Проектирование мини-НПЗ

Проектирование мини-НПЗ (включая проекты строительства мини-НПЗ, реконструкции мини-НПЗ и модернизации мини-НПЗ) — является одним из главных направлений деятельности нашего проектного института нефтегазовой промышленности.

P4207571

Проектом на мини-НПЗ называют проекты строительства, реконструкции и модернизации малотоннажных заводов (мини-НПЗ) по переработки сырой нефти или вторичной переработке нефтепродуктов (мазута, битума, газойля) с небольшой производительностью до 500 000 тонн/год.

Проектирование мини нефтеперерабатывающих заводов (мини-НПЗ) выполняется институтом ООО «ПриволжскНИПИнефть» с учетом пожеланий заказчика и условий размещения объекта.

Проект мини-НПЗ состоит из проектной документации (стадия П) — которая проходит государственную или негосударственную экспертизу проектной документации, а также рабочей документации (стадия РД) и специальных разделов:
— охрана труда и управления производством,
— сметы и организация строительства,
— ИТМ гражданской обороны, мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций,
— охрана окружающей среды (ООС), оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) проектируемых и действующих объектов;
— выполнение расчетов и разработка норм предельнодопустимых выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в окружающую среду, размещение отходов;
Проектный институт нефтегазовой промышленности ООО «ПриводскНИПИнефть» также осуществляет:
— автоматизация оборудования малотоннажных нефтеперерабатывающих заводов (мини-НПЗ);
— осуществление функций генпроектировщика мини-НПЗ;
— авторский надзор за строительством мини-НПЗ;
— инжиниринговые услуги в области нефтепереработки.

Проект малотоннажного мини-НПЗ или мини нефтеперерабатывающего комплекса включает в себя:

УПН — установка по переработке нефти (стандартный набор оборудования УПН: реактор, печь нагрева сырья, рекуперативный теплообменник, ректификационная колонна, газожидкостный сепаратор, теплообменник, воздушный холодильник-конденсатор, насос рабочий (сырьевой, откачки продуктов), насос резервный, емкость сырьевая, емкость для кубового остатка, емкость рефлюксная, ресивер газов крекинга, циркуляционный компрессор),

и другие инфраструктурные объекты: сливная эстакада для приема сырой нефти по железнодорожному транспорту, резервуарный парк хранения сырой нефти, резервуарный парк хранения готовой продукции (резервуарный парк бензина, резервуарный парк дизельного топлива, резервуарный парк мазута и битума и других побочных продуктов), автомобильная наливная эстакада и железнодорожная наливная эстакада для налива переработанной на мини-НПЗ нефти.

Проектный институт ООО «ПриволжскНИПИнефть» для своих заказчиков предлагает различные перерабатывающие установки, позволяющие выпускать топливо согласно ГОСТ или регламента ЕВРО-3,4,5.

Для соблюдения действующего в России регламента на топливо (оно должно быть  качеством не менее ЕВРО-4) наш институт при проектировании мини НПЗ применяет установки по переработке нефти (УПН) с использованием вторичной переработки.

Представляем типовой ряд мини НПЗ по их производительности тыс. тонн в год:

— Мини НПЗ 15 тыс. тонн/год;

— Мини НПЗ 30 тыс. тонн/год;

— Мини НПЗ 50 тыс. тонн/год;

— Мини НПЗ 70 тыс. тонн/год;

— Мини НПЗ 100 тыс. тонн/год;

— Мини НПЗ 150 тыс. тонн/год;

— Мини НПЗ 200 тыс. тонн/год;

— Мини НПЗ 250 тыс. тонн/год;

— Мини НПЗ 300 тыс. тонн/год;

— Мини НПЗ 500 тыс. тонн/год;

Мини-НПЗ (мини заводы) по производству моторного топлива
Решение для отдаленных районов и месторождений нефти
Получение товарного моторного топлива, соответствующего требованиям любых стандартов

Мини-НПЗ по производству моторного топлива (нефтепродуктов) представляют собой полностью укомплектованные модульные установки(заводы), пригодные для немедленного монтажа на рабочей площадке и предназначенные для того, чтобы быть полностью готовыми к эксплуатации в течение трёх недель после прибытия оборудования на подготовленную строительную площадку.

ВЫХОД ПРОДУКТА С МИНИ НПЗ
НАФТА (ПРЯМОГОННЫЙ БЕНЗИН С МИНИ НПЗ) – Типичная температура конца кипения нафты – от 110°C до 185°C. Эта углеводородная фракция разделяется УМТ на две составляющие – нафту и нефрас. Нафта в дальнейшем используется в качестве базового компонента при производстве высокооктановых бензинов.
ДИЗЕЛЬНАЯ ФРАКЦИЯ (ДИСТИЛЛЯТ С МИНИ НПЗ) – Типичный температурный диапазон кипения этого продукта находится в пределах приблизительно от 185°C до 340°C. Продукт подвергается дополнительной ректификации для разделения керосина (лигроина) и дизельного топлива. В зависимости от желания заказчика может вырабатываться арктическое, зимнее или летнее дизельное топливо.
ОСТАТОЧНАЯ ФРАКЦИЯ (ПРЯМОГОННЫЙ МАЗУТ С МИНИ НПЗ) – это фракция после первичной разгонки, которая тяжелее дистиллята, с температурой начала кипения приблизительно 320°C. Этот продукт обычно используют при производстве различных марок флотских топлив и мазутов.

При переработке обычной сырой нефти на мини НПЗ с удельной плотностью до 0,865 установка будет работать при номинальной мощности, и на ней будет производиться приблизительно 20% объемн. нафты и лёгкого бензина (нефрас), 30% объемн. среднего дистиллята (керосин и дизельная фракция) и 50% остаточной фракции (прямогонный мазут). Фактическая производственная мощность мини НПЗ, выходы продуктов в процентах и их температуры кипения меняются в зависимости от специфических характеристик используемой сырой нефти поставляему на мини НПЗ. После получения данных о составе сырой нефти необходимо предоставить выходы продуктов, которые могут быть произведены на мини НПЗ и осуществить модификацию мини НПЗ для удовлетворения особых потребностей и требований к проектированию.

Проектный институт «ПриволжскНИПИнефть» готов обеспечить проектирование любого дополнительного оборудования для дальнейшей переработки потоков продуктов, например, установки гидроочистки средних дистиллятов, каталитического риформинга, вакуумной перегонки и стабилизации нафты.

УСТАНОВКА ПО ПРОИЗВОДСТВУ МОТОРНОГО ТОПЛИВА (МИНИ НПЗ)
ВАРИАНТЫ ИСПОЛНЕНИЯ И УСЛУГИ:
Поставка запасных частей, рассчитанных на два (2) года работы установки
Технадзор при строительстве – 1 человек на 30 дней
Технадзор при пуске и техническое обучение персонала – 1 человек на 30 дней
Установка обессоливания нефти в модульном исполнении
Дозирующая система в модульном исполнении на две (2) добавки
Погрузочная эстакада
Емкости для сырья
Емкости для продуктов
Защитная транспортная упаковка
Доставка в порт или до места строительства

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МИНИ НПЗ

Мини НПЗ проектируются по индивидуальному заказу для удовлетворения специфических требований конкретного заказчика. Выход моторного топлива меняется в соответствии с конкретными характеристиками перерабатываемой сырой нефти. Обычно установки могут эксплуатироваться с минимальной производительностью, составляющей 70% от максимальной производительности.

ТИПОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МИНИ НПЗ
Мини НПЗ поставляется из технологических модулей в полностью собранном виде со всем необходимым оборудованием, трубной обвязкой, электрооборудованием и оборудованием КИПиА, в том числе:
Теплообменники
Насосы
Колонна атмосферной перегонки нефти
Сепаратор лёгкого бензина
Колонна бокового погона – дизельной фракции
Аппараты охлаждения

Отдельно от модулей поставляется сырьевая печь для монтажа рядом с модулем мини НПЗ.

По желанию заказчика главная панель управления и электрическая панель управления располагаются в отдельном здании – операторной мини НПЗ. Панели поставляются с готовой внутренней проводкой, причем провода и кабели выполняются так, чтобы обеспечить их легкое соединение на месте.

Отдельно для монтажа мини НПЗ на месте поставляются следующие элементы:
Трубная обвязка между модулями мини НПЗ
Лестницы, платформы и изоляция атмосферной колонны и отпарных колонн мини НПЗ

Дополнительно комплектуемые элементы:
Система противопожарной защиты на модулях мини НПЗ
Все технологические схемы с трубопроводами и КИП, однолинейные схемы электрических соединений, типовые схемы нагрузок на фундаменты и инструкции по монтажу, необходимые для осуществления полной сборки (монтажа) мини НПЗ.
Руководства по эксплуатации

ПЕРЕЧЕНЬ ТИПОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ МИНИ НПЗ
Наименование оборудования
Колонна атмосферной перегонки нефти мини НПЗ
Колонна дизельной фракции мини НПЗ
Печь для нагрева сырья, подаваемого в колонну атмосферной перегонки нефти мини НПЗ
Теплообменники (сырье / продукт ) мини НПЗ
Охладители нафты, диз. фракции, керосина мазута
Сырьевые насосы
Насосы орошения колонны атмосферной перегонки нефти
Насосы охлаждающей жидкости (либо воздушные охладители)

СПЕЦИАЛЬНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ИСПОЛНЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МИНИ НПЗ

Исполнение для работы с использованием водяного пара – Это исполнение предназначено для случаев, когда владелец предпочитает использовать водяной пар для эксплуатации установки. Может использоваться проект по специальному заказу для предоставления технологической системы, в которой требуется водяной пар для отпарки или для нагревания.

Исполнение для работы в холодном климате – Такое исполнение предназначается для установок, работающих в суровых зимних условиях. Специально разработанные установки могут эксплуатироваться в районах с температурой ниже -39°C. Для таких установок применяются специальные металлы, электрооборудование в арктическом исполнении, рециркуляционные аппараты воздушного охлаждения, обогрев электрическими теплоспутниками и системы промывки. Технологические модули выполняются закрытыми, с тепловой изоляцией, обеспечивается обогревом и вентиляцией. Выполненные съемными для работы в летнее время, стенки модуля при транспортировке на площадку обеспечивают дополнительную защиту установки.
Исполнение с дополнительным охлаждением продукта – Для охлаждения продукта перед его подачей на хранение используется аппарат водяного охлаждения. Если требуется дополнительное охлаждение в летнее время и в районах с жарким климатом, в схему после концевых холодильников с водяным охлаждением могут быть добавлены аппараты воздушного охлаждения, которые эксплуатируются в периоды максимально высоких температур.

Исполнение для использования дистиллята в качестве топлива в печи – Применяется там, где топливного газа нет в наличии. Сырьевая печь может быть модифицирована для обеспечения возможности сжигания в ней в качестве топлива мазута с УМТ.
Исполнение с применением конструкционных материалов, рассчитанных на сырье с высоким содержанием серы – Стандартная установка рассчитана на переработку сырой нефти с содержанием сернистых соединений от 1,5% масс. и выше. Если перерабатываемое сырье имеет более высокое содержание серы, печь, трубопроводы, колонна и некоторое другое оборудование изготавливается из легированных сталей.

Исполнение для сырой нефти с высоким содержанием солей – В том случае, если в сырой нефти содержится большое количество солей, в проекте технологической установки могут быть использованы аппарат электростатического обессоливания нефти и специальное материальное исполнение оборудования

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОДУЛЬНЫХ МИНИ НПЗ

Мини НПЗ (нефтеперерабатывающий завод) предназначен для производства высококачественного товарного топлива. Установка сооружается с обеспечением соответствия требованиям норм и правил ГОСТ и СНиП РФ. Мини НПЗ оснащается необходимым оборудованием КИПиА так, чтобы во время эксплуатации требовался минимальный контроль со стороны операторов. При проектирвоание модульное оборудование установлено на НПЗ таким образом, чтобы обеспечить легкий и удобный доступ к узлам и компонентам установки во время проведения тех. обслуживания. Мини НПЗ запроектирован с учетом обеспечения максимальной энергетической эффективности. Все вырабатываемые на установке продукты охлаждаются до температуры, требуемой при хранении.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Все насосы и теплообменники типа «труба в трубе» устанавливаются на модульной конструкции.
Колонна атмосферной перегонки сырой нефти и колонна д/фракции поставляются смонтированными на модулях в соответствующем для их перевозки положении. На рабочей площадке заказчика будет необходимо развернуть колонну атмосферной перегонки сырой нефти и колонну дизельной фракции в их вертикальное положение.
Конструкционные материалы, используемые для изготовления установки, рассчитаны на переработку малосернистой нефти и изготавливаются в основном из углеродистой стали. Исключение составляют регулирующие клапаны, имеющие покрытие из легированной стали и трубы печи, изготавливаемые из сплава с 5% содержанием хрома. При изготовлении установок для переработки сырья с высоком содержанием серы, используются еще более высококачественные конструкционные материалы.
Оборудование может поставляться в зимнем или арктическом исполнении для регионов с холодным климатом и в тропическом исполнении для стран с жарким климатом.

ТРУБОПРОВОДЫ И ТРУБНАЯ ОБВЯЗКА
Проектирует, изготавливает и монтирует на модульном основании всю трубную обвязку между теплообменниками и насосами.
Все трубы, фитинги и клапаны выполняются из углеродистой стали или, при необходимости, легированных сплавов.
Все трубопроводы на модульной установке проходят гидравлические испытания до отгрузки установки.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Для управления работой электродвигателей насосов и аппаратов охлаждения в составе технологического модуля поставляется щит электрических пускателей.

Система освещения установлена на технологическом модуле, колонне атмосферной перегонки нефти и на модуле ёмкости / аппарата охлаждения.

КИПиА
В комплекте оборудования поставляет все оборудование КИПиА, указанное на схемах трубопроводов с приборами.
Оборудование КИПиА поставляется пневматического или электрического типа по выбору заказчика.
В комплекте предоставляется также панель управления горелками сырьевой печи для обеспечения безопасной и эффективной эксплуатации печи.

ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ
Все трубы и оборудование модуля покрываются грунтовкой и снабжаются слоем теплоизоляции в соответствии со схемами трубопроводов с обвязкой КИПиА.

Все трубы и оборудование в пределах модуля, не требующие установки теплоизоляционного слоя, покрываются грунтом и красятся.

МОНТАЖ
Мини завод по производству нефтепродуктов спроектирован таким образом, что обеспечивается возможность быстрого и простого монтажа. Мини НПЗ по производству моторного топлива обычно может быть полностью смонтирована и введена в эксплуатацию с производством соответствующего Техническим условиям моторного топлива в течение трёх недель после прибытия оборудования на подготовленную строительную площадку. Три модуля, в состав которых входит технологическое оборудование, колонна атмосферной перегонки сырой нефти и колонна дизельной фракции, спроектированы таким образом, чтобы они располагались рядом друг с другом и соединялись болтами. Все соединительные трубопроводы между модулями заводского изготовления и снабжены фланцами для удобства монтажа.

ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Два (2) комплекта информации поставщиков комплектующих изделий, включая оригинальные чертежи, технические данные, перечни запасных частей и руководства по эксплуатации оборудования.
Два (2) комплекта документации (руководств) по эксплуатации установки. В этих руководствах подробно изложен порядок операций, осуществляемых при пуске и эксплуатации установки.
Два (2) комплекта чертежей технологической схемы установки, чертежей трубопроводов с обвязкой КИПиА, однолинейных схем электрических соединений, компоновочных чертежей, а также всех строительных чертежей, компоновки трубопроводов, механических, КИПиА, и электрических чертежей, необходимых при проведении технического обслуживания и эксплуатации установки.

Запасные части для мини НПЗ
Земельный участок, здания и фундаменты установки, включая подготовку строительной площадки;
Системы обеспечения энергоносителями, необходимые для эксплуатации мини НПЗ
Резервуары, ёмкости, бойлеры и другое оборудование, не включенное в описание стандартного НПЗ
Все трубные и кабельные перемычки между стандартной установкой и вышеупомянутым оборудованием
Оборудование пожаротушения
Очистные сооружения мини НПЗ, которыми необходимо дополнить мини НПЗ с целью удовлетворения требований федерального, республиканского или местного законодательства, а также иных норм или административных разрешений по защите окружающей среды

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДРУГИХ ВИДОВ МИНИ НПЗ
Установки вакуумной перегонки
Установки гидроочистки и каталитического риформинга бензина

_____________________________________________________________
Переработка нефти
Цель переработки нефти (нефтепереработки) — производство нефтепродуктов, прежде всего различных видов топлива (автомобильного, авиационного, котельного и т. д.) и сырья для последующей химической переработки.

Первичные процессы
Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений нефти и представляют собой ее физическое разделение на фракции. Сначала промысловая нефть проходит первичный технологический процесс очистки добытой нефти от нефтяного газа, воды и механических примесей — этот процесс называется первичной сепарацией нефти[1].

Подготовка нефти
Нефть поступает на НПЗ в подготовленном для транспортировки виде. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, удалению растворённых лёгких углеводородов (С1-С4) и обезвоживанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).

Атмосферная перегонка
Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки — мазут. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной) переработке.

Материальный баланс атмосферной перегонки западно-сибирской нефти
Газ
Бензиновые фракции
Керосин
Дизельное топливо
Мазут
Потери

Вакуумная дистилляция
Вакуумная дистилляция — процесс отгонки из мазута (остатка атмосферной перегонки) фракций, пригодных для переработки в моторные топлива, масла, парафины и церезины и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжелый остаток называется гудроном. Может служить сырьем для получения битумов.

Вторичные процессы
Целью вторичных процессов является увеличение количества производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы.

По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на 3 вида:
Углубляющие: каталитический крекинг, термический крекинг, висбрекинг, замедленное коксование, гидрокрекинг, производство битумов и т.д.
Облагораживающие: риформинг, гидроочистка, изомеризация и т.д.
Прочие: процессы по производству масел, МТБЭ, алкилирования, производство ароматических углеводородов и т.д.

Риформинг
Каталитический риформинг — каталитическая ароматизация нефтепродуктов (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов). Риформингу подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85-180°С[2]. В результате риформинга бензиновая фракция обогащается ароматическими соединениями и его октановое число повышается примерно до 85. Полученный продукт (риформат) используется как компонент для производства автобензинов и как сырье для извлечения ароматических углеводородов.
Гидроочистка
Каталитический крекинг
Каталитический крекинг — процесс термокаталитической переработки нефтяных фракций с целью получения компонента высокооктанового бензина и непредельных жирных газов. Сырьем для каталитического крекинга служат атмосферный и легкий вакуумный газойль, задачей процесса является расщепление молекул тяжелых углеводородов, что позволило бы использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое количество жирных (пропан-бутан) газов, которые разделяются на отдельные фракции и по большей части используются в третичных технологических процессах на самом НПЗ. Основными продуктами крекинга являются пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автобензина. Остаток крекинга является компонентом мазута.
Гидрокрекинг
Гидрокрекинг — процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьем гидрокрекинга является тяжелый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит газ риформинга. Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т. н. бензин гидрокрекинга (компонент автобензина).
Коксование
Процесс получения нефтяного кокса из тяжелых фракций и остатков вторичных процессов.
Изомеризация
Процесс получения изоуглеводородов (изобутан, изопентан, изогексан, изогептан) из углеводородов нормального строения. Целью процесса является получение сырья для нефтехимического производства (изопрен из изопентана, МТБЭ и изобутилен из изобутана) и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.
Алкилирование
Алкилирование — введение алкила в молекулу органического соединения. Алкилирующими агентами обычно являются алкилгалогениды, алкены, эпоксисоединения, спирты, реже альдегиды, кетоны, эфиры, сульфиды, диазоалканы.