План «Системы»-2: слабые места

Возвращаясь к ранее опубликованному анализу возможной технологической конфигурации, предложенной «Объединенной нефтехимической компанией» и отклоненной советом директоров, «Рупек» изучает слабые места этой стратегии.  

Помимо слабости описанного плана ОНК в возможности приобретения лицензий на производство MDI в заявленных объемах, отмеченной пользователями «Рупека», вызывающим вопросы в предыдущей публикации на эту тему были названы соотношения используемых в качестве сырья этилена, пропилена, бензола и п-ксилола. Напомним, согласно расчетам, для реализации схемы потребуется 450 тыс. тонн в год этилена, 409 тыс. тонн пропилена (из которых 289 тыс. тонн с пиролиза), бензола – 257 тыс. тонн, пара-ксилола – 383 тыс. тонн.

Попробуем по этим данным примерно установить состав запланированного сырья пиролиза и затем проанализировать более подробно вопрос с ароматикой.

Ресурсы СУГ

Все расчеты будем базировать на высказанном уже предположении, что фракция С4 пиролиза будет направляться в виде рецикла обратно на пиролиз. По аналогии предположим, что и фракция С5 также будет возвращаться в процесс, поскольку в схеме на нее не завязано никаких продуктов. В расчетах будем предполагать раздельный пиролиз каждого вида сырья в собственной печи.

Поскольку количества этилена и пропилена на выходе известно, а бензола – нет, то поставленная задача «в лоб» может быть решена только оптимизационными методами, которые могут дать весьма бессмысленные решения. Поэтому попробуем ввести некоторые предположения и упростить задачу.

Для начала проанализируем баланс сжиженных газов, которыми располагает «Башнефть». Откровенно говоря, достоверной статистики последних лет по производству различных видов газов и смесей у нас нет. Однако, есть исторические данные месячного производства сжиженных газов НПЗ и ГПЗ компании:

Источник: «ИнфоТЭККонсалт», ЦДУ ТЭК

Как можно заметить, ППФ и ПБПФ в сумме составляют в среднем 65-70% всех сжиженных газов, производимых на НПЗ «Башнефти». Более того, по имеющейся информации, именно эти фракции поставляются для переработки на «Уфаоргсинтез». Логично, что и в новой конфигурации нефтехимических производств именно это сырье будет использоваться на пиролизе.

Будем полагать, что соотношение производимых газов и смесей не изменилось по сей день. Кроме того, известно суммарное количество сжиженных газов всех типов, которые «Башнефть» произвела в 2011 году – 573,2 тыс. тонн. Экстраполируя приведенные доли на этот объем, получим:

Проверить первую цифру довольно просто: выход ППФ как правило составляет 4-5% от загрузки комплексов каталитического крекинга. У заводов «Башнефти» в 2011 году она составила порядка 3,8 млн тонн, что дает количество ППФ 152-191 тыс. тонн или 171 тыс. тонн как среднее. Это достаточно близко к нашей оценке.

Теперь отметим два обстоятельства. Во-первых, ППФ согласно расчетам схемы ОНК используется, как дополнительный источник пропилена, поэтому на пиролиз может пойти только пропан, коего в смеси порядка 30%. Во-вторых, несмотря на наименование ПБПФ – пропан-бутан-пентановая фракция, принятое в ЦДУ ТЭК, есть основания полагать, что собственно пентана там и нет. С одной стороны это подтверждается тем соображением, что пентан необходим в производстве бензинов для загрузки установки изомеризации, поэтому его стараются по максимуму извлекать. А с другой стороны, согласно паспорту качества на ПБПФ производства «Новойла», содержание углеводородов С5+ составляется всего 1,17% масс.

Из всего вышесказанного заключаем, что на пиролиз суммарно может быть направлено порядка 270 тыс. тонн смеси пропана и бутана.

Сырье пиролиза

На данном этапе расчетов будем пока полагать, что эта смесь имеет пропорцию 1:1. Данное предположение позволяет использовать коэффициенты выхода этилена, пропилена и бензола как простое среднее арифметическое соответствующих коэффициентов для раздельного пиролиза С3 и С4. Поскольку сумма С3+С4 нам известна (270 тыс. тонн), выход пропилена должен составить 289 тыс. тонн, а выход этилена быть не менее 450 тыс. тонн, получим следующее решение:

При таких данных получаем количество бензола: 100,5 тыс. тонн.

Имея известное количество бензола, вернемся к первой задаче - системе из трех линейных уравнений для раздельного пиролиза С3, С4 и бензинов с тремя неизвестными. Численное решение этой системы по методу Крамера дает следующие результаты:

Настаивать на достоверности этих результатов трудно. Однако, некоторые цифры поддаются проверке. Например, по данным «Альянс-Аналитики», в 2010 году «Башнефть» произвела 1076 тыс. тонн прямогонного бензина, бензина для химической промышленности и БГС. Что касается этилена, то в предыдущем анализе «Рупека» было сделано предположение, что реально запланированное ОНК производство этилена выше 450 тыс. тонн, полученных в расчетах.

Проблемы с ароматикой

Как бы то ни было, этот расчет позволяет оценить выход бензола пиролиза на уровне 100 тыс. тонн. Это значит, что еще 157 тыс. тонн бензола и 383 тыс. тонн п-ксилола должны быть получены иными путями. Существующий сейчас комплекс по производству ароматики выпускает 80-85 тыс. тонн бензола и 130-140 тыс. тонн п-ксилола из примерно 1,0-1,1 млн тонн сырья (бензинов различного происхождения). Итого «неохваченными» остаются порядка 72-77 тыс. тонн бензола и 243-253 тыс. тонн п-ксилола. Где ОНК собирается их брать?

Первым кандидатом в качестве дополнительного сырья для получения п-ксилола видится оставшийся пироконденсат. Если ориентироваться на рассчитанный выше состав сырья, выход пироконденсата должен составлять 123 тыс. тонн, из которых примерно половина составляют толуол и суммарные ксилолы, которые путем различных превращений (трансалкилирование, изомеризация) могут быть приведены к п-ксилолу. Таким путем можно получить порядка 60-62 тыс. тонн п-ксилола.

И тем не менее под вопросом происхождение еще 72-77 тыс. тонн бензола и 180-190 тыс. тонн п-ксилола.

И тут ничего не остается, как предположить, что в плане ОНК для производства ароматики предусмотрено использование некого «стороннего» бензинового потока, не входящего в периметр сырьевых потоков комплекса пиролиза. Если по аналогии распространить коэффициенты выхода бензола и п-ксилола на существующем на «Уфанефтехиме» КПА на новый (учитывая нулевое производство толуола и изомеризацию всего о-ксилола и м-ксилола в пара-изомер) получается, что для производства недостающих объемов ароматики ОНК потребуется дополнительно 1100-1125 тыс. тонн бензина.

В этом случае приблизительный бензиновый баланс может быть таким:

Получается, что рассматриваемый гипотетический «план ОНК» извлекает из бензинового баланса «Башнефти» порядка 1,5 млн тонн бензина. А это ни много не мало 33%, поскольку в 2011 году заводами компании было произведено 4,5 млн тонн товарных автобензинов. Рискнем предположить, что именно данное обстоятельство и послужило одной из причин того, что план развития нефтехимического бизнеса ОНК был отправлен советом директоров (в котором три представителя АФК «Система» и два – «Башнефти») на доработку.

Справедливости ради стоит сказать, что предположение, будто «новый» КПА будет работать по принципу существующего – весьма слабое. Дело в том, что современные схемы производства ароматики имеют продуктивность как минимум в два раза выше той, что есть в распоряжении «Уфанефтехима», и соответственно, возврат бензиновых фракций также в несколько раз меньше. Но самое главное, что возвращающуюся с современных КПА нафту полезно можно применить только для пиролиза. Это обстоятельство еще сильнее усугубляет проблему выбывания из бензиновых потоков «Башнефти» существенной доли сырья.

Очевидно, дальнейшая работа ОНК в части согласования свих планов с топливным балансом «Башнефти» может идти несколькими разными путями. Во-первых, ОНК может постараться убедить нефтяную компанию, что даже 4,5 млн тонн бензина производить ей не нужно по причине прогнозируемого некоторыми экспертами перепроизводства автомобильных бензинов в России. Ну или же доказать, что 1,8 млн тонн нефтехимической продукции выгоднее, чем 1,5 млн тонн «исчезающего» моторного топлива.

Реализация этого сценария, честно говоря, представляется маловероятной. Поэтому возможен второй вариант: ОНК постарается обосновать экономически различные варианты получения нужных ей объемов сырья из других продуктов и полупродуктов «Башнефти». Ну и третий вариант, наиболее конформистский – удалить или редуцировать все те процессы, которые завязаны на избыточные объемы ароматики. Прежде всего, это ТФК-ПЭТФ и цепочка фенола/ацетона – бисфенола-А – поликарбонатов, которую придется сократить. Ну или цепочка MDI, мощность которого в 200 тыс. тонн, как отмечают специалисты, маловероятна для реализации. Как бы то ни было, осенью, хочется надеяться, новый план развития нефтехимии ОНК обнародует, ответив на все возникающие вопросы.