Проектирование нефтеперерабатывающих заводов и мини нпз. Проектирование мини-нпз - завод нефтехимического оборудования "озрм" Какие параметры учитываются при создании рабочего проекта

Проекты строительства, реконструкции и модернизации мини-НПЗ (от 10 000 тонн/год до 1 000 000 тонн/год).

Проектно-конструкторское бюро завода в сотрудничестве с проектным институтом ООО «ПриволжскНИПИнефть» выполняет проекты строительства, реконструкции и модернизаии мини-заводов по переработки сырой нефти и вторичной переработке нефтепродуктов (мазута, битума, газойля) объемом переработки до 1 млн тонн в год по сырью.

Проектирование нефтеперерабатывающих заводов малой производительности (мини-НПЗ) с учетом пожеланий заказчика и условий размещения будущего объекта.

Проект мини-НПЗ состоит из проектной документации (стадия ПД), рабочей документации (стадия РД) и специальных разделов для прохождения государственной экспертизы:
- охрана труда и управления производством,
- сметы и организация строительства,
- ИТМ гражданской обороны, мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций,
- охрана окружающей среды, оценка воздействия на окружающую среду проектируемых и действующих объектов;
- выполнение расчетов и разработка норм предельнодопустимых выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в окружающую среду, размещение отходов;

Также осуществляем проектирование дополнительных разделов:

Автоматизация оборудовани нефтеперерабатывающих заводов (АСУ ТП мини-НПЗ);
- осуществление функций генпроектировщика мини-НПЗ;
- авторский надзор за строительством мини-НПЗ;
- инжиниринговые услуги в области нефтепереработки.

Пример. УПН-250 (установка переработки нефти производительностью 250 000 тонн/ в год).

Назначение проектируемого объекта.

Установка по переработке нефти (мини НПЗ) для получения бензина, керосина, дизельного топлива, газойля и мазута путем разгонки нефти в ректификационной колонне, Для обеспечения бесперебойной работы установки проектом предусмотрены основные технологические объекты НПЗ:

— площадка печи с топливными емкостями;

— площадка насосов УПН-250;

— операторная и лаборатория;

— дренажные емкости и резервуары V=10, 25, 50 м3;

— котельная;

— площадка дизельгенератора;

Мощность установки по перегонке нефти – 250 тысяч тонн в год.

Номенклатура выпускаемых нефтепродуктов на установке и их качество в соответствии с требованиями «Временного технологического регламента установки УПН-250».

Состав проектируемых объектов мини-НПЗ.

Рабочим проектом предусматривается разработка проектной, рабочей и сметной документации следующих основных сооружений на территории Ленинградской области.

1. Установка по переработке нефти УПН-250:

— площадка колонны и теплообменников;

— площадка печи с топливными емкостями и резервуарами;

— площадка насосов УПН-250;

— операторная и лаборатория;

— дренажные емкости V=10м3;

— котельная;

— лафетная установка;

— площадка дизельгенератора;

Проектом мини-НПЗ предусматриваются следующие разделы:

генеральный план и транспорт;

технологические решения;

архитектурно-строительные решения;

тепловые сети;

наружные сети канализации;

пожарная сигнализация и оповещение людей о пожаре;

автоматизация технологического процесса;

электроснабжение завода;

электрооборудование;

пожаротушение нефтеперерабатывающего завода или мини НПЗ;

мероприятия по предотвращению чрезвычайных ситуаций на НПЗ;

мероприятия по обеспечению пожарной безопасности;

экологическое обоснование для выбора площадки для строительства;

расчет энергопотенциалов;

проект организации строительства;

проектная, рабочая и сметная документация.

Мини-заводы (мини НПЗ) по производству моторного топлива
Решение для отдаленных районов и месторождений нефти
Получение товарного моторного топлива, соответствующего требованиям любых стандартов

Мини-заводы по производству моторного топлива (нефтепродуктов) представляют собой полностью укомплектованные модульные установки(заводы), пригодные для немедленного монтажа на рабочей площадке и предназначенные для того, чтобы быть полностью готовыми к эксплуатации в течение трёх недель после прибытия оборудования на подготовленную строительную площадку.

ВЫХОД ПРОДУКТА С МИНИ НПЗ
НАФТА (ПРЯМОГОННЫЙ БЕНЗИН С МИНИ НПЗ) – Типичная температура конца кипения нафты – от 110°C до 185°C. Эта углеводородная фракция разделяется УМТ на две составляющие – нафту и нефрас. Нафта в дальнейшем используется в качестве базового компонента при производстве высокооктановых бензинов.
ДИЗЕЛЬНАЯ ФРАКЦИЯ (ДИСТИЛЛЯТ С МИНИ НПЗ) – Типичный температурный диапазон кипения этого продукта находится в пределах приблизительно от 185°C до 340°C. Продукт подвергается дополнительной ректификации для разделения керосина (лигроина) и дизельного топлива. В зависимости от желания заказчика может вырабатываться арктическое, зимнее или летнее дизельное топливо.
ОСТАТОЧНАЯ ФРАКЦИЯ (ПРЯМОГОННЫЙ МАЗУТ С МИНИ НПЗ) – это фракция после первичной разгонки, которая тяжелее дистиллята, с температурой начала кипения приблизительно 320°C. Этот продукт обычно используют при производстве различных марок флотских топлив и мазутов.

При переработке обычной сырой нефти на мини НПЗ с удельной плотностью до 0,865 установка будет работать при номинальной мощности, и на ней будет производиться приблизительно 20% объемн. нафты и лёгкого бензина (нефрас), 30% объемн. среднего дистиллята (керосин и дизельная фракция) и 50% остаточной фракции (прямогонный мазут). Фактическая производственная мощность мини НПЗ, выходы продуктов в процентах и их температуры кипения меняются в зависимости от специфических характеристик используемой сырой нефти поставляему на мини НПЗ. После получения данных о составе сырой нефти необходимо предоставить выходы продуктов, которые могут быть произведены на мини НПЗ и осуществить модификацию мини НПЗ для удовлетворения особых потребностей и требований к проектированию.

Проектный институт «УНИПИнефть» готов обеспечить проектирование любого дополнительного оборудования для дальнейшей переработки потоков продуктов, например, установки гидроочистки средних дистиллятов, каталитического риформинга, вакуумной перегонки и стабилизации нафты.

УСТАНОВКА ПО ПРОИЗВОДСТВУ МОТОРНОГО ТОПЛИВА (МИНИ НПЗ)
ВАРИАНТЫ ИСПОЛНЕНИЯ И УСЛУГИ:
Поставка запасных частей, рассчитанных на два (2) года работы установки
Технадзор при строительстве – 1 человек на 30 дней
Технадзор при пуске и техническое обучение персонала – 1 человек на 30 дней
Установка обессоливания нефти в модульном исполнении
Дозирующая система в модульном исполнении на две (2) добавки
Погрузочная эстакада
Емкости для сырья
Емкости для продуктов
Защитная транспортная упаковка
Доставка в порт или до места строительства

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МИНИ НПЗ

Мини НПЗ проектируются по индивидуальному заказу для удовлетворения специфических требований конкретного заказчика. Выход моторного топлива меняется в соответствии с конкретными характеристиками перерабатываемой сырой нефти. Обычно установки могут эксплуатироваться с минимальной производительностью, составляющей 70% от максимальной производительности.

ТИПОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МИНИ НПЗ
Мини НПЗ поставляется из технологических модулей в полностью собранном виде со всем необходимым оборудованием, трубной обвязкой, электрооборудованием и оборудованием КИПиА, в том числе:
Теплообменники
Насосы
Колонна атмосферной перегонки нефти
Сепаратор лёгкого бензина
Колонна бокового погона – дизельной фракции
Аппараты охлаждения

Отдельно от модулей поставляется сырьевая печь для монтажа рядом с модулем мини НПЗ.

По желанию заказчика главная панель управления и электрическая панель управления располагаются в отдельном здании – операторной мини НПЗ. Панели поставляются с готовой внутренней проводкой, причем провода и кабели выполняются так, чтобы обеспечить их легкое соединение на месте.

Отдельно для монтажа мини НПЗ на месте поставляются следующие элементы:
Трубная обвязка между модулями мини НПЗ
Лестницы, платформы и изоляция атмосферной колонны и отпарных колонн мини НПЗ

Дополнительно комплектуемые элементы:
Система противопожарной защиты на модулях мини НПЗ
Все технологические схемы с трубопроводами и КИП, однолинейные схемы электрических соединений, типовые схемы нагрузок на фундаменты и инструкции по монтажу, необходимые для осуществления полной сборки (монтажа) мини НПЗ.
Руководства по эксплуатации

ПЕРЕЧЕНЬ ТИПОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ МИНИ НПЗ
Наименование оборудования
Колонна атмосферной перегонки нефти мини НПЗ
Колонна дизельной фракции мини НПЗ
Печь для нагрева сырья, подаваемого в колонну атмосферной перегонки нефти мини НПЗ
Теплообменники (сырье / продукт) мини НПЗ
Охладители нафты, диз. фракции, керосина мазута
Сырьевые насосы
Насосы орошения колонны атмосферной перегонки нефти
Насосы охлаждающей жидкости (либо воздушные охладители)

СПЕЦИАЛЬНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ИСПОЛНЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МИНИ НПЗ

Исполнение для работы с использованием водяного пара – Это исполнение предназначено для случаев, когда владелец предпочитает использовать водяной пар для эксплуатации установки. Может использоваться проект по специальному заказу для предоставления технологической системы, в которой требуется водяной пар для отпарки или для нагревания.

Исполнение для работы в холодном климате – Такое исполнение предназначается для установок, работающих в суровых зимних условиях. Специально разработанные установки могут эксплуатироваться в районах с температурой ниже -39°C. Для таких установок применяются специальные металлы, электрооборудование в арктическом исполнении, рециркуляционные аппараты воздушного охлаждения, обогрев электрическими теплоспутниками и системы промывки. Технологические модули выполняются закрытыми, с тепловой изоляцией, обеспечивается обогревом и вентиляцией. Выполненные съемными для работы в летнее время, стенки модуля при транспортировке на площадку обеспечивают дополнительную защиту установки.
Исполнение с дополнительным охлаждением продукта – Для охлаждения продукта перед его подачей на хранение используется аппарат водяного охлаждения. Если требуется дополнительное охлаждение в летнее время и в районах с жарким климатом, в схему после концевых холодильников с водяным охлаждением могут быть добавлены аппараты воздушного охлаждения, которые эксплуатируются в периоды максимально высоких температур.

Исполнение для использования дистиллята в качестве топлива в печи – Применяется там, где топливного газа нет в наличии. Сырьевая печь может быть модифицирована для обеспечения возможности сжигания в ней в качестве топлива мазута с УМТ.
Исполнение с применением конструкционных материалов, рассчитанных на сырье с высоким содержанием серы – Стандартная установка рассчитана на переработку сырой нефти с содержанием сернистых соединений от 1,5% масс. и выше. Если перерабатываемое сырье имеет более высокое содержание серы, печь, трубопроводы, колонна и некоторое другое оборудование изготавливается из легированных сталей.

Исполнение для сырой нефти с высоким содержанием солей – В том случае, если в сырой нефти содержится большое количество солей, в проекте технологической установки могут быть использованы аппарат электростатического обессоливания нефти и специальное материальное исполнение оборудования

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОДУЛЬНЫХ МИНИ НПЗ

Мини НПЗ (нефтеперерабатывающий завод) предназначен для производства высококачественного товарного топлива. Установка сооружается с обеспечением соответствия требованиям норм и правил ГОСТ и СНиП РФ. Мини НПЗ оснащается необходимым оборудованием КИПиА так, чтобы во время эксплуатации требовался минимальный контроль со стороны операторов. При проектирвоание модульное оборудование установлено на НПЗ таким образом, чтобы обеспечить легкий и удобный доступ к узлам и компонентам установки во время проведения тех. обслуживания. Мини НПЗ запроектирован с учетом обеспечения максимальной энергетической эффективности. Все вырабатываемые на установке продукты охлаждаются до температуры, требуемой при хранении.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Все насосы и теплообменники типа «труба в трубе» устанавливаются на модульной конструкции.
Колонна атмосферной перегонки сырой нефти и колонна д/фракции поставляются смонтированными на модулях в соответствующем для их перевозки положении. На рабочей площадке заказчика будет необходимо развернуть колонну атмосферной перегонки сырой нефти и колонну дизельной фракции в их вертикальное положение.
Конструкционные материалы, используемые для изготовления установки, рассчитаны на переработку малосернистой нефти и изготавливаются в основном из углеродистой стали. Исключение составляют регулирующие клапаны, имеющие покрытие из легированной стали и трубы печи, изготавливаемые из сплава с 5% содержанием хрома. При изготовлении установок для переработки сырья с высоком содержанием серы, используются еще более высококачественные конструкционные материалы.
Оборудование может поставляться в зимнем или арктическом исполнении для регионов с холодным климатом и в тропическом исполнении для стран с жарким климатом.

ТРУБОПРОВОДЫ И ТРУБНАЯ ОБВЯЗКА
Проектирует, изготавливает и монтирует на модульном основании всю трубную обвязку между теплообменниками и насосами.
Все трубы, фитинги и клапаны выполняются из углеродистой стали или, при необходимости, легированных сплавов.
Все трубопроводы на модульной установке проходят гидравлические испытания до отгрузки установки.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Для управления работой электродвигателей насосов и аппаратов охлаждения в составе технологического модуля поставляется щит электрических пускателей.

Система освещения установлена на технологическом модуле, колонне атмосферной перегонки нефти и на модуле ёмкости / аппарата охлаждения.

КИПиА
В комплекте оборудования поставляет все оборудование КИПиА, указанное на схемах трубопроводов с приборами.
Оборудование КИПиА поставляется пневматического или электрического типа по выбору заказчика.
В комплекте предоставляется также панель управления горелками сырьевой печи для обеспечения безопасной и эффективной эксплуатации печи.

ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ
Все трубы и оборудование модуля покрываются грунтовкой и снабжаются слоем теплоизоляции в соответствии со схемами трубопроводов с обвязкой КИПиА.

Все трубы и оборудование в пределах модуля, не требующие установки теплоизоляционного слоя, покрываются грунтом и красятся.

МОНТАЖ
Мини завод по производству нефтепродуктов спроектирован таким образом, что обеспечивается возможность быстрого и простого монтажа. Мини НПЗ по производству моторного топлива обычно может быть полностью смонтирована и введена в эксплуатацию с производством соответствующего Техническим условиям моторного топлива в течение трёх недель после прибытия оборудования на подготовленную строительную площадку. Три модуля, в состав которых входит технологическое оборудование, колонна атмосферной перегонки сырой нефти и колонна дизельной фракции, спроектированы таким образом, чтобы они располагались рядом друг с другом и соединялись болтами. Все соединительные трубопроводы между модулями заводского изготовления и снабжены фланцами для удобства монтажа.

ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Два (2) комплекта информации поставщиков комплектующих изделий, включая оригинальные чертежи, технические данные, перечни запасных частей и руководства по эксплуатации оборудования.
Два (2) комплекта документации (руководств) по эксплуатации установки. В этих руководствах подробно изложен порядок операций, осуществляемых при пуске и эксплуатации установки.
Два (2) комплекта чертежей технологической схемы установки, чертежей трубопроводов с обвязкой КИПиА, однолинейных схем электрических соединений, компоновочных чертежей, а также всех строительных чертежей, компоновки трубопроводов, механических, КИПиА, и электрических чертежей, необходимых при проведении технического обслуживания и эксплуатации установки.

Запасные части для мини НПЗ
Земельный участок, здания и фундаменты установки, включая подготовку строительной площадки;
Системы обеспечения энергоносителями, необходимые для эксплуатации мини НПЗ
Резервуары, ёмкости, бойлеры и другое оборудование, не включенное в описание стандартного НПЗ
Все трубные и кабельные перемычки между стандартной установкой и вышеупомянутым оборудованием
Оборудование пожаротушения
Очистные сооружения мини НПЗ, которыми необходимо дополнить мини НПЗ с целью удовлетворения требований федерального, республиканского или местного законодательства, а также иных норм или административных разрешений по защите окружающей среды

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДРУГИХ ВИДОВ МИНИ НПЗ
Установки вакуумной перегонки
Установки гидроочистки и каталитического риформинга бензина

_____________________________________________________________
Переработка нефти
Цель переработки нефти (нефтепереработки) - производство нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлива (автомобильного, авиационного, котельного и т. д.) и сырья для последующей химической переработки.

Первичные процессы
Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений нефти и представляют собой ее физическое разделение на фракции. Сначала промысловая нефть проходит первичный технологический процесс очистки добытой нефти от нефтяного газа, воды и механических примесей - этот процесс называется первичной сепарацией нефти.

Подготовка нефти
Нефть поступает на НПЗ в подготовленном для транспортировки виде. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, удалению растворённых лёгких углеводородов (С1-С4) и обезвоживанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).

Атмосферная перегонка
Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки - мазут. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной) переработке.

Материальный баланс атмосферной перегонки западно-сибирской нефти
Газ
Бензиновые фракции
Керосин
Дизельное топливо
Мазут
Потери

Вакуумная дистилляция
Вакуумная дистилляция - процесс отгонки из мазута (остатка атмосферной перегонки) фракций, пригодных для переработки в моторные топлива, масла, парафины и церезины и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжелый остаток называется гудроном. Может служить сырьем для получения битумов.

Вторичные процессы
Целью вторичных процессов является увеличение количества производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы.

По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на 3 вида:
Углубляющие: каталитический крекинг, термический крекинг, висбрекинг, замедленное коксование, гидрокрекинг, производство битумов и т.д.
Облагораживающие: риформинг, гидроочистка, изомеризация и т.д.
Прочие: процессы по производству масел, МТБЭ, алкилирования, производство ароматических углеводородов и т.д.

Риформинг
Каталитический риформинг - каталитическая ароматизация нефтепродуктов (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов). Риформингу подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85-180°С. В результате риформинга бензиновая фракция обогащается ароматическими соединениями и его октановое число повышается примерно до 85. Полученный продукт (риформат) используется как компонент для производства автобензинов и как сырье для извлечения ароматических углеводородов.
Гидроочистка
Каталитический крекинг
Каталитический крекинг - процесс термокаталитической переработки нефтяных фракций с целью получения компонента высокооктанового бензина и непредельных жирных газов. Сырьем для каталитического крекинга служат атмосферный и легкий вакуумный газойль, задачей процесса является расщепление молекул тяжелых углеводородов, что позволило бы использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое количество жирных (пропан-бутан) газов, которые разделяются на отдельные фракции и по большей части используются в третичных технологических процессах на самом НПЗ. Основными продуктами крекинга являются пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автобензина. Остаток крекинга является компонентом мазута.
Гидрокрекинг
Гидрокрекинг - процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьем гидрокрекинга является тяжелый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит газ риформинга. Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т. н. бензин гидрокрекинга (компонент автобензина).
Коксование
Процесс получения нефтяного кокса из тяжелых фракций и остатков вторичных процессов.
Изомеризация
Процесс получения изоуглеводородов (изобутан, изопентан, изогексан, изогептан) из углеводородов нормального строения. Целью процесса является получение сырья для нефтехимического производства (изопрен из изопентана, МТБЭ и изобутилен из изобутана) и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.
Алкилирование
Алкилирование - введение алкила в молекулу органического соединения. Алкилирующими агентами обычно являются алкилгалогениды, алкены, эпоксисоединения, спирты, реже альдегиды, кетоны, эфиры, сульфиды, диазоалканы.

Основные понятия: мини завод нефтепродуктов, мини завод переработка гудрона, мини завод переработка мазута, мини завод переработка нефти, мини завод переработка сырой нефти, поект мини завода нефтепродуктов, привзяка завода бензина, привязка завода моторного топлива, проект завода моторного топлива, проект мини нпз, проект мини-нпз, проект привязки мини-нпз, проект реконструкции мини-нпз, проектирование заводов нефтепродуктов, проектирование мини заводов по производству моторного топлива, проектирование мини НПЗ, проектирование мини-НПЗ, производство бензина, производство мазута, рабочий проект мини НПЗ, установка завода моторного топлива, установка по производству моторного топлива

переработку на нефтеперерабатывающих, а возможно впоследствии и нефтехимических предприятиях с получением базовых компонентов нефтепродуктов и придания им свойств, предусмотренных соответствующими ГОСТами введением в них присадок или комбинированием их между собой (компаундированием). Нефтеперерабатывающий завод (НПЗ) в настоящее время представляет собой комплекс разнообразнейших установок, каждая из которых предназначена для целевой переработки достаточно узкого сырья (кроме установки АВТ, на которой переработке - ректификации, разгонке - подвергается вся нефть от газов до гудрона). Все эти установки увязаны между собой и выбор совокупности этих установок, то есть варианта переработки нефти, зависит в первую очередь от состава нефти и набора физико-химических характеристик ее фракций, а также от потребности данного региона в тех или иных нефтепродуктах.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОЙ НЕФТИ И ФРАКЦИЙ

ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ НЕЕ. КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТИ.

В таблицах 1.1 - 1.10 приведены данные о физико-химических характеристиках Жирновской нефти (евлановско-ливенского горизонта), служащие исходным материалом для проектирования установки первичной переработки этой нефти.

Таблица 1.1

Физико-химические характеристики нефти

Продолжение табл. 1.1

Таблица 1.2

Состав газов, растворенных в нефти

Таблица 1.3

Характеристика фракций, выкипающих до 200 о С

Таблица 1.4

Характеристика фракций, служащих сырьем для каталитического риформинга

Таблица 1.5

Характеристика легких керосиновых дистиллятов

Продолжение табл. 1.5

Таблица 1.6

Характеристика дизельных топлив и их компонентов

Продолжение табл. 1.6

Таблица 1.7

Характеристика сырья для каталитического крекинга

Продолжение табл. 1.7

Таблица 1.8

Характеристика остатков

Таблица 1.9

Потенциальное содержание базовых дистиллятных и остаточных масел

Продолжение табл. 1.9

Таблица 1.10.

Разгонка (ИТК) Жирновской (евлановско-ливенского горизонта) нефти в аппарате АРН-2

и характеристика полученных фракций

Ассортимент нефтепродуктов, получаемых на установке АВТ обусловлен составом и свойствами нефти и ее фракций, а также потребностями в тех или иных нефтепродуктах. На основании данных о составе и свойствах нефти необходимо дать ее классификацию. Классификацию дадим по ОСТ 38.1197-80. Жирновская нефть содержит 0,29% серы (табл. 1.1), то есть она относится к I классу малосернистых нефтей. Выход фракций, выкипающих до 350 о С составляет 78,4%, таким образом нефть является высокопотенциальной, она относится к первому типу. Жирновская нефть содержит 19,3% базовых масел на нефть и 21,6% на мазут и следовательно относится к третьей группе, а по качеству масел (индекс вязкости фракций 93-99) – ко второй подгруппе нефтей. Нефть содержит 2,7% парафина, то есть является парафинистой (второй вид). Таким образом, Жирновской нефти можно дать следующий шифр: I T 1 М 3 И 2 П 2 .

Кривая ИТК, плотности и молярной массы представлена на рис. 1.1

2. ВЫБОР ВАРИАНТА ПРЕРАБОТКИ НЕФТИ, ОБОСНОВАНИЕ

АССОРТИМЕНТА ПОЛУЧАЕМЫХ ПРОДУКТОВ И СХЕМЫ НПЗ.

Существует четыре основных варианта переработки нефти:

Топливный с неглубокой переработкой нефти;

Топливный с глубокой переработкой нефти;

Топливно-масляный;

Топливно-нефтехимический.

В первом варианте из нефти извлекаются только светлые нефтепродукты, а мазут используется в качестве котельного топлива. Данный вариант нерационален для переработки большинства нефтей, так как переработкой мазута с применением современных каталитических процессов можно получить дополнительное количество компонентов топлив. Поэтому в настоящее время при выборе варианта переработки нефти отдается варианту с глубокой переработкой.

При топливно-масляном варианте переработки нефти из мазута производят компоненты базовых масел. Этот вариант оправдан в случае, когда нефть содержит не менее 8% базовых масел, имеющих индекс вязкости не менее 85 пунктов.

При третьем варианте - нефтехимическом, из продуктов нефтепереработки: н-бутан, изобутан, н-пентан, изопентан, бензол

Мини-завод по переработке нефти является достаточно прибыльным делом. Своими руками организовать такое производство под силу не каждому. Но если приложить максимум усилий, все обязательно получится.

Что собой представляет данный бизнес?

Мини-НПЗ представляют собой небольшой завод, который перерабатывает в год не больше 1 млн. тонн сырья. Данное производство является достаточно привлекательным, поскольку при относительно небольших затратах (для этой отрасли) можно много заработать. В зависимости от типа оборудования и от необходимой мощности, нужно инвестировать от 3 до 30 млн долларов.

Процесс сбора и подготовки нефти

Мини-НПЗ небольших размеров — вполне легальный бизнес, который можно организовать самостоятельно или привлечь к этому партнеров. Для нужд завода можно легко организовать бесперебойные поставки нефти.

Преимущества бизнеса

Мини-НПЗ обладают следующими преимуществами:

• максимальная оптимизация процесса, что ведет к снижению текущих и капитальных расходов;
• небольшие габариты установок по переработке сырья облегчает их транспортировку и снижает стоимость монтажа;
• несложное обслуживание всех устройств;
• наличие возможности корректировки технологических параметров завода;
• для эффективного производства не нужна вода, пар или другие дополнительные ресурсы;
• существует возможность полной автоматизации всего процесса производства;
• полное соответствие нормативам пожарной безопасности и охраны труда.

Необходимое оборудование

Чтоб организовать завод по производству разного топлива, в первую очередь необходимо закупить дорогостоящее оборудование.

«Чеченский» вариант

Данное оборудование является самым дешевым на рынке, но оно также считается нелегальным. Его стоимость колеблется от 25 до 40 тысяч долларов. Качество полученного продукта очень низкое, что сочетается с недостаточной долговечностью таких устройств.

Данные установки представляют собой перегонный куб. Во время его эксплуатации очередную порцию сырья заливают внутрь оборудования, после чего нагревают при помощи открытого огня. Пары светлых фракций отводят по специальной длинной трубе. В это же время происходит охлаждение продуктов до оптимальной температуры. В процессе данной перегонки сначала получают бензин, потом дизтопливо. Остатками переработки сырья является мазут, который считается непригодным для дальнейшего использования. Его необходимо утилизировать любым доступным методом.

Установки непрерывного действия

Данное оборудование представляет собой второе поколение установок, которые работают по принципу фракционирования нефти. Оно способно переработать за год около 10-20 тысяч тонн сырья. Стоимость такого оборудования достаточно высокая – от 80 до 150 тысяч долларов. Чтоб удешевить его, применяют следующие приемы:

• данные приборы изготавливают из дешевой стали, срок службы которой составляет 1-2 года;
• применение водоохлаждающих холодильников;
• не используют детали, которые позволяют автоматически обслуживать НПЗ.

Данное оборудование представляет собой кубы, в которых несколько раз происходит испарение и конденсация нефтепродуктов. Они могут дополнительно оснащаться насосами, холодильными установками. Нагрев сырья происходит при помощи мазутной или дизельной горелки.

Чаще всего после покупки оборудования такого типа можно столкнуться с множеством проблем:

• отсутствие трубопроводов и арматуры;
• наличие некачественных труб – сварных шовных;
• в комплектацию установки включена водопроводная арматура, которая категорически запрещена для такого оборудования из-за своей небезопасности;
• это оборудование является полулегальным. Полностью узаконить его использование нереально;
• качество полученного бензина и дизельного топлива низкое. Оно не отвечает государственным стандартам.

Малотоннажное нефтеперегонное оборудование

Относится к третьему классу установок, которые можно использовать для обустройства завода по производству бензина и другого топлива. Их стоимость составляет от 400 тысяч до нескольких миллионов долларов. С помощью данного оборудования можно переработать до 150 тысяч тонн нефти за год.

Такие установки являются полностью легальными и имеют все необходимые сертификаты, которые подтверждают качество полученного после перегонки топлива. Это оборудование оснащено современными ректификационными колоннами. Оно разделяет сырье на разные фракции, каждая из которых обладает необходимыми рабочими характеристиками. Из-за того, что все конструктивные элементы таких устройств выполняются из легированных сталей, их срок службы составляет не меньше 10 лет.

Бизнес-план производства

Мини-НПЗ по производству разных типов топлива способен дать в результате:

• 15-25% бензина от общего объема сырья;
• 25-35% дизельного топлива;
• 35-55% мазута;
• углеводородного газа – 3%.

При переработке сырья также существуют потери. Они составляют не больше 2% при применении эффективного оборудования.

Завод по переработке нефти нужно разместить на подходящем участке, площадь которого составляет:

• 300 кв. м при мощности производства 20-30 тыс. т продукции в год;
• 600 кв. м при производительности 50-65 тыс. т в год;
• 1200 кв. м при мощности 100-120 тыс. т в год;
• 2400 кв. м при производительности 200-250 тыс. т в год.

Чтоб мини-завод для производства бензина смог функционировать, необходимо привлечь обслуживающий персонал – не больше 6 человек.

Чтоб сэкономить при организации НПЗ, можно использовать для транспортировки, хранения бензина и других горючих материалов подручные емкости – металлические бочки разного объема, грузовые автоцистерны и другие. Также рекомендуется купить утилизатор отходов мазута, который является более выгодным вариантом, чем организация специальных амбаров и хранилищ.

Завод по переработке нефти окупляется в среднем за 1-1,5 года в зависимости от использованного оборудования и объемов сбыта продукции.

Видео: Нефтеперерабатывающее оборудование

Существующие проблемы

Традиционно, в нефтяной промышленности используются крупномасштабные нефтеперерабатывающие заводы, снабжаемые сырой нефтью или газоконденсатом по трубопроводу или с помощью цистерн. Однако, большинство новых месторождений углеводородов, открываемых в мире, происходит в районах, в которых инфраструктура для транспортировки и переработки либо ограничена, либо вообще отсутствует, поэтому производители вынуждены:

• либо развивать дорогостоящую инфраструктуру для транспортировки углеводородов на имеющийся перерабатывающий завод, или строить новый перерабатывающий завод вблизи месторождения, что требует вложения огромных средств и времени.
• либо устанавливать, предлагаемый нами высокотехнологичный нефтеперерабатывающий мини - завод, для переработки сырья прямо на месторождении или в ином, удобном для заказчика месте.

Высокотехнологичные нефтеперерабатывающие установки, модульно-блочного исполнения, имеют производительность от 10000 до 600000 метрических тонн по сырью в год (200-12000 баррелей в сутки) и могут производить ряд различных продуктов, включая высокооктановый бензин, коммерческое реактивное топливо, керосин, арктическое и летнее дизельное топливо, печное топливо, асфальт, а также гранулированную серу из газов, предотвращая их выбросы в атмосферу.

Две установки или более могут быть установлены на одной площадке, позволяя осуществлять переработку разных типов нефти. Также, в случае остановки одной из установок, другие могут продолжать работать.

Описание и преимущества установок

Преимуществом предлагаемых установок является тот факт, что производительность нефтеперерабатывающей установки может наращиваться ступенями.

Модели высокотехнологичных нефтеперерабатывающих установок, могут быть смонтированы и пущены в действие в течение нескольких суток после доставки комплектующих на рабочую площадку.

Установки, или мини - заводы, полностью автоматизированы, и после того как оператор установит все контрольные точки, температуры всех продуктов, процесс будет контролироваться автоматически.

Один оператор может осуществить холодный пуск установки менее, чем за два часа и вывести ее на полную мощность. Если характеристики продуктов начинают изменяться или происходит аварийная ситуация, мини - завод автоматически переводится в безопасный режим без участия оператора, а на сигнальной панели зажигается индикатор, указывающий причину остановки.

Оператор должен отрегулировать работу системы, в противном случае мини- завод будет автоматически остановлен.

Монтаж элементов мини-завода

Для монтажа элементов мини - завода требуется только ровная площадка или бетонная плита без анкерных болтов. Предлагаемые нами НПЗ могут быть изготовлены в считанные месяцы и по доставке запущены за несколько дней без особых затрат на фундамент и могут давать продукцию, работая на полном самообеспечении без подачи электроэнергии, пара и воды. В качестве топлива могут быть применены природный газ, нафта, дизельное топливо или их комбинация.

Предлагаются покупателям мини-нефтеперерабатывающие заводы с мощностью переработки от 200 до 12000 баррелей, по сырью в сутки и более мощное по специальным заказам. Несколько видов продукции дистилляции могут быть одновременно получены в процессе перегонки, такие как легкая нафта, тяжелая нафта, керосин/реактивное топливо, дизельное и печное топливо, а также мазут. Каждый перерабатывающий завод имеет блочно-модульную конструкцию и может быть легко транспортирован к месту добычи сырья или к трубопроводу. Небольшие установки могут быть пущены в действие в течение 48 часов после доставки на подготовленную рабочую площадку, такие установки могут быть легко перемещены на новый участок с минимальным объемом сборочных работ. Продукты, производимые мини-перерабатывающими заводами, могут продаваться на месте или использоваться как сырье для дальнейшей переработки.

Остаточные продукты нефтеперегонки

Остаточные продукты нефтеперегонки могут использоваться как топливо для дизельных генераторов электроэнергии или в процессе эксплуатации котов, печи и тд. Мини-перерабатывающие установки особенно эффективны в районах, где есть источник сырья, но недостаточно продуктов нефтеперегонки или отсутствуют необходимые мощности нефтепереработки, а также где расходы на транспортировку весьма велики, например, в удаленных районах или на морских платформах.

Первые мини НПЗ. Новые подходы к конструкции и комплектации

Первый мини-перерабатывающий завод был запущен тридцать лет назад. Это был завод с производительностью 1000 баррелей в день, размещенный на одной раме, которая включала электрический генератор, горизонтально установленную колонну с ручной установкой в вертикальное положение, а также постоянно закрепленные ручные домкраты для снятия блока с грузовой машины. Цель заключалась в том, чтобы завод мог быть запущен в действие в течение одних суток с момента доставки на место установки, без использования подъемных кранов, бетонных фундаментов или источников электроэнергии.

Предполагалось, что завод будет перемещаться ежемесячно, однако, с течением времени выяснилось следующее:

1. Мини-завод находился на первоначальном месте расположения в течение нескольких лет.

2. В большинстве мест расположения имелся источник электроэнергии или, в случае отсутствия, требуемый источник электроэнергии должен был иметь значительно большую мощность для обеспечения электроэнергией других установок.

3. Подъемные краны имелись на большинстве площадок, так что ручные домкраты не требовались. Так как имелись подъемные краны для установки блоков, стало возможным использование нескольких модулей для более свободного размещения оборудования.

Проанализировав опыт эксплуатации первого установленного мини - завода, был разработан новый подход к конструкции и комплектации, а именно:

• Последние достижения в проектировании и конструкции системы позволяют избежать использование клапанов контроля уровня, контроллеров уровня, стеклянных индикаторов уровня и насосов со всеми вспомогательными трубопроводами. Отсутствие таковых устройств существенно упрощает требования по эксплуатации и техобслуживанию завода.
• Завод полностью автоматизирован как для самостоятельного функционирования, так и для слежения за рабочим процессом, так что в случае развития потенциально опасной ситуации завод автоматически прекращает работу и специальный сигнализатор дает оператору знать причину остановки.
• Дополнительно в конструкции предусмотрено помещение для контроля и лаборатория.
• В объем поставки включается необходимый набор ручных инструментов и лабораторное оборудование, а также необходимые запасные части на два года работы.

Варианты поставки мини-завода

В арктическом варианте

• Модели разработаны для работы на севере.
• Высота над уровнем моря 300 метров
• Температура: от -50°С до +40°С.
• Эти установки были установлены в январе 1995 года.
• Установки производят бензин, буровой раствор, зимний и летний бензин и жидкое топливо.
• Светлые нефтепродукты используются крупными нефтяными предприятиями для пассажирского автобусного парка и другого транспорта.
• Жидкое топливо поставляется на продажу местным электрическим и центральным станциям на территории региона.

Выход продуктов:

Нафта 16%
Бензин 33%
Остаток 51%

В тропическом варианте

• Модели разработаны для работы на юге.
• Высота над уровнем моря 1350 метров
• Температура: от +1°С до +36°С
• Эти установки производят бензин.

Сырьем для установок является газоконденсат, сырье подается вниз по трубопроводам на газоперерабатывающее оборудование, где жидкие субстанции извлекаются и перерабатываются.

Газ используется на электростанциях, поставляемых электроэнергию на рудодобывающие предприятия в регионе, для топлива и турбодвигателей.

Первоначально 2 установки были установлены в августе 1991. По мере увеличения бассейна и потребления электроэнергии, в январе 1992 были установлены 2 другие установки с целью регулирования загрузки газоконденсата. Нафта может быть использована в качестве топлива для турбин, в то время как непереработанный конденсат, из-за наличия тяжелых металлов может вызвать изнашивание турбинных лопастей.

Выход продуктов:

Нафта 65%
Дизель 30%
Остаток 5%

Предлагаются мини-заводы со следующими параметрами:

Примечание: возможно изготовление НПЗ более высокой мощности по специальному заказу.

Вышеприведенные данные по времени подготовки пуска основаны на том, что завершено строительство вспомогательных сооружений и оборудования, а также имеется подъемный кран на момент поступления комплекта мини - завода на площадку. Для того чтобы, потенциальному заказчику, вычислить производительность завода в метрических тоннах, необходимо умножить число баррелей в сутки на 0,15893, а затем на удельный вес сырья.

Дополнительное оборудование

По желанию заказчика предлагается следующее дополнительное оборудование и материальное исполнение:

• Использование специальных сплавов при изготовлении завода для переработки высокосернистой нефти.
• Обессоливатель для удаления соли из сырья.
• Гидроочиститель нафты, реактивного топлива и дизельного топлива для удаления серы из продуктов.
• Реформеры для производства высокооктанного бензина.
• Стабилизаторы бензина для уменьшения давления паров
• Вакуумные асфальтовые установки для производства асфальта
• Исполнение блоков для работы в холодных и жарких условиях, которые оснащены портативными лабораториями
• Установки по получению гранулированной серы
• Каталитический риформер, c разделителем, гидроочисткой, и стабилизатором

Краткое описание технологического процесса при эксплуатации

Высокотехнологичные мини НПЗ

Введение

Первой частью любого анализа применения малого нефтеперерабатывающего завода является начальная оценка его экономической состоятельности. Для этого необходимо понять, что может делать малый НПЗ, а также необходима информация по предполагаемому сырью и глубокое знание локальных условий рынка. Технические вопросы, относящиеся к промышленным технологиям или проектированию редко являются важными на этой начальной стадии осуществимости.

Повышение эффективности от роста масштабов производства

Мини НПЗ (обычно <4000 баррелей в сутки) не обладает масштабами производства большого НПЗ (обычно >100000 баррелей в сутки). Капитальные затраты на переработку литра сырой нефти неизбежно высоки на мини НПЗ. Эти экономические издержки могут быть уравновешены при доступе на НПЗ к дешевой сырой нефти (например, из отдаленных или некоммерческих нефтяных бассейнов) и/или при экономии расходов по транспортировке топлива или сырой нефти (обычно в отдаленных или недоступных регионах) и/или правительственные дотации при поддержке экономической активности в удаленных регионах.

Прибрежное расположение предполагаемого мини НПЗ будет тщательно исследовано на случай наличия альтернативы импортируемого переработанного продукта из главных нефтеперерабатывающих стран. С другой стороны, расположение в удаленной или ненаселенной людьми местности обеспечит благоприятные условия для работы мини НПЗ, поскольку долгие расстояния и/или условия дорожного покрытия сказываются на увеличении расходов по транспортировке импортируемого топлива.

Для того, чтобы уменьшить капитальные затраты, мини НПЗ часто оснащается только как простой нефтеперерабатывающий завод для производства продукта прямой перегонки - дизеля или керосина, включая нафту и мазут как побочные продукты.

В некоторых случаях, экономически выгодным может быть использование второй перегонной колонны для вакуумной очистки сырой нефти из атмосферной башни в чистый тяжелый дизель (вакуумный газ-нефть) и тяжелое остаточное масло. Термальная крекинг-установка или коксовик для переработки некоторого количества или всех тяжелых нефтяных остатков в более ценные легкие продукты не является ни практичным, ни экономичным в размерах мини НПЗ.

Нафта является бензиновой фракцией сырой нефти, но она не используется на автомобильных заправочных станциях без повышения октанового числа путем дальнейшей переработки и/или смешивания. В результате снятия с производства во многих странах тетраэтилсвинцовых добавок на заправочных станциях, теперь нет простого (и, следовательно, дешевого) способа увеличения октанового числа нафты в малых масштабах производства. Использование католического преобразователя для реформинга нафты для заправочных станций обычно экономически не оправдано, поскольку капитальные затраты на нее высоки из-за малого объема производства, учитывая, что нафта состоит из не более 25% сырой нефти, некоторое количество которой потребляется во время перерабатывающего процесса. Католический преобразователь, по-видимому, повысит стоимость мини НПЗ для производства продуктов прямой перегонки примерно на 80%-100%

Главной трудностью в реализации проекта мини НПЗ является не решение, что делать с дизелем, а изобретательность, касательно, например, нахождение способа самого экономически выгодного сбыта от 50% до 75% сырой нефти.

Альтернативные затраты на топливо

Необходимо, чтобы предлагаемый мини НПЗ поставлял переработанный продукт на целевой рынок по более конкурентоспособным ценам, чем существующие поставки топлива. Знание локальных цен на топливо (и другие доступные виды топлива, такие как газ или сжиженный нефтяной газ) на целевом рынке и их конкурентоспособность является решающим для любого анализа технической осуществимости проекта. В некоторых странах цены на топливо в отдаленных регионах могут получать государственные субсидии, что затрудняет для нефтеперерабатывающего завода возможность конкурировать на этом рынке.

В некоторых случаях (но не часто) сырая нефть может быть очень высокого качества и поэтому подходит для использования на тяжелых дизельных установках без необходимости переработки. Хотя сырая нефть и не пригодна для общего дизельного рынка, при условии хорошего качества, она может быть использована при функционировании завода (например, насосы на нефтепроводах сырой нефти).

Сырая нефть

Переработка продукта прямой перегонки попросту ректифицируется путем очистки сырой нефти в компоненты до точки кипения. Дистилляция не изменяет молекулярную структуру химических компонентов. Поэтому естественные характеристики сырой нефти (или конденсата) и требуемой спецификации конечного переработанного продукта являются определяющими показателями выхода продукта из перерабатывающего завода.

Для того чтобы избежать конденсирования и замасливания на перерабатывающем заводе, необходимо максимально высокое содержание соли в сырой нефти - 1 кг на 1000 баррелей. В случае, когда уровень соли превышает данный показатель, необходимо провести подготовительные процессы. Хотя добавление вещества, расщепляющего соль является целесообразным на мини НПЗ, все же необходимо некоторое количество пресной воды и средства размещения остатков соленой воды

Другие нежелательные компоненты в сырой нефти, такие как сера, будут перебрасываться в общий поток перерабатываемых продуктов. Максимально допустимый уровень серы для переработанных продуктов обычно регулируется государством.

Сырая нефть с уровнем серы <1% будет перерабатываться в пределах допустимых характеристик топлива для дизеля и нафты без необходимости процессов выделения серы. Однако следует учитывать и местные установки, поскольку различия в разных странах могут быть значительными. Приблизительно 70% серы концентрируется в осадках тяжелого топлива. Характеристики топлива могут определять максимальный допустимый уровень содержания серы в сырой нефти, с целью избежать

В заключении, оптимальным сырьем для мини НПЗ в целом является сырая нефть высокого качества по АНИ или конденсат с компонентом дизеля относительно высокого качества.

Следующие дополнения способствуют экономическому улучшению проекта:

1. В случае наличия большого числа нефтяных бассейнов, следует выбирать то месторождение, где высокие показатели качества сырой нефти, в частности с высоким уровнем сбыта дизеля.

2. Если трубопровод для сырой нефти располагается рядом, то следует помещать нежелательные побочные нефтяные продукты в него же. Помимо прочего это потребует также соглашения о покупке нефтяными компаниями, компаниями, производящими трубопроводы и перерабатывающими заводами побочных продуктов перерабатывающего завода.

3. Следует найти локальные рынки для побочных продуктов. Например, нафта может быть использована для турбореактивных двигателей (но следует проверить доступность конкурентоспособного газа или сжиженного нефтяного газа) или может быть использована как растворитель/ сольвент или нефтехимическое сырье. В северном климате нафта часто используется как незамерзающая жидкость для завершения скважины вместо дизеля. Жидкое топливо может быть использовано как бункерное, котельное топливо или тяжелое топливо для электростанций при приемлемых характеристиках.

4. Вакуумная дистилляция выделяет тяжелый дизель (вакуумный газойль) из остаточного нефтепродукта, таким образом, снижая количество осадка, с которым в конечном итоге необходимо иметь дело. Вакуумный газойль пригоден в качестве тяжелого топлива для заводов (например, электростанций).

5. В то время как тяжелый дизель как топливо не пригоден для привычных стандартных промышленных турбин, существуют предприятия по производству турбинных генераторных установок, которые используют нафту и вакуумную смесь газойля. Эти турбины представляют собой установки, оснащенные скатами/шасси и могут дополнить инсталляцию продукта. Для достижения запланированных целей следует учитывать, что потребляемая мощность 100 баррелей в сутки остаточного нефтепродукта составляет 1.5 молекулярной массы мощности электростанции.

6. При условии, если нафта обладает подходящими характеристиками, то ее можно смешивать с веществами, повышающими октановое число, такими как автомобильный бензин, толуол или оксигенат (МТБЭ/метил третил бутан эфир) для производства бензина с низким октановым числом. Однако, требуется относительно большое количество этих продуктов, что вызывает значительные дополнительные затраты на закупки, перевозку и хранение.