Комбинация на пять

Комбинация на пять

На Московском нефтеперерабатывающем заводе строится комбинированная установка переработки нефти «Евро+»

Текст: София Зорина
Фото: Юрий Молодковец, Сергей Грачев, Александр Таран, Наталья Гарнелис, LEGION-MEDIA
Инфографика: Татьяна Удалова

Реализация проекта по строительству комбинированной установки переработки нефти «Евро+» на Московском НПЗ перешло в практическую стадию — на завод начало поступать крупногабаритное оборудование. Наблюдать за его транспортировкой по Москва-реке горожане могли в начале июля. «Сибирская нефть» разбиралась в преимуществах, особенностях и перспективах одного из ключевых проектов второго этапа комплексной модернизации МНПЗ

Идея соединять при переработке нефти несколько технологических процессов в один, минуя стадии промежуточного хранения получающихся нефтепродуктов, появилась еще в 30‑е годы прошлого века. Первые комбинированные установки производили в США, они объединяли процессы первичной переработки, термокрекинга и вторичной ректификации бензинов. Постепенно комбинации становились все более сложными, а сами установки укрупнялись, наращивая не только количество различных секций, но и их мощность.

В советской нефтепереработке курс на строительство укрупненных и комбинированных установок был взят в 60‑е годы прошлого века. К этому времени в стране оказалось достаточно ресурсов для создания собственного сложного оборудования. Наиболее удачными проектами стали комбинированная установка ГК-3, разработанная ГрозНИИ и предназначенная для глубокой переработки нефти, и детище Ленгипронефтехима — ЛК-6У — установка первичной переработки, впервые введенная в эксплуатацию в 1975 году на Мозырском НПЗ. Именно ЛК-6У по набору технологических процессов можно считать прообразом строящейся сегодня на московском заводе «Газпром нефти» комбинированной установки «Евро+».

Объединение целого ряда установок в одну технологическую цепочку имеет бесспорные преимущества. Каждая такая комбинация позволяет получать товарный продукт, не требующий или почти не требующий дальнейшей обработки. При этом возведение установок «оптом», с плотной компоновкой вспомогательных коммуникаций и централизацией управления, дает существенные экономические выгоды. Так, по данным Ленгипронефтехима, применение комбинированных установок ЛК-6У взамен отдельно стоящих позволяет на 45% повысить производительность труда, на 15–20% уменьшить расход металла на изготовление оборудования, на 10–15% снизить эксплуатационные затраты, почти вдвое сократить занимаемую территорию, повысить фондоотдачу и рентабельность производства, сократить себестоимость продукции. В то же время строительство комбинированной установки требует значительных единовременных инвестиций. Именно это обстоятельство в сложные постперестроечные времена заставляло российскую нефтепереработку идти по пути точечной модернизации отдельных установок в ущерб долгосрочной экономической целесообразности.

Вложения в эффективность

Для «Газпром нефти», с 2011 года ведущей масштабную комплексную модернизацию Московского нефтеперерабатывающего завода, выбор в пользу комбинирования был очевиден. Необходимость изменений на МНПЗ назрела давно: ряд существующих установок отработал уже более 40–50 лет без серьезных реконструкций, на поддержание их работоспособности и соответствие требованиям промышленной безопасности идут значительные средства, а энергетическая эффективность оборудования оставляет желать лучшего.

«Строительство комбинированной установки переработки нефти (КУПН) „Евро+“ потребовало от компании серьезных вложений, но эти вложения окупятся сторицей, — считает руководитель проектного офиса КУПН Игорь Долгов. — За счет комбинации различных секций на одной площадке нам удастся снизить удельные затраты на самом строительстве и добиться в дальнейшем существенной экономии и в эксплуатационных расходах, и в себестоимости продукции».

Комбинированная установка переработки нефти (КУПН)

Секция 100 ЭЛОУ-АВТ
Секция 200 Риформинг бензина с непрерывной регенерацией катализатора
Секция 300 Гидроочистка дизельного топлива с блоком депарафинизации
Секция 400 Газофракционирование с блоком демеркаптанизации
Секция 500 Регенерации амина
Секция 600 Общеинженерные системы

В состав будущей установки войдет несколько блоков, отвечающих за производство бензиновых и дизельных фракций, в том числе и высокооктанового компонента бензина (см. схему). Сюда же добавится гидроочистка, необходимая для соблюдения экологических требований, предъявляемых сегодня к бензинам: экологический класс «Евро-5», которому соответствуют все выпускаемые на МНПЗ моторные топлива, подразумевает снижение содержания серы в топливе до 10 мг / кг, что в пять раз меньше, чем в «Евро-4». Еще несколько вспомогательных секций обеспечат максимально полную и эффективную переработку сырья.

«Цель этого проекта — не просто построить новые установки для выпуска бензина, соответствующего всем самым современным мировым стандартам, но в полной мере реализовать основное преимущество комбинированных решений: возможность оптимизировать затраты на обслуживание и повысить энергоэффективность оборудования за счет компактности размещения и применения рациональных схем теплообмена», — объясняет Игорь Долгов. В случае, когда речь идет о таком масштабном и энергоемком производстве, как нефтепереработка, подобный подход может уменьшить себестоимость продукции на 20–30%.

Повышением энергоэффективности сегодня занимаются все ведущие мировые нефтяные компании. Общепринятым основным параметром при оценке энергоэффективности принято считать индекс энергоемкости EII, разработанный компанией Solomon Associates*. С начала модернизации Московского нефтеперерабатывающего завода индекс энергоемкости производства уже снизился на 18 пунктов. После введения в эксплуатацию КУПН он снизится еще на 12 пунктов и вплотную приблизится к среднеевропейским индексам, причем индексы энергоемкости новых установок и вовсе будут на уровне лучших мировых практик.

Добиться таких результатов удастся благодаря продуманным технологическим решениям. В частности, в каждой из секций предусмотрена максимальная интеграция тепловых потоков. На деле это означает, что нагрев холодных потоков будет происходить за счет тепла, выделяемого при охлаждении горячих потоков, и тем самым необходимость в дополнительных источниках энергии окажется минимальной. Аналогично сэкономить можно и на сокращении протяженности технологических, энергетических и инженерных коммуникаций за счет компактного размещения секций.

Еще один существенный момент — переход на четырехлетний межремонтный пробег. Сегодня на установках МНПЗ этот показатель составляет 2–3 года. Увеличить его удастся благодаря внедрению непрерывной регенерации катализатора процесса риформинга бензина и необходимости полностью заменять катализатор лишь раз в четыре года. Пробег остальных секций «подтянется» к этой цифре за счет современных систем контроля технического состояния оборудования, позволяющих заблаговременно предупреждать возможные поломки.

Системы управления

Для управления технологическими процессами на КУПН будут применяться современные микропроцессорные системы управления и противоаварийной защиты, в том числе система усовершенствованного управления Advanced Process Control (APC). Это своего рода автопилот с развитыми оптимизационными функциями, управляющий установкой в автоматическом режиме. Система непрерывно собирает данные о технологическом процессе, анализирует их и в соответствии с получаемым прогнозом выдает новые рекомендации. АРС обеспечивает автоматическое управление показателями качества и другими важными переменными, стабилизирует технологический процесс, осуществляет поиск и поддержание оптимальных режимов работы объекта, способствует снижению потерь и повышению надежности производства.

Все полевые приборы (датчики, контроллеры, исполнительные механизмы) на КУПН будут иметь современную цифровую связь с системой управления. Это существенно повысит возможности диагностики и выявления неисправностей приборов на ранних стадиях, а также позволит значительно сократить количество используемого кабеля.

Чистый процесс

Занимаясь модернизацией своих нефтеперерабатывающих предприятий «Газпром нефть» преследует цель не только повысить их экономические показатели и увеличить маржинальность выпускаемой продукции, но и построить полностью безопасные для городской среды производства. Промышленная безопасность комбинированной установки «Евро+» будет гарантироваться самыми современными системами управления, разработанными ведущими мировыми производителями средств автоматизации. Подобные системы позволяют отслеживать малейшие изменения в технологическом процессе, не допуская развития аварийной ситуации. К тому же тотальная автоматизация сводит к минимуму влияние человеческого фактора — основную причину большинства ЧП на производстве.

Отдельное внимание при разработке проекта КУПН было уделено экологической безопасности. После начала модернизации завода в 2009 году воздействие МНПЗ на окружающую среду удалось снизить на 50%, а выбросы в атмосферу сократились на 36%.

Поскольку основным загрязнителем на НПЗ остаются газы, образующиеся в результате сжигания топлива, экологичность «Евро+» будет достигаться за счет использования в печах новейших горелок со ступенчатой подачей воздуха. «Такие горелки позволяют практически полностью сжигать топливо, сводя характерные для этого процесса выбросы окислов азота и окиси углерода к минимуму, — объясняет Игорь Долгов. — Мало того, все печи „Евро+“ будут работать на газе, что также намного экологичнее, чем другие виды топлива».

Дмитрий Иванов,
руководитель дирекции крупных проектов блока логистики, переработки и сбыта:

Реализация столь крупного и значимого проекта, как строительство установки «Евро+», потребовало от компании новых подходов к проблеме эффективности инвестиций. Нам удалось выстроить такую систему взаимодействия с подрядчиками, которая позволяет качественно контролировать процесс и минимизировать все возможные риски. Выбирая проектную модель, мы привлекли к работе одного из лучших мировых EPC-подрядчиков, а также дополнительную экспертизу, позволяющую достаточно точно просчитать экономику проекта и избежать незапланированных расходов при его реализации. В результате нам удается держаться в рамках 10–20 % совокупных отклонений от первоначально запланированных работ, что для такого масштабного проекта, как КУПН, очень хороший показатель.

Отдав EPCm-контракт иностранному подрядчику, мы тем не менее привлекли в проект и отечественные компании — проектировщиков, строителей, производителей крупного оборудования, в том числе и для изготовления важнейших секций будущей установки. Поэтому строительство КУПН станет вехой не только для Московского нефтеперерабатывающего завода, но и для всего рынка, делающего первые шаги по пути импортозамещения и остро нуждающегося в крупныхсложных заказах.

Предусмотрена на установке и система сжигания вредных выбросов, так называемых кислых газов**, образующихся в аварийных ситуациях, а также в период пуска технологического оборудования и остановки его на ремонт, при наладке технологического режима установки. За их утилизацию будет отвечать факельная система закрытого типа, исключающая выброс вредных веществ в атмосферу. Эффективность утилизации продуктов сгорания для факельных систем такого типа превышает 99,9% — это лучший показатель сокращения выбросов окислов серы и азота, а также других летучих канцерогенных выбросов.

Следить за выбросами на КУПН «Евро+» будет автоматизированная система мониторинга воздуха (АСМВ), позволяющая в круглосуточном режиме наблюдать за появлением вредных веществ в атмосфере, а также отправлять данные в службу экологического мониторинга Москвы.

Все под контролем

Строительство комбинированной установки «Евро+» стало для «Газпром нефти» значимой вехой и с точки зрения управления подобными проектами в нефтепереработке. Пожалуй, это первый крупный проект на НПЗ компании, где в процессе его реализации применены все лучшие мировые наработки, начиная от создания информационных 3D-моделей до EPC-контрактования.

Выбор системы контрактования определялся задачей реализовать проект быстро и качественно и в то же время по возможности минимизировать расходы. В результате был выбран EPCm-контракт***, который подразумевает значительный контроль со стороны заказчика за ходом реализации проекта. Таким образом, появилась возможность гибко распределять ответственность между всеми участниками процесса, не переплачивая исполнителю за риски. В качестве EPCm-подрядчика был выбран один из лидеров мирового рынка — итальянская компания Tecnimont S.p.A.

Крупногабаритное оборудование изготавливается на российских заводах

«Особенность проектной работы в том, что все процессы идут параллельно — пока изготавливается крупногабаритное оборудование, подготавливается площадка, создается и постоянно уточняется 3D-модель проекта. В то время как будут доставляться и устанавливаться основные крупные объекты, мы успеем спроектировать технологические коммуникации и заказать оставшееся оборудование. В итоге мы сможем сократить время строительства примерно в 1,5 раза по сравнению с традиционным „советским“ подходом последовательного проведения работ», — рассказал Игорь Долгов. Однако такой проектный подход требует четкого соблюдения сроков — малейшее отклонение от плана может серьезно отразиться на всех этапах. «Мы работаем на очень маленькой территории, а это значит, что завтра подъезд к какому-то узлу может быть перекрыт строительным краном или разгруженным оборудованием, поэтому так важно все делать точно в срок», — констатирует руководитель проекта.

Привлечение к сотрудничеству ведущих мировых EPC-подрядчиков позволяет «Газпром нефти» применять лучшие практики в области управления проектом и внедрять новые стандарты безопасности. «При строительстве комбинированной установки „Евро+“ у нас есть возможность посмотреть, как работает система промышленной безопасности такой крупной международной компании, как Tecnimont, и перенять этот важный опыт», — считает начальник управления реализации проектов дирекции нефтепереработки Игорь Ткаченко. По словам специалиста, жесткие правила безопасного проведения работ, действующие сегодня на строительстве КУПН, определяют не только поведение сотрудников, но и регламентируют состояние самой строительной площадки — размещение материалов, оборудования, строительной техники и многое другое. Соблюдение правил полностью контролируется заказчиком и EPCm-подрядчиком, а столь беспрецедентные меры дают свои результаты — за все время реализации проекта на его площадке не было зафиксировано ни одного ЧП.

Сегодня строительство комбинированной установки входит в наиболее сложную фазу — после отгрузки оборудования начнется его монтаж на площадке. При этом вес отдельных секций будущей установки составляет более 200 тонн. «После начала монтажа нам придется утроить внимание, которое сегодня уделяется точности и безопасности операций. Но усилия стоят того: для нефтеперерабатывающего завода модернизация жизненно необходима, и введение в эксплуатацию „Евро+“ даст МНПЗ возможность выйти на уровень лучших мировых производств», — резюмирует руководитель проекта Игорь Долгов.

Индекс энергоемкости EII вычисляют как отношение фактического потребления энергии на НПЗ к сумме стандартного потребления. Аналогично индекс энергоемкости рассчитывается для каждой установки. Стандартный индекс EII равен 100 единицам. Значения ниже этой цифры указывают на то, что производство в целом или отдельная установка опережают средний уровень по отрасли

** Кислые газы — природные газы, в химическом отношении являющиеся кислотами. К кислым газам относится сероводород, углекислый газ, сернистый газ, оксид углерода и ряд других

*** EPCm -контракт — (от англ. Engineering, procurement, construction management) — соглашение между заказчиком и подрядчиком на полное управление проектом, в том числе проектирование, закупку оборудования, строительных материалов и техники, организацию и контроль за строительством объекта и монтажом оборудования

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ