В 2011-2012 годах на форуме «Большая химия» в Уфе говорилось, что нефтехимической промышленности Приволжского Федерального округа (ПФО) нужен трубопроводный доступ к легкому углеводородному сырью, а в противном случае местная отрасль придет в упадок.

«Рупек» в свое время проанализировал данную ситуацию и показал с помощью расчетов, что количества прямогонных бензинов в регионе c лихвой достаточно для реализации планов нефтехимии Приволжского федерального округа. Количество нафты было взято из статистических данных ЦДУ ТЭК, которые, в свою очередь формировались по сводкам заводов.

Нафта продукт ликвидный и для производства бензина, и для выпуска ароматики в составе тех же НПЗ, поэтому возражения, что, дескать, в 2011 году нафты было столько, а к моменту окончания строительства нефтехимических комплексов Поволжья ее станет значительно меньше, можно легко опровергать, но обоснованно, а это долгая и неблагодарная работа. Скучно доказывать, что количество автомобилей на среднюю семью, возможно, возрастет вдвое, а может и не возрастет. Что количество параксилола, возможно, возрастет в пять раз, а может и не вырастет и т. д., и т. п.

Поэтому оставим в покое нафту, и перейдем к продуктам более реальным, которые, как и нафта, являются великолепным сырьем для нефтехимии. Это газы С2, С3, С4.

Этан, пропан и бутан являются неотъемлемой частью процессов на установках: АВТ, гидроочистки нафты, риформинга, каталитического крекинга, висбрекинга, замедленного коксования, изомеризации, производства ароматики. Я не указал алкилирование и МТБЭ, так как сырьем для них являются газы каткрекинга и незачем учитывать фракцию С4 дважды, ее и так более чем достаточно.

Для расчетов были использованы данные из отчета «Нефте и газопереработка, нефте и газохимия РФ», выпущенного Альянс-Аналитикой с разбивкой объемов переработки нефти на три рубежа: 2010, 2015 и 2020 годы. В расчетах участвовали следующие НПЗ из Поволжья (цифры в млн тонн, округлено до 1 знака):

В целом «Альянс-Аналитика» дает такие цифры объемов принимаемой на переработку нефти: в 2010 году 114,4 млн тонн, в 2015 году – 113,2 млн тонн, 115,33 млн тонн.

Ниже указаны интересующие нас установки НПЗ Поволжья и их мощности (в тоннах) в 2010, 2015 и 2020 годах, следует отметить, что в таблице указаны только те установки, которые являются источниками углеводородов С2, С3, С4. Установки типа Л-16-1 иногда именуемые легким гидрокрекингом, а на самом деле являющиеся не более чем ГО сырья каткрекинга, исключены из расчетов.

Пройдемся по источникам сырья:

1. Газы предельные и непредельные с установок каталитического крекинга, висбрекинга и замедленного коксования, как правило, объединяются на блоке газоразделения каталитического крекинга и делятся на составляющие:

• С1, С2 (этан и этилен), сероводород и аммиак – направляются на сероочистку и далее в топливную сеть
• С3 (пропан и пропилен) разделяются и поступают на склады как товарные продукты
• С4 (изобутилен, бутилены, бутан и изобутан) направляются на установки МТБЭ и алкилирования после которых на склад поступает бутан с содержанием пропана 1-2%

В таблице показано, сколько пропана, пропилена и бутанов поступает на склады НПЗ Поволжья, а также показан потенциал по С2 и С3, которые в настоящий момент из топливных газов НПЗ не извлекаются, но вопрос этот достаточно интенсивно прорабатывается (здесь, как и везде далее цифры получены путем суммирования итогов расчета по каждому конкретному заводу):

2. Газы предельные с установок АВТ, ГО нафты, риформинга, комплекса ароматики, изомеризации, гидрокрекинга предварительно пройдя очистку Merox поступают на установку фракционирования предельных газов, где разделяются на составляющие:

- С1, С2 направляются на сероочистку и далее в топливную сеть

- С3, С4 поступают на склады товарной продукции

В таблице показано, сколько пропана и бутанов поступает на склады НПЗ Поволжья, а также показан потенциал по С2, С3, которые в настоящий момент из топливных газов не извлекаются:

3. Газы С1 – С4 с установок АВТ (н.к.-17), ГО нафты, керосина, дизеля, вакуумного дистиллята, висбрекинга, гидрокрекинга с большим содержанием сероводорода поступают на установку сероочистки газов и после отделения серы в процессе Клауса направляются в топливную сеть. В таблице показан потенциал по С2, С3, С4, которые в настоящий момент из топливных газов НПЗ не извлекаются:

Таким образом, газы НПЗ Поволжья, а также и других НПЗ России и остального мира, делятся на две группы:

• С3, С4 «реальные», то есть отправляемые на склады сжиженных газов с установок фракционирования предельных или непредельных газов
• С2, С3, С4 «виртуальные», которые после установки сероочистки направляются в топливную сеть завода, где перемешиваясь с покупным газом направляются в технологические печи

Количества газов, которые направляются на склад и в топливную сеть, суммированы в таблице:

Выделение и использование углеводородов С2, С3 из топливных газов нефтепереработки является не типичной задачей для России, мало, но используется на НПЗ Европы. Относительно широко подобный процесс применяется на НПЗ США, а также стал применяться на НПЗ стран Востока. В России пока только Газпром нефтехим Салават также занялся проработкой данного ресурса, и по-моему, в настоящее время уже достиг практических результатов.

Одним из обсуждаемых вариантов относительно недорогой практической реализации этой идеи является применение мембранного газоразделения.

Успех применения метода мембранных технологий обусловлен двумя факторами:

• пониманием, что фракция с содержанием этана 80% и остальное (пропан, бутан) – это неплохой дополнительный ресурс для пиролиза. И вовсе не обязательно добиваться чистоты этана 99%
• месторасположение установки мембранных технологий в схеме НПЗ

Руководствуясь собственным опытом, отмечу, что при переработке нефти с содержанием серы до 0,5% включительно сухие газы каталитического крекинга направлялись на этановые печи пиролиза, минуя установку сероочистки. Увеличение выхода этилена на пиролизе с использованием газов каталитического крекинга (мощность 3 млн. тонн в год по сырью) составило 42 тыс. тонн в год.

Использовать процессы выделения газов С2 – С4 из топливных газов НПЗ, применять при этом мембранные или фракционирующие установки, передавать полученные продукты в качестве сырья на нефтехимию – дело исключительно владельцев НПЗ. Хозяин, как говорится барин. Но в качестве кусочка сыра прилагается последняя таблица, в которой показано, сколько и чего может быть получено на установках пиролиза, используя в качестве сырья газы НПЗ Поволжья.

Конечно же, не забываем про пропилен с установок каталитического крекинга НПЗ с чистотой 96%, именно такую чистоту должны давать установки фракционирования.

В таблицы и описания не включен завод «ТАНЕКО», так как в этом нет необходимости, все, что написано в этой заметке, авторы этого проекта великолепно знают, и будут использовать.

Итак, резюмируем: в случае использования таких «отбросов» нефтепереработки, как топливные газы, можно уже сегодня на пиролизе получать более 2 млн тонн этилена в год. И это реальный ресурс, а не некие абстрактные объемы ШФЛУ или еще не пойми чего, которым намерены загрузить трубу участники проекта «Ямал – Поволжье».

Предвижу вопрос: более 2 млн тонн этилена – это при условии концентрации всего сырья в одной точке. А сколько такого ресурса есть у каждого конкретного завода? И представляет ли интерес единичный ресурс конкретного завода?

Отвечу таким образом: во-первых, половина рассматриваемых нами НПЗ объединена в группы по три завода (уфимский узел и самарский узел), поэтому рассматривать их по отдельности смысла нет. Те же, что остаются по одиночку – достаточно мощны сами по себе. Что касается конкретных цифр, то завод на переработку 5 млн тонн нефти имеет в топливных газах 75 тыс. тонн С2 и 17 тыс. тонн С3. Желающие могут разделить и умножить самостоятельно.

RUPEC в Telegram