В последние годы в регионах, не обладающих развитыми транспортными сетями и достаточно удаленных от крупных промышленных центров, получает все большее распространение строительство малотоннажных нефтеперерабатывающих заводов (МНПЗ), обладающих мощностью по сырью до 200 тысяч тонн в год и предназначенных для переработки нефти или газоконденсата и производства дизельного топлива и бензинов в количествах, достаточных для удовлетворения, по крайней мере, местной потребности.
Вопросов обеспечения сырьем МНПЗ, сооружаемых в регионах промышленной добычи нефти и газа, нет. Наши исследования показали, что в других случаях альтернативными видами сырья для выработки тех же моторных топлив могут являться вырабатываемые на крупных нефтеперерабатывающих предприятиях остатки от атмосферной перегонки нефти, выкипающие при температуре выше 360-365°C (мазуты), благо отпускные цены на которые в сложившейся ситуации нередко ниже стоимости сырой нефти.
На современных НПЗ мазуты обычно подвергают либо вакуумной перегонке с получением базовых масляных дистиллятов и тяжелых остатков (гудронов), служащих сырьем для битумного производства, либо жесткой термической (при 490-520°C и 45-50 атм), или термокаталитической переработке (крекингу) с целью получения дополнительных количеств моторныхтопливных фракций.
Найдена возможность значительного повышения выхода моторных дистиллятов с помощью озонирования нефти с последующим низкотемпературным крекингом продуктов реакции при условиях, идентичных условиям первичной перегонки нефти на НПЗ (350-360°C, давление - атмосферное) (патент РФ 1754762, 1992 г.).
Аналогичный подход может быть применен и при переработке мазутов. В серии выполненных лабораторных экспериментов с мазутами, вырабатываемыми на уфимском, омском и ачинском заводах, установлено, что при удельных расходах озона около 10 г/кг сырья термолиз озонированного сырья приводит к получению 51-53 мас. % жидких дистиллятов, выкипающих до 360°C, в том числе 7-9% бензинов НК-200°C, до 44% дизельного топлива летней (200-360°C) или до 49% - зимней (140-360°C) марок.
Благодаря пониженной температуре крекинга выход газообразных продуктов не превышает 1,3 мас.%. 47-49 мас.% исходного сырья после разгонки получают в виде вторичного остатка» 360°C (крекинг-мазута).
Вследствие повышенного содержания ароматических (17-23 мас.%) и непредельных (14-19%) углеводородов получаемые бензины обладают намного более высокими октановыми числами (79-82 по исследовательскому или 73-75 по моторному методу), чем прямогонные бензиновые фракции тех же сырых нефтей (октановые числа которых, как правило не превышают 50-55 ед.). Важным преимуществом дизельных топлив, получаемых после озонирования мазутов, является значительно меньшее количество в них серы, которое даже в случае переработки остатков высокосернистой нефти Урало-Поволжья, содержащих 5-6 мас.% этого элемента, не превышает 0,36 мас.%.
Получаемые в результате в большим выходом крекинг-остатки для использования в качестве товарных битумов непригодны, так как при пенетрациях при 25°C порядка 40-90 ед. обладают слишком низкой температурой размягчения (не более 43°C вместо требуемых согласно ГОСТ 47°C). Повторное проведение операций озонирования и термообработки этих крекинг-остатков оказалось малоэффективным и позволяло лишь ненамного повысить валовый выход целевых моторных фракций.
Найдены иные перспективные пути дальнейшей переработки крекинг-остатков. Так, при их окислении кислородом воздуха образуются продукты, отвечающие требованиям ГОСТ на изоляционные битумы марок БН-IV и БН-V. Окислением смеси крекинг-остатков с прямогонными гудронами, вырабатываемыми на тех же НПЗ в пропорции 1:1, получен качественный дорожный битум марки БНД 90/130. Не исключено, что, меняя соотношение крекинг-остатка и гудрона в их смеси, направляемой на окисление, можно получать и дорожные битумы других марок. Альтернативным способом переработки описываемых крекинг-остатков может являться их коксование, позволяющее переводить в газообразные и жидкие углеводороды около 70% массы коксуемого сырья.
Итак, проводя последовательно озонирование мазута, низкотемпературный крекинг продуктов реакции при 350-360°C, ректификацию полученной углеводородной смеси с отгоном светлых фракций и коксование крекинг-остатка, можно переводить в компоненты бензинов и дизельных топлив около 75% массы исходного мазута, получая попутно около 6,5% жирных углеводородных газов, 5% углеводородов, кипящих выше 360°C, и 13% высококачественного кокса.
Это указывает на возможность реализации новой, практически безотходной технологии глубокой переработки тяжелого нефтяного сырья.
Подробнее с ситуацией на российском рынке мазута можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок мазута в России».
Сергей Дмитриевич ШАМРИН,
генеральный директор ООО «Промсервис»,
Анатолий Кузьмич ГОЛОВКО,
зам. директора ИХН СО РАН, Вячеслав Федорович КАМЬЯНОВ,
главный научный сотрудник ИХН СО РАН |
