ТЯЖЕЛЫЕ НЕФТИ КАЗАХСТАНА И МЕТОДЫ ЕЕ ГЛУБОКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

HEAVY OIL OF KAZAKHSTAN AND ITS DEEP REFINING METHODS

Nursultan Bekezhan

undergraduate, Chemistry and Chemical Technology Department, S. Toraighyrov Pavlodar State University,

Kazakhstan, Pavlodar

АННОТАЦИЯ

С утяжелением перерабатываемых нефтей возрастает выход тяжелых видов сырья. Кроме того, следует учитывать характерные особенности такого сырья, а именно повышенное содержание серы, азота, металлов, смолисто-асфальтеновых веществ. Одновременно с этим ужесточаются требования к содержанию серы в продуктах переработки нефти.

ABSTRACT

With the weighting of refined oils, the yield of heavy raw materials increases. In addition, it is necessary to take into account the characteristic features of such raw materials, namely the increased content of sulfur, nitrogen, metals, tar-asphaltene substances. At the same time, the requirements for sulfur content in oil products are being tightened.

Ключевые слова: нефтепереработка, тяжелая нефть, глубина переработки нефти.

Keywords: oil refining, heavy oil, oil refining depth.

Казахстан располагающему большими запасами тяжелых нефтей, проблема переработки тяжелых нефтей является актуальной и со временем будет приобретать всё большее значение. C увeличeниeм глубины пepepaбoтки нeфти и выхoдa «cвeтлых» пpoдуктoв нa дeйcтвующих в Кaзaхcтaнe нeфтeхимичecких и нeфтeпepepaбaтывaющих зaвoдaх будeт oбecпeчeнa cыpьeвaя бaзa пpeдлaгaeмых пpoцeccoв. В cвязи c этим тeмa нacтoящeй paбoты пpeдлaгaeмoгo являeтcя, бeзуcлoвнo, aктуaльнoй.

Сложность разработки месторождений Казахстана (Каражанбас, Кенкияк, Каламкас ) состоит в том, что традиционными методами первого и второго этапов разрабатывать залежь трудно, эффективности мало. Поэтому задачи применения новых технологий разработки месторождений, на которых традиционными методами извлечь значительные запасы нефти было невозможно, для месторождений Казахстана с самого начала разработки этих месторождений оказались актуальными. В связи с этим потребовалось с самого начала организации их освоения применения не только традиционных систем поддержания пластового давления, но также поддержания пластовой температуры (месторождение Узень), внутрипластового горения и паротепловых методов воздействия (месторождение Каражанбас), полимерного заводнения (месторождение Каламкас), различных методов циклического заводнения (месторождения Узень, Каламкас), разукрупнения эксплуатационных объектов (месторождение Узень) и многое другое. В последнее время в нефтегазодобывающей промышленности мира наблюдается опережающий рост годовых объёмов добычи нефти над ежегодным приростом разведанных запасов. При этом доля высоковязких нефтей составляет уже более половины разведанных мировых запасов и по мнению экспертов рассматривается в качестве основной ресурсной базы развития нефтедобычи в XXI веке [1].

Углубление конверсии и повышение эффективности переработки нефти в нашей стране усложняется, в частности, ограниченными мощностями по облагораживанию и переработке остатков, а также трудностями, которые стоят на пути переработки такого сложного сырья. Переработка нефтяных остатков требует новых подходов. Назрела экстренная необходимость оценки вариантов с учетом всех факторов, к которым относятся прежде всего качество нефтей, затраты на сырье, ужесточение требований к эксплуатационным и экологическим характеристикам нефтепродуктов, энергетические и другие затраты, а также структура и возможности конкретного НПЗ.

Выбор схемы переработки тяжелого сырья определяется мно­гими факторами. Однако в любом случае необходимо решать за­дачу углубления переработки нефти при одновременном обеспе­чении улучшенных эксплуатационных и экологических свойств продуктов переработки остатков, прежде всего снижения содер­жания в них серы. Для выполнения этой задачи наиболее под­ходящими вариантами является сочетание процессов гидрокре­кинга и коксования остаточного сырья, деасфальтизации гудрона и каталитического крекинга полученного деасфальтизата с его предварительной гидроочисткой, а также с включением в схему стадии коксования наиболее тяжелой части нефтяного остатка. В этом случае нефтяной кокс как побочный низкокачественный продукт (при использовании низкокачественных тяжелых остат­ков с высоким содержанием серы и тяжелых металлов) может подвергаться газификации или сжиганию в котлах с циркулиру­ющим кипящим слоем [2-3].

Переработка нефтяных остатков требует немалых затрат, при­менения стойких к отравлению катализаторов, высокого расходом водорода, решения других вопросов, связанных, например, с подготовкой сырья, регенерацией катализатора, производством водорода и т. п. Требуются также использование дорогостоящей аппаратуры и разработка мер по предотвращению закоксовывания катализаторов и аппаратов. Однако эти затраты необходимы HIM обеспечения глубокой (по существу без остаточной) перера­ботки нефти с получением максимального выхода «чистых» высококачественных нефтепродуктов, прежде всего моторных топлив и нефтяных масел.

Перспективными планами научных учреждений и промышленных предприятий Казахстана предусматривается развитие исследований тяжелых остатков нефти как углеводородных, так и не углеводородных ее компонентов.

Важной проблемой в этой области является выявление ресурсов остаточных нефтепродуктов в республике, а также обоснование методов рациональной переработки и комплексного использования их составных частей [4].

Необходимо отметить, что в нефтехимии также намечается тенденция утяжеления нефтяного сырья. Так, нафта - сырье пи­ролиза - заменяется атмосферным газойлем, а в недалекой пер­спективе будет использоваться вакуумный газойль. Основная трудность при этом заключается в получении в качестве побоч­ного продукта больших количеств высоковязкого и высоко ароматического топлива. Первые результаты использования тяжелых нефтепродуктов (например, вакуумного газойля) для получения пиролизного сырья свидетельствуют, что экономическая рента­бельность, и устойчивая эксплуатация этиленовой установки могут быть обеспечены лишь в результате гидрооблагоранивания этих нефтепродуктов. Поэтому перспективна разработка катализато­ров, позволяющая в обычных условиях гидрокрекинга селективно крекировать полициклические ароматические и гетероциклические углеводороды, являющиеся термически наиболее устойчивыми сое­динениями, склонными к легкому образованию кокса в условиях пиролиза и вызывающими дополнительные трудности при перера­ботке продуктов пиролиза. При низкой степени изомеризации обычные катализаторы гидрокрекинга имеют высокую изомеризующую активность. Это является отрицательным фактором для полу­чения пиролизного сырья, так как из изопарафинов образуется меньше олефинов и требуется больше сырья. При этом легкие и средние фракции используются как целевые продукты, получаемые в результате гидрокрекинга, а тяжелые фракции (Т 340°С) - как пиролизное сырье. Опыт фирмы "Линде АГ" (ФРГ) показывает, что эксплуатационные условия пиролиза такого сырья близки к условиям пиролиза газойля, а выходы этилена и высших производных дивинила близки к таковым при пиролизе бензиновых фракций [5-8].

Большой интерес представляет разработка эффективных ва­риантов переработки тяжелых высокосмолистых нефтей типа кара-арнинской, джар-кургаиской и ряда других неэксплуатируемых месторождений Эмбы в связи с высоким содержанием в них асфальтеносмолистых веществ. В нашей стране подобные нефти исполь­зуются в основном как сырье для битумного производства [6].

По результатам изучения основных закономерностей процессов висбрекинга и производства битумов из остатка Каражанбаской нефти установлено, что битумное производство является предпочтительным вариантом.  Методом совместного окисления остатка Каражанбаское нефти и тяжёлой смолы пиролиза, а также методом модификации битума полимерным латексом можно получить товарные дорожные битумы высокого качества.

Список литературы:

1. Евразийский энергетически форум. Технология добычи «тяжелой» нефти. ConocoPhillips. 05.09.2008 г.
2. Н. Хайн., Геология, разведка, бурение и добыча нефти-М.:ЗАО «Олимп-Бизнес», 2008. – 752 с.
3. Надиров Н.К. Высоковязкие нефти. В 5-х т. Алматы.: Гылым, 2001. – 362 с.
4. Каминский Э.Ф. Глубокая переработка нефти: технологические и экологические аспекты/Текст/Э.Ф.Каминский, В.А.Хавкин.-М.:Техника, 2001.-384 с.
5. Соркин Я.Г. Особенности переработки сернистых нефтей и охраны окружающей среды /Текст/ Я.Г. Соркин. – М.: Химия, 1975. – 296 с.
6. Заманов А.К., Салихов А.И., Рахматуллина А.А. и др. Селективный гидрокрекинг дизельных фракций / Промышленные и перспективные катализаторы нефтепереработки и нефтехимии, цеолиты и адсорбенты. Сб. науч. тр. - М.: ЦНИИТЭ нефтехим., 1992.  – С. 20-25
7. Мейерс Р.А. (ред.). Основные процессы нефтепереработки. Справочник: пер. с анг. 3-го изд. / [Р.А. Мейерс и др.]; под ред. О.Ф. Глаголевой, О.П. Лыкова. – СПб.: ЦОП «Профессия», 2011. – 944 с.
8. Промышленная апробация процесса изокрекинга бензина с получением пропана и бутанов / Прокопюк А.С., Хавкин В.А. и др. // Химия и технология топлив и масел. М. 1993. – № 10. – С. 10–12.