэнергии;
• его можно использовать вместе с биотопливом.

Сырье и продукты

Сырье

Мазут первичной перегонки из установок перегонки используется в качестве сырья для установок. В таблице 1 показано качество дизайнерского сырья.

Таблица 1 — Качество сырья

Показатели качества	Мазут первого вытеснения
1. Плотность при 100ºC, г / см3	0,902
2. Фракционный состав (ASTM D 1160):
Nc	264
5%	348
10%	380
ветры%	410
тридцать%	440
40%	473
50%	507
70%	610
90%	835
95%	905
3. Кинематическая вязкость при 100⁰С, сСт	30,4

Продукты

После гидроочистки вакуумный легкий дистиллят (LPD) может использоваться как компонент дизельного топлива или как компонент товарного мазута.

Легкий вакуумный газойль (ЛВГ) используется в качестве сырья для установок каталитического и гидрокрекинга.

Тяжелый вакуумный газойль (HVG) может быть использован в качестве сырья для каталитического крекинга. При переработке светлых нефтепродуктов на нефтеперерабатывающих заводах он может быть сырьем для установки гидрокрекинга при соблюдении стандартов на содержание кокса и металлов.

Потемневший продукт или «металлизированная фракция» является сырьем для битумной установки или используется в качестве компонента товарного мазута.

Гудрон может быть сырьем для установок глубокой переработки нефти (коксовая печь, крекинг тяжелых остатков, висбрекинг) или товарным компонентом мазута.

Качество монтажных изделий показано в таблице 2.

Таблица 2 — Качество продукции

Фракционный состав, ºC
ASTM D86 легкий вакуумный дистиллят (LPD)
5%	272
10%	278
50%	327
90%	351
95%	356
ASTM D1160 Легкий вакуумный газойль (LVG)
5%	386
10%	392
50%	429
90%	485
95%	500
ASTM D1160 Тяжелый вакуумный газойль (TVG)
5%	444
10%	463
50%	509
90%	552
95%	564
ASTM D1160 Затененный продукт
5%	481
10%	511
50%	568
ASTM D1160 Смола
5%	555
10%	581

Технологическая схема

В технологическом отношении установки Deep Cut идентичны установкам для вакуумной перегонки мазута, но имеют ряд технических нюансов.

10.

Установка предназначена для фракционной перегонки мазута, мазута и др
тяжелые продукты при пониженном давлении согласно ASTM
D 1160.
В стандартный комплект входят:
1) рамка с защитным экраном
2) вакуумная башня с двойными стенками
3) Колба для образца на 500 мл
4) приемный цилиндр на 200 мл
5) нагревательный кожух
6) trap (ловушка
7) вакуумные соединители
8) датчик температуры
9) термостат (рабочие температуры: 20-100 ° C)
10) вакуумный насос (вакуум: 0,1 мбар, расход: 5,7 м3 / ч)
Насос серии R5: A 0025 F вакуум: 0,1 мбар Расход, 25 м³ / ч
в форме
11) вакуумметр
12) клапан точного регулирования давления

12.

Виды мазута

Сегодня известны и широко используются технологии производства следующих видов мазута:

• М-40, М-100;
• военно-морские F-5 и F-12;
• прямой;
• печь;
• бойлерная;
• технологический;
• мазут-Т;
• не пользовался.

Как правило, они используются в котельных, различных установках и в транспортных средствах.

Наиболее часто используемым видом мазута является топочный мазут. Он образуется после первичной обработки масла. Остальные виды производятся в гораздо меньших количествах. Это связано с переходом на другое, более экологически чистое топливо.

Технические решения Deep Cut

Возможность увеличения выбора тяжелого вакуумного дизельного топлива зависит от многих факторов, в том числе:

• износ оборудования в случае модернизации существующего завода
• тип нефти, перерабатываемой на НПЗ
• возможности проектирования сырья для установок каталитического и гидрокрекинга
• наличие комплекса глубокой переработки нефти.

Колонна вакуумной перегонки мазута

Поскольку каждая установка индивидуальна, можно привести лишь общие технические решения по переводу установки перегонки мазута на работу с повышенным извлечением вакуумного газойля.

Направления основных технических решений

Максимизация испарения сырья

это основное техническое решение. Ограничениями для максимального испарения сырья могут быть крекинг, коксование, ограничение тепловой мощности печи, ограничение мощности системы создания вакуума.

• Обустройство труб
• Размер трубы
• Расход пара из-за турбулентности
• Точка подачи пара для турбулентности
• Горелки Проект
• Расположение горелки
• Размеры лучистой камеры
• Размер передаточной линии
• Схема линии передачи
• Термопара карманного типа
• Положение защитной гильзы
• Метод регулирования давления
• Метод охлаждения
• Температура конденсации
• Работа вакуумной системы
• Загрузка вакуумной системы
• Параметры пара
• Расход пара
• Тип контактного устройства
• Размер столбца
• Схема использования газа разложения

Максимизация четкости разделения паровой и жидкой фазы в зоне испарения

Ограничением для максимальной ясности разделения может быть конструкция зоны подачи вакуумной колонны, подлежащая модернизации уже действующей установки.

• Внутренние устройства в зоне ввода сырья
• Впрыск сырья в колонну

В статье приводится описание различных типов контактных устройств.

Максимизация отпарки дистиллятов от остатка (если колонна работает с подачей пара)

Ограничениями могут быть трещины в нижней части колонны, трещины в отпарной колонне, дороговизна пара.

• Зачистка колонн
• Стеклянная конструкция в кубе
• Система подачи пара для зачистки

Минимизация количества флегмы при поддержании оптимального количества промывки паров из зоны ввода сырья

Качество ТВГ является основным ограничением в снижении расхода флегмы в зоне промывки, так как это может отрицательно сказаться на установках для дальнейшей обработки ТВГ — каталитического и гидрокрекинга. Кроме того, в зоне промывки и на потемневшем поддоне фракций могут возникать растрескивание и коксообразование.

• Расход и тип моющей жидкости
• Контактные устройства в зоне мойки
• Дозаторы жидкости для стирки
• Проект пластины с образцами потемневшего продукта

Материальный баланс

Сырье	нс	% масса
Мазут первого вытеснения	550	100
Продукты	нс	% масса
Lvd	48	8,7
Lvg	167	30,4
TWG	103	18,7
Затененный продукт	23	4.2
Деготь	208	37,8

Достоинства и недостатки

 Недостатки

• Высокая вероятность отложений кокса в змеевиках печи в нижней части вакуумной колонны из-за экстремальных температурных условий.
• Необходимость модернизации существующего оборудования в связи с высокими капитальными затратами на строительство нового агрегата VT.
• Несмотря на увеличение сырьевой базы для КК и ГК, качественные характеристики сырья будут ухудшаться с углублением добычи газойля, что может отрицательно сказаться на системах каталитического крекинга.

Достоинства

• Увеличение количества основного сырья вакуумного газойля для каталитических установок и гидрокрекинга за счет повышения температуры кипения ВГ.
• Снижение капитальных затрат при строительстве заводов по дальнейшей переработке гудрона — гудрона (УЗК, ГК ТО и др.).

Существующие установки

В настоящее время в Российской Федерации есть несколько компаний, которые имеют вакуумные блоки с технологией DeepCut. В основном это связано с большими объемами добычи мазута и, как следствие, с низкой глубиной переработки нефти. Проекты DeepCut довольно распространены в США, Европе, Азии.