Глубинные процессы

Глубинные процессы

На Омском НПЗ реализуются масштабные проекты второго этапа модернизации

Текст: Денис Банников
Фото: Николай Кривич

Второй этап модернизации Омского нефтеперерабатывающего завода «Газпром нефти» в этом году начал переходить из виртуального проектного пространства на реальные заводские площадки. Сразу на двух комплексах, которые в будущем обеспечат максимально возможную глубину переработки сырья и увеличение выхода светлых нефтепродуктов нового поколения, пройдены важные строительно-монтажные этапы

К концу лета на планшете будущего комплекса глубокой переработки нефти (КГПН) омского завода полностью смонтировано все крупногабаритное оборудование длительного цикла изготовления. На установке замедленного коксования (УЗК) ведется уникальная операция бетонирования огромного ростверка — железобетонного основания под коксовые камеры. Ввод в эксплуатацию обоих объектов, а также новой установки первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ обеспечит компании сохранение технологического лидерства в отрасли, увеличит долю продуктов «Газпром нефти» в ряде областей промышленности, повысит эксплуатационную надежность и экологическую безопасность производства.

Впрочем, и сегодня ОНПЗ в числе лучших в России. Первый этап модернизации производства начался в 2008 году. Первоочередной задачей тогда было повышение качества производимых топлив и их соответствие ужесточающимся экологическим требованиям. В результате уже в 2014 году, на два года раньше установленного Техническим регламентом срока, ОНПЗ полностью перешел на выпуск дизельного топлива экологического класса «Евро-5», а в конце 2015-го – на 100% производство высокоэкологичного бензина.

Улучшить экологические характеристики моторных топлив и расширить ассортимент выпускаемой продукции удалось за счет модернизации и ввода в строй сразу нескольких объектов. Так, на заводе появились новая установка изомеризации легких бензиновых фракций «Изомалк-2» (самая мощная установка данного типа в России и Европе, входит в тройку самых мощных в мире — 800 тыс. тонн по сырью), новый комплекс гидроочистки дизельных топлив и бензинов каталитического крекинга (мощностью 3 млн тонн и 1,2 млн тонн в год соответственно), были модернизированы установка глубокой переработки мазута КТ-1/1 и установка по производству битумов. Результатом первого этапа модернизации стало не только значительное улучшение качества выпускаемой продукции, но и повышение глубины переработки нефти до 90% — на сегодня это один из лучших показателей в России. Задача второго этапа модернизации — довести глубину переработки на Омском заводе «Газпром нефти» до 97%, а производство светлых нефтепродуктов — до 80%.

Курс на глубину

Анатолий Чернер,
заместитель генерального директора
по логистике, переработке и сбыту
«Газпром нефти»:

Реализация проектов, направленных на увеличение глубины переработки на Омском НПЗ, решает сразу несколько важных задач. Мы увеличим объем производства моторных топлив и высокомаржинальных продуктов: игольчатого и анодного кокса, сырья для производства базовых масел группы III.

Кроме того, ввод в эксплуатацию данных установок позволит повысить энергоэффективность технологических процессов и оптимизировать эксплуатационные затраты за счет глубокой переработки нефтяных остатков. Реализация проектов УЗК и КГПН, наряду с другими проектами второго этапа модернизации завода, даст возможность добиться синергетического эффекта и приблизит Омский НПЗ «Газпром нефти» к достижению лучших мировых показателей: увеличению глубины переработки до 97% и выхода светлых — до 80%.

В 2012 году было принято решение о строительстве на ОНПЗ комплекса глубокой переработки нефти (КГПН) мощностью до 2 млн тонн сырья в год. Комплекс объединит в себе процессы гидрокрекинга вакуумного газойля, производство водорода и серы и обеспечит выпуск качественных нефтепродуктов из тяжелых нефтяных остатков. Будущая продукция КГПН — это бессернистый авиакеросин, дизельное топливо и сырье для производства масел с высоким индексом вязкости.

Сердце комплекса — гидрокрекинг — один из самых дорогих и вместе с тем самых маржинальных процессов в нефтепереработке. Появление этого технологического процесса в арсенале НПЗ значительно повышает его индекс Нельсона — общемировой показатель, оценивающий сложность производства и иллюстрирующий уровень развития мощностей вторичной переработки. За счет вариативности продуктовой линейки завод, вооруженный гидрокрекингом, получает возможность гибко удовлетворять сезонный спрос на различные виды нефтепродуктов и легко адаптироваться в условиях нестабильной экономической и конкурентной ситуации.

Процесс гидрокрекинга совмещает в себе достоинства каткрекинга и гидроочистки — благодаря присутствию водорода под высоким давлением исходное сырье не только разделяется на определенные нефтяные фракции, но и облагораживается, очищаясь от сернистых, азотистых, смолистых и полициклических ароматических соединений. Таким образом, в отличие от каталитического крекинга, гидрокрекинг позволяет сразу получать целевые продукты, отвечающие самым строгим экологическим стандартам. Это существенное преимущество процесса, влияющее и на его рентабельность: из-за разницы между стоимостью сырья и получаемыми нефтепродуктами значительные инвестиции на строительство установок гидрокрекинга достаточно быстро окупаются.

В зависимости от давления водорода гидрокрекинг делят на легкий и жесткий. На Омском НПЗ оборудование для процесса рассчитывается и производится с учетом высокого давления водорода — гидрокрекинг на ОНПЗ можно будет проводить при давлениях водорода до 18 МПа. Это так называемый жесткий гидрокрекинг, позволяющий перерабатывать не только вакуумные газойли, но и — в возможной перспективе — более тяжелые фракции, например мазут или гудрон.

Благодаря появлению гидрокрекинга ОНПЗ более чем на 6% увеличит показатель выхода уже очищенных светлых нефтепродуктов — авиакеросина и дизельного топлива стандарта «Евро-5». Помимо этого, КГПН выводит на принципиально новый уровень сырьевую базу для производства современных масел II и III группы с высоким индексом вязкости (100 и выше) и низким содержанием сернистых и ароматических углеводородов.

Отдельное внимание при проектировании комплекса глубокой переработки нефти было уделено вопросам промышленной и экологической безопасности. Высокий уровень автоматизации технологических процессов призван не только увеличить их эффективность, но и обеспечить безопасность производства. А ряд установок, входящих в комплекс, будут работать на его экологичность. Специальные технические решения, заложенные в проект комплекса, предусматривают минимальное негативное воздействие будущей установки на окружающую среду. Например, в состав комплекса помимо извлечения элементарной серы включены процессы очистки производственных стоков и доочистки хвостовых газов, что позволит утилизировать сернистые соединения более чем на 99,8%.

В настоящее время строительство комплекса глубокой переработки нефти на площадке Омского НПЗ идет полным ходом: в середине июня специалисты монтажных организаций установили на фундамент самую высокую и массивную колонну КГПН — С-202 — высотой 64 метра и общим весом 350 тонн. Колонна стала последней в списке крупногабаритного оборудования длительного цикла изготовления, доставленного в Омск. Всего в мае–июне 2017 года подрядчики установили три колонны, четыре реактора, два сепаратора и десять теплообменников высокого давления, которые станут основой установки гидрокрекинга вакуумного газойля. Сейчас на строительной площадке ведется забивка свай для строительства эстакад технологических печей и установки парового риформинга.

Глубина переработки

За глубину переработки нефти принимают выраженную в процентах величину, показывающую отношение объема произведенных нефтепродуктов к объему взятой в переработку нефти. При определении глубины переработки в объеме произведенных продуктов не учитывается котельное и печное топливо (мазут), а также топливо, взятое для нужд процесса, и технологические потери.

В России эта величина определяет эффективность нефтепереработки. В мировой практике глубину нефтепереработки принято считать косвенной величиной, свидетельствующей об уровне функциональности и развития технологий в процессе нефтепереработки. Для сравнения: в России глубина нефтепереработки в среднем составляет 71%, а в США — 92%. Максимальный уровень глубины нефтепереработки может достигать более 98%.

Замедленное коксование

Технологический процесс переработки тяжелого нефтяного сырья, преимущественно гудрона, способствующий более глубокой переработке нефти. Сырье поступает в печь, где нагревается до 490°С, и далее — в ректификационную колонну, в которой отделяются светлые фракции, а отбираемый с низа колонны сверхтяжелый гудрон вновь попадает в печь и опять нагревается и поступает в работающую камеру коксования. Постепенно из тяжелых остатков удаляются все более легкие фракции, а сами они превращаются в кокс. Две камеры коксования работают по циклическому графику — в одной идет процесс коксования, другая при этом разгружается от кокса и готовится к новому циклу. В камере коксования кокс разрезают на куски при помощи гидрорезака — струей воды под давлением 150 атмосфер — и выгружают на площадку обезвоживания. Далее камеру коксования вновь готовят к следующему циклу.

Максимум светлых

Проект строительства новой установки замедленного коксования (УЗК) мощностью по сырью 2 млн тонн в год также рассчитан на увеличение глубины переработки нефти — за счет переработки на УЗК больших объемов тяжелых нефтяных остатков предыдущих стадий производства. Помимо получения ценного продукта — кокса анодного качества для алюминиевого производства — УЗК обеспечит и дополнительное производство светлых нефтепродуктов, в том числе моторных топлив — бензина и дизеля. По словам руководителя проектного офиса ЭЛОУ-АВТ и УЗК Александра Жайворонка, новая УЗК прежде всего нужна для того, чтобы максимально вовлекать имеющийся на предприятии гудрон в производство светлых нефтепродуктов.

Пути импортозамещения

Проекты, реализуемые «Газпром нефтью» в рамках второго этапа программы модернизации Омского НПЗ, расширяют возможности российских производителей по импортозамещению машиностроительной продукции. Основные производители оборудования для КГПН и УЗК: завод «Волгограднефтемаш» и компания «Ижорские заводы» группы «ОМЗ».

Из-за колоссальных размеров агрегатов транспортировка сверхгабаритного оборудования была возможна только водным путем. Оборудование, изготовленное заводом «Волгограднефтемаш», прошло по Волге, через Рыбинское водохранилище, Онежское и Ладожское озера. После этого агрегаты производства «Волгограднефтемаша» и «Ижорских заводов» были консолидированы и отправлены по Неве в сторону Финского залива. Уникальный караван от Петербурга до Омска прошел более 9000 километров, обогнув всю Скандинавию, пройдя северные моря, и затем по Оби и Иртышу поднялся в Омск, до специально построенного причала. Вся водная логистика заняла 93 дня.

В состав комплекса войдет пять секций, в том числе секция замедленного коксования, газоочистки и газофракционирования, регенерации амина, щелочной очистки сжиженных углеводородных газов. Основной продукт будущей УЗК — анодный кокс с содержанием ванадия не более 0,015% масс. и серы — не более 1,5% масс. Эти показатели полностью соответствуют требованиям российских металлургических предприятий — проект новой УЗК изначально формировался с учетом потребностей рынка. Благодаря сохранению уже существующих на ОНПЗ мощностей по замедленному коксованию и запуску нового комплекса «Газпром нефть» сможет обеспечить растущую потребность металлургов в анодном коксе, увеличив долю на отечественном рынке с 4 до 8%, а также существенно расширить географию поставок качественного сырья зарубежным потребителям.

«Кроме бензина, легкого и тяжелого газойля, самого кокса и топливного газа на УЗК будет вырабатываться еще несколько высокомаржинальных продуктов: бутан-бутиленовая фракция, используемая в процессах алкилирования для производства высокооктановых бензинов, и пропан-пропиленовая фракция, задействованная в нефтехимическом производстве», — отметил Александр Жайворонок.

По словам руководителя проектного офиса, сам процесс коксования строится по традиционной схеме, — других в мире пока просто не существует. Однако новая УЗК будет обеспечена целым набором оригинальных технологических решений, повышающих эффективность установки и снижающих экологическую нагрузку на окружающую среду.

Оборудование, используемое в строительстве, а именно две коксовые камеры, можно смело отнести к разряду уникального. Их высота почти 36 метров, диаметр — 9,3 метра, вес каждой — 636 тонн. Нестандартными будут и автоматические двенадцатиметровые шиберные задвижки для открывания верхних и нижних люков коксовой камеры — на существующей установке ОНПЗ задвижки люка открываются вручную.

Высота этажерки коксовых камер будущей установки составляет 112,5 м. Действующий Градостроительный кодекс РФ определяет такой объект как уникальный. В то же время нормативно-технические документы для проектирования и строительства сооружений выше 100 м не содержат необходимых требований для обеспечения надежности и безопасности уникальных высотных сооружений. Поэтому проектным институтам, участвующим в строительстве УЗК в Омске, пришлось разрабатывать специальные технические условия.

Олег Белявский,
генеральный директор
«Газпромнефть — Омский НПЗ»:

Масштабные проекты второго этапа модернизации направлены на повышение эффективности процессов нефтепереработки. Проекты, которые будут реализованы в ближайшие годы, позволят повысить глубину переработки на Омском НПЗ до уровня лучших нефтеперерабатывающих заводов мира. Применение самых современных технологий дает возможность не только производить нефтепродукты самого высокого экологического класса, но и минимизировать воздействие производства на окружающую среду. За счет реализации проектов второго этапа программы модернизации и внедрения принципиально новых стандартов промышленной и экологической безопасности воздействие предприятия на окружающую среду после ввода новых технологических комплексов снизится на 28%.

Сегодня на площадке строительства УЗК идет заливка ростверка — железобетонного основания под коксовые камеры размером 41×17,6 метров. Всего в нижнюю часть этажерки будет залито 3100 м³ бетона. Для сравнения: его масса более чем в 10 раз превосходит массу платформы «Приразломная». На первом этапе строители уложили в фундамент 1300 м³ бетонной смеси, которая непрерывно производилась тремя железобетонными заводами Омска. Напряженная процедура продолжалась почти сутки. Вся операция осложнялась высокой степенью армирования конструкции — на один кубометр приходилось около 310 килограмм металла, а при такой плотности очень трудно вести вибрирование смеси, чтобы она заполнила собой весь требуемый объем.

Завершение строительства установки замедленного коксования запланировано на 2020 год. Вместе с тем проект нового комплекса УЗК стал определенным толчком для дальнейшего развития завода. На ОПНЗ будет построена установка гидроочистки дизельного топлива — для очистки дополнительных объемов легких газойлей, поступающих с УЗК. А также реконструирована установка риформинга — для производства из низкооктановых фракций компонентов высокооктановых бензинов.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ