СОЗДАНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ СИСТЕМ ВИНКЛЕР-КОХА

Ахмадова Хава Хамидовна

профессор, Грозненский Государственный Нефтяной Технический Университет, г. Грозный

E-mail: hava9550@mail.ru

Сыркин Алик Михайлович

профессор, Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет, г. Уфа

E-mail: syrkinam@mail.ru

Абдулмежидова Зулай Абдуловна

доцент, Грозненский Государственный Нефтяной Технический Университет, г. Грозный

E-mail: zuly@mail.ru

25 сентября 1930 г. ВСНХ СССР представило на рассмотрение Политбюро свои предложения по развитию производства отечественных крекингов в СССР. На заседании 5 октября 1930 г. Политбюро одобрило эти предложения и было принято решение о создании отечественных крекингов [8].

В 1931 г. были введены в эксплуатацию 15 импортных установок Винклер-Коха: в Баку — две, в Батуми — четыре, в Грозном — шесть, в Туапсе — две, на Константиновском заводе им. Менделеева — одна.

Все установки крекинга в Грозном, включая системы Виккерса, Дженкинса и Винклер-Коха в 1931 г. были объединены в первый крекинг-завод.

Этот завод был первенцем новой отрасли промышленности - крекинг-производства, где практически впервые в СССР были реализовываны новейшие достижения мировой науки и техники в нефтепереработке, впервые налажено промышленное производство бензина из нефтяных остатков, получаемых с заводов первичной перегонки. В рапорте рабочих и административно-технического персонала грозненского крекинг-завода в 1932 г. отмечалось: «Нелегко было овладеть техникой американских сложных и совершенно незнакомых крекинг-установок. Первое время не ладилась работа. Аварии, перебросы, вспышки, пожары срывали нормальную работу завода. В результате план особого квартала 1930 г. был закончен с позорнейшим прорывом. Завод тогда не дал стране 7300 т бензина. Перед нами стала задача — перестроиться, найти ближайшие и наилучшие пути к овладению сложнейшей техникой крекинг-производства.» [3, 7].

Обеспечивая выполнение плана по крекинг-производству к 13 декабря — на 18 дней раньше срока, Грозненский крекинг-завод закончил производственную программу третьего года пятилетки, перевыполнением ряда показателей. Взяв на себя обязательство, переработать в течение года 910811 т сырья и дать 305852 т крекинг-бензина, завод к указанному дню выполнил обязательство с превышением по сырью на 100,34 %, по бензину на 100,04 % и программные качественные показатели на 101 % [3, 7].

При всех трудностях со снабжением электроэнергией, паром крекинг-завод добился снижения себестоимости против плана тонны пресс-дистиллята на 14,64 %, товарного бензина на 11 %, что дало стране 700 тыс. руб. годовой экономии. За 18 оставшихся до конца года дней завод дал стране сверх годовой программы 22 тыс. 300 т бензина.

Программу третьего года пятилетки грозненский крекинг-завод завершил крупнейшими успехами в борьбе за мировые рекорды в технологии крекинга [3 с. 232]. Основные производственные показатели американского промышленного крекинга были оставлены позади.

Так, если на заводах города Дункое (Америка) каждая сдвоенная установка Винклер-Коха перерабатывала в сутки 1000 т сырья и давала 330 т крекинг-бензина (30—33 %), то те же винклер-коховские установки перерабатывали в Грозном в среднем в сутки 1200—1250 т сырья и производили крекинг-бензина 430—450 т (35—36 %) [7]. На грозненском крекинг-комбинате среднерабочий цикл этих установок достиг 70 дней, в то время как в Америке только 24—35 дней. Эти первые успехи грозненских нефтяников на совершенно новом в СССР крекинг-производстве были достигнуты в результате освоения в короткий промежуток времени — в течение 15 месяцев — передовой американской техники и развернутого применения социалистических форм труда.

Одновременно с освоением зарубежных крекинг-установок осуществлялась большая работа по усовершенствованию аппаратуры этих установок. В результате были спроектированы усовершенствованные отечественные установки Винклер-Коха.

В 1932 году в Грозном началось строительство отечественных крекинг-установок № 7—8, 9—10, 11—12 на базе системы Винклер-Коха с соответствующими усовершенствованиями, внесенными советскими специалистами в конструкцию и технологию этой системы.

Опыт эксплуатации закупленных установок Винклер-Коха в течении 1930—1931 гг. показал, что они имели крупные недостатки, и поэтому в последующие годы были значительно реконструированы советскими специалистами.

Основным недостатком установок системы Винклер-Коха был низкий отбор бензина от сырья (24—29 % мас. от сырья). Получаемый на этих установках крекинг-остаток имел сравнительно небольшую вязкость и низкий удельный вес в связи с недобором легких фракций [5, 6].

Конструктивными недостатками установки являлись:

·           малая печь установки не была приспособлена для легкого крекинга и ее роль ограничивалась нагревом сырья, обеспечивающим отбор соляровых фракций. В результате выход бензина на крекинг-установках Винклер-Коха был значительно меньше, чем на установках других систем, где применялся легкий крекинг мазута;

·           установка не имела дополнительного эвапоратора, в котором можно было бы отпарить легкие части из крекинг-остатка. В результате в крекинг-остаток увлекалось много фракций, которые могли в результате крекинга дать дополнительное количество бензина;

·           ректификационная колонна имела недостаточное количество тарелок и поэтому не обеспечивала четкой ректификации;

·           отсутствие ректификации паров до их ввода в колонну. В результате флегма, идущая на загрузку печи крекинга, имела чрезвычайно широкий фракционный состав.

Пределы выкипания флегмы находились в интервале 200—500⁰С, а это значительно ограничивало возможную глубину крекинга за пропуск; давление в колонне и газосепараторе было  низким. В результате этого температура флегмы, поступающей на загрузку печи крекинга имела низкую температуру 320—330⁰С, что, в свою очередь, приводило к повышению расхода топлива в печи и большое количество бензиновых фракций (до 18 % мас. на газ) уносилось с газом;

·           конструкция теплообменников была неудачной, что приводило к частому выходу их из строя. Хотя теплообменники Лича сконструированы были таким образом, чтобы избежать напряжений из-за неравномерного расширения отдельных пучков труб, а, следовательно, и течи в местах вальцовки труб в решетку, само устройство разрезной плавающей головки требовало усовершенствования и создания новых соединений. Добиться герметичности этих соединений являлось трудной задачей. Теплообменники часто текли и мазут попадал в флегму. В этом случае на установках часто работали с выключенными теплообменниками, что было экономически невыгодно и технологически неоправданно;

·           погружной конденсатор на установке был собран из ребристых секций Стерлинга, причём рёбрами была снабжена наружная, омываемая водой поверхность труб. Так как коэффициент теплопередачи от стенки к воде значительно выше, чем от паров бензина к стенке трубы, то устройство этих рёбер не увеличивало общего коэффициента теплопередачи. В то же время наличие рёбер усложняло и делало почти невозможным очистку труб конденсатора от накипи.

Главным в усовершенствовании установок Винклер-Коха была их реконструкция со схемы жидкофазного крекинга на парофазный. Однако фактически установки работали как жидкофазные крекинги: малая печь использовалась не для парофазного крекинга керосина, а для редюсинга мазута [6].

При создании отечественных установок на базе Винклер-Коха ввели следующие конструктивные изменения [1]: в печах установили боковые экраны для нагрева мазута, что позволило увеличить производительность установки; увеличили число тарелок в ректификационной колонне с 15 до 21,что повысило качество пресс-дистиллята; установили сокинг-секции в печи низкого давления, что позволило увеличить ее производительность; установили выносную клапанную коробку горячего насоса и переместили рефлюксные насосы в отдельное помещение, что уменьшило скопление газов в насосной и уменьшило пожароопасность; для углубления отбора от сырья поставили насосы для циркуляции крекинг-остатка в эвапоратор; установили жидкотрубные конденсаторы пресс-дистиллята на установках № 11—12, что облегчило их ремонт и чистку.

В сентябре 1933 г. установки № 7-8 были введены в эксплуатацию. Модернизированные установки № 9-10 и № 11-12 пустили в эксплуатацию в Грозном в 1935 году.

Сдвоенные установки № 7—8, 9—10, 11—12 были выделены в самостоятельный второй крекинг-завод. Директором завода был назначен бывший начальник установки Федоров [1].

В июле 1936 года на втором Грозненском крекинг-заводе была пущена установка № 13—14, а в сентябре — установка № 15—16 [4].

Установки подтвердили свои значительные преимущества над прежними установками системы «Винклер-Кох»: производительность по сырью возросла на 35—40 %, глубина крекирования повысилась до 50 %, выход бензина из одинакового сырья повысился на 6—8 %.

Материальный баланс отечественной усовершенствованной установки Винклер-Коха № 11—12 приведен в таблице 1.

Таблица 1.

Материальный баланс установок № 11—12 [4]

*) На сдвоенную установку

Характеристика получаемых на установке продуктов приведена в таблице 2, режимные показатели в таблице 3.

Таблица 2.

Характеристика продуктов, получаемых на установке № 11—12 [2]

Таблица 3.

Режимные показатели работы установок № 11-12 [2]

Список литературы:

1.        Абубакарова 3. Ш., Сыркин А. М. Первые отечественные установки системы Винклер-Коха. // Материалы V Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела». Т. 1. —Уфа: Государственное издательство научно-технической литературы «Реактив», 2004. — 158 с.

2.        Абубакарова З. Ш. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук Становление промышленных процессов термического крекинга на Кавказе. — Уфа, 2007. — С. 25.

3.        История Индустриализации Северного Кавказа (1926—1932 гг.). № 110. Из рапорта рабочих и административно-технического персонала Грозненского крекинг-завода. — Грозный, 1971. — С. 448—451.

4.        Межерицкий Л. М. // Грозненский нефтяник. — 1937. — № 11—12. — С. 30—33.

5.        На путях реконструкции нефтеперегонки // Азербайджанское Нефтяное Хозяйство. — 1931. — № 2—3 (110-111). — С. 171—172.

6.        Обрядчиков C. Н. Пути реконструкции крекинг-установок Винклер-Коха /C. Н.Обрядчиков// Нефтяное хозяйство. — 1934. — № 2. — С. 38—44

7.        Партийный архив Чечено-Ингушского обкома КПСС. — Ф. 241. — Оп. 1. — Д. 76. — Л. 54—55. Копия.

8.        Письма И. В. Сталина В. М. Молотову. 1925—1936 гг. — М.: — 1996. — С. 219—220.