Schematy.pdf

Zmiana struktury zapotrzebowania (Tab. 1) na produkty rafineryjne wymusza zmiany

schematów przetwórczych stosowanych w rafineriach.

Tablica 1. Struktura zu ycia produktów naftowych w latach 1973-2000, %.

Lata

1973

1990

2000

Produkty lekkie

29.5

Destylaty rednie

Ci kie produkty

40.5

Typowa rafineria w latach sze dziesi tych i siedemdziesi tych stosowała procesy

łagodnej hydrorafinacji i zawierała instalacje (rys. 1):

· destylacji atmosferycznej,

· hydrorafinacji benzyn - wsadu na reforming katalityczny oraz frakcji oleju nap dowego,

· katalitycznego reformingu benzyn,

· „słodzenia” gazów płynnych i nafty,

· wydzielania siarkowodoru z gazów rafineryjnych oraz instalacj Clausa,

· oczyszczania cieków.

W tym schemacie przeróbki, pozostało atmosferyczna (stanowi ca 40-50%

pocz tkowej ilo ci surowca naftowego) była zazwyczaj poddawana procesowi „visbreaking”,

który poprawiał wła ciwo ci oleju opałowego (przede wszystkim obni enie lepko ci).

Wprowadzenie destylacji pró niowej i krakingu katalitycznego (FCC) zwi kszyło

uzysk destylatów oraz dostarczyło puli surowców do wytwarzania olejów smarowych i wsadu

na kraking katalityczny (rys. 2). Hydrorafinacja wsadu na FCC obni a koszty tego procesu

(oczyszczanie gazów z regeneratora) oraz poprawia wła ciwo ci produktów. Destylaty

pró niowe mog równie by stosowane do produkcji olejów smarowych - w omawianym

okresie stosowano do tego celu rafinacj selektywnymi rozpuszczalnikami, odparafinowanie

rozpuszczalnikowe i łagodn hydrorafinacj wyka czaj c . Pozostało pró niowa (20-25%

surowej ropy) stosowana była do produkcji asfaltów, lub (po odasfaltowaniu) do produkcji

olejów smarowych. Innym, cz sto stosowanym rozwi zaniem było (i jest) koksowanie.

Rosn ce wymagania dotycz ce ochrony rodowiska oraz jako ci produktów

naftowych wymuszaj zmiany schematu technologicznego przerobu ropy naftowej. Do

eksploatacji powszechnie wprowadzane s paliwa reformułowane – ich skład grupowy

(formuła) jest inny ni skład grupowy paliw stosowanych kilkana cie – kilkadziesi t lat temu.

Dla sprostania wymaganiom norm jako ci paliwa o reformułowanym składzie i daniom co

do „czysto ci” paliwa, rafinerie musz wprowadzi do swojego schematu nowe instalacje

oraz dokona modyfikacji ju istniej cych instalacji czy całych technologii. Kolejnym, oprócz

zwi zanych z ochron rodowiska, czynnikiem wpływaj cym na zmiany schematu przerobu

ropy naftowej, jest kurczenie si łatwo dost pnych zasobów ropy naftowej dobrej jako ci i

konieczno przetwarzania ropy o coraz gorszej jako ci (wi kszym udziale pozostało ci i

wy szej zawarto ci heterozwi zków). Wszystkie te czynniki prowadz do zmniejszenia

popytu na ci kie oleje opałowe i wzrost zapotrzebowanie na l ejsze, szlachetne produkty.

Efektem tych zmian jest zmiana struktury przerobu ropy naftowej. Do najwa niejszych zada

stoj cych przed przemysłem naftowym, nale :

· zmniejszenie zawarto ci aromatów (zwłaszcza benzenu) w benzynach,

· zmniejszenie zawarto ci lekkich olefin w benzynach,

· obni enie (a wła ciwie całkowite usuni cie) zawarto ci siarki we wszystkich produktach

naftowych,

· obni enie zawarto ci w glowodorów aromatycznych w olejach nap dowych.

Lata 1960 - 1970

Gaz opałowy

Mycie

amin

Claus

Siarka

Gaz

płynny

Propan

Hydrorafinacja

Butan

Reforming

Benzyna

Słodzenie

Nafta

Hydrorafinacja

Olej nap dowy

~ ~

Olej opałowy

Wisbreking

Rys. 1. Schemat typowej rafinerii z lat 60-70-tych XX wieku.

W przypadku benzyn nale y pami ta , e niedawno wyeliminowano z ich składu czteroetylek

ołowiu, co stanowi dodatkowe wyzwanie dla rafinerii.

Gaz opałowy

mycie

aminowe

CLAUS

Siarka

gazy

płynne

Propan

hydrorafinacja

Butan

Benzyna

REFORMING

słodzenie

Nafta

hydrorafinacja

Olej

nap dowy

mycie

aminowe

CLAUS

gazy

płynne

słodzenie

destylacja

pró niowa

FCC

słodzenie

wisbreking

Olej opałowy

Rys. 2. Schemat rafinerii zawieraj cy destylacj pró niow (lata 80-te XX wieku).

Jako odpowied na powy ej wymienione wyzwania, w schemacie rafinerii pojawiły si

nowe procesy, takie jak (rys. 3):

- izomeryzacja,

- alkilacja,

- polimeryzacja,

- eteryfikacja,

- hydrorafinacja wsadu na FCC,

- gł bokie odsiarczanie oleju nap dowego (ON),

- hydroodsiarczanie (HDS) olejów opałowych (destylatów i pozostało ci),

- hyfrokraking destylatów i pozostało ci,

- kraking katalityczny pozostało ci,

- wytwarzanie wodoru poprzez konwersj metanu i rozdział gazów rafineryjnych.

Niektóre z tych procesów były znane ju wcze niej ale dopiero obecnie obserwuje si ich

gwałtowny rozwój jako ciowy i ilo ciowy.

Dalszy rozwój rafinerii b dzie przebiegał w kierunku zwi kszenia konwersji ci kich

pozostało ci oraz obni enia zawarto ci aromatów w produktach (rys. 4).

Wi ksz konwersj zapewni kraking katalityczny (dostarcza przede wszystkim

komponentów benzyn) i hydrokraking (głównie ON i oleje opałowe wysokiej jako ci).

Rosn ce zapotrzebowanie na wodór b dzie zaspokajane nie tylko poprzez reforming metanu

ale i poprzez wykorzystanie odpadowych produktów rafineryjnych, w tym pozostało ci.

Kraking katalityczny b dzie ukierunkowany na produkcj lekkich benzyn

zawieraj cych olefiny nadaj ce si do eteryfikacji. Nast pi prawdopodobnie dalszy, ilo ciowy

i jako ciowy rozwój takich procesów, jak: izomeryzacja, polimeryzacja, oligomeryzacja,

alkilacja i eteryfikacja. To z kolei wywoła wzrost zapotrzebowania na izobuteny a wi c i

rozwój procesów ich wytwarzania: odwodornienia butanów i ich izomeryzacji (przed lub po

odwodornieniu).

1990 +

mycie

aminowe

Gaz opałowy

Siarka

gazy

płynne

Propan

HDS

izomeryzacja

Butan

Benzyna

REFORMING

HDS

Nafta

Ropa

HDS

Olej

nap dowy

mycie

aminowe

CLAUS

gazy

płynne

słodzenie

HDS

MTBE

alkilacja

destylacja

pró niowa

FCC

słodzenie

wisbreking

Olej opałowy

Rys. 3. Schemat typowej rafinerii z lat 90-tych XX wieku.

Reforming katalityczny benzyn b dzie prawdopodobnie realizowany w łagodniejszych

ni dotychczas warunkach – przy jeszcze ni szym ni obecnie ci nieniu, z reguły w wersji z

ci gł regeneracj katalizatora. Zawarto aromatów (zwłaszcza benzenu) w reformacie

b dzie zmniejszana poprzez eliminacj jego prekursorów z surowca, usuni cie go z reformatu

(uwodornienie), alkilacj czy destylacj frakcyjn .

O ostatecznym kształcie schematu rafinerii zadecyduje koszt i dost pno surowca,

jego wła ciwo ci, koszt przetwarzania (Tab. 2) oraz rozwój konstrukcji silników spalinowych

a tak e post p w technologii katalizatorów.

Tablica 2. Porównanie kosztów dla ró nych stopni przetworzenia surowca naftowego w

rafinerii o przerobie 8 mln. ton ropy/rok.

Lata

Inwestycje, mld US$ Koszt przetwarzania,

$/baryłke

Zu ycie na własne

potrzeby, % surowca

Produkty łagodna

hydroobróka

0.5

1.5

4-4.5

Konwersja

konwencjonalna

1-1.5

3-4

6-8

Gł boka konwersja

2.5

7.5

11-13

CLAUS

> 2000

Gaz opałowy

Mycie aminowe

Claus

Siarka

Gazy płynne

Gaz płynny

HDS

H 2

Izomeryzacja

C - C

Izomery

zacja

Odwodor

nienie

MTBE

Benzyna

Reforming

H 2

HDS

Nafta

Ropa

Olej

HDS

nap dowy

Mycie

aminowe

Claus

Hydro-

kraking

Oligo

Destylacja

pró niowa

Gazy płynne

Słodzenie

Alkilacja

Gazy

s p alinowe

MTBE

TAME

FCC

MeOH

Słodzenie

MeOH

Hydro

rafinacja

Odasfaltowanie

HDS

Olej opałowy

Gazy spalinowe

Utlenienie

czciowe

MeOH

Tlen

Rys. 4. Schemat współczesnej rafinerii.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: