Новая энерго- и ресурсосберегающая технология получения высококачественных моторных топлив из средних нефтяных дистиллятов и газовых конденсатов бимт г. В. Ечевский, О. В. Климов, О. В. Кихтянин*, Д. Г. Аксенов. Технология бимт

БИМТ-ТЕХНОЛОГИИ: ЧЕГО НЕ ЗАМЕЧАЮТ НИ В КРЕМЛЕ, НИ В ОФИЦИАЛЬНОЙ "ИННОВАТИКЕ" РФ?

Пока нефтяные бароны дремлют

Статья с таким заголовком появилась в журнале «Эксперт» (№ 2, 2004 г.), еще раз подтвердив то, о чем нам рассказывал генерал Шам. Оказывается, и новосибирские ученые придумали, как из любой нефти – даже самой «грязной» – получать супертопливо. И обойдется это во много раз дешевле, чем на обычном нефтеперерабатывающем заводе. «Вы сами-то понимаете, что вы сделали?! Теперь – либо вас убить, либо всю нефтепереработку перелопатить…» – так отреагировали крупные игроки нефтеперерабатывающей отрасли, когда узнали о новой технологии, разработанной два года назад учеными из новосибирского Института катализа имени Г.К.Борескова Сибирского отделения РАН. «По-новосибирски» нефть, в отличие от традиционного многоступенчатого процесса, перерабатывается за одну стадию. На выходе получаются высокооктановый бензин и высококачественное дизельное топливо, которые удовлетворяют даже ужесточенным экологическим стандартам, недавно введенным в Европе. Но главное – производство отменного топлива по новой технологии обходится в разы дешевле, чем по классической…»В чем же суть новосибирского прорыва – «Технологии БИМТ»? В том, что боресковцы создали уникальный катализатор, благодаря которому все светлые фракции нефти перерабатываются не по отдельности (с помощью разных и очень дорогих катализаторов), а в одном реакторе. Доктор химический наук Геннадий Ечевский со своей группой смог изменить структуру цеолитового катализатора так, чтобы добиться волшебного эффекта. Первые испытания нового метода прошли в 2001-м, а в 2003-м заработала опытно-промышленная установка, построенная благодаря участию краснодарского акционерного общества «НИПИгазпереработка». Именно краснодарцы стали и участниками проекта, и площадкой для проверки технологии. Испытания показали, что установка позволяет получать и бензин с низким содержанием бензола, и зимнее дизельное топливо (не замерзает и при минус 75 градусах), и пропан-бутановую фракцию, из которой получается сжиженный газ – тоже прекрасное топливо. Экономический эффект вышел потрясающим. Отпала необходимость в сложных и дорогих процессах – гидроочистке нефти, риформинге, изомеризации, алкилировании, очистке от парафина, ректификации. За счет всего этого завод на БИМТ-технологии получается вшестеро дешевле обычного НПЗ при постройке, а при использовании требует затрат в восемь раз меньше! А возможность перерабатывать даже очень загрязненную серой нефть вообще великолепна. Сегодня НПЗ с неохотой берут такое сырье на переработку, тогда как сернистой нефти в России становится больше год от года. А еще испытатели с радостью убедились в том, что БИМТ может практически без остатка перерабатывать газовый конденсат, превращая его в топливо прекрасного качества.Патентный поиск показал, что подобной технологии просто нет нигде в мире. Однако попытки разработчиков заинтересовать крупные нефтяные компании в БИМТ-технологии окончились загадочным молчанием последних. Плюнув на гигантов, Ечевский и товарищи обратились к тем, кто хочет ставить перерабатывающие нефть центры «с нуля», и прежде всего – на труднодоступных землях. Ведь куда как выгоднее перерабатывать нефть прямо у скважины, а не гонять ее за сотни верст туда-сюда. Где? В Татарии, где нефть – серниста, в Калмыкии, где она насыщена парафинами, в Оренбуржской, Астраханской областях и Якутии, где много газового конденсата. И действительно, благодаря титаническим усилиям коммерческо-инновационного «гения» Института катализа, Сергея Кильдяшева, революционной технологией заинтересовались в Калмыкии. Выстроилась и производственная цепочка, куда вошли и Вологоградский заворд химического машиностроения и немецкая фирма «Люрги». И это понятно: каждая БИМТ-установка стоит около 6 миллионов долларов. А хороший НПЗ на классической технологии стоит уже сотни миллионов долларов. И если привычные предприятия экономически бессмысленно ставить там, где добывается меньше 300 тысяч тонн нефти в год, то БИМТ рентабелен, даже если стоит у месторождения мощностью в 5 тысяч тонн нефти ежегодно. Привычный НПЗ окупается за семь-пятнадцать лет, а новая чудо-установка – всего за два с лишним года. Примечание: недавно власти решили строить новый НПЗ. На импортных технологиях. Стоимостью в 8 миллиардов долларов.Интересно, а если бы эти деньги - да в БИМТ-заводы? Подробности ТТХ - http://www.catalysis.ru/block/index.php?ID=3&SECTION_ID=93&print_version=yes

Для того, чтобы отыскивать и максимально задействовать такие технологии русского прорыва, я и предлагаю создать Агентство передовых разработок. Каковое будет работать лучше и эффективнее, нежели всякие фурсенки, дворковичи и чубайсы. Кроме БИМТ, есть и другие примеры. Скажем, http://m-kalashnikov.livejournal.com/313641.html. Советую посмотреть!Максим Калашников

m-kalashnikov.livejournal.com

ФУСОИ. Мини-НПЗ. Бензино-дизельные установки (БДУ) от производителя.

Технология переработки нефтяного сырья БИМТ представляет собой инновационный процесс одностадийной переработки высокосернистых нестабилизированных газовых конденсатов, а также нефти малодебитных месторождений в высококачественные моторные топлива, отвечающие требованиям российских и международных стандартов.

На процесс БИМТ направляется либо широкая фракция, выделенная из нефти, либо весь газовый конденсат без предварительной разгонки его на бензиновую и дизельную фракции. Наличие серы и процент ее содержания в исходном сырье не ограничивается.

Технологический процесс предполагает использование специальной установки, состоящей из нескольких блоков. Первый блок первичной разгонки предназначен для разделения нефти на мазут, являющийся готовым продуктом, и сырье, которое направляется на дальнейшую переработку в каталитический блок, где светлые фракции перерабатываются, в результате чего качественный состав углеводородов изменяется.

Полученный в результате переработки по технологии БИМТ продукт подвергается ректификации, итогом которой является выделение высокооктанового бензина и высокоцетанового дизельного топлива зимнего типа. Состав сырья и изменение условий проведения процесса могут оказать существенное влияние на соотношение итоговых продуктов переработки.

К основным достоинствам внедрения технологии БИМТ относятся уменьшение финансовых и энергетических затрат, упрощение самого процесса нефтепереработки за счет исключения таких традиционных стадий, как гидроочистка, риформинг, депарафинизация и алкилирование. Факт отсутствия мазута в технологическом процессе позволяет использовать его в качестве топлива для удовлетворения энергетических потребностей самой установки.

Расчетный выход продукции при использовании технология БИМТ: бензин (АИ-80 – АИ-95) – 35-60%, зимнее дизельное топливо – 25-50%, сжиженный газ – 7-18%, топливный газ – 0,5-2%. Реальный процент конечного выхода продукции определяется видом используемого сырья. Так, например, пропан-бутановая фракция в качестве товарного продукта получается исключительно при переработке тяжелых газовых конденсатов.

Технология БИМТ – идеальный вариант для использования на Мини-НПЗ, цель которых – производство моторного топлива высокого класса при минимальных капитальных затратах.

www.mini-npz.com

Новая энерго- и ресурсосберегающая технология получения высококачественных моторных топлив из средних нефтяных дистиллятов и газовых конденсатов бимт г. В. Ечевский, О. В. Климов, О. В. Кихтянин*, Д. Г. Аксенов

НОВАЯ ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ ИЗ СРЕДНИХ НЕФТЯНЫХ ДИСТИЛЛЯТОВ И ГАЗОВЫХ КОНДЕНСАТОВ - БИМТ

Е.Г. Коденев*, М.Р. Яруллин**, Г.Г. Гарифзянова**, Г.Г. Гарифзянов**

* Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, г. Новосибирск ** ООО «Плазмохим», г. Казань

Разработана нетрадиционная технология в двух вариантах - БИМТ и БИМТ-2 - одностадийная каталитическая переработка средних нефтяных дистиллятов или нестабильных газовых конденсатов, в том числе с высоким содержанием высокостабильных сернистых соединений тиофенового ряда, выкипающих в диапазоне температур 35-360 °С, в высокооктановые бензины, зимнее дизельное топливо и сжиженный газ С3-С4. Процесс проводится на цеолитных катализаторах ИК-30-БИМТ и ИК-30-БИМТ-2, не содержащих благородные металлы, в реакторах со стационарным слоем катализатора при 7 = 3504450 °С и Р20 атм. Технология позволяет значительно упростить существующую в настоящее время классическую схему нефтепереработки с одновременным уменьшением в несколько раз стоимости производства той же самой продукции - высококачественных моторных топлив.

A nontraditional process has been developed in two versions: BIMT and BIMT-2 - one-stage catalytic refining of intermediate petroleum distillates or unstable gas condensates, including those with high contents of high-stable sulfur compounds of thiophenic series boiling off in the temperature range of 35-360 °C, into high-octane gasoline, winter diesel fuel and condensed gas C3-C4. The process is carried out on zeolite catalysts IK-30-BIMT and IK-30-BIMT-2, which contain no noble metals, in reactors with stationary catalyst layer at 7= 350+450 °C and P

В настоящее время в производстве моторных топлив существуют две основные проблемы. Во-первых, источники дешевого и качественного (с точки зрения переработки) углеводородного сырья постепенно иссякают, что ведет к постоянному удорожанию добычи нефти и природного газа и, соответственно, росту стоимости производимого из них топлива. Во-вторых, по ряду причин происходит постоянное ужесточение качественных и экологических требований, предъявляемых к используемым бензинам и дизельным топливам. Борьба за снижение себестоимости производимых товарных продуктов приводит к необходимости увеличения глубины переработки углеводородного сырья с целью повышения выхода светлых нефтепродуктов одновременно с возможным сокращением технологических стадий при их производстве.

С другой стороны, в мире прослеживается определенная тенденция к уменьшению содержания ароматических углеводородов как в высокооктановых бензинах, так и в дизельных топ-ливах, при этом наиболее строго контролируется содержание бензола (

В последнее время усилия исследователей всего мира в области увеличения глубины переработки нефти направлены на улучшение катализаторов для классических технологий, проверенных десятилетиями промышленной эксплуатации, а также на модернизацию отдельных узлов классических технологических схем переработки. На Западе это позволило увеличить глубину переработки нефти до 90 %, однако это достигается за счет значительного повышения стоимости процессов и технологий.

В России, по данным 2000 г., глубина переработки нефти составила 71 %, при этом все более остро стоит задача увеличения выхода светлых нефтепродуктов — бензина, керосина, дизельного и реактивного топлив.

Институтом катализа СО РАН им. Г.К. Борес-кова (г. Новосибирск) совместно с ООО «Плазмо-хим» (г. Казань) разработана новая нетрадиционная технология БИМТ — процесс одностадийной переработки средних нефтяных дистиллятов или нестабильных газовых конденсатов в высокооктановые бензины, зимнее дизельное топливо и сжиженный газ Сз—С4 [1—3]. Его характеристики следующие:

процесс проводится на цеолитном катализаторе (ИК-30-БИМТ), не содержащем благородные металлы, в реакторах со стационарным слоем катализатора при Г== 350-^450 °С и Р 20 атм;
в качестве сырья могут использоваться нестабильные газовые конденсаты или прямогонные нефтяные фракции НК 35-{350-г360) °С без предварительной их разгонки;
содержание общей серы в сырье не лимитируется;
длительность межрегенерационного пробега катализатора в режиме с подъемом температуры составляет 150—230 ч в зависимости от условий проведения процесса и состава получаемых продуктов;
общий срок службы катализатора составляет не менее 40 циклов регенерации.

По стандартной схеме переработки нефть направляется в блок первичной перегонки (ЭЛОУ АВТ), где происходит разделение на бензиновую, керосиновую, дизельную фракции, тяжелый вакуумный газойль и гудрон. Каждая из указанных фракций подвергается дальнейшему облагораживанию по своей схеме. Так, например, для получения высокооктанового бензина (рис.1) прямогонный бензин направляется на гидроочистку, затем часть его поступает на риформинг для получения рафината (концентрата ароматических углеводородов), а часть — на процесс ал-килирования. Далее компаундированием получают высокооктановый бензин. Прямогонная дизельная фракция для получения зимнего сорта дизельного топлива должна пройти стадии гидроочистки и депарафинизации.

По предлагаемой новой технологии (рис. 2) из нефти необходимо выделить широкую фракцию (НК—КК 360 °С), которая направляется на одностадийную каталитическую переработку по технологии БИМТ. Далее полученный продукт разгоняется стандартной ректификацией на товарные высококачественные моторные топлива, а именно высокооктановый бензин, зимнее дизельное топливо и сжиженный газ Сз—Сд. При этом полученные топлива не требуют какой-либо доработки или введения дополнительных добавок для соответствия существующим ГОСТ.

В случае тяжелых газовых конденсатов на процесс БИМТ можно направлять весь газовый конденсат без предварительной разгонки на бензиновую и дизельную фракции. Полученный продукт далее подвергается ректификации с выделением товарного высокооктанового бензина и высокоце-танового дизельного топлива зимнего сорта. Следует учитывать, что газовые конденсаты, имеющие температуру конца кипения ниже 250 °С, подвергать переработке по технологии БИМТ, скорее всего, нецелесообразно.

Рис. 2. Схема получения моторных топлив по технологии БИМТ

С точки зрения энергозатрат эффективность предлагаемой технологии переработки нефтяных фракций в высокосортные моторные топлива минимум в 4 раза выше таковой для существующих в настоящее время методов получения этих продуктов даже без учета экономии энергозатрат на процессах гидроочистки и ректификации. Сравнение вариантов риформинг + гидроизомеризация дизельного топлива (отдельно) и совместной переработки по технологии БИМТ приведено ниже:

Параметр Традиционный БИМТ

Выход, % (по массе):

Бензиновая фракция 40 60

Дизельное топливо 45 25

£ жидких продуктов 85 85

Водород 1,85 0,3

Расход энергии на 1 т, ГДж:

сырья 0,61 0,15

жидких продуктов 0,71 0,18

При этом не учитываются:

энергозатраты на ректификацию и их различие в разных вариантах;
потери тепла на аппаратах; предполагается, что все тепло, затраченное на нагрев сырья до температуры реакции, полностью рекуперируется за исключением самого теплового эффекта;
потери, связанные с передачей тепла между отдельными процессами (в традиционном варианте).

Очевидно, что учет этих факторов может повышать экономию энергозатрат только в абсолютном выражении. В любом случае абсолютное снижение энергопотребления на ~ 0,46 ГДж (0,61 -- 0,15) на 1 т сырья может быть принято как нижняя граница энергосбережения.

Процесс БИМТ дважды прошел пилотные испытания на различном сырье на установке мощностью по сырью до 100 л/сут, принадлежащей

Катализ в нефтеперерабатывающей промышленности

0,7 0,8 я//Q ООО «Плазмохим» (г. Казань). В августе 2001 г. в качестве сырья использовали два дистиллята (Гкщ, = = 35-г360 °С) с содержанием общей серы 3,75 % (по массе), отогнанных из нефти различных скважин Нурлатского месторождения (Республика Татарстан). Эти дистилляты отличались соотношением бензиновой и дизельной фракций. В апреле 2002 г. сырьем процесса служил нефтяной дистиллят (Гкип = 404-350 °С) с содержанием серы 0,51 % (по массе), полученный смешением прямогонных бензиновой и дизельной фракций, взятых на Нижнекамском нефтехимическом комбинате. В каждом случае было проведено по три полных пробега катализатора до регенерации с двумя промежуточными регенерациями, после которых катализатор полностью восстанавливал свои свойства.

Из-за отсутствия систем автоматической регистрации и обработки результатов при проведении пилотных испытаний был разработан специальный метод экспресс-оценки октанового числа получаемого бензина по результатам хроматографи-ческого анализа. Отношение nli С6-углеводоро-дов полученного продукта также оценивалось методом хроматографии. Октановое число по моторному методу бензиновой фракции определялось с помощью октанометра, разработанного в Институте химии нефти СО РАН (г. Новосибирск), по методике, утвержденной Комитетом РФ по стандартизации, метрологии и сертификации (сертификат № 2865 от 10 июля 1997 г.).

Корреляция между отношением п I i Сб-углево-дородов в жидких продуктах реакции и октановым числом по моторному методу бензиновой фракции была определена в Институте катализа СО РАН при проведении лабораторных испытаний процесса БИМТ на дистиллятах различного состава — тех же самых, что были использованы в качестве сырья при пилотных испытаниях (рис. 3).

На рис. 4 приведены результаты пилотных испытаний в режиме с подъемом температуры, проведенных на пилотной установке ООО «Плазмохим» (г. Казань) в апреле 2002 г. с применением катализатора ИК-30-БИМТ. Параметром контроля процесса было описанное выше отношение п I i С6, служившее характеристикой октанового числа получаемого бензина, при повышении которого выше 0,45 температура в реакторе увеличивалась на 5 град. Таким образом, поддерживался примерно постоянный состав продуктов на выходе из реактора в течение всего пробега. Первый межрегене-рационный пробег катализатора был остановлен при достижении температуры в реакторе 450 °С. Следует указать, что температурный режим в реакторе (по длине слоя катализатора и диаметру реактора) был далек от оптимального из-за несовершенства регуляторов температуры и по некоторым другим причинам, и поэтому в пилотной установке меж-регенерационный пробег катализатора оказался значительно ниже такового в случае лабораторных испытаний. Однако даже в неоптимальных температурных режимах длительность пробега в пилотных испытаниях оказалась равной 115ч, что характеризует процесс как вполне технологичный.

После реакционного цикла была проведена регенерация катализатора азотно-воздушной смесью со ступенчатым увеличением температуры регенерации и концентрации кислорода в смеси. Общее время регенерации составило 40—45 ч. Затем был

Таблица 1

Материальный баланс процесса БИМТ в режимах получения бензинов при использовании сырья различного состава (% по массе)

Сырье	н2	h3S (Бобщ)	Cr-Ca	С3—С4	Бензин	ОЧ (MM)	Диз. топливо
Нурлатский дистиллят № 1 (фр.НК—360)	—	(3,75)	—	0,35	47,8	58	48,1
Продукт 1	1,0	3,7	1,1	11,2	47	78-80	36
Продукт 2	1,7	3,7	0,8	14,8	53	85—88*	26
Нурлатский дистиллят № 2 (фр.НК—360)	—	(3,75)	—	1,6	40,8	66	57,6
Продукт 3	0,6	3,7	0,4	9,3	46	83-84"	40
Нижнекамский дистиллят (фр.НК—350)	—	(0,51)	—	1,1	48,2	55	51,8
Продукт 4	1,1	0,5	2,5	15,5	47,3	84"	33,1
Соответствует Аи-95. ** Соответствует Аи-92.	1,1	0,5	2,5	15,5	47,3	84"

проведен второй цикл «реакция—регенерация», причем специально были использованы неоптимальные условия проведения процесса. В третьем цикле испытаний были сохранены все параметры первого цикла (см. рис. 4). В связи с тем что выходные характеристики получаемого продукта реакции практически совпадали с таковыми при первом цикле, процесс был остановлен на 87-м часу приГ=430°С.

Пилотные испытания показали, что катализатор ИК-30-БИМТ полностью сохраняет активность, селективность и стабильность после нескольких циклов «реакция—регенерация». По результатам лабораторных исследований прогнозируется срок службы катализатора не менее 40 таких циклов.

Материальный баланс процесса БИМТ по итогам всех пилотных испытаний, проведенных на различном сырье с различным содержанием сернистых соединений, приведен в табл. 1.

Соотношение между количеством получаемых бензина и дизельного топлива зависит от состава исходного сырья (различные дистилляты в табл. 1) и может варьироваться изменением условий проведения процесса (см. продукты 1—4 в табл. 1). Режимы проведения процесса, при которых получаются бензины с различным октановым числом, а также достигается различное соотношение образующихся бензина и дизельного топлива, различаются в основном скоростью подачи исходного сырья и незначительно — температурой или давлением.

При организации рециркуляции образующегося в процессе газа (после его очистки от сероводорода или без нее) выходы бензина и дизельного топлива могут быть значительно увеличены. Выход жидких фракций достигает 90—93 % (по массе).

ДОСТОИНСТВА ТЕХНОЛОГИИ БИМТ

Значительное удешевление и упрощение схемы нефтепереработки, так как не требуются процессы гидроочистки, риформинга, алкилирования, депарафинизации.
Содержание общей серы в сырье не лимитируется.
При переработке газовых конденсатов увеличивается выход бензина до 20—25 % по сравнению со стандартной схемой переработки.
Выход жидких фракций не менее 80—85 % (при рециркуляции образующегося газа — 90-5-93 % по массе). Соотношение между бензиновой и дизельной фракциями зависит от состава исходного сырья и режима проведения процесса.
Октановое число получаемых бензинов от 80 до 95 по исследовательскому методу.
Содержание серы в бензине менее 0,01 % (по массе).
Содержание бензола в бензине составляет менее 1 % при общем содержании ароматических углеводородов не выше 30-40 %.
Температура замерзания дизельного топлива от -35 до -60 °С.

Цетановое число дизельного топлива не ниже 50-55.
Содержание серы в дизельном топливе менее 0,05 % (по массе).

БИМТ является технологией «второго поколения». Технологией «первого поколения» можно считать «Цеоформинг» [4, 5], в котором на цеолитных катализаторах перерабатываются пря-могонные бензиновые фракции с температурой конца кипения до 200 °С в высокооктановые бензины. Основы технологии «Цеоформинг» и катализатор для нее также разрабатывались в Институте катализа СО РАН. За последние 10 лет НИЦ «Цеосит» (г. Новосибирск), входящий в Объединенный институт катализа, внедрил несколько промышленных установок по технологии «Цеоформинг» в России, Польше и Грузии мощностью от 5 до 40 тыс. т/год. Технология БИМТ по аппаратурному оформлению реакторного блока и технологическим параметрам процесса практически не отличается от «Цеоформинг» (различия только в части разгонки полученных продуктов), поэтому ее можно с уверенностью рекомендовать для промышленного использования.

Технология БИМТ идеально подходит также для малотоннажного производства высокосортных моторных топлив, соответствующих новым мировым стандартам, при использовании в качестве сырья высокосернистых нестабилизированных газовых конденсатов (таких, как, например, Астраханский или Оренбургский) или нефтей мало-дебитных месторождений. Как современная энер-го- и ресурсосберегающая технология, она также может быть применена при строительстве новых нефтеперерабатывающих комплексов.

Технология БИМТ позволяет получать высокосортные моторные топлива, соответствующие современным мировым стандартам, и при этом не требует разработки нестандартного оборудования, так как может использовать уже имеющееся на нефтеперерабатывающих и газоперерабатывающих заводах или нефтехимических комбинатах. При малых мощностях установок могут быть применены реакторы трубчатого типа, при больших — адиабатические или полочные реакторы.

Для процесса БИМТ может быть приспособлена установка Л-35-6, первоначально предназначенная для получения индивидуальных ароматических углеводородов из прямогонной фракции 62—105 °С методом каталитического риформинга (это отечественные довольно старые установки риформинга, которых в России имеется около 15). На такой установке присутствует практически все необходимое оборудование, и требуется сделать переобвязку и реконструкцию некоторых ректификационных колонн. По нашим оценкам, на это необходимо затратить максимум 10—15 % от стоимости новой установки.

Реакторный блок представляет собой две «нитки», в каждой из которых от 1 до 3 реакторов (в зависимости от производительности установки). Процесс БИМТ эндотермический, и при больших производительностях может потребоваться промежуточный подогрев реакционной смеси. Для осуществления процесса в непрерывном режиме одна нитка реакторов находится в режиме «реакции», а другая — «регенерации».

Предварительные экономические расчеты по оценке эффективности технологии БИМТ проведены в двух базовых вариантах для локального внедрения (минимальная и максимальная мощности) и ориентированы на российский рынок сырья и сбыта продукции. Объем инвестиций в расчетах взят с учетом всех затрат, включая создание необходимой инфраструктуры, т.е. при строительстве на пустом месте.

Мощность по сырью, тыс. т/год 10 300

(Россия) (Европа)

Объем инвестиций, млн долл. США 3,2 30,0

Годовой доход, млн долл. США 2,4 72,0

Годовые тек. затраты, млн долл. США ....1,1 18,0

Срок окупаемости, лет 2,5 1,0

Расчетная эффективность внедрения процесса БИМТ на имеющемся стандартном оборудовании действующих предприятий нефтепереработки еще выше.

Прошла лабораторный уровень разработки технология БИМТ-2 — каталитическая технология одностадийной переработки средних нефтяных дистиллятов с высоким содержанием сернистых соединений тиофенового ряда.

В мире существуют нефти, средние дистилляты которых содержат значительное количество высокостабильных сернистых соединений тиофенового ряда (табл. 2) [6]. Описанные выше и исследованные нами нефтяные дистилляты содержали значительно меньшее количество высокостабильных сернистых соединений тиофенового ряда по сравнению с указанными в табл. 2. Такие фракции (см. табл. 2) обычно требуют жестких условий гидрооблагораживания для разложения содержащихся в них полициклических сернистых соединений.

Технология БИМТ-2 позволяет в мягких условиях и без использования водорода извне получать из указанных выше дистиллятов высокосортные моторные топлива, соответствующие современным мировым стандартам, и отличается от БИМТ, во-первых, используемым катализатором ИК-ЗО-БИМТ-2, а во-вторых, ее применением только в варианте с рециркуляцией образующегося газа. Катализатор ИК-ЗО-БИМТ-2 также является цео-литным, дополнительно модифицированным некоторыми элементами, придающими ему еще и свойства катализаторов гидроочистки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, разработана новая технология в двух вариантах — БИМТ и БИМТ-2 — одностадийная каталитическая переработка с использованием цеолитных катализаторов средних нефтяных дистиллятов или нестабильных газовых конденсатов, в том числе и с высоким содержанием высокоста-

бильных сернистых соединений тиофенового ряда, в высокооктановые бензины, зимнее дизельное топливо и сжиженный газ С3—С4. Эта технология позволяет значительно упростить существующую в настоящее время классическую схему нефтепереработки с одновременным уменьшением в несколько раз стоимости производства той же самой продукции — высококачественных моторных топлив.

ЛИТЕРАТУРА

Пат. 2181750 (РФ). Способ переработки нефтяных дистиллятов (варианты) / Г.В. Ечевский, О.В. Климов, О.В Кихтянин и др. 2002.
Ечевский Г.В. II Наука и технологии в пром-сти. 2002. № 2. С. 62.
Заяв. на пат. 2001120192 (РФ). Способ переработки нефти / Г.Г. Гарифзянова, A.M. Тухватуллин, Г.Г. Га-рифзянов и др. 2002.
Степанов ВТ, Снытникова Г.П., Ионе К.Г. II Нефтехимия. 1992. Т. 32, № 3. С. 243.
Степанов ВТ., Гетингер А.Я., Снытникова Г.П. и др. // Нефтеперераб. и нефтехимия. 1988. № 12. С. 3.
Большаков Г. Ф. Сероорганические соединения нефти. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1986.

ekollog.ru

Современное состояние нефтехимического синтеза Основные продукты и технологии

Схема 4 Традиционная технологическая схема переработки нефти

По предлагаемой новой технологии (схема 5) из нефти выделяется широкая фракция (начало кипения 35º - конец кипения 360ºС, т.е. весь атмосферный погон), которая направляется на процесс БИМТ – одностадийную каталитическую переработку этой фракции. Далее продукт переработки разделяется методом ректификации на товарные моторные топлива – высокооктановый бензин, зимнее дизельное топливо и сжиженный газ С3 - С4. Полученные топлива не требуют какой-либо доработки или введения каких-либо добавок для достижения соответствия продуктов существующим ГОСТам.

Схема 5 Схема переработки нефти по технологии БИМТ

В случае использования в качестве сырья тяжелых газовых конденсатов на процесс БИМТ можно направлять весь газовый конденсат без его предварительной разгонки на бензиновую и дизельную фракции. Полученный продукт далее подвергается ректификации с выделением товарного высокооктанового бензина и высокоцетанового дизельного топлива зимнего сорта. Согласно расчетам энергозатрат, эффективность предлагаемой технологии переработки нефтяных фракций в высокосортные моторные топлива за счет сокращения значительного количества используемых процессов минимум в четыре раза превышает эффективность существующих технологий получения этих продуктов.

Основные достоинства технологии БИМТ:

· Значительное упрощение и удешевление процессов нефтепереработки – не требуется стадий гидроочистки, риформинга, алкилирования, депарафинизации.

· Содержание общей серы в сырье не лимитируется.

· При переработке газовых конденсатов выход бензина увеличивается до 20-25 % по сравнению со стандартной технологией.

· Выход жидких фракций составляет не менее 80-85 % (90-93 % масс при циркуляции образующегося газа). Соотношение между бензиновой и дизельной фракциями зависит от состава исходного сырья и режима проведения процесса.

· Свойства получаемых бензинов: октановое число от 80 до 95 (по исследовательскому методу), содержание серы менее 0,001% (масс.), содержание бензола менее 1% при общем содержании ароматических углеводородов не выше 30-40 %.

· Свойства получаемого дизельного топлива: температура замерзания

· от -35ºС до -60ºС, цетановое число не ниже 50-55, содержание серы менее 0,05% (масс.).

2.3.2 Технология БИМТ-2 – одностадийная переработка средних нефтяных дистиллятов

Данная технология предназначается для переработки нефтяных фракций с высоким содержанием сернистых соединений тиофенового ряда. Существующие процессы гидрооблагораживания таких нефтяных фракций обычно требуют жестких условий для разложения полициклических сернистых соединений. Технология БИМТ-2 позволяет в мягких условиях и без использования водорода получать из указанных дистиллятов высокосортные моторные топлива, соответствующие современным мировым стандартам. Процесс осуществляется на цеолитном катализаторе ИК-30-БИМТ-2 – катализаторе процесса БИМТ, дополнительно модифицированном некоторыми добавками, придающими ему свойства катализаторов гидроочистки. Данная технология реализуется только в варианте с рециркуляцией образующегося газа.

2.3.3 Процесс БИЦИКЛАР

С использованием нового подхода к дизайну катализаторов процессов ароматизации легких парафинов в лабораторном масштабе разработан процесс БИЦИКЛАР совместной конверсии легких углеводородных газов. Процесс проводится в проточных реакторах на модифицированных цеолитных катализаторах при условиях: температура 450-550 ºС, атмосферное или небольшое избыточное давление, объемные скорости подачи газовой смеси 300-3000

. Сырьем может служить природный газ в смеси с попутным нефтяным газом, пропан-бутановой фракцией, пропаном, бутаном или изобутаном, допускается наличие олефинов.

Продуктом процесса является концентрат ароматических углеводородов. Данный процесс обеспечивает большой выход ароматических соединений и особенно нафталинов, которые, как известно, являются ценным сырьем для процессов органического синтеза. В целом выход ароматических углеводородов в расчете на превращенное сырье (за вычетом метана) увеличивается в 2,5 раза. Существенно, что в процессе БИЦИКЛАР используется стационарный слой катализатора.

Заключение

В последние десятилетия мировая нефтеперерабатывающая промышленность развивается под сильным влиянием требований новых стандартов на моторные топлива, предусматривающих повышение их экологической чистоты. Новые требования к моторным топливам настолько существенны, что вынуждают пересматривать компонентный состав топлив, получаемых в традиционных способах нефтепереработки. Экологические требования предъявляются как к самим топливам, так и к продуктам их сгорания.

Помимо экологической проблемы на пути развития автомобильного транспорта встают экономические трудности, связанные со снижением мировых ресурсов нефти. Начало XXI века многие специалисты характеризуют как окончание эры дешевой нефти. Сокращение запасов нефти пригодной для производства современных моторных топлив вследствие уменьшения в ней содержания водорода, находит отражение в наблюдавшейся тенденции удорожания нефтяных топлив. Поэтому экономические проблемы, связанные с использованием в двигателях транспортных средств традиционных моторных топлив, актуальны для всех промышленно развитых стран.

В настоящее время во многих странах проводятся исследовательские работы по созданию новых видов моторных топлив. В рамках этих работ вырабатываются концепции производства и использования альтернативных моторных топлив и создаются соответствующие двигатели. Использование ненефтяного сырья не только расширяет ресурсы топлив, но часто позволяет улучшить их экологические характеристики.

Литература

1. Волков В.В., А.Г. Фадеев, В.С. Хотимский и др. Рос. хим. ж., 2003, т. XLVII, №6.

2. Данилов А.М., Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Рос. хим. ж., 2003, т. XLVII, №6.

3. Ечевский Г.В. Рос. хим. ж., 2003, т. XLVII, №6.

4. Нефтепереработка и нефтехимия, №8, 2002.

5. Розовский А.Я. Рос. хим. ж., 2003, т. XLVII, №6.

6. Собянин В.А. Рос. хим. ж., 2003, т. XLVII, №6.

7. Третьяков В.Ф., Бурдейная Т.Н. Рос. хим. ж., 2003, т. XLVII, №6.

mirznanii.com

Новая энерго- и ресурсосберегающая технология получения высококачественных моторных топлив из средних нефтяных дистиллятов и газовых конденсатов бимт © Г. В. Ечевский, О. В. Климов, О. В. Кихтянин, Д. Г. Аксенов

Е.Г. Коденев*, М.Р. Яруллин**, Г.Г. Гарифзянова**, Г.Г. Гарифзянов**

* Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, г. Новосибирск ** ООО «Плазмохим», г. Казань

процесс проводится на цеолитном катализаторе (ИК-30-БИМТ), не содержащем благородные металлы, в реакторах со стационарным слоем катализатора при Г== 350-^450 °С и Р 20 атм;
в качестве сырья могут использоваться нестабильные газовые конденсаты или прямогонные нефтяные фракции НК 35-{350-г360) °С без предварительной их разгонки;
содержание общей серы в сырье не лимитируется;
длительность межрегенерационного пробега катализатора в режиме с подъемом температуры составляет 150—230 ч в зависимости от условий проведения процесса и состава получаемых продуктов;
общий срок службы катализатора составляет не менее 40 циклов регенерации.

Рис. 2. Схема получения моторных топлив по технологии БИМТ

Параметр Традиционный БИМТ

Выход, % (по массе):

Бензиновая фракция 40 60

Дизельное топливо 45 25

£ жидких продуктов 85 85

Водород 1,85 0,3

Расход энергии на 1 т, ГДж:

сырья 0,61 0,15

жидких продуктов 0,71 0,18

При этом не учитываются:

энергозатраты на ректификацию и их различие в разных вариантах;
потери тепла на аппаратах; предполагается, что все тепло, затраченное на нагрев сырья до температуры реакции, полностью рекуперируется за исключением самого теплового эффекта;
потери, связанные с передачей тепла между отдельными процессами (в традиционном варианте).

Катализ в нефтеперерабатывающей промышленности

0,7 0,8 я//QООО «Плазмохим» (г. Казань). В августе 2001 г. в качестве сырья использовали два дистиллята (Гкщ, = = 35-г360 °С) с содержанием общей серы 3,75 % (по массе), отогнанных из нефти различных скважин Нурлатского месторождения (Республика Татарстан). Эти дистилляты отличались соотношением бензиновой и дизельной фракций. В апреле 2002 г. сырьем процесса служил нефтяной дистиллят (Гкип = 404-350 °С) с содержанием серы 0,51 % (по массе), полученный смешением прямогонных бензиновой и дизельной фракций, взятых на Нижнекамском нефтехимическом комбинате. В каждом случае было проведено по три полных пробега катализатора до регенерации с двумя промежуточными регенерациями, после которых катализатор полностью восстанавливал свои свойства.

Таблица 1

Сырье	н2	h3S (Бобщ)	Cr-Ca	С3—С4	Бензин	ОЧ (MM)	Диз. топливо
Нурлатский дистиллят № 1 (фр.НК—360)	—	(3,75)	—	0,35	47,8	58	48,1
Продукт 1	1,0	3,7	1,1	11,2	47	78-80	36
Продукт 2	1,7	3,7	0,8	14,8	53	85—88*	26
Нурлатский дистиллят № 2 (фр.НК—360)	—	(3,75)	—	1,6	40,8	66	57,6
Продукт 3	0,6	3,7	0,4	9,3	46	83-84"	40
Нижнекамский дистиллят (фр.НК—350)	—	(0,51)	—	1,1	48,2	55	51,8
Продукт 4	1,1	0,5	2,5	15,5	47,3	84"	33,1
Соответствует Аи-95. ** Соответствует Аи-92.	1,1	0,5	2,5	15,5	47,3	84"

ДОСТОИНСТВА ТЕХНОЛОГИИ БИМТ

Значительное удешевление и упрощение схемы нефтепереработки, так как не требуются процессы гидроочистки, риформинга, алкилирования, депарафинизации.
Содержание общей серы в сырье не лимитируется.
При переработке газовых конденсатов увеличивается выход бензина до 20—25 % по сравнению со стандартной схемой переработки.
Выход жидких фракций не менее 80—85 % (при рециркуляции образующегося газа — 90-5-93 % по массе). Соотношение между бензиновой и дизельной фракциями зависит от состава исходного сырья и режима проведения процесса.
Октановое число получаемых бензинов от 80 до 95 по исследовательскому методу.
Содержание серы в бензине менее 0,01 % (по массе).
Содержание бензола в бензине составляет менее 1 % при общем содержании ароматических углеводородов не выше 30-40 %.
Температура замерзания дизельного топлива от -35 до -60 °С.

Цетановое число дизельного топлива не ниже 50-55.
Содержание серы в дизельном топливе менее 0,05 % (по массе).

Мощность по сырью, тыс. т/год 10 300

(Россия) (Европа)

Объем инвестиций, млн долл. США 3,2 30,0

Годовой доход, млн долл. США 2,4 72,0

Годовые тек. затраты, млн долл. США ....1,1 18,0

Срок окупаемости, лет 2,5 1,0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Пат. 2181750 (РФ). Способ переработки нефтяных дистиллятов (варианты) / Г.В. Ечевский, О.В. Климов, О.В Кихтянин и др. 2002.
Ечевский Г.В. II Наука и технологии в пром-сти. 2002. № 2. С. 62.
Заяв. на пат. 2001120192 (РФ). Способ переработки нефти / Г.Г. Гарифзянова, A.M. Тухватуллин, Г.Г. Га-рифзянов и др. 2002.
Степанов ВТ, Снытникова Г.П., Ионе К.Г. II Нефтехимия. 1992. Т. 32, № 3. С. 243.
Степанов ВТ., Гетингер А.Я., Снытникова Г.П. и др. // Нефтеперераб. и нефтехимия. 1988. № 12. С. 3.
Большаков Г. Ф. Сероорганические соединения нефти. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1986.

страница 1

скачать

Другие похожие работы:

netnado.ru

Переработка нефти на одном катализаторе - Энергетика и промышленность России - № 6 (70) июнь 2006 года - WWW.EPRUSSIA.RU

Газета "Энергетика и промышленность России" | № 6 (70) июнь 2006 года

В Институте катализа СО РАН была разработана технология переработки нестабильных газовых конденсатов и нефтяных дистиллятов фракции 35‑360 °С, в том числе высокосернистых, в одну стадию без предварительной их разгонки на более узкие фракции.

Технология обеспечивает: упрощение и удешевление до четырех раз схемы нефтепереработки, низкое содержание серы в получаемых продуктах, увеличение выхода бензина на 20‑25% по сравнению со стандартной схемой переработки нефти, выход жидких фракций не менее 85%, октановое число бензинов от 80 до 95, содержание бензола в бензинах не более 1 % при общем содержании ароматических углеводородов 30‑40%, цетановое число дизельного топлива не менее 1 % и температуру застывания ниже -35 °С.

По новой технологии нефть, в отличие от традиционного многоступенчатого процесса, перерабатывается за одну стадию. На выходе получаются высокооктановый бензин и высококачественное дизельное топливо, удовлетворяющие даже ужесточенным экологическим стандартам. Но главное – производство по новой технологии обходится в несколько раз дешевле.

По традиционной технологии, после первичной разгонки нефти бензиновая, керосиновая и дизельная фракции перерабатываются каждая по своей схеме. Так, один из вариантов переработки бензиновой фракции в высокооктановый бензин включает гидроочистку (от серы и азота), риформинг и алкилирование. Дизельная фракция, прежде чем превратиться в то, что называется зимним дизельным топливом, подвергается гидроочистке и депарафинизации.

Такая разветвленная цепочка нефтепереработки формировалась постепенно, по мере того как совершенствовалась техника. Каждое новое поколение технических средств заставляло нефтепереработчиков достраивать новое звено, что удлиняло и усложняло цепочку.

Новый способ одностадийной переработки нефти, когда перерабатывается все и сразу, получил название «Технология БИМТ» (бинарные моторные топлива). Алгоритм нового метода очень прост: после первичной разгонки нефти все светлые фракции подают в один реакторный блок, где и происходит процесс переработки; затем полученная смесь направляется в блок разделения, где она разделяется на три конечных продукта: высокооктановый бензин, зимнее дизельное топливо и пропан-бутановую фракцию. Из последней получают сжиженный газ, который может использоваться как бытовое и автомобильное топливо.

Главное в новом методе – уникальный катализатор, который загружается в реактор.

Если особым образом трансформировать структуру катализатора – сделать так, чтобы активные центры располагались в нем с неравномерной плотностью – то на этих активных центрах будут одновременно идти различные реакции – ароматизация, алкилирование, крекинг, обессеривание, изомеризация. Соотношение скоростей этих реакций будет таким, что все фракции смогут преобразовываться за одинаковое время, а сами активные центры не будут закоксовываться.

Пилотные испытания нового метода, доказавшие жизнеспособность технологии БИМТ, прошли в 2001 году. А уже в августе 2003‑го на базе краснодарского ОАО «НИПИгазпереработка» состоялись первые опытно-промышленные испытания, которые полностью подтвердили правомерность всех первоначальных предположений.

Благодаря новой технологии процесс переработки нефти значительно упрощается: из схемы выпадают такие сложные и затратные процессы, как гидроочистка, риформинг, изомеризация, алкилирование, депарафинизация и несколько стадий ректификации. Именно за счет этого и снижаются капитальные затраты и эксплуатационные расходы. В итоге по энергопотреблению БИМТ – по меньшей мере в четыре раза экономичнее классической технологии.

Еще один существенный плюс новосибирской технологии – возможность перерабатывать нефть с любой концентрацией соединений серы, без каких‑либо ограничений. Новому цеолитному катализатору сера абсолютно не страшна, поэтому для технологии БИМТ не имеет значения, сколько серы содержится в сырье. Примечательно, что метод БИМТ, легко «заглатывая» высокосернистые нефти, выдает на выходе топливо с содержанием серы менее 0,001%.

Среди достоинств БИМТ и такой важный параметр, как низкое содержание в топливе, полученном по этой технологии, бензола – вещества, при сгорании которого образуются канцерогены. Наши ГОСТы ограничивают концентрацию бензола в топливе пятью процентами, а европейские – одним. В топливе же, полученном по технологии БИМТ, бензола – менее 1%.

www.eprussia.ru

Пока нефтяные бароны дремлют - ЭкспертРУ

"Вы сами-то понимаете, что вы сделали?! Теперь - либо вас убить, либо всю нефтепереработку перелопатить..." - так отреагировали крупные игроки нефтеперерабатывающей отрасли, когда узнали о новой технологии, разработанной два года назад учеными из новосибирского Института катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН. "По-новосибирски" нефть в отличие от традиционного многоступенчатого процесса перерабатывается за одну стадию. На выходе получаются высокооктановый бензин и высококачественное дизельное топливо, которые удовлетворяют даже ужесточенным экологическим стандартам, недавно введенным в Европе. Но главное - производство отменного топлива по новой технологии обходится в разы дешевле, чем по классической.

Скажем прямо, Институт катализа - учреждение для отечественной академический системы нетипичное. За всю историю его существования здесь удовлетворением "чистого любопытства" почти не занимались - ученые в своих исследованиях, как правило, ориентировались на нужды реального сектора, поэтому практически все сделанные в институте разработки находили своих потребителей. Новая, одностадийная технология переработки нефти исключением не стала. На втором Конкурсе русских инноваций, который проводит наш журнал, новосибирское ноу-хау получило премию Британского совета и уже внедряется на предприятиях.

Только светлые фракции

Сразу оговоримся, что речь пойдет только о светлых фракциях нефти (углеводородных соединениях, выкипающих из нефти до 360oС), из которых получают бензин и дизельное топливо - мазута касаться не будем.

По традиционной технологии, после первичной разгонки нефти бензиновая, керосиновая и дизельная фракции дальше перерабатываются каждая по своей схеме. Так, один из вариантов переработки бензиновой фракции в высокооктановый бензин включает гидроочистку (на этой стадии происходит очистка от серы и азота), риформинг и алкилирование. Дизельная фракция прежде чем превратиться в то, что мы называем зимним дизельным топливом, подвергается гидроочистке и депарафинизации.

Такая длинная разветвленная цепочка нефтепереработки сформировалась постепенно, по мере того как совершенствовалась техника, требовавшая все более качественного топлива. Фактически каждое новое поколение технических средств заставляло нефтепереработчиков достраивать новое звено, что удлиняло и усложняло цепочку.

На протяжении более чем ста лет существования классической технологии все фракции нефти преобразовывались отдельно друг от друга, каждая на своем катализаторе: например, для риформинга используются платиновые катализаторы, для гидроочистки - кобальт-молибденовые, для депарафинизации - платиновые и палладиевые. Оптимизировать процесс, укоротив столь длинную цепочку, за это время пытались неоднократно, но всем новаторам мешал один стереотип: считалось, что перерабатывать несколько фракций вместе (то есть в одном реакторе и на одном катализаторе) невозможно сразу по трем причинам. Во-первых, в силу того, что более тяжелые фракции просто не будут преобразовываться

expert.ru