ТЕРМИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ В ОТЕЧЕСТВЕННОЙ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКЕ - ЭТАПЫ СТАНОВЛЕНИЯ

Ахмадова Хава Хамидовна

доцент, канд. техн. наук, профессор, ГГНТУ, г. Грозный

E-mail:

Сыркин Алик Михайлович

профессор, канд. хим. наук, УГНТУ, г. Уфа

E-mail:Syrkinam@mail.ru

Идрисова ЭлизаУсамовна

ассистент, ГГНТУ, г. Грозный

E-mail:

Термический крекинг в ХХ веке открыл эру химической переработки нефти. Это был первый процесс, позволивший увеличить выход светлых продуктов из нефти и получить сырье для зарождавшейся нефтехимической промышленности.

С начала промышленного внедрения в 1912 году и до середины XX в. основным назначением этого «знаменитого» в свое время процесса было получение из тяжелых нефтяных остатков дополнительного количества бензинов, обладающих, по сравнению с прямогонными, повышенной детонационной стойкостью.

За 100-летний период своего применения в нефтеперерабатывающей промышленности процесс термокрекинга постоянно совершенствовался, изменялся, подвергался постоянным реконструкциям и модернизациям.

В отечественной нефтепереработке процесс термического крекинга начал применяться лишь в 1928 г. Крекинговое производство, так бурно развивающееся в США и других странах, достигшее там значительных масштабов, в СССР долго встречало недостаточный интерес, хотя Россия была пионером в исследовании и развитии крекинг-процесса.

Россия имела приоритет на процесс термического крекинга еще в 1891 г., когда В. Г. Шухов и С. Гаврилов предложили к реализации проект первой в мире крекинг-установки.

Этому процессу в СССР стали уделять усиленное внимание лишь в 1927—1928 гг. в связи с накоплением в Грозном громадного количества высокозастывающего парафинистого мазута, которое необходимо было как-то утилизировать.

Отечественные установки термического крекинга в своем развитии прошли сложный путь, начиная от строительства первых зарубежных систем, различных их модернизаций, реконструкций, строительства усовершенствованных отечественных установок на основе системы крекинга Винклер-Коха и до различных современных отечественных установок в составе комбинированных промышленных комплексов.

В истории отечественных крекингов можно выделить следующие периоды их становления и развития [1, 2]:

1. Начальный период, который охватывает предвоенные годы становления и развития отечественного крекингостроения 1928—1940 гг. На НПЗ СССР в этот период было построено 63 установки термического крекинга.
2. Военный период – годы войны 1941—1945 гг. В этот период происходила эвакуация крекингов южной группы нефтеперерабатывающих заводов в восточные районы страны и на их основе создавались крекинг-заводы в Урало-Поволжье; в короткое время было закончено строительство крекингов, начатых строительством в довоенное время. Также в этот период были получены зарубежные крекинг-установки по программе ленд-лиза из США.
3. Послевоенный период (1945—1950-е годы). В эти годы происходит восстановление разрушенных и строительство новых нефтеперерабатывающих заводов, в том числе и крекинг-заводов.

В 1950-е годы проектным институтом Гипронефтезаводы была разработана новая система термического крекинга. На этот период в нефтеперерабатывающей промышленности СССР широко применялись два основных типа установок термического крекинга:

1. Установки двухпечного термического крекинга системы Нефтепроекта с внутренней змеевиковой обогреваемой реакционной секцией в трубчатых печах, служащие, как правило, для переработки мазутов, полумазутов и соляровых фракций;
2. Установки термического крекинга системы Гипронефтезавода с выносной необогреваемой реакционной камерой колонного типа, применяемые для переработки мазутов, гудронов и полугудронов.
3. 1960-е годы - переломные в истории термического крекинга. В эти годы ситуация в нефтепереработке существенно изменилась. Значительный рост добычи нефти позволял покрыть потребность в бензине только за счет прямогонных фракций, а каталитический риформинг обеспечивал существенное улучшение его качества. Непрерывно росло потребление котельного топлива, увеличивалось число действующих установок каталитического крекинга. Все это привело к падению значения термического крекинга как основного вторичного процесса производства бензина. Установки термокрекингадемонтировались или переоборудовались для прямой перегонки нефти, подготовки сырья для процессов производства технического углерода и кокса.
4. Период 1970—1980-е годов характеризуется возрождением интереса к термическому крекингу, особенно к одной из его модификаций – висбрекингу (легкому крекингу), что было вызвано опережающим ростом потребности в светлых нефтепродуктах, усовершенствованием процесса и его простотой. При этом возросло значение висбрекинга гудрона как процесса, высвобождающего ресурсы вакуумного газойля для каталитической переработки [7].
5. В период 1990-е годы и по настоящее время разработаны, применяются и разрабатываются новые модификации термического крекинга тяжелых нефтяных остатков [3]:
6. висбрекинг с восходящим потоком сырья в реакционных камерах, обеспечивающий увеличение объемной скорости подачи сырья и повышение производительности нагревательно-реакционной системы;
7. комбинированный процесс висбрекинга с термическим крекингом, позволяющий получать товарное котельное топливо и до 30 % на сырье дизельных фракций;
8. комбинированный процесс висбрекинга с вакуумной перегонкой, как исходного сырья, так и продуктов висбрекинга, и термическим крекингом вакуумных дистиллятов;
9. висбрекинг и термический крекинг с применением нетрадиционных методов обработки и т. д.

Все указанные периоды становления и развития процесса термического крекинга можно разбить на соответствующие этапы, которые характеризовались определенными достижениями в технологии и технике крекинга. Каждый этап внедрения новой системы крекинга сопровождался ее последующим совершенствованием, модернизацией или соответствующей реконструкцией для достижения лучших результатов процесса.

Цели и назначение реконструкций, проведенных на крекинг-установках в СССР, начиная с 1928 г. и по настоящее время, в зависимости от намечаемых результатов были различными [11, 15].

Так, в начальный период становления процесса термического крекинга (1928—1940-е гг.) реконструкции были направлены [4]:

• на освоение и наладку первых зарубежных систем крекинга (Виккерса, Дженкинса, Винклер-Коха) с устранением крупных недоработок фирм-производителей в технологии и конструкции этих установок;
• на совершенствование и модернизацию отечественных опытно-промышленных установок крекинга. На опытно-промышленной установке Шухова-Капелюшникова «Советский крекинг» была осуществлена реконструкция с жидкофазного на парофазный крекинг с переводом ее впервые в мире на высокотемпературный риформинг с получением высокооктановых бензинов.
• на создание модернизированных систем отечественного крекинга на основе зарубежных систем крекинга системы Винклер-Коха;
• на отработку технологии и совершенствование конструкции аппаратов крекинг-установок отечественного двухпечного крекинга системы Нефтепроекта.

В годы войны в СССР были осуществлены реконструкции установок термического крекинга на бакинских, батумских и грозненских НПЗ с переводом на риформинг низкооктановых топлив для получения авиационных бензинов.

В послевоенные годы на советских НПЗ было реконструировано значительное количество крекинг-установок с переоборудованием для работы по схеме AT— висбрекинг — риформинг и с реконструкцией для перевода на систему двухпечного крекинга мазута, на легкий крекинг гудронов.

В 1970-е годы из построенных в Советском Союзе с 1928 года 94 установок термического крекинга в работе находилось 81 установка, из которых в 1980-е годы 7 было демонтировано (Уфимский ордена Ленина нефтеперерабатывающий завод, Новоуфимский, Новокуйбышевский НПЗ, Грозненский НПЗ им. Ленина) [1, 2];

- 9 практически необратимо переоборудованы для атмосферной перегонки нефти (Уфимский, Новоярославский, Кременчугский, Салаватский, Уфимский им ХХIIсъезда КПСС, Херсонский).

Таким образом, в конце 1980-х годов на нефтеперерабатывающих заводах отрасли в эксплуатации находились 62 установки термического крекинга (в том числе 15 импортных), их которых работали по схеме [2, 4]:

• 13 установок по схеме АТ–ТК - прямая перегонка и термический крекинг (Московский, Куйбышевский, Ухтинский, Красноводский, Саратовский, Хабаровский, Гурьевский);
• 9 установок использовались для крекинга дистиллятного сырья, из них 7 – с целью получения сажевого сырья и 2 – с целью получения крекинг – остатка для производства электродного кокса;
• 3 установки использовались для термического риформинга бензина.

Одна установка термического крекинга и 2 установки висбрекинга в комбинированном блоке ГК-3 бездействовали.

Остальные установки использовались по прямому назначению для крекинга тяжелого нефтяного сырья.

Все установки термокрекинга на НПЗ отрасли были двухпечные, за исключением установок на Хабаровском, Дрогобычевском НПЗ и установок риформинга.

Таким образом, на начало 1990-х годов нефтеперерабатывающая отрасль СССР располагала большим числом установок термического крекинга (65) на 32 нефтеперерабатывающих заводах.

В конце 1990-х - начале 2000-х годов был полностью разрушен и демонтирован весь комплекс установок термокрекинга в Грозном (№№ 1—2, 3—4, 5—6, 7—8, 9—10, 11—12, 15—16).

В настоящее время отечественная нефтеперерабатывающая промышленность располагает еще достаточно значительной мощностью установок термического крекинга, и от того, насколько рационально они будут использованы, в определенной степени зависит решение ближайших задач в области углубления переработки нефти и повышения эффективности работы современных НПЗ.

Процесс термического крекинга, который принято сегодня считать устаревшим и неэффективным, игнорируется совершенно незаслуженно. Современные достижения делают процесс термического крекинга в сочетании с другими термическими процессами экономически и технологически конкурентоспособным и привлекательным.

Обзор современных деструктивных термических процессов, применяемых для увеличения глубины переработки, – и анализ литературных источников показывают, что в этом направлении проводятся интересные и перспективные исследования, которые являются убедительным доказательством того, что термокрекинг может и должен быть эффективной технологией и XXI века [5—14, 17].

Список литературы:

1. Ахмадова Х. Х., Сыркин А. М., Мусаева М. А., Абдулмежидова З. А. Первые этапы развития процесса термокрекинга в СССР (тезисы) Материалы международной научно-практической конференции 14—15 мая 2008 г. «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук». Вып.3.– Уфа, 2008. - С. 451—453.
2. Ахмадова Х. Х., Сыркин А. М., Мусаева М. А., Абдулмежидова З. А. Четвертый, пятый и шестой этапы развития процесса термокрекинга. Материалы международной научно-практической конференции 14—15 мая 2008 г. «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук». Вып.3.– Уфа, 2008. - С. 453—456.
3. Ахмадова Х. Х., Сыркин А. М., Махмудова Л. Ш. Становление и развитие процесса висбрекинга тяжелого нефтяного сырья.- М.: Химия, 2008. – 207 с.
4. Ахмадова Х. Х., Сыркин А. М. Развитие, реконструкция и модернизация установок термического крекинга в предвоенные годы в СССР //Химическая техника. - 2010. - № 10 - Стр. 42—45.
5. Ахмадова Х. Х., Турлуев Р. А-В., Хадисова Ж. Т., Сыркин А. М. Процесс висбрекинга в составе систем глубокой переработки нефти // VIIКонгресс нефтегазопромышленников России. Материалы международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка и нефтехимия - 2007. – Уфа, 2007. - C. 72—74.
6. Ахмадова Х. Х., Абдулмежидова З. А., Сыркин А. М. Низкотемпературный висбрекинг по технологии ГрозНИИ // VIIКонгресс нефтегазо-промышленников России. Материалы международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка и нефтехимия - 2007. – Уфа, 2007. - C. 74 — 75.
7. Варфоломеев Д. Ф., Фрязинов В. В., Валявин Г. Г. Висбрекинг нефтяных остатков // Переработка нефти: Тем. обзор. / М.: ЦНИИТ Энефтехим, 1982. – 52 с.
8. Везиров Р. Р., Обухова С. А., Теляшев Э. Г. Новая жизнь термических процессов // Химия и технология топлив и масел. - 2006. - № 2. - С. 5—9.
9. Везиров Р. Р., Обухова С. А., Везирова Н. Р., Султанов Т. Х. Повышение эффективности процесса замедленного коксования с помощью процесса висбрекинга // Химия и технология топлив и масел. - 2009. - № 2. - С. 5—6.
10. Курочкин А. К. НДС и ультразвук // Матер. 2-го Междун. симпозиума «Наука и технология углеводородных дисперсных систем», Уфа, 2-5 окт. 2000, Науч. тр. Т. 1, Уфа, 2000, С. 31 — 32.
11. Пивоварова Н. А., Туманян Б. П., Белинский Б. И. Висбрекинг нефтяного сырья. - М.: Техника. - 2002. - 64 с.
12. Такаева М. А., Мусаева М. А., Ахмадова Х. Х. Интенсификация процессов подготовки и переработки грозненских нефтей и тяжелого углеводородного сырья под действием магнитного поля // Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело". - 2011.- № 3. - С. 223—230. - URL:-http://www.ogbus.ru/authors/Takaeva/Takaeva_2.pdf
13. Таушев В. В., Валявин Г. Г., Усманов Р. М. Глубокий висбрекинг тяжелых нефтяных остатков // Химия и технология топлив и масел. - 1998. - № 3.—С. 15—16.
14. Теляшев И. Р., Давлетшин Л. Р., Везиров Р. Р. Исследование превращений нефтяных остатков при ультразвуковой обработке // Сб. Материалы 47-й НТК студентов, аспирантов и молодых ученых. Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа, 1996, т. 1.
15. Хаджиев С. Н., Кадиев Х. М., Зюба Б. И. Перспективы развития процесса висбрекинга // Термодеструктивные процессы глубокой переработки нефтяных остатков. - Труды ГрозНИИ. - Вып. 41. - М. - 1987. - С. 13
16. Хайрудинов И. Р., Ишкильдин А. Ф., Максименко М. М.Термический крекинг и новые резервы углубления переработки нефти.– УГНТУ, 1995. - С. 54.
17. Ханикян В. Л. Окислительное инициирование низкотемпературной переработки остаточных нефтяных фракций. Автореферат дис. на соискание канд. хим. наук. - М. – 2007 - С. 25.

strong/li