Для установок каталитического крекинга на заводах ТНК-ВР найдены более эффективные катализаторы
Катализ является одним из основополагающих процессов нефтеперерабатывающей промышленности. От степени развития катализа в значительной мере зависит технический прогресс в отрасли, поэтому усилия многих компаний сосредоточены на совершенствовании этого процесса. Производители постоянно выводят на рынок новые, более эффективные катализаторы, предназначенные для применения в системах флюид-каталитического крекинга (ФКК). Катализаторы, применяемые в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах ТНК-ВР, были внедрены более четырех лет назад, поэтому в январе 2011 года было принято решение об их замене на более современные.
Мировой опыт
В мировой практике используется несколько методов сравнительной оценки эффективности катализаторов для установок ФКК, у каждого есть свои достоинства и недостатки. Один из методов – проведение промышленных испытаний на действующей установке: их результат достоверно отражает поведение катализатора в реальных условиях эксплуатации. Однако получить его можно не ранее чем через шесть-девять месяцев после частичного или полного замещения старой марки катализатора на новую. При этом изменения, вносимые в технологию процесса, могут дать искаженные результаты для сравнительного анализа.
Еще один метод сравнения эффективности катализаторов – математическое моделирование показателей катализаторной системы при использовании адаптированного к реальным условиям эксплуатации программного комплекса кинетической модели реакторного блока. Этот способ, как правило, используется поставщиками для формирования технических предложений, однако его применение не позволяет с большой долей вероятности прогнозировать эффективность применения конкретного катализатора для конкретной промышленной системы.
Более полное представление о свойствах катализатора применительно к определенной технологической системе дает сравнительное тестирование образцов на пилотной испытательной установке ФКК в сравнении с равновесным образцом из действующей катализаторной системы установки на фактическом сырье предприятия. Для приведения образцов к равным условиям в целях объективного сравнительного анализа используют процедуру «старения» свежего катализатора. Испытания ведут при заранее оговоренных фиксированных параметрах (выход кокса, сухого газа, кратность соотношения «катализатор / сырье» и прочих). Данные по выходу и характеристикам продуктов крекинга на образцах катализаторов можно получить за сравнительно короткий период времени.
Для оценки рабочих свойств катализатора с наибольшим приближением к промышленной технологической системе полученные на пилотной установке результаты используются для адаптации к фактическим условиям кинетической модели реакторного блока. Данные, полученные на математической модели, позволяют оценить экономическую эффективность работы предприятий на той или иной марке катализатора с помощью модели линейного программирования предприятия PIMS. Именно эта методика выбора катализатора была впервые применена в ТНК-ВР.
Исследования в Греции
В течение первого полугодия 2011 года было проведено тестирование образцов катализаторов для установок ФКК ЗАО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания» (РНПК) и ЧАО «Лисичанская нефтяная инвестиционная компания» (ЛИНИК), предоставленных потенциальными поставщиками Grace, Albemarle и BASF. Тестирование проводилось в рамках тендера на основе долгосрочной стратегии закупок.
Независимыми консультантами стали специалисты Jacobs Consultancy Ltd. (Великобритания). Исследование катализаторов проводилось на пилотной испытательной установке ФКК независимого исследовательского института технологий химического производства (Chemical Process Engineering Research Institute – CPERI, Салоники, Греция). Со стороны ТНК-ВР в работе участвовали специалисты РНПК, ЛИНИК и БЕ «Переработка» Корпоративного центра.
Потенциальные поставщики составили технико-коммерческие предложения и отправили в институт CPERI образцы катализаторов для испытания. Туда же из Рязани и Лисичанска были отправлены образцы равновесного и свежего катализаторов, применяемых в настоящее время на установках ФКК, а также образцы сырья для каталитического крекинга. Предоставленные предприятиями данные о работе промышленных установок ФКК и присланные образцы сырья и катализаторов были использованы для отладки рабочих параметров пилотной установки. Специалисты CPERI также разработали процедуру достижения равновесного состояния предлагаемых свежих катализаторов для перевода их в равные сопоставимые условия. Консультанты Jacobs Consultancy Ltd. и представители РНПК и ЛИНИК проанализировали процедуры и технологические параметры, предложенные для тестирования CPERI, и одобрили их.
На следующем этапе CPERI провел испытания каждого предложенного поставщиками катализатора в соответствии с согласованной процедурой и рабочими условиями. Полученные с пилотной установки показатели выхода и свойств нефтепродуктов были предоставлены специалистам Jacobs Consultancy Ltd. для аналитического сравнения.
Хотя пилотная установка достаточно точно имитирует промышленную, у нее все же имеются определенные ограничения и недостатки. Поэтому специалисты Jacobs Consultancy Ltd. ввели результаты, полученные в CPERI, в кинетическую модель ФКК, которая заранее была адаптирована под промышленные установки ФКК в РНПК и ЛИНИК.
Полученные в кинетической модели Jacobs Consultancy Ltd. показатели выхода и свойств нефтепродуктов позволили сделать вывод, что предложенные поставщиками новые катализаторы имеют близкие характеристики по общей конверсии вакуумного газойля, но отличаются в выходе и свойствах наиболее ценных продуктов. Была отмечена разница в свойствах катализаторов, которые влияют на выход фракций сжиженных газов и бензина.
Экономическая эффективность
Влияние, которое селективность каждого катализатора по отношению к ценным продуктам крекинга оказывает на прибыль нефтепереработки, определялось при помощи экономической модели PIMS линейного программирования предприятий. Специалисты Jacobs Consultancy Ltd. модифицировали модель каждого предприятия под прогнозируемые характеристики работы каждого катализатора.
Результаты экономического анализа подтвердили, что все новые предлагаемые катализаторы обеспечивают увеличение прибыли предприятий по сравнению с катализатором, используемым в настоящее время. Для РНПК наилучшие показатели продемонстрировал катализатор Nexus 333 производства фирмы Grace: специалисты Jacobs Consultancy Ltd. оценили потенциальную прибыль от перехода на него на уровне $2,0 – 2,5 млн в месяц.
Для ЛИНИК наилучшими технико-экономическими характеристиками обладает катализатор NaphthaMax III фирмы BASF: потенциальный экономический эффект замены нынешнего катализатора на эту марку оценивается на уровне $2,0 млн в месяц.
Результаты этих исследований положены в основу решения Секторной группы по катализаторам: для РНПК и ЛИНИК будут закуплены катализаторы, показавшие наибольшую эффективность; уже в январе 2012 года начнется их использование в системах реакторных блоков установок ФКК.
Оцените новость
0 из 5
рейтинг
рейтинг
0
голосов
голосов
2165
просмотров
просмотров
Понравилась новость?
Похожие новости: