Становление и развитие отечественных систем термического крекинга тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.13 ВАК РФ

На правах рукописи

{> (2

д

АХМАДОВА ХАВА ХАМИДОВНА

СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ СИСТЕМ ТЕРМИЧЕСКОГО КРЕКИНГА

Специальности: 02.00.13 - «Нефтехимия»

07.00.10 - «История науки и техники»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 6 ЯНВ 2014

005544430

Уфа-2013

005544430

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» на кафедре общей и аналитической химии и в ФГБОУ ВПО «Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова» на кафедре химической технологии нефти и газа

Научный консультант академик РАН, доктор химических наук, профессор

Хаджиев Саламбек Наибовнч

Официальные оппоненты: Анисимов Александр Владимирович - доктор химических

наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», заведующий лабораторией химии углеводородов нефти кафедры химии нефти и органического катализа

Борисов Василий Петрович - доктор технических наук, профессор, ФГБУН Институт истории естествознания и техники имени С.И. Вавилова РАН, заместитель директора

Теляшев Гумер Гарифович - доктор технических наук, профессор, ГУП «Институт нефтехимпереработки» РБ, главный технолог

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет нефти

и газа имени И.М. Губкина», кафедра технологии переработки нефти

Защита состоится « 2> марту 2014 г. в 14 на заседании диссертационного совета Д.212.289.01 при ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан « 24 » декабря 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

г"?

%'/} / Сыркин Алик Михайлович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Процесс термического крекинга - это первый деструктивный процесс, который открыл собой эру химической переработки нефти и в довоенный период был основным процессом производства бензина. Термический крекинг стал первым процессом, позволившим увеличить выход светлых продуктов из нефти и получить сырье для зарождавшейся нефтехимической промышленности.

В предвоенные годы крекинг занимал одно из самых важных мест среди процессов переработки нефти, и с начала своего зарождения находится в постоянном развитии и совершенствовании. В настоящее время отечественная нефтеперерабатывающая промышленность располагает еще достаточно значительной мощностью установок термического крекинга, и от того, насколько рационально они будут использованы, в определенной степени зависит решение ближайших задач в области углубления переработки нефти и повышения эффективности работы современных НПЗ.

Анализ современных технологий термического крекинга для выявления новых возможностей этого процесса показывает значительные достижения в технологии и аппаратурном оформлении процесса, что придает ему в сочетании с другими термическими процессами востребованность и конкурентоспособность.

В связи с этим обобщение, изучение и анализ в технико-историческом аспекте опыта становления и развития отечественных систем процесса термокрекинга на нефтеперерабатывающих заводах СССР, является, несомненно, важной и актуальной задачей, и имеет большое значение для решения народно-хозяйственных задач сегодняшнего дня. Систематизированный и проанализированный в данной работе опыт становления и совершенствования отечественного процесса термокрекинга, воссоздание целостной исторической картины его развития и роли в развитие отечественной техники и технологии процессов нефтепереработки и нефтехимии, актуален для оценки перспектив и направлений его дальнейшего развития.

Цели работы:

- проведение анализа предпосылок, результатов строительства, реконструкций и модернизаций отечественных промышленных установок термокрекинга в СССР;

- обобщение исторического опыта эксплуатации отечественных установок термокрекиига различных систем, выявление их преимуществ и недостатков, проведение анализа технико-экономических и технологических показателей их работы;

- освещение роли ученых, проектировщиков, инженерно-технических работников в деле становления и совершенствования процесса термокрекинга отечественных систем.

Новизна работы. Работа является первым целостным историческим исследованием становления и развития процесса термического крекинга отечественных систем для решения задач углубления переработки нефти. Впервые определены основные этапы становления и развития процесса термокрекинга отечественных систем па советских НПЗ; выполнен анализ основных реконструкций и усовершенствований установок термического крекинга с целью использования

результатов работы в производственной деятельности и исторической науке. Комплексно проанализирована деятельность научно-исследовательских институтов, служб заводов по внедрению в производство и совершенствованию технологий процесса крекинга различных систем. Выявлены и проанализированы причины, тормозившие развитие отечественного процесса термокрекинга; установлены факторы, оказавшие наиболее существенное влияние на повышение эффективности работы установок термокрекинга. Изложены научно-обоснованные технологические решения по процессу модифицированного висбрекинга тяжелого углеводородного сырья для увеличения глубины переработки нефти и получения сырья для нефтехимической промышленности.

Практическая ценность работы заключается в том, что ее материалы использованы при разработке технологического паспорта модифицированного процесса висбрекинга тяжелого углеводородного сырья по технологии ИНХС РАН - ГрозНИИ. Основные положения диссертации заложены в типовой проект процесса низкотемпературного висбрекинга мощностью 1,5 млн. т в год; использованы при разработке исходных данных и регламентов на проектирование и реконструкцию установок висбрекинга на отечественных НПЗ, при разработке «Научной концепции развития нефтеперерабатывающего комплекса ЧР».

Материалы работы используются в Грозненском государственном нефтяном техническом университете при чтении курсов лекций по дисциплинам «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов», «Химия и технология основного органического синтеза», «Технология нефтехимического синтеза» для специальностей 240401 и 240403.

Апробация работы. Основные результаты исследования были представлены: в Уфе на IV-XI Международных научных конференциях по истории науки и техники в 2004-20 Югг; XXI Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» в 2008г.; XXV Юбилейной Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» в 2011г.; на Международных научно-практических конференциях «Нефтепереработка и нефтехимия» (2006, 2007, 2010, 2012,2013 гг.); в Грозном на Всероссийской научно-практической конференции «Наука, образование и производство» в 2006г., Межрегиональном Пагуошском Симпозиуме в 2010г.; Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в производстве, науке и образовании» в 2010г.; в Туапсе на первой Всероссийской научно-практической конференции «Возрождение и перспективы развития нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности Чеченской Республики» в 2009г.; в Москве на: IV международной научно-технической конференции «Глубокая переработка нефтяных и дисперсных систем» в 2008г. В Туле на X всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления развития науки и технологий» в 2011г.

На международных конференциях: в Германии - The I international research practice conference «European Science and Technology» (Висбаден, 2012г.); The II international research and practice conference «European Science and Technology» (Висбаден, 2012г.); The international research and

practice conference « Science and Education» (Висбаден, 2012 г.); The III International research and practice conference « Science and Education»(Mronxen, 2013r.);

в Чехии (Прага) - VIII Mezinarodni vedecko-prakticka conference "DNY VEDY-2012" (2012 г.); IX mezinarodni vcdecko - prakticka conference «Moderni vymo2enosti vidy - 2013» (2013 г.), IX mezinarodni vedecko - prakticka conference «Efektivni nastroje modernich v£d - 2013» (2013 г.);

в Болгарии (София) - 8-а международна научна практична конференция «Научният потенциал на света» -2012. (2012г.); Materialy IX mezinarodni videcko - prakticka konference «Moderni vymozenosti vedy - 2013» (2013r.);

в Польше (Перемышль) - IX Mi?dzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Naukowa my si informacyjnej powieki - 2013» (2013г.); IX Mifdzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Prpektywiczne opracowania sa nauka I technikami - 2013» (2013 г.).

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 161 научных грудах, в том числе в 3 монографиях, в главах 5 коллективных монографий, 2-х патентах, 15 статьях в журналах из перечня ВАК, в статьях в научных журналах и материалах конференций.

Объем н структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, девяти глав, выводов и списка использованной литературы, включающего 487 источников. Материал изложен на 457 страницах машинописного текста, содержит 182 таблицы и 124 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 изложены предпосылки зарождения процесса термического крекинга в России и в СССР. Показано, что развитие в конце XIX - начале XX вв. автомобильной промышленности определило собою характер и основное направление развития нефтепереработки. Сильно увеличившиеся и продолжавшие неуклонно возрастать автомобильный и авиационный парки уже нельзя было удовлетворить бензином прямой гонки. В технологии переработки нефти пришлось отступить от чисто физических методов разделения сырья на содержащиеся в нем компоненты и ввести элементы химической переработки. Первым методом химической переработки нефти стал термический крекинг, который позволил решить бензиновую проблему не только с количественной, но и с качественной стороны.

Нефтеперерабатывающая отрасль России вступила в XX в. со значительным отставанием по промышленному внедрению вторичных процессов переработки нефти, хотя к началу XX в. процесс термического крекинга был изучен в России, как с теоретической, так и с технологической стороны, было разработано аппаратурное оформление процесса. Огромный вклад в изучение процессов переработки нефти и тяжелых нефтяных остатков внес российский ученый А.А. Летний, которым уже в 1879-1880гг. была разработана технологическая схема термической переработки нефтяных остатков и на ее основе построен завод возле Ярославля. Особенно большой интерес к изучению процесса термического разложения нефти и нефтепродуктов возник в России в 1880-е годы после указаний Д.И. Менделеева на большое практическое значение переработки тяжелых остатков кавказских нефтей. Начиная с конца 70-х годов XIX века изучением химизма процессов термических превращений нефти, нефтепродуктов,

индивидуальных углеводородов занималась большая группа выдающихся русских химиков-органиков - Марковников, Зелинский, Руднев, Харичков, Лермонтова и др.

Особая роль в разработке технологической и аппаратурной сторон крекинг-процесса принадлежит акад. В.Г. Шухову. В 1890г. Шухов предложил процесс и аппарат для крекинга нефти, в котором предусмотрел многие основные черты заводских установок, появившихся позднее в США, опередив американцев более чем на 20 лет. В период 1886-1891гг. он получил три патента, в которых описаны принципы проведения и основные аппараты крекинг-процесса. В результате дальнейшей разработки основных положений, закрепленных в патентах, В.Г. Шухов совместно с инженером С.Гавриловым уже в 1891г. полностью закончили и предложили к реализации проект первой в мире крекинг-установки. Однако промышленную реализацию термического крекинга в России задержали не научные и технические причины, а причины экономического характера.

Успешным развитием промышленных процессов термического крекинга нефтеперерабатывающая промышленность обязана исключительно США, где в 1913г. начала работать первая установка крекинга. В период 10-30-е годы XX века в США был сделан огромный скачок в развитии процесса крекирования от первоначальных кубов производительностью около 20 т/сутки до трубчатых и реакционных систем с суточной производительностью 120-400 и более тонн в сутки. В среднем в год в США строилось от 18 до 22 заводов с крекинг-процессом и было выдано несколько тысяч патентов на варианты проведения процесса крекинга.

В других странах крекинг-процесс начал развиваться, начиная с 1926г. Наибольшее распространение в них имели системы крекинга, разработанные в США. Крекинговое производство, так бурно развивающееся в 1920-1930-е годы в США и других странах, достигшее там значительных масштабов, в СССР в это время только начинало находить промышленное применение.

Первая отечественная опытно-промышленная крекинг-установка системы Квитко была введена в эксплуатацию в Баку в июне 1925г. и работала продолжительное время с хорошими результатами. Установка была целиком изготовлена из отечественных материалов и послужила подготовительной ступенью к последующему строительству в Союзе установок термического крекинга. В 1927г. по предложению К.В.Кострина в Баку был осуществлен легкий крекинг сураханского мазута на специально сооруженной непрерывно действующей опытной трубчатой установке, предназначенной для прямой перегонки нефти.

Процесс «полукрекинга», как его называли, имел две задачи: получение крекинг-бензина и понижение температуры застывания крекируемого мазута, также была показана возможность осуществления крекинг-процесса в простейших трубчатых аппаратах при низких давлениях с выходом бензина 9 % при далеко несовершенных конденсирующих устройствах.

В 1926-1928гг. в Центральной лаборатории Грознефти под руководством А.Н.Саханова и М.Д.Тиличеева была создана система термического крекинга, названная их именами, сущность которой заключалась в том, что цилиндрическая камера была заменена трубчатой. Установка Саханова - Тиличеева в 1927г. прошла полузаводские испытания, но не получила промышленного

внедрения, так как к этому времени в СССР уже были закуплены в Англии крекинг-установки системы Виккерса.

В 1926-1931гг. Советским Союзом были закуплены в Америке и в Англии и быстро построены в Грозном, Баку, Туапсе и Батуми установки термического крекинга систем Винклер-Коха, Виккерса, Дженкинса. В 1929г. были введены в эксплуатацию в Баку и Грозном со значительными усовершенствованиями в ходе строительства две установки системы Виккерса. В 1930г. было введено в эксплуатацию восемь установок крекинга, из них в Баку системы Виккерса - одна, в Батуми системы Дженкинса - две, в Грозном сдвоенная системы Дженкинса - одна и системы Винклер-Коха - две, в Туапсе системы Винклер-Коха - две. В 1931г. в эксплуатации находилось 15 импортных установок Винклер-Коха: в Баку - две, в Батуми - четыре, в Грозном - шесть, в Туапсе - две, на Константиновском заводе им. Менделеева - одна.

В тоже время в 1927-1929гг. сначала в Центральной Лаборатории Грознефти, а затем в Грозненском нефтяном научно-исследовательском институте под руководством А.Н. Саханова и М.Д. Тиличеева были исследованы основные факторы крекинга, а также изучены в отношении крекинга все основные нефтепродукты СССР. Уникальная монография А.Н. Саханова и М.Д. Тиличеева «Крекинг в жидкой фазе», опубликованная в 1928г., обобщила результаты многолетних исследований грозненских ученых в области термического крекинга и подтвердила приоритет СССР в разработке научных основ термического крекинга.

Начальный этап становления промышленного крекингостроения в СССР показал, что СССР, несмотря на строительство в 1928-1931гг. установок крекинга зарубежных систем, сильно отставал в крекингостроение от других стран (таблица 1 и 2).

Таблица 1 - Количество крекинг - установок в СССР и США в 1931 г.

Наименование США СССР Разница в сравнении с США, разы

Количество НПЗ 207 5 41,4

Количество крекинг-установок 207 22 9,4

Производительность крекинг-установок:

суточная, тыс. т в сут 294,47 5,3 55,6

годовая, тыс. т в год 101692 1830 55,6

Таблица 2- Рост мощностей крекинг-установок в СССР за период 1928-1931 гг. (тыс. т в год)

Крекинг-установки на НПЗ Годы

1928 г. 1929 г. 1930 г. 1931 г.

Батум — — 675 840

Баку — 80 160 490

Грозный — — 500 1 160

Туапсе — — 330 330

Ярославль — — — 80

— 80 1665 2 900

Поэтому параллельно с работой зарубежных крекинг - установок в СССР шла работа по созданию первой отечественной промышленной установки крекинга, получившей название «Советский крекинг».

Строительство установки по проекту В.Г. Шухова и инженера М.А. Капелюшникова было начато в Баку в феврале 1930г. под руководством инженеров. А.И. Зимникова и Р.И. Гиллера. Задачи, поставленные перед строителями постройкой установки: обойтись без импортного оборудования за исключением оборудования, которое в СССР не изготавливалось; установить насколько без иностранной консультации можно справиться с задачами проектирования, постройки и освоения установки. крекинга; создать отечественные технологические схемы, конструкции различных вариантов углубленного крекинга (парофазный, парофазный до кокса, риформинг) с целью получения как высококачественного топлива для автомобильных и авиационных двигателей, так и получения сырья для нефтехимии; исследовать качество оборудования, производимого отечественными заводами на пригодность работы при высокотемпературных режимах крекинга, были успешно выполнены.

Первый крекинг системы Шухова-Капелюпшикова был пущен в пробный пробег 24 апреля 1931г. С этого времени и до остановки установки в 1935г. на ней проводились исследования крекинга при различных технологических схемах и различном сырье. В 1931г. был освоен жидкофазный крекинг сураханского мазута в однопечной установке без реакционной камеры; со второй половины 1931г. установка была переоборудована для проведения процесса парофазного крекинга с целью получения бензина с повышенным октановым числом; в 1932г. для парофазного крекинга различных нефтепродуктов как до жидкого крекинг-остатка, так и до кокса.

В течение 1933-1934гг. на установке впервые в мире был осуществлен высокотемпературный риформинг, который стал одним из основных методов получения высокооктановых бензинов. Кроме того, было установлено что, благодаря содержанию в газах крекинга значительного количества непредельных углеводородов, они могли явиться ценным источником сырья для нефтехимического синтеза.

Важное значение крекинг-установки «Советский крекинг» заключалось также в том, что на установке были подготовлены высококвалифицированные специалисты, хорошо знающие крекинг-процессы. Вести промышленную эксплуатацию этой установки было экономически невыгодно вследствие высокой себестоимости получаемого на установке бензина.

Поэтому, несмотря на значительные результаты, полученные по крекингу жидкофазного и парофазного крекингов различных видов сырья на установке Шухова-Капелюпшикова для разработки отечественной системы крекинга были взяты результаты крекинга импортных установок крекинга, работающих в Советском Союзе.

В связи с этим на импортных установках было исследовано множество вопросов, касающихся количества перерабатываемого сырья и получаемых нефтепродуктов; всесторонне изучены причины, влияющие на колебания производительности установок; проведено сравнение стоимости крекинг-установок по отдельным группам основного фонда и сопоставление стоимости крекинг-установок различных систем; изучена эффективность использования рабочей силы;

осуществлен анализ энергетических затрат и их влияние на себестоимость получаемой продукции.

Основной вывод, сделанный из анализа крекинг-установок различных систем, - это оценка установки Винклер-Коха, как установки лучшей по всем показателям по сравнению с другими установками, работающими в то время в СССР.

Поэтому, за базовую технологию при создании отечественной системы крекинга была взята система Винклер-Коха.

В главе 2 рассматривается строительство в 1932г. и последующая эксплуатация в Грозном отечественных сдвоенных крекинг-установок на базе системы Винклер-Коха с соответствующими усовершенствованиями, внесенными советскими специалистами в конструкцию и технологию этой системы. Опыт эксплуатации закупленных за рубежом установок системы Винклер-Коха в течение 1930-1931гг. показал, что они имели крупные недостатки.

На установках системы Винклер-Коха, установленных на отечественных НПЗ, крекингу подвергался не сам мазут, а широкая соляровая фракция, отгоняемая от мазута на этой же установке. На установке отсутствовала реакционная камера, роль которой выполняла сокинг-секция, расположенная в трубчатой печи установки, где и осуществлялся процесс крекинга. Основным педостатком мазутной крекинг-установки Винклер-Коха была небольшая глубина крекирования тяжелой части сырья и низкий отбор товарного крекинг-бензина (24-29% мае. ог сырья), отсутствие возможности проводить легкий крекинг исходного сырья в печи низкого давления. Получаемый крекинг-остаток имел сравнительно небольшую вязкость и низкий удельный вес в связи с недобором легких фракций.

В процессе работы установок был выявлен также ряд недостатков и в конструкции аппаратуры. При создании отечественных установок на базе системы Винклер-Коха ввели конструктивные изменения: в печах установили боковые экраны для нагрева мазута, что позволило увеличить производительность установки; увеличили число тарелок в ректификационной колонне, что повысило качество пресс-дистиллята; установили сокинг-секцию в печи низкого давления, что позволило увеличить ее производительность до 650 т мазута, тогда как импортные печи Винклер-Коха при таком же режиме пропускали всего 500 т; и ряд других изменений.

Модернизированные установки подтвердили свои значительные преимущества над импортными установками этой системы: производительность по сырью возросла на 35-40%, глубина крекирования повысилась до 50%, выход бензина из одинакового сырья повысился на 68%.

Материальный баланс отечественной усовершенствованной установки Винклер-Коха № 11-12 в Грозном приведен в таблице 3.

С вводом этих установок в эксплуатацию доля крекинг-бензинов в общей их выработке непрерывно росла. Если в 1930г. удельный вес крекинг-бензинов в общей выработке бензино-лигроиновых фракций составлял всего 1,2 %, в 1933г. -26%, то в 1936 г. составил уже 45,2%.

Сдвоенные установки в 1935г. в Грозном были выделены в самостоятельный второй крекинг-завод, директором которого был назначен Федоров, на трех модернизированных установках начальниками работали Болдырев, Межерицкий, Булавинцев.

Таблица 3 - Материальный баланс установки № 11-12

Наименование Значения

План. Факт.

Переработано сырья: мазута, % 83,76 79,4

Получено, %:

пресс-дистиллята 35,5 38,9

крекинг-остатка 55,2 51,4

газ и потери 9,3 9,7

Качество пресс-дистиллята (до 225°С выкипает, %) 87 87,2

Вакуумная разгонка:мазута, % 58 56,28

отбор от потенциала. % 86,5 90,7

Суточная производительность по пресс-дистилляту, т 538 581

Расход топлива: прямое, % 6,31 6,3

через пар, % 1,88 1,87

Пар в тоннах на тонну перерабатываемого сырья 18,8 18,84

Процесс крекинга на модернизированных установках системы Винклер-Коха осуществлялся по технологической схеме, приведенной на рисунке 1.

-гтт*->

1-сырьевой насос; 2-пародистиллятные теплообменники; 3-печь низкого давления; 4-печь высокого давления; 5-эвапоратор; 6-ректификационная колонна; 7-конденсатор; 8-газо-

сепаратор; 9-холодильник лигроина; 10-холодильник газойля; 11-холодильник крекинг-остатка; 12-горячий насос; 13-отпарная колонна;

14-«пятивыкидной» насос для газойлевого орошения;

15-тройник смешения.

Рисунок ! - Схема крекинг-установки системы Винклер-Коха

Проектные данные и результаты эксплуатации модернизированной установки Винклер-Коха за первые годы эксплуатации установки приведены в таблице 4.

К концу первой пятилетки СССР целиком освободился от иностранной зависимости по технологиям крекинга, установки строились исключительно советскими рабочими и инженерами и из отечественных материалов. В 1934-1935гг. были введены в эксплуатацию четыре сдвоенные крекинг-установки системы Винклер-Коха на Саратовском НПЗ. Саратовским крекинг-заводом впервые в 1935г. было поставлено 12 краям и областям 16 тыс. тонн бензина. Из-за нехватки сырья с сентября 1935г. крекинг-завод начал работать на ишимбаевской нефти.

Освоение переработки этой нефти саратовским крекинг-заводом явилось первым шагом к

Таблица 4 - Параметры работы установки Винклер-Коха

Наименование По проекту После модернизации

Производительность установки по мазуту, т/сутки 500 700-750

Выход крекинг-дистиллята (35%), т/сутки 175 250-290

Давление на горячем насосе, ат 40 45-50

Давление в эвапораторе и колонне, ат 2-3 3,5-4

Температура, °С

нагрева мазута в малой печи 380 400-450

крекинга в печи высокого давления 490 500-505

в эвапораторе 400-410 410-420

внизу колонны 320-330 350

решению чрезвычайно важной государственной проблемы переработки нефти мощных уральских нефтяных месторождений.

К началу второй пятилетки в СССР встал вопрос в дальнейшем развитии крекинг-процесса. В этой связи в 1934-1936гг. на основе опыта работы американских соляровых установок (первая из которых в Союзе была установлена ещё в 1931г. на Ярославском НПЗ) началось строительство новых отечественных установок термического крекинга соляровых фракций. Всего в стране было намечено к строительству 14 крекинг-установок соляровых фракций, из них 12 в Баку, из числа которых было построено четыре. Эти крекинг-установки стали вводиться в эксплуатацию в середине февраля 1936г. и уже к маю были освоены и показывали даже перевыполнение проектных данных на 12 %. Они имели аппаратуру мазутных установок за исключением печи низкого давления и работали с одной печью. На установке можно было одновременно осуществить крекинг солярового дистиллята и мазута. В 193 7-1938гг. две установки солярового крекинга были введены в эксплуатацию на Орском НПЗ.

Первая отечественная комбинированная с первичной перегонкой крекинг-установка (ККУ) была построена на Хабаровском НПЗ в 1935 г. Проект установки однопечного термокрекинга в комплексе АТ-ТК был выполнен в Москве институтом «Нефтепроект». Крекинговая часть комбинированной установки на мазуте сахалинской нефти была пущена в эксплуатацию 5 августа 1935г. Основная цель проектирования комбинированных установок - это наиболее рациональное использование тепла крекинг-процесса. Именно с этой точки зрения, проект комбинированной установки был недостаточно продуман, также недостаточно учтен опыт работы крекинг-установок Союза и комбинированных установок в США. Поэтому получилось копирование мазутной установки Винклер-Коха с дополнительной установкой далеко несовершенной второй ректификационной колонны для отбора светлых нефтепродуктов первичной перегонки. Проектная производительность ККУ по нефти составляла 658т/сутки, которая затем была снижена до 620 т/сутки. Пропускная способность установки крекинга составляла 526 т/сутки мазута. Ввиду перегрузки печи низкого давления и недогрузки печи высокого давления установка не давала проектной мощности. Вследствие поддержания низкой глубины крекирования флегмы за один проход установка работала с высоким коэффициентом рисайклинга, равным 3,5-4.

Начальником строительства крекинг-завода в Хабаровске в 1931-1935гг. являлся Н.И. Петров.

В главе 3 рассматривается создание двухпечной крекинг-установки с внутренней змеевиковой обогреваемой реакционной секцией в трубчатых печах, разработанной в 1935г проектным институтом по проектированию нефтеперерабатывающих заводов (Нефтезаводпроект), которая называлась «Двухпечный крекинг» системы Нефтепроект (ДКН). Производительность крекинг-установок на 35^48 % была выше производительности установки Винклер-Коха, а по глубине отбора товарного крекинг-бензина — на 45 %.

В двухпечной крекинг-установке были частично использованы схема и основная аппаратура отечественной установки Винклер-Коха со следующими значительными изменениями и дополнениями: малая печь была заменена печью, подобной печи высокого давления, что позволяло вести процесс легкого крекинга мазута; установлена вторая ректификационная колонна, улучшающая ректификацию продуктов крекинга; введен дополнительный эвапоратор для отпаривания соляровых фракций из крекинг-остатка; установлен второй газосепаратор, первый служил для сепарации пресс-дистиллята, второй - для отделения газа от крекинг-бензина; предусмотрена очистная установка для очистки пресс-дистиллята глинами; установлен дополнительный горячий насос для подачи флегмы первой колонны в печь легкого крекинга; для стабилизации бензина установлен стабилизатор. Эти мероприятия способствовали повышению производительности установки за счет увеличения размеров аппаратуры и тепловой мощности печей. Введение принципа раздельного крекирования легкого и тяжелого сырья и установка дополнительного эвапоратора способствовало более полному отбору дистиллятов от крекинг-остатка и позволяло получать остаток любого качества. Наличие стабилизационной установки позволяло значительно снизить потери при хранении и транспорте пресс-дистиллята. Технологическая схема установки системы ДКН приведена на рисунке 2.

Газ к печам и на факел

1-печь легкого крекинга; 2-печь ; | глубокого крекинга; 3-звапоратор; ¡1 4-ректификационная колонна 1; 5-ректификационная колонна 2; 6-конденсатор пресс-дистиллята; 7-концевые холодильники; 8-первый газоселаратор; 9-абсорбер; 10-емкость к абсорберу; 11-дополиительный эвапоратор; 12-конденсаторы; 13-водоотделитель; 14-аккумулятор; 15-

тешюобменники; ¡6-горячий насос «Транзит»; 17-горячий насос Сумского завода; 18-холодильник для крекинг-остатка; 19-флегма от стабилизатора; 20-пресс-дистиллят на парофазную очистку.

е резервуар

Рисунок 2 - Технологическая схема двухпечного крекинга системы Нефтепроект

Схема установки была такова, что в отличие от установок Винклер-Коха, позволяла крекировать любое сырье остаточного или дистиллятного происхождения (за исключением высокосернистых) с повышенной обводненностью до 2% и без добавления соляровых фракций.

Первая двухпечная крекинг-устаиовка №13-14 системы Нефтепроект была введена в эксплуатацию в Грозном на втором крекинг-заводе 7 августа 1936г, а вторая N»15-16 в сентябре. Сравнительные данные работы крекинг-установок модернизированных Винклер-Коха и импортных Винклер-Коха с системой ДКН, показывающие преимущества установок системы Нефтепроекта, как по производительности, так и по выходу пресс-дистиллята приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Сравнение работы крекинг-установки Нефтепроекта с установкой Винклер-Коха

Показатели Установка Винклер-Коха Двухпечная крекинг-установка Нефтепроекта

Сырье установки Тяжелый мазут биби-эйбатской нефти 75% Легкий мазут типа сураханской нефти Тяжелый мазут биби-эйбатской нефти 75% Легкий мазут типа сураханской нефти

остаток Е50= 80 остаток Е50= 20 остаток Е30= 80 остаток Е5о= 80 остаток Ejo= 20 остаток Eso= 80

Мощность по сырью, т/сугки Работать не может 560 Работать не может 830 800 7590

Выход пресс-дистиллята, т 185 324 336 352

% от сырья 33 39 42 47

Газ и потери, т 39-45 90,0 92,0 98,0

% от сырья 7-8 10,8 11,5 13,0

Выход товарного крекинг-бензина, т 145 259 269 282

% от сырья 25,9 31,2 33,6 37,6

Опыт эксплуатации двухпечных крекинг-установок системы ДКН показал, что установки

обладали достаточной гибкостью и могли перерабатывать не только мазут и широкие фракции, но

и нефти, т.е. работать по типу комбинированных установок. В предвоенные годы в СССР было

построено 15 отечественных установок этой системы (таблица 6).

Таблица 6- Отечественные установки термического крекинга системы «Нефтепроект», построенные в СССР в предвоенные годы

Проектная мощность Место Количество

Годы установок, тыс. тонн строительства установок

в год всего

1936 1000 1250 Грозный 4

250 Краснодар 1

1937 250 500 Одесса 1

250 Бердянск(Осипенко) 1

Итого 1936-1937 1500 1750

250 Москва 1

1938 250 750 Херсон 1

250 Одесса 1

1939 550 825 Саратов

275 Москва 1

1940 550 550 Бердянск(Осипенко) 1

Херсон 1

Итого1939-1940 2650 2125 9

Всего 3875 15

Большой вклад в строительство крекингов системы ДКН внесли: в Саратове начальники установок термокрекингов Факеев Б.И., Сидоров В.И., Мотовилов А.П., Астапов И.Л.; в Бердянске начальник цеха термокрекингов Лобода Г.Я.; в Херсоне начальник цеха термокрекинга Колосов Н.И., ст. операторы Кудрявцев И.В., Перцев Д.М.; на Одесском крекинг-заводе начальник цеха крекинга Карпенко Л.П.; на Московском крекинг-заводе гл. инженер Чиримаяов П.А., начальники цехов Степанянц С.А., Соскинд Д.М., Гардавадзе Л.В.

В главе 4 рассматривается ситуация со строительством отечественных крекинг-установок в годы войны (1940-1945гг.). Всего в предвоенные годы на нефтеперерабатывающих заводах СССР было введено в эксплуатацию 63 крекинг-установки разных систем, в том числе отечественных: системы ДНК 15, модернизированных мазутных установок Винклер-Коха -14, советских соляровых установок Винклер-Коха - 6; системы Шухова - Капелюшникова -1, комбинированная установка АТ-ТК, остальные - системы Виккерса, Дженкинса и Винклер-Коха.

Но, несмотря на это, в народном хозяйстве и в вооруженных силах СССР наблюдался острый дефицит горючего, в первую очередь бензина. Начавшаяся война стала с первых же дней наносить серьезный ущерб нефтеперерабатывающей промышленности. На большинстве НПЗ началась эвакуация. Уже в июле 1941г. были вывезены в восточные районы страны Одесский, Херсонский, Бердянский, Туапсинский крекинг-заводы. На базе эвакуированных предприятий были развернуты нефтеперерабатывающие заводы в Сызрани, Краснокамске, Перми, Красноводске, расширены Орский и Ишимбаевский заводы, возведен новый НПЗ в Самаре.

На Сызранском НПЗ в конце июля 1942г. была введена в эксплуатацию установка ТК-1 двухпечного крекинга системы ДКН, построенная на базе оборудования эвакуированного с херсонского и одесского крекинг-заводов. На заводе за 1942-1945гг. было переработано 1195 тыс.т. сырья - бакинских и местных нефтей, получено более 300 тыс.т. бензина. Первым начальником этой установки был Т.М. Чернов. Вторую установку термического крекинга ТК-2 системы ДКН на Сызранском НПЗ ввели в эксплуатацию в декабре 1952г.

В мае 1943г. была введена в промышленную эксплуатацию Краснокамская комбинированная установка крекинга. Проектная производительность составляла 900-1200т/сутки. Организацию строительства возглавлял Б.И. Фокеев. На Бердянском НПЗ установка системы ДКН была переделана по схеме АТ-ТК.

Наряду со строительством новых установок термокрекинга в начале войны были реконструированы установки солярового крекинга на бакинских НПЗ с переводом на риформинг низкооктановых топлив для получения авиационных бензинов. Вслед за ними на режим риформинга были переведены заводы в Батуми и Грозном.

В феврале 1944г. две установки однопсчного крекинга в Баку перевели с режима риформинга на крекинг соляровой фракции с целью получения готового автомобильного бензина, тракторного керосина и лигроина, потребность в которых остро ощущалась в сельском хозяйстве. В 19441945гг на Бакинском крекинг - заводе была проведена реконструкция установок крекинга с переводом на крекинг облегченного керосина.

В главе 5 рассматривается послевоенное строительство отечественных крекинг-установок. В

этот период начинает интенсивно развиваться более эффективный, чем процесс термического крекинга, каталитический крекинг, доля которого в нефтепереработке, начиная с 1946г. с каждым годом возрастала, а термического крекинга уменьшалась. Но наряду с разработкой технологии каталитического крекинга, в СССР в послевоенное время продолжались интенсивные исследования по совершенствованию процесса термического крекинга, который по-прежнему оставался основным промышленным бензинообразующим процессом.

В конце 1940-х годов Государственным институтом по проектированию нефтеперерабатывающих заводов (Гипронефтезаводы) были запроектированы установки термического крекинга, предназначенные для переработки сернистых нефтей. Разработанная система крекинга получила название проектного института (ГНЗ).

Новая система термического крекинга была разработана для переработки мазутов, гудронов и полугудронов. Соотношение загрузок печей легкого и глубокого крекинга было доведено до 4:1. Особенностью технологической схемы этой системы являлось наличие выносной реакционной камеры, применение которой позволяло без дополнительного коксования углубить крекинг сырья, уменьшить коэффициент рециркуляции, увеличить производительность установки по свежему сырью и по выходу целевого продукта и улучшить моторные свойства бензина.

Принципиальная проектная схема термического крекинга системы ГНЗ приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Принципиальная схема установки термического крекинга по проекту 1947г. с изменениями в 1950 г.

П-1-печь тяжелого сырья; П-2-печь легкого сырья; К-1-реакционная камера; К-2-испаритель высокого давления; К-З-ректификационная колонна; К-4-испаритель низкого давления; К-5-дебутанизатор; К-6-щелочной смеситель; Е -1-аккумулятор дебутанизатора; Е-2-фляш-бачок; Е-З-емкость для орошения; Е-4-отстойник; Т-1-теплообменник «крекинг-остаток-сырье»; Т-2-конденсатор-холодильник бензина;' Т-3-конденсатор-холодильник дистиллята; Т-4-конденсатор-холодильник дебутанизатора; Т-5-теплообменники дебутанизатора; Т-6-холодильник стабильного бензина; Т-7-холодильник крекинг-остатка; Т-8-подогреватель; 7-9-холодильник циркуляционного орошения; Т-10-холодильник.

Начиная с 1951 г. для переработки отбензиненной нефти и легкого мазута из сернистых нефтей на ряде восточных НПЗ было введено в эксплуатацию значительное число двухпечных установок термического крекинга этой системы.

- на Новоуфимском НПЗ (НУНПЗ) в сентябре 1951г. установка №1, в конце 1951г. установки № 2,3,4, в 1953г. установка № 5. Начальниками установок термокрекинга были: №1- Колычев, №2 -В.И. Лариков, №3 - Г.М. Никитин, №4 и №5 Эдельштейн и Козин;

- на Новокуйбышевском НПЗ (НКНПЗ) в сентябре 1951 установка термического крекинга № 1, в 1954г. установка №2, 1955г. - ТК -3,4,5. Установки Новокуйбышевского НПЗ вводились в эксплуатацию при непосредственном участии начальника цеха термокрекингов Ф.А. Гдзелидзе, старшего инженера-опытного крекингиста С.А. Шабуро, начальника установки А.Горбачева, технологов и машинистов М. Албузова, И. Саунина, Н. Климешина, А.Овсяникова, Н. Рыжкова, А. Авдонина., А.Швецова и др. Первыми начальниками установок термокрекинга были Ф.Муханов., В.П. Сивоконь;

- на Ишимбаевском НПЗ (ИНПЗ) в 1953г. одна установка термокрекинга;

- на Салаватском НПЗ (СНПЗ) в1955г. три установки термокрекинга.

Несмотря на однотипность технологической схемы, работа установок термического крекинга восточных и приволжских НПЗ значительно отличалась по составу перерабатываемого сырья, по производительности, технологическому режиму, а также выходу бензина.

На указанных заводах главным образом перерабатывалась смесь нефтей Туймазинского, Бугульминского, Бавлинского, Мухановского и Шкаповского месторождений. При этом мазут и полугудрон, перерабатываемый на установках термического крекинга восточных заводов, в зависимости от глубины извлечения нефтепродуктов на АВТ и состава поступающих нефтей значительно отличался по плотности, фракционному составу и содержанию акцизных смол (таблица 7).

Таблица 7 - Характеристика перерабатываемого сырья и показатели работы установок

термического крекинга восточных заводов (1957-1958 гг.)

Показатели Заводы

НУНПЗ НКНПЗ ОНПЗ* Салаватский комбинат ЧНПЗ**

ПЛОТНОСТЬ СЫРЬЯ,^04 0,979 0.940 0,939 0,957 0,971

Фракционный состав:

выкипает до 300 . % 3,0 3,4 8 - -

до 350°,% 9 29 29 - -

Акцизные смолы, % - 53 59 - -

Производительность, т/сутки 1776 1526 1554 1349 1699

Выход %: -

бензина и рефлюкса 21,8 24,0 24,5 14,7 21,0

газа 4,0 4,5 7,0 9,0 3,7

потери 1,6 5,0 4,5 2,7

крекинг - остатка 72,6 66,5 64,0 72,6

Итого 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

*ОНПЗ (Омский НПЗ), ЧНПЗ (Черниговский НПЗ)

В результате сопоставительного анализа работы установок термокрекинга восточных НПЗ было установлено, что на этих установках, за исключением установок Ново-Уфимского завода, осуществлялась недостаточная глубина крекинга. Увеличенное содержание циркулирующих

фракций в загрузке печей приводило к меньшему выходу бензина и тем самым не использовались значительные возможности по повышению производительности установок термического крекинга.

Сравнение крекинг-установок систем ГНЗ с системой ДКН показало, что наряду с преимуществами у них были серьезные недостатки, которые объяснялись конструкцией печи тяжелого сырья, испарителя и других узлов.

Кроме Урало-Поволжского региона, в 1950-е - начале 1960-х годов интенсивное строительство установок термокрекинга осуществлялось на многих НПЗ СССР, которые были введены в эксплуатацию в следующие годы: в 1952г. двухпечная крекинг-установка на Краснодарском НПЗ и однопечпая соляровая установка на Дрогобычевском НПЗ; в 1955г. на Ангарском НПЗ начали строить 2 установки термокрекинга -15/2 по проекту института Азгипронефтехим (главный инженер проекта (ГИП) - А.Е. Богданов); в 1957г. начала действовать установка двухпечного термического крекинга на Ухтинском НПЗ, в 1964г. реконструированная в комбинированную установку АТ-ТК; в 1959г. сдали в эксплуатацию установку термического крекинга № 15/2 второй очереди Пермского НПЗ (генпроектировщик - институт Ленгипрогаз, ГИП - B.C. Переверзев); в 1959г. на Ферганском НПЗ 2 установки термокрекинга ТК-1 и ТК-2 (генпроектировщик - институт Азгипронефтехим, ГИП - Т.С. Кулиева).

В 1959г. в Сызрани вводится в эксплуатацию третья установка термокрекинга системы ГНЗ мощностью 375 тыс. т в год, а в 1961г. четвертая установка мощностью 450 тыс. т в год, которые по настоящее время являются действующими.

В 1960г. на Рязанском НПЗ начали действовать две установки термокрекинга системы ГНЗ (генпроектировщик - Гипронефтезаводы, ГИП - Б.Э. Лопагухин); в 1961г. начала работать установка термокрекинга ТК-1, а в 1962г. установка ТК-2 на Новоярославском НПЗ (проект Ростовского филиала треста «Нефтезаводпроект», ГИП - Е.П. Саенко). В 1962г. была введена в эксплуатацию установка термического крекинга мазута 15/5 на Новополоцком НПЗ (генеральный проектировщик Ленгипронефтехим, ГИП - Я.И. Зобин).

В главе 6 рассмотрены модернизации, усовершенствования и реконструкции установок термического крекинга различных систем в 1950-1980гт. Цели и назначение проведенных мероприятий на крекинг-установках в зависимости от намечаемых результатов были различными.

Первые послевоенные реконструкции четырех установок однопечного солярового крекинга системы Винклер-Коха в три установки двухпечного крекинга мазута с легким крекингом мазута в первой печи и глубоким крекингом флегмы во второй печи были проведены в Баку в 1947г.

В качестве сырья применялась смесь из 90% мазута и 10% соляровой фракции прямой гонки. Проведение реконструкции дало возможность увеличить объем крекирования в 1,5 раза и сократить расход соляровой фракции с 40 до 11,6% от загрузки сырья, а также увеличить выработку автомобильного бензина на 15%. За проведенную реконструкцию начальник объединения «Азнефтезаводы» Р.Г.Исмаилов, гл. инженер В.С.Алиев и директор бакинского завода им. Сталина П.К.Пучков, были удостоены Государственной премии СССР.

В 1952г. в связи с возросшей потребностью в соляровых фракциях некоторые бакинские

крекинг-установки системы Винклер-Коха были переведены на режим работы по схеме легкого крекинга (висбрекинга) мазута, разработанной сотрудниками института нефти АН Азерб. ССР М.Ф. Нагаевым и И.С. Шевцовым совместно с заводскими специалистами. В качестве сырья вместо ранее используемой смеси из 90% мазута и 10% соляровых фракций применялся мазут без соляровых фракций.

В 1953-1955гг: на режим работы по схеме легкого крекинга были переведены ещё несколько крекинг-установок, которые по этой схеме работали недолгое время. В 1949-1955гг. в связи с появлением в Баку избытка масляного гудрона была предложена технология крекирования с двухступенчатым нагревом масляного гудрона. Этот способ позволил высвобождать ежегодно более миллиона тонн мазута прямой гонки, который использовался для получения светлых нефтепродуктов. Производительность установки при работе по этой схеме легкого крекинга гудрона составляла 1100-1250 т/сут, выход бензина - 9-10%, выход керосина и газа - 3%.

В 1953-1954гг. инженерами Бакинского крекинг-завода Б.Г. Гусейновым, Р.Г. Измайловым и М.И. Корнеевым был осуществлен в промышленных условиях процесс бессолярового углубленного термического крекинга мазута прямой гонки с разбавлением образующимся из него крекинг-соляром. В результате выход бензина составил 20-21% от исходного мазута, выход газа крекинга -4,0-5,0% на мазут при загрузке печей 1090-1295 т/сут.

В 1955г. бакинцами в промышленном масштабе был осуществлен крекинг гудрона с применением водяного пара, а также с подкачкой воды до 5-8% для уменьшения закоксовывания труб печи. При этом выход продуктов составил (% мае): бензина - 3,0-4,0; газа - 2,0; крекинг-остатка - 93,0-94,0. Крекинг-остаток применялся как компонент котельного топлива марки 100. Газ процесса являлся ценным сырьем для нефтехимии.

Однако, с 1959г. крекинг гудрона с водяным паром и водой на бакинских заводах был прекращен в связи с активной коррозией аппаратуры.

В 1956г. на Бакинском НПЗ им. XXII партсъезда провели реконструкцию двухпечной установки термического крекинга на процесс комбинированного риформинга лигроина с легким крекингом мазута прямой гонки, а к концу 1958г. были переоборудованы еще две установки термокрекинга. На установках с комбинированным процессом риформинга с легким крекингом мазута получали автобензин с октановым числом 73-74. Крекинг-остаток соответствовал техническим условиям на товарное котельное топливо. Газ отличатся от газа, получаемого при глубоком крекинге мазута большим содержанием непредельных углеводородов, и поэтому как сырье для нефтехимического синтеза являлся более ценным продуктом.

В период 1971-1976гг. риформинг был головным процессом на бакинских крекинг-установках. В 1977г. в режиме риформинга работала только одна установка, остальные четыре установки перевели на режим глубокого крекинга.

В 1947г. установки № 7-8, 9-10, 11-12 системы Винклер-Коха в Грозном были реконструированы по системе 2-х печного крекинга с осуществлением легкого крекинг мазута в печи глубокого крекинга, с переоборудованием ректификационной колонны под дополнительный испаритель, а газосепаратора под водоотделитель. В результате реконструкции

производительность установок №7-8 и №11-12 по сырью повысилась до 1550-1600т/сутки, а установки № 9-10 до 2700 т/сутки. Схема реконструкции приведена на рисунке 4.

1,11 -насосы высокого давления; 2-дополнител-ный испаритель; 3-водо-отделитель; 4-конденса-тор-холодильник; 5 и 9-печи, 6-печь легкого крекинга; 7-испаритель; 8-печь глубокого

крекинга; 10-колонна;

12, 15-теплообменники;

13, 14-сырьевые насосы

Рисунок 4 - Схема реконструкции сдвоенной установки Винклер-Коха По предложениям инженера Д.В. Иванюкова и начальника крекинг-установки И.С. Жукова была осуществлена реконструкция одинарных установок Винклер-Коха с изменениями технологической схемы: печь низкого давления переделали в печь высокого давления; установили дополнительный испаритель; заменили пародистиллятные теплообменники на жидкостные типа «труба в трубе». Реконструкция сдвоенных и одинарных установок системы Винклер-Коха сводилась к созданию установок двухпечного крекинга.

В 1947-1948гг. на Грозненском крекинг-заводе были реконструированы крекинг-установки системы Нефтепроекта. По предложению начальника установки П.К.Фролова технологическая схема двухпечной крекинг-установки системы «Нефтепроект» была изменена, в результате содержание соляровых фракций в мазуте, подаваемом в печь легкого крекинга, составило не более 25-30% (ранее до 40%).Изменение технологической схемы двухпечных крекинг-установок позволило увеличить их производительность по сырью на 10,5%, сократить подкачку соляра на 80%, более эффективно использовать поверхность нагрева первого подогревателя, сохранить глубину отбора светлых нефтепродуктов. По этой схеме за период 1950-1957 гг. были реконструированы на заводе еще три установки термокрекинга.

В 1956г. инженер крекинг-установки Винклер-Коха Б.П.Филатов внес предложения по изменению схемы работы установки, согласно которым на подкачку к плунжерам стали подавать мазут. В результате внедрения этой схемы повысилась производительность установок по мазуту примерно на 7% вследствие сокращения циркуляции флегмы второй колонны; улучшилась селективность крекинг-процесса мазута; сократился объем подкачки соляра в колонну на 15-20%; снизилась себестоимость продукции как за счет увеличения производительности установки по исходному сырью, так и за счет снижения подкачки соляра.

В 1955-1958гг. ГрозНИИ был проведен значительный объем работ по исследованию процесса деструктивной переработки тяжелых нефтяных остатков под руководством Н.Б.Назаретовой, Б.К.Америка, А.З.Дорогочинского, О.И.Светозаровой и др.

Опытно-промышленное обследование этого процесса было осуществлено на грозненской крекинг-установке № 3 системы Винклер-Коха, которая была специально реконструирована для

осуществления деструктивной перегонки мазутов и гудронов с получением из них соляровых

фракций для каталитического крекинга.

Целью деструктивной перегопки было получение в минимальных количествах фракций бензина

и в максимальных количествах дизельных фракций и фракций, кипящих в пределах 350-550°С,

предназначенных в качестве сырья для каталитического крекинга.

Схема реконструированной установки № 3 приведена на рисунке 5.

1-печь; 2-испаритель; 3— ректификационная колонна; 4-водоотделитель; 5-конденсатор-холодильник; 6-газосепаратор; 7-насос для орошения; 8-насос для откачки бензина; 9-теплообменник; 10-

теплообменник фр.>350°С; 12— холодильник остатка; 13-насос

ПИМЛ и

фр» для откачки дизельнои

фракции; 14-насос для откачки остатка; 15-сырьевой насос; 16-насос для подачи дизельной фракции в остаток; 17-насос для подачи фракции >350°С в колонну; 18-насос для откачки фракции >350°С

Рисунок 5 - Схема установки № 3 Грозненского крекинг-завода по деструктивной перегонке мазутов

В 1958г. установки №1-2, 3-4 системы Винклер-Коха были реконструированы по системе 2-х печного крекинга. В результате производительность установок была доведена до 1550-1600/сутки каждая.

В 1960-1961гг. установки №7-8,11-12 и в 1964г. установка №3-4 были переведены на работу по комбинированной схеме, включающей первичную перегонку и термический крекинг, с повышением производительностью до 2850-2900 т/сут. В результате проведенных работ по реконструкции производительность установок термокрекинга увеличилась на 54% против 1946г. и на 48% против проекта.

С целью повышения выработки светлых продуктов и получения высокооктанового бензина, ГрозНИИ в 1959г. была предложена схема, по которой предусматривалась реконструкция части установок термокрекинга ГКЗ с целью осуществления термокаталитической переработки мазута, включающей три ступени переработки мазута — вакуумную перегонку мазута, каталитический крекинг вакуумного дистиллята и термический крекинг гудрона. Реконструкция сдвоенной установки двухпечного термокрекинга ГКЗ по варианту термокаталитической переработки мазута осуществлялась путем использования имеющихся аппаратов установки термокрекинга с дооборудованием установки вакуумной колонной, блоком каталитического крекинга и соответствующей фракционирующей системой.

В 1972-1974гг. в Грозном провели, реконструкции установок термического крекинга под переработку сернистых нефтей, поступавших с востока страны. При переработке этих нефтей снижались отбор и количество светлых нефтепродуктов. При двухпечном термическом крекинге

гудронов получали остатки повышенной вязкости, которые приходилось разбавлять ценными дистиллятными фракциями нефтепродуктов. В связи с этим возникла необходимость реконструкции установок термокрекинга под процесс висбрекинга, интерес к которому стал возрастать в начале 1970-х годов.

Для увеличения производственных мощностей и интенсификации работы установок термического крекинга в Башкирии в 1950-1960гг. на типовых крекинг-установках системы Гипронефтезаводы, введенных в эксплуатацию с 1951г. для переработки мазутов девонских нефтей, были проведены крупные реконструктивные мероприятия.

Институтом БашНИИ НП совместно с Ново-Уфимским заводом было проработано несколько вариантов подачи свежего сырья в систему, в том числе и вариант подачи сырья в К-3 и К-4 одновременно, независимо от схемы питания ПТС. Для более полного использования тепла на установке крекинга Ново-Уфимского НПЗ в 1957г. была внедрена схема, изображенная на рисунке 6.

1-печь тяжелого сырья; 2-печь легкого сырья; 3-реакционная камера (К-1); 4-испаритель высокого давления (К-2); 5-ректификационная колонна (К-3); б-газосепаратор высокого давления (Е-1); 7-испаритель низкого давления (К-4); 8-газоселаратор низкого давления (Е-2); 9-теплообменники крекинг-- ¿гу ."""т"* остатка и сырья.

Т Сырье

Рисунок 6- Принципиальная схема типовой установки термического крекинга ГНЗ при работе по варианту подачи сырья в К-3 и К-4 одновременно

Отличие этой схемы от проектных вариантов заключалось в разделении сырья на два потока с одновременной подачей его и в колонну 5 (-35%), и в испаритель низкого давления 7 (-65%) с последующей откачкой в низ колонны 5. Осуществление этого варианта потребовало некоторой реконструкции установок с установкой двух насосов для откачки подогретого сырья из аккумулятора испарителя низкого давления в низ ректификационной колонны; замены насосов для откачки крекинг-остатка; замены трубчатых теплообменников крекинг-остатка теплообменниками «труба в трубе».

Проведенная реконструкция была рекомендована Министерством нефтяной промышленности для реконструкции типовых установок термического крекинга.

В 1958г. на уфимских НПЗ был осуществлен перевод двухпечных установок термического крекинга на крекинг тяжелого сырья, в качестве которого использовали 50%-ный мазут туймазинской девонской нефти. Установки указанного типа при работе на этом сырье были рассчитаны на соотношение загрузок печей легкого и глубокого крекинга 4:1. На этих установках была принята схема подготовки сырья для печи легкого крекинга при повышенном давлении в ректификационной колонне. Схема установки приведена на рисунке 7. Температура продукта на

выходе из печей легкого и глубокого крекинга составляла соответственно 470-480°С и 525-535°С, т.е. значительно выше, чем на установках термического крекинга с трубчатой реакционной секцией, работающих на тех же видах сырья.

Жкрный пз

П-1-печь легкого крекинга; П-2 - печь глубокого крекинга; К-1 - реакционная камера; К-2 -испаритель высокого давления; К-3, К-5-ректификационные колонны; К-4 -испаритель низкого давления

Крекинг-остов

Рисунок 7 - Схема двухпечного термического крекинга

Ужесточение режима достигалось благодаря наличию выносной реакционной камеры. Практика работы установок показала, что повышение температуры на выходе из печи легкого крекинга при одновременном увеличении загрузки приводит к повышению выхода бензина и уменьшению коксования змеевика печи. Однако, принятая схема подготовки сырья для легкого крекинга не позволяла полностью загрузить печь глубокого крекинга, вследствие чего эта печь использовалась недостаточно, и общий отбор бензина по установке был сравнительно невысоким. Выход бензина достигал 25%, головки стабилизации 2,5%, газа около 6%, производительность составляла 130 - 150% от проектной.

Бензин, получаемый на установке, имел повышенное октановое число 65. В работе по исследованию термического крекинга тяжелого сырья на двухпечных установках с выносной реакционной камерой принимали участие инженеры Н.В Лимаев, Д.В. Логванова, P.M. Масагутов, Ю.С. Сабадаш и др.

В 1960г. большинство установок термокрекинга уфимской группы НПЗ были реконструированы для комбинированного осуществления на них процессов термического риформинга низкооктанового прямогонного бензина и легкого крекинга гудрона (рисунок 8).

Реконструкция состояла в том, что печь легкого крекинга установки термического крекинга была использована для легкого крекинга гудрона с выводом легкой флегмы, а печь глубокого крекинга переведена на риформинг бензина. В результате типовая крекинг-установка стала перерабатывать до 2500 т/сутки гудрона и до 450 т/сутки прямогонного бензина. Повысилось октановое число бензина с 35-50 до 68-70, одновременно стали получать некоторое количество дизельного топлива и увеличилась выработка газа — сырья для нефтехимии.

На других нефтеперерабатывающих заводах Башкирского экономического района на установках термического крекинга также были внедрены схемы риформирования прямогонного бензина, несколько отличающиеся от описанной.

На Черниковском НПЗ, например, прямогонньш бензин без каких-либо изменений схемы стали

подкачивать прямо в аккумулятор ректификационной колонны К-3, откуда вместе с крекинг-флегмой направляли в печь глубокого крекинга.

1-реакционная камера, 2-испаритель высокого давления; 3-ректификацион-ная колонна; 4-испаритель низкого давления; 5-печь висбрекинга; 6-печь риформинга; 7-теплообменник циркуляционного орошения; 8-теплообменник флегмы; 9-холодильник флегмы; 10-емкость бензина; 11-холодильник орошения; 12-конденсатор ректификационной колонны; 23-емкость нестабильного бензина; 14-стриппинг; 15-конденсатор эвапоратора низкого давления; 16-ттеплообменник крекинг-остатка; 17-фляшбачок; 18-холодильник крекинг-остатка. Потоки: I-бензин прямогонный; П-полугудрон; Ill-жирный газ; IV-бензин на стабилизацию; V-крекинг-флегма; VI-крекинг-остаток

Рисунок 8 - Схема использования установки термического крекинга для легкого крекинга и риформинга

В аккумуляторе К-3 часть бензина прямой гонки испарялась и выводилась в смеси с крекинговым бензином, минуя процесс риформирования.

Риформирование прямогонного бензина в чистом виде было осуществлено на Ново-Уфимском заводе. Риформингу подвергали бензин, содержащий головные фракции. Этот бензин из парка направляли непосредственно на прием печного насоса и затем без предварительного подогрева в печь глубокого крекинга. В результате риформинга бензина с кк 155-170°С и октановым числом 54 получали смесь бензинов легкого крекинга и риформинга, имеющую октановое число 66-68. Более полно и близко к принципиальной схеме риформирование бензина осуществлялось на Ишимбаевском НПЗ, где установка термического крекинга была скомбинирована с прямой перегонкой нефти.

На Салаватском комбинате было испытано риформирование низкоокгановой фракции прямогонного бензина с нк. 120°С и октановым числом 35 в смеси с крекинг-флегмой в соотношении 1,5:1. Однако пробег показал, что совместное крекирование бензина и крекинг-флегмы нецелесообразно, так как они требуют применения различных режимов работы установки. Перевод установок каталитического крекинга в 1960-е годы на более тяжелое сырье привел к необходимости увеличения отбора вакуумного газойля на установках АВТ, и к утяжелению сырья установок термического крекинга с одновременным уменьшением его количества.

В таких случаях установки термического крекинга на уфимских НПЗ по предложению БашНИИНП переоборудовались для работы на нефти по схеме AT — висбрекинг — риформинг. Материальный баланс комбинированной установки при работе на гудроне и нефти приведен в таблице 8.

Получаемый бензин представлял собой смесь бензиновой головки прямой гонки с бензином риформинга и висбрекинга и имел октановое число 68-70.

Таблица 8 -Материальный баланс комбинированной установки при работе на гудроне и нефти

Продукты % Продукты %

Взято: Взято:

Гудрон 100,0 Нефть 100,0

Получено: Получено:

Бензин 20,0 Бензин 27,7

Рефлюкс 2,0 Рефлюкс 0,3

Газ жирный 4,0 Газ жирный 4,0

Дизельное топливо - Дизельное топливо 23,0

Керосино-газойлевая фракция - Керосино-газойлевая фракция 9,9

Крекинг-остаток 72,4 Крекинг-остаток 33,6

Потери 1,6 Потери 1,5

Крекинг-остаток соответствовал требованиям ГОСТ на котельное топливо марок 80 и 100. Получаемый на установке газ содержал значительное количество олефинов и являлся хорошим сырьем для нефтехимических производств.

Перед нефтеперерабатывающей промышленностью в 1960-е годы в связи с быстрым развитием нефтехимической промышленности стала задача максимального извлечения получаемых в процессе крекирования бутиленов и изыскание возможности извлечения из бензинов термического крекинга пентан-амиленовой фракции.

В 1962г. БашНИИ НП были рассмотрены два варианта реконструкции установок термического крекинга с целью глубокой стабилизации бензинов, осуществление которой позволило извлекать из бензина дополнительно до 25 т/сутки бутан-бутиленовой фракции и до 40 т/сутки пентан-амиленовой фракции.

В конце 1971г. комбинированная установка КУ-ТК ИНПЗ была переоборудована для первичной переработки нефти, которая в свою очередь подверглась реконструкции в 1976-80-е годы. Большой вклад в реконструкции установок термокрекинга уфимской группы НПЗ внесли Д.Ф. Варфоломеев, Т.И. Селиванов, А.Ф. Махов, И.И. Звягин, Ю.И. Сыч, А.Д. Судовников и др.

Комбинированная крекинг-установка Краснокамского НПЗ системы Нефтепроекта в 1950г. была подвергнута реконструкции с увеличением поверхности нефтяного подогревателя; в 1952г. с установкой двух отпарных колонн и одной дополнительной для получения дизельного и реактивного топлива; в 1954г. с использованием нижнего подогревателя крекинг-печи и бокового экрана печи для дополнительного нагрева нефти. В 1962г. на установке были установлены третья печь, дополнительная отбензинивающая колонна, вторая отпарная колонна, конденсаторы бензина, поступающего с верха отбензинивающей колонны, и соляра - со второй отпарной колонны, были заменены сырьевые насосы более производительными. Мощность установки по нефти возросла на 78% и улучшилось качество нефтепродуктов.

Нижне-Волжским филиалом ГрозНИИ и Волгоградским нефтеперерабатывающим заводом в 1968г. был разработан проект реконструкции типовых крекинг-установок 15/2 и 15/3 Волгоградского НПЗ для работы по схеме висбрекинга гудрона мангышлакской нефти. Разработка проекта и исследования приводились группой сотрудников под руководством Е.М. Варшавера, М.Г. Митрофанова.

Установка мазутного термокрекинга Куйбышевского НПЗ 15/2 системы Гипронефтезавода была реконструирована в 1966г. с дооборудованием блоком атмосферной переработки для переработки нефти Мухановского месторождения. Увеличение мощности установки составило 25%, отбор светлых нефтепродуктов возрос на 8%. Межремонтный пробег составил 36 суток вместо 25-28 суток.

В связи с недостатком сырья для установок каталитического крекинга на заводе было проведено испытание комбинированной установки термического крекинга по безрисайкловому варианту с тем, чтобы получить дополнительные источники сырья для каталитического крекинга. Двухгодичный опыт работы комбинированной установки термического крекинга по безрисайкловой схеме показал преимущества перед установками, работающими по рисайкловой схеме. В 1984г. была проведена реконструкция установки на режим висбрекинга с выработкой жирного газа, бензина крекинга и крекинг-остатка.

В 1970-е годы в СССР значительно возросла потребность в высококачественном нефтяном сырье для производства технического углерода. С целью доведения качества термогазойля до требуемых норм и увеличения отбора на установках термокрекинга Новокуйбышевского НПЗ в 1974г. была произведена реконструкция ректификационных колонн К-4 и изменена схема обвязки печных насосов Н-10. В результате проведенной реконструкции отбор термогазойля от сырья увеличился до 28-30% и улучшилось качество термогазойля по всем основным показателям.

В 1962г. на Красноводском НПЗ была проведена коренная реконструкция технологической схемы двухблочных установок термического крекинга с заменой значительной части действующей аппаратуры и с объединением двух установок термического крекинга и стабилизационно - газофракционирующей установки в комбинированную. Проведенная реконструкция позволила обеспечить получение стабильного бензина, пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракций. Объем крекирования по мазуту возрос - на 62%.

На Омском НПЗ в 1960г. была разработана схема реконструкции установки термическою крекинга системы ГНЗ с целью получения из высокосернистого мазута или полугудрона максимального количества дизельных и соляровых фракций и товарного топочного мазута.

В сентябре 1962г. и мае 1963г. на заводе были осуществлены опытные пробеги на двухпечной установке термического крекинга с выносной реакционной камерой с крекированием тяжелого каталитического газойля и экстрактов от селективной очистки масел. Полученные партии термического газойля были испытаны в качестве сырья для получения сажи на нескольких заводах и дали удовлетворительные результаты.

В 1960-е годы с каждым годом увеличивался выход высоковязких тяжелых остатков - гудрона, полугудрона, асфальта, осуществление термического крекинга которых имело ряд трудностей. Для решения возникшей проблемы был применен процесс легкого термического крекинга, осуществляемый по технологической схеме, приведенной на рисунке 9.

В результате значительно увеличился межремонтный пробег установки. В 1968г. по исследовательским данным ГрозНИИ и проекту Грозгипронефтехима была построена установка термического крекинга в составе комбинированной установки ГК-3 на Ангарском НПЗ и в 1969г. в

составе ГК-3/1на Кременчугском НПЗ.

А

к

Ш

-й-

Щ

1-насосы; 2-печь крекинга тяжелого сырья; 3-печь крекинга легкого сырья; 4-реакционная камера; 5-эвапоратор: ' 6-ректификационная колонна; 7-конденсаторы-

холодильники; 8-рефлюксные

емкости; 9-испаритель низкого давления, IO-теплообменник; II-холодильник. Потоки- 1-жирный газ; П-беизин на стабилизацию; II-газ на факел; lV-фляш-дистиллят; V-горючее сырье с ABT; VI-крекинг-остатки; VII-сырье

Рисунок 9 - Принципиальная схема установки термического крекинга Омского НПЗ при работе по варианту висбрекинге полугудрона

В главе 7 проанализировано состояние установок термокрекинга и висбрекинга в СССР в 198090-е годы. В этот период нефтеперерабатывающая отрасль СССР все еще располагала большим числом установок термокрекинга на 32 нефтеперерабатывающих заводах. Эти установки использовались не вполне рационально и не всегда по назначению.

В 1970-е годы из построенных в Советском Союзе с 1928г. 94 установок термического крекинга в работе находилась 81 установка, из которых в дальнейшем 7 демонтировали (Уфимский ордена Ленина НПЗ, Новоуфимский, Новокуйбышевский НПЗ, Грозненский НПЗ им. Ленина); 9 практически необратимо переоборудовали для атмосферной перегонки нефти' (Уфимский, Новоярославский, Кременчугский, Салаватский, Уфимский им XXII съезда КПСС, Херсонский НПЗ).

В 1980-е годы на нефтеперерабатывающих заводах отрасли в эксплуатации находились 62 установки термического крекинга, из них отечественных систем 47 и импортных 15, которые работали по следующей схеме: 13 установок по схеме АТ-ТК (Московский, Куйбышевский, Ухтинский, Красноводский, Саратовский, Хабаровский, Гурьевский НПЗ); 9 установок использовались для крекинга дистиллятного сырья, из них 7 - для получения сажевого сырья и 2 -для получения крекинг-остатка для производства электродного кокса; 3 установки использовались для термического риформинга бензина; одна установка термического крекинга и 2 установки висбрекинга в комбинированном блоке ГК-3 бездействовали. Остальные установки использовались по прямому назначению для крекинга тяжелого нефтяного сырья.

Все установки термокрекинга на НПЗ отрасли были двухпечные, за исключением установок на Хабаровском, Дрогобычевском НПЗ и установок риформинга. Все эти установки, как отечественные, так и импортные, были подвергнуты многочисленным реконструкциям, усовершенствованиям и дооборудованию.

В конце 1980-х годов на установках термокрекинга в среднем за год перерабатывалось 36,851 млн. т сырья, в том числе 16,05 млн. т мазута, 12,67 млн. т нефти, 7,52 млн.т дистиллятных фракций и 616 тыс.т бензина. Было получено в среднем за год 1,8 млн.т газа (5,0%); 348 тыс.т

(0,9%) рефлюкса стабилизации; 7,4 млн.т (20,1%) бензина; 6,06 млн.т керосино-газойлевых фракций и 20,2 млн.т (55%) котельного топлива. Выход светлых составил 38,1% (14 млн.т).

Таким образом, термический крекинг на российских НПЗ по объему переработки и в 1980 -е годы оставался важнейшим процессом нефтепереработки, уступая из вторичных процессов только гидроочистке.

Процесс висбрекинга тяжелых нефтяных остатков в своей классической форме с целью получения из него котельного топлива без значительной добавки дистиллятных фракций в середине 1970-х - начале 1980-х годов в нефтеперерабатывающей отрасли СССР не использовался. Первые установки висбрекинга в СССР, как показано выше, были созданы на базе бывших установок термокрекинга, утративших свою первоначальную актуальность для производства бензина и легкого газойля из мазута или гудрона.

Эти установки сохранили технологические основы процесса термического крекинга, а именно: достаточно высокую кратность рециркуляции (1,2-1,3), формирование вторичного сырья (смеси первичного сырья с рециркулятом) в колонне, реакционные камеры с нисходящим потоком, достаточно высокие значения давления.

Лишь в 1982г. при техническом содействии и авторском надзоре советских специалистов, в основном из ГрозНИИ, в г. Бургасе Народной Республики Болгарии по научно-исследовательским данным ГрозНИИ и проекту Грозгипронефтехим был построен первый комбинированный комплекс установок вакуумной дистилляции мазута, печного висбрекинга гудрона и комбинированной установки Г-43-107 производительностью 3 млн. т в год по мазуту (рисунок 10).

П-1,2 - сдвоенная печь термокрекинга; К-1-

колонна первичного испарения; К-2 - колонна вторичного испарения остатка; К-3 - колонна стабилизации бензина; К-4 - отпарная колонна; К-5-абсорбер; Е-1-5 - емкости; Т-1 -6 - теплообменники; ХВ- 1-3 - холодильники воздушного охлаждения; Н-1-12 -насосы; Х-1-3 водяные холодильники

Рисунок 10 - Технологическая схема установки термического крекинга Бургасского НХК при работе по схеме висбрекинга

В состав установки термокрекинга входили нагревательно-реакционная печь, блок ректификации и блок абсорбции и стабилизации.

Преимуществом предлагаемого процесса висбрекинга по сравнению с другими существующими установками термического крекинга тяжелых нефтяных остатков являлся относительно мягкий режим проведения процесса: температура - 480-495°С, давление - 10 атм., время пребывания в реакционной камере - 2мин.

Результатом дальнейшего развития процесса висбрекинга стало создание ГрозНИИ, Грозгипронефтехимом современной установки «печного» висбрекинга в составе комплекса глубокой переработки мазута типа КТ-1 на базе комбинированной установки Г-43-107.

Комбинированная установка КТ-1 включает в свой состав блок каталитического крекинга Г-43-107, вакуумную перегонку мазута и висбрекинг гудрона и предназначена для выработки из мазута продуктов, приведенных на блок-схеме 11.

Рисунок 11 - Блок - схема комбинированной установки КТ-1

Первый отечественный комплекс глубокой переработки мазута КТ-1 с печным висбрекингом в своем составе был введен в промышленную эксплуатацию в г. Павлодаре в 1985 г.

Процесс термической деструкции тяжелого сырья осуществлялся в печи при температуре 480-495°С и времени реакции около 2-х минут. Схема секций вакуумной перегопки мазута и висбрекинга гудрона в составе комбинированной установки КТ-1 приведена на рисунке 12.

П-601, П-701 - трубчатые печи; К-601-1 -концентрационная часть вакуумной колонны; К-601-2 - отпарная часть вакуумной колонны; Е-601, Е-602, Е-603 -сепараторы; К-701, К-704 -стабилизационные колонны; К-702, К-703 - отпарные колонны; Е-701, Е-702, Е-703 - емкости; Т-703 -испаритель; Н-601, Н-602, Н-608, Н-701, Н-704 -насосы

Рисунок 12 - Технологическая схема секций вакуумной перегонки мазута и висбрекинга гудрона комбинированной системы глубокой переработки мазута КТ-1

С начала 1980-х годов получает широкое распространение вариант низкотемпературного висбрекинга. Промышленная реализация процесса висбрекинга с выносной реакционной камерой была в СССР впервые осуществлена на Мажейкяйском НПЗ.

Проект комбинированной установки глубокой переработки мазута КТ-1/1 Мажейкяйского НПЗ был выполнен Грозпшронефтехимом в 1985 г. Производительность установки по гудрону составляла 1500 тыс. т в год. Схема установки висбрекинга комбинированной установки КТ-1/1 Мажейкяйского НПЗ приведена на рисунке 13.

Рисунок 13 - Блок висбрекинга комбинированной установки КТ-1/1 Мажейкяйского НПЗ

В 1980-е годы научно-исследовательскими институтами ГрозНИИ, БашНИИ НП и ВНИИ НП были выданы рекомендации для реконструкции действующих установок термического крекинга под висбрекинг мазута и гудрона.

В 1980г. на двухпечной установке термокрекинга ПО «Горькнефтеоргсинтез» был осуществлен висбрекинг гудрона западно-сибирских нефтей.

В 1982г. в Грозном был построен современный комбинированный комплекс Г-43-107М производительностью 2 млн. т в год для каталитической переработки вакуумных газойлей. Остатки вакуумной перегонки перерабатывались на блоке висбрекинга в котельные топлива, потребность в которых в республике была высокой. В период 1984-1985 гг. ГрозНИИ были разработаны и переданы предложения для реконструкции установки термокрекинга Московского НПЗ под процесс висбрекинга тяжелого нефтяного сырья с целью получения котельного топлива. Конструкция реакционной камеры висбрекинга для Московского НПЗ была разработана совместно с фирмой «Несте Ой» Финляндии.

ГрозНИИ в 1985 г. были также выданы рекомендации по реконструкции блока АТ-1 Уфимского НПЗ под процесс висбрекинга. В 1986 г. на ОАО «Уфанефтехим» была построена установка висбрекинга производительностью 0,8 млн. тонн в год по гудрону, а на Ново-Уфимском процесс термического крекинга гудрона был дополнен процессом перегонки крекинг-остатка с получением дополнительных фракций, выкипающих до 500°С, которые использовались для производства термогазойлей.

В 1988 г. был реконструирован блок висбрекинга мазута на Уфимском НПЗ для снижения вязкости гудрона, получаемого на установке ЭЛОУ-АВТ. Режим висбрекинга был следующий: температура на выходе из печи - 465 °С, на входе в колонну - 420 °С.

В конце 1980 годов была демонтирована бывшая комбинированная установка термокрекинга Ишимбаевского НПЗ.

Результаты исследований ГрозНИИ по совершенствованию технологии висбрекинга были использованы в 1988-1990-е годы при разработке исходных данных для проектирования висбрекинга в составе комбинированных установок на Батумском, Ухтинском, Новобакинском НПЗ, установки висбрекинга на НПЗ в Сьенфуэгос и НПЗ Нико-Лопес в Гаване Республики Куба.

Результаты работ ГрозНИИ по низкотемпературному висбрекиягу легли в основу советской технологии с фирмой «Несте» (Финляндия), отработанной на НПЗ гг. Порвоо и Нааптали в Финляндии и реализованной в совместной лицензии для Карнальского НПЗ (Индия), и в основу реконструкции установки АТ под процесс висбрекинга, разработанного для НПЗ в Иордании. В 1988 г. ГрозНИИ были выданы регламенты на проектирование установок висбрекинга на НовоЯрославском и Новогорьковском НПЗ, на ПО «Пермьнефтеоргсинтез».

В 1989 г. НПО «Грознефтсхим» разработал проект комбинированного комплекса КТ-1/1 для Ново-Горьковского НПЗ.

В главе 8 проанализировано состояние процессов висбрекинга и термокрекинга на нефтеперерабатывающих заводах России в период с 1990-х годов по настоящее время.

Период 1990-х - начало 2000-х годов - это сложный период в развитие отечественной нефтеперерабатывающей промышленности, который пришелся на годы распада СССР и становление рыночных отношений.

Установки термического крекинга и висбрекинга действовали в эти годы на 18 российских НПЗ: Ухтинском, Ярославском, Рязанском, Ново-Куйбышевском, Куйбышевском, Волгоградском, Сызранском, Саратовском, Грозненском, Краснодарском, Уфимском, Ново-Уфимском, заводе «Уфанефтехим», Салаватском, Пермском, Омском, Ангарском, Хабаровском.

Из этих установок в конце 1990-х - начале 2000-х годов в результате полного разрушения и демонтажа нефтеперерабатывающего комплекса Грозного были выведены из эксплуатации 14 грозненских установок термокрекинга, и в 2000 г. установки термического крекинга в Новокуйбьппевске и Волгограде.

На предприятиях отрасли в период с 1990 года по настоящее время успешно реализованы основные варианты процесса висбрекинга - печной и с выносной реакционной камерой по технологии ГУП «Институт Нефтехимпереработки РБ».

На основе разработок института в 1990 году установки ТК-2 и ТК-4 на Ново-Уфимском НПЗ были реконструированы для выработки термогазойля в качестве сырья для получения технического углерода и нефтяного кокса, установки ТК-3 и ТК-4 в 1991г. были реконструированы на производство нефтяного пека путем глубокой вакуумной перегонки дистиллятного крекинг-остатка. Большая заслуга в этом принадлежала специалистам завода А.Ф.Махову, М.М. Калимуллину, З.С. Галиуллину и специалистам ИНХП РБ Н.С. Гаскарову, И.Р. Хайрудинову, Р.Х. Садыкову.

В конце 1995 г. мощность установки висбрекинга на ОАО «Уфанефтехим» была доведена с 0,8 до 1,2 млн. тонн. В 1997 г. по технологии института ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» на

Уфимском НПЗ построена установка печного висбрекинга производительностью 1,7 млн т в гудрона в год с получением котельного топлива марки М-100 без использования разбавителей, которая в 2004 г. модернизирована, что позволило увеличить глубину переработки, сократить выброс вредных веществ и дало улучшение характеристик товарных топлив.

Разработкой и внедрением технологии висбрекинга с реакционной камерой с восходящим потоком сырья (РКВП) ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» занимается с конца 1990-х годов. Эта технология обеспечивает длительность непрерывного пробега не менее 1 года, высокий выход средних дистиллятов и низкую вязкость остатка.

Дооборудование установки висбрекинга с реакционной камерой вакуумными колоннами по технологии «глубокого висбрекинга», разработанной ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» в начале 2000-х годов, позволяет значительно увеличить отбор дистиллятных фракций и снизить выход остатка висбрекинга до 50-60% на сырье. Технология обеспечивает длительность непрерывного пробега не менее 1 года; глубокую конверсию тяжелой части исходного сырья, высокий выход средних дистиллятов и меньший выход газа и бензина, высокую удельную производительность оборудования, низкую вязкость остатка. Этот процесс позволяет повысить глубину переработки нефти как за счет отказа от разбавителей при компаундировании котельного топлива, так и за счет получения, наряду с товарным котельным топливом, дополнительных газойлевых фракций - компонентов судовых и печных топлив с низкой температурой застывания.

Реализация процесса глубокого висбрекинга открывает все более широкие возможности для углубления переработки нефти при включении его в схему НПЗ топливного профиля.

Вакуумные газойлевые фракции висбрекинга могут быть подвергнуты термическому или каталитическому крекингу, а вакуумный остаток - коксованию с получением дополнительного количества светлых дистиллятов. На основе вакуумированного остатка висбрекинга могут быть получены более дорогостоящие продукты. При различных вариантах переработки суммарный выход моторных топлив находится в пределах 67,4-89,8%, в том числе за счет вторичных процессов -21,4-34,8%.

В 1999г. на Рязанском НПЗ реализована технология висбрекинга ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» с реакционной камерой с восходящим потоком сырья, а в 2000г. проведена реконструкция установки термического крекинга ТК-3 на ОАО «Ново-Уфимский НПЗ» с увеличением производительности по гудрону до 1 млн т в год, которая позволила в 1,5 раза повысить производительность по перерабатываемому гудрону (до 1 млн. т в год).

Институтом ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» разработан базовый проект реконструкции установки висбрекинга в ОАО «Уфанефтехим», реализация которой позволяет углубить переработку нефти на заводе на 3-4 %.

В 2004 г. в ОАО «Уфимский НПЗ» установка висбрекинга «печпого типа» была модернизирована с дооборудованием вакуумным блоком с целью дополнительного отбора из полученного на ней остатка следующих продуктов; вакуумного соляра как компонента дизельного топлива, вакуумного газойля как сырья установки каталитического крекинга Г-43-107 и гудрона как компонента котельного топлива.

Базовый проект вакуумного блока, изготовление и поставку вакуумной колонны, оснащенной регулярной насадкой, выполнила НПК «Кедр-89», привязку вакуумного блока к установке и расчет системы теплообмена - ГУП «Башгипронефтехим». Вакуумсоздающую систему разработало ООО «Техновакуум», строительно-монтажные работы осуществил трест ВНЗМ (г. Уфа). От разработки базового проекта до пуска установки в эксплуатацию прошло менее одного года. После пуска вакуумного блока в эксплуатацию был проведен опытный пробег для сопоставления фактических и гарантированных показателей работы, результаты которого показали, что основные параметры технологического режима и физико-химические характеристики продуктов колонны соответствуют проектным (таблица 9).

Таблица 9 - Показатели работы вакуумного блока установки висбрекинга ОАО

«Уфимский НПЗ»

Показатели По проекту Фактически

Загрузка вакуумной колонны, т/ч 100-200 100-120

Расход ЦО, м^ч

Верхнего 45,5-91 75-97

Нижнего 39,8-79 64-90

Остаточное давление, кПа 1.995 3,591-5,985

Температура,"С

вверху колонны 90-100 84-100

внизу колонны 350 351-357

ввода сырья в колонну 365 357-367

Выход продуктов, % масс

вакуумного соляра 5 8,4-9,4

вакуумного газойля 18,5 17-20,9

Гудрона 76,2 74,6-69,4

ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» предложена технология облагораживания тяжелого газойля каталитического крекинга (ТГКК) в процессе висбрекинга, которая в течение двух лет успешно реализуется на ОАО Уфимский НПЗ.

Эта схема (рисунок 14), по которой ТГКК подается на прекращение реакции процесса висбрекинга, дооборудованного блоком вакуумной перегонки с получением дистиллятной части ТГКК в составе суммарного вакуумного газойля висбрекинга, является весьма рациональной.

у*. _Л.1

гхаа* .»'■л

1-сырьевая емкость;

2-печь висбрекинга;

3-основная ректификационная колонна;

4-отпарная колонна;

5-сепаартор;

6-вакуумная колонна

Рисунок 14- Принципиальная технологическая схема облагораживания тяжелого газойля каталитического крекинга в процессе висбрекинга

При этом происходит облагораживание тяжелого газойля каталитического крекинга ТГКК, так как наиболее тяжелая часть ТГКК (15-20%), представленная преимущественно ПАУ с высокой молекулярной массой и степенью конденсированное™ и содержащая наибольшее количество металлов, азот и кислородсодержащих соединений, переходит в вакуумный остаток висбрекинга. Катализаторная пыль ТГКК при такой схеме, минуя печь висбрекинга, также попадает в вакуумированый остаток и выводится в составе котельного топлива.

Суммарный вакуумный газойль висбрекинга, включающий дистиллятный ТГКК, смешивается с прямоточным вакуумным газойлем и направляется на гидроочистку, а затем на каталитический крекинг.

Эта технология, реализованная в промышленном масштабе позволяет вовлекать основную дистиллятную часть ТГКК (80%) в сырье каталитического крекинга с получением целевых продуктов без значительных дополнительных капиталовложений и эксплуатационных затрат за счет эффективного применения процессов висбрекинга и гидроочистки сырья каталитического крекинга. Вакуумный соляр можно использовать как компонент дизельного топлива, вакуумный газойль - как сырье установки каталитического крекинга, гудрон - как компонент котельного топлива. Качество гудрона значительно превосходит проектное.

Таким образом, подключенный к установке висбрекинга вакуумный блок позволяет получать дополнительные количества светлых нефтепродуктов и углубить переработку нефти в ОАО «Уфимский НПЗ»

В настоящее время на отечественных НПЗ эксплуатируется 13 установок висбрекинга. За последнее десятилетие с 2000г. в России введены в эксплуатацию установки висбрекинга на следующих заводах: ОАО «Рязанский НПЗ» в 2001г., ОАО «ТАИФ-НК» - Нижнекамский НПЗ в 2003 г., ОАО «Саратовский НПЗ» в 2004 г., ОАО «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез» в 2004 г., ОАО «ТНК-ВР» - ОАО «Газпромнефть» в Ярославле - 2007 г., ОАО «Нижегороднефтеоргсинтез» - 2008 г., ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» в 2009 г.

В перспективе намечено строительство установок висбрекинга на НПЗ в Кириши, Орске, Перми, Хабаровске. Дальнейшее совершенствование процесса висбрекинга направлено на углубление переработки нефти и в перспективе, возможно, будет происходить в двух направлениях:

- комбинирование висбрекинга с другими процессами переработки нефтяных остатков (деасфальтизация, как способ подготовки сырья висбрекинга; термический крекинг вторичных дистиллятов, как процесс, позволяющий увеличить выход компонентов моторных топлив в комбинированном процессе и замедленное коксование, как способ переработки остатка висбрекинга).

- поиск новых способов эффективного использования вакуумированного остатка висбрекинга как самостоятельного продукта, что позволит исключить производство котельного топлива и тем самым увеличить глубину переработки нефти практически до 100%.

В последнее время возрос интерес к нетрадиционным физическим методам переработки углеводородного сырья, в том числе и тяжелого. К ним относятся воздействие различными

полями, ультразвуковая обработка, электромагнитная обработка и т.д. Применение этих методов в переработке нефтяных остатков позволяет увеличить выход светлых дистиллятов и глубину переработки нефти.

Применение магнитного поля в процессе висбрекинга тяжелых нефтяных остатков (утяжеленного мазута, полугудрона, их смеси с гудроном) позволяет увеличить выход светлых дистиллятов в 1,15-1,5 раза, а выход кокса снизить в 1,3-1,7 раза в зависимости от применяемого в процессе сырья.

Разработан процесс двухступенчатого висбрекинга с предварительной обработкой нефтяного сырья магнитным полем. По-мнению разработчиков, предварительная магнитная обработка сырья висбрекинга характеризуется простой эксплуатации, безреагентностью, экологической чистотой и быстрой окупаемостью. Процесс осуществляют при более низкой температуре по сравнению с традиционным процессом висбрекинга, с получением большего выхода дистиллятных фракций при меньшем коксообразовании, что увеличивает межремонтный пробег установки.

Кавитационная обработка мазута в роторно-импульсионном аппарате приводит к снижению вязкости на 20-30% и к образованию до 35 % среднедистиллятных фракций.

Применение СВЧ-воздействия при висбрекипге приводит к увеличению выхода дистиллятных фракций до 36,3 %.

Применение указанных и других нетрадиционных методов обработки сырья в процессе висбрекинга позволяет увеличить выход светлых дистиллятных фракций, улучшить качество получаемых продуктов, уменьшить коксообразование, снизить температуру и давление процесса.

В главе 9 приведены результаты проведенного нами экспериментального исследования легкого крекинга тяжелого углеводородного сырья. Эксперименты проводили на установке периодического действия и на непрерывно действующей пилотной установке в режиме высокотемпературного «печного» и низкотемпературного висбрекинга с реакционной камерой. Целью работы являлось углубленное исследование процесса висбрекинга утяжеленного сырья с получением показателей для проектирования новых установок.

Выбор сырья осуществлялся с учетом тенденции его утяжеления, как путем углубления отбора вакуумного дистиллята, так и вовлечением в переработку тяжелых нефтей новых месторождений (таблица 10).

Критерием для сравнения результатов опытов являлась конверсия исходного сырья и стабильность получаемого остатка висбрекинга.

Экспериментами на автоклавной установке (рисунок 15) было установлено, что повышение жесткости процесса висбрекинга с увеличением температуры или времени реакции приводит к росту конверсии сырья и снижению вязкости остатка, причем для утяжеленного сырья снижение вязкости носит экстремальный характер.

Стабильность остатка с ростом конверсии ухудшается, достигая предельно допустимого уровня при конверсии 32-33%. Установлено, что для каждого вида сырья существует предельно допустимая величина конверсии, лимитируемая стабильностью получаемого остатка.

Таблица 10 - Физико-химические свойства сырья висбрекинга

Показатели Номера образцов сырья

1 2 3 4 5

Плотность при 20"С, кг/м'1 997,3 1006,2 1008,6 1032,5 1088,0

Молекулярная масса |_ 790 810 667 760 1222

Содержание серы, % мае 2,4 2,7 4,5 4,8 5,8

Коксуемость, % мае 17,3 18,6 19 20 21

Температура застывания, иС 31 33 48 49 51

Содержание фракций, % масс.

до 350°С - - - - _

до 500°С 4,0 - 10,5 5,0 4,0

Вязкость кинематическая, мм2/с

при 80иС 3431 6767 4178 5357 22489

при !00"С 882 2032 1089 1287 3874

Групповой углеводородный состав, % масс.

парафино-нафтеновые 10,2 8,5 9,8 9,0 8,6

ароматические 53,3 49,1 44,0 41,4 35,6

Смолы 28,4 32,4 32 32,1 36,3

асфальтены 6,1 10,0 14,2 17,5 19,5

Повышение температуры процесса сопровождается снижением селективности реакции висбрекинга, оцениваемой отношением выхода целевых фракций 180-500°С к выходу побочных продуктов (газ+бензин).

I -корпус автоклава;

2-крышка автоклава;

3-манометр; 4-вентиль;

5-карман для термопары;

6-кожух; 7-газовая горелка;

8-потенциометр;

9-конденсатор-холодильник;

10-сепаратор;

II -холодильник-ловушка с ледяным охлаждением; 12-пробоотборник газа; 13 — газометр;

I -топливный газ; II- воздух; Ш-вода на охлаждение;

IV-вода из газометра;

V-конденсат паровой фазы продуктов висбрекинга

Рисунок 15- Автоклавная установка висбрекинга

С целью получения товарного котельного топлива из тяжелых нефтяных остатков, повышения эффективности снижения вязкости и повышения стабильности изучены закономерности процесса висбрекинга с вовлечением в сырье активирующих добавок, в качестве которых применяли легкий и тяжелый газойли каталитического крекинга.

Степень стабильности сырьевой смеси с повышением количества вводимых углеводородов снижается экстремально, достигая минимального значения при 2,4 % добавки. Введение ароматизированных фракций в сырье висбрекинга в количестве 2,4-5,0% существенно повышает

степень снижения вязкости и способствует получению более стабильного продукта при одинаковой конверсии. Установленные закономерности наблюдались для всех исследуемых видов сырья.

Результаты, полученные на автоклавной установке, послужили основой для исследования закономерностей процесса висбрекинга на пилотной установке проточного типа с добавкой к сырью активаторов, турбулизаторов и инициаторов при температуре 470-495°С и продолжительности реакции 1-2 мин. Оптимальное количество турбулизатора (2% мае.), в качестве которого использовали бензин висбрекинга, определяли экспериментально по изменению вязкости и степени стабильности гудрона. Наиболее интенсивное снижение вязкости наблюдается при увеличении концентрации бензина в смеси до 2 % мае. (от 520°ВУ при 80°С до 200°ВУ).

При дальнейшем увеличении количества бензина до 5% мае. вязкость сырьевой смеси снижается незначительно до 140°ВУ. Степень стабильности в зависимости от количества бензина изменяется экстремально: до достижения концентрации бензина 2,0% мае. наблюдается повышение степени стабильности. Дальнейшее повышение количества добавляемого бензина снижает степень стабильности.

Опыты на пилотной установке (рисунок 16) по варианту печного висбрекинга с вовлечением в сырье тяжелого каталитического газойля и бензина висбрекинга показали, что, как и в опытах на автоклавной установке снижение вязкости в зависимости от конверсии носит экстремальный характер, стабильность остатка висбрекинга с углублением крекинга снижается.

Рисунок 16 -Принципиальная технологическая схема пилотной установки висбрекинга Е-1 - емкость для хранения сырья; Н-2 — насос; С-1,2 — сырьевые емкости; Н-5 — дозатор сырья; М-3,4 — емкость для активаторов, инициаторов и турбулизаторов; Н-3,4 - микродозаторы для подачи активаторов, дозаторов; П-1 - нагреватель сырья; Р-1 - реактор; С-1 - сепаратор высокого давления; С-2,3 -газосепараторы низкого давления; 0-1 - каплеотстойник; М-2 - емкость для защелачивания газа от сернистых соединений; ГС - газовый счетчик

1-сырье; Н-турбулизатор; Ш-активирующие и инициирующие добавки; IV - жидкий продукт висбрекинга из сепаратора С-2; V-сконденсировавшаяся часть паровой фазы продуктов висбрекинга; VI-водяной пар; У11-охлаждающая вода

Применение активирующих добавок, и турбулизатора позволило получить из утяжеленного гудрона стабильное котельное топливо, удовлетворяющее требованиям ГОСТ к товарному котельному топливу М-100.

Переработка методом висбрекинга высокосмолистых утяжеленных остатков, полученных при глубоком отборе вакуумного газойля, характеризующихся высокой вязкостью и высоким содержанием асфальто - смолистых веществ, является весьма сложной задачей. Физико-химические свойства утяжеленных образцов сырья - №3,4,5 приведены в таблице 10.

Переработка таких утяжеленных видов сырья требует особого подхода для поддержания уровня стабильности остатка висбрекинга при максимальной эффективности снижения вязкости. Основные закономерности и показатели висбрекинга утяжеленных образцов сырья исследовались на пилотной установке в режиме низкотемпературного процесса (рисунок 16). .

Зависимости вязкости, стабильности, выхода продуктов от технологических параметров аналогичны закономерностям в условиях печного висбрекинга. При равной конверсии степень снижения вязкости выше и стабильность остатка >180°С хуже при относительно низкой температуре и большей продолжительности реакции.

Исследование низкотемпературного висбрекинга утяжеленных остатков показало, что в условиях получения стабильного остатка с утяжелением сырья возрастает предельно допустимая конверсия по выходу продуктов. Получить из этих видов сырья топочный мазут марки М-100 не удалось даже с применением активирующих и турбулизирующих добавок.

Возрастание вязкости сырья с его утяжелением приводит к необходимости в снижении вязкости почти в 200 раз при сохранении стабильности остатка висбрекинга. Для решения этой проблемы были проведены исследования влияния на процесс висбрекинга инициаторов, в качестве которых применяли полиметилсилоксан, метанол и ацетон.

Опыты проводили на пилотной установке по варианту печного и низкотемпературного висбрекинга с реакционной камерой на сырье-остатке нефти типа западно-сибирской (обр.1). Результаты опытов показывают, что все испытанные добавки оказывают заметное влияние на показатели висбрекинга (таблица 11).

Таблица 11 - Влияние типа органической добавки на показатели качества остатка висбрекинга

Наименование показателей Без добавок Полиметилсилоксан, % мае. Метанол, % мае. Ацетон, % мае.

0,001 0,1 0,1 0,001 0,1 1,0 0,001 0,1 1,0

Выход продуктов, % мае.:

Газ 2,6 2,3 2,4 3,2 2,5 2,7 2,9 2,1 2,9 3,2

бензин (фр. НК-180°С) 3,7 3,1 3,9 4,1 3,6 3,8 4,0 3,2 3,9 4,3

компонент котельного топлива 93,7 94,6 93,7 92,7 93,9 93,5 93,1 94,7 93,2 92,5

Характеристика компонента котельного топлива (остаток 180°С)

температура застывания, °С 18 13 16 15 14 17 18 12 14 20

вязкость условная при 80°С, °ВУ 24 18 21 28 20 23 25 12 15 22

содержание карбено-карбоидов, % мае. 0,13 0,06 0,03 0,03 0,08 0,05 0,04 0,05 0,03 0,02

степень стабильности 2,1 2,2 2,3 2,3 2,1 2,1 2,3 2,2 2,3 2,6

степень снижения вязкости 19 25 22 16 23 20 18 38 31 21

При ведении процесса с ацетоном в области высоких концентраций (0,1-1,0% мае.) имеет место максимальный выход продуктов, выкипающих до 180°С. Наибольшую эффективность в снижении вязкости и улучшении стабильности отбензиненного остатка показал ацетон.

Изменение вязкости остатка висбрекинга в зависимости от количества добавляемого ацетона носит экстремальный характер, достигая минимального значения при концентрации ацетона 0,001 %. Увеличение количества присадки от 0,001 до 1,0% мае. приводит к уменьшению степени снижения вязкости.

Осуществление процесса висбрекинга с вовлечением в сырье 0,001 % мае. ацетона позволяет снизить вязкость сырья более чем в 110 раз при сохранении стабильности на приемлемом уровне. В опытах с ацетоном стабильность остатка висбрекинга заметно выше, чем с другими добавками. Ацетон также наиболее эффективен в снижении выхода побочных продуктов. Повышение количества ацетона от 0,001% до 1% мае. приводит к увеличению выхода побочных продуктов -газа и бензина.

На пилотной установке с выносной реакционной камерой было также изучено влияние технологических параметров на эффективность инициирующего действия ацетона.

Повышение температуры в опытах с ацетоном приводит к росту конверсии и уменьшению влияния ацетона на степень снижения вязкости. С ростом конверсии наблюдается снижение эффективности ацетона в подавлении побочных продуктов (газа и бензина).

Полученные результаты использованы при разработке технологических основ и схем процесса висбрекинга тяжелых нефтяных остатков.

Выводы

1. Проанализированы политические и экономические причины становления процесса термического крекинга в СССР. Показано, что в условиях России сложился ряд специфических особенностей, сильно осложняющих решение вопроса крекинга. Это, во-первых, техническая отсталость страны в результате гражданской войны. Во-вторых, особенности энергетической политики Советского государства в отношении нефти, которая в 1920-е годы как энергоноситель имела наименьший политический вес у партийно-хозяйственной элиты Советского государства, проигрывая как энергоноситель даже торфу.

На развитие нефтяной отрасли СССР вкладывались самые минимальные капиталовложения, составляющие всего 3,1 % от общей суммы капиталовложений в промышленность. В-третьих, отсутствие в СССР развитого машиностроения.

2.Воссоздана целостная историческая картина зарождения, становления и совершенствования первых отечественных опытно-промышленных установок термокрекинга, на основе строительства и опыта работы которых было показано, что советские специалисты могли сооружать крекинг-установки из отечественных материалов, собственными силами и на современном по тому времени технологическом уровне.

3.Показано состояние научных исследований процесса термического крекинга в СССР в 1930-е годы. Установлено, что приоритет в разработке научных основ термического крекинга и

внедрения одними из первых этого процесса в промышленность принадлежит грозненским ученым.

4. Установлено, что большую роль в становлении и развитии отечественных крекингов имело изучение зарубежного опыта по освоению и внедрению передовых технологий крекинга, из которых лучшими по технологическим, конструкционным, эксплуатационным и экономическим показателям являлись установки системы Винклер-Коха, взятые за основу при создании отечественных систем крекинга.

5.Выявлены основные этапы становления отечественных систем термического крекинга в СССР.

6. Проанализированы и установлены преимущества отечественных установок термокрекинга по сравнению с установками системы Випклер - Коха.

7. Установлено, что установки термического крекинга подвергались постоянным усовершенствованиям, модернизациям, реконструкциям по различньм схемам для комбинированного осуществления процессов термического риформинга низкооктанового прямогонного бензина и легкого крекинга гудрона, для работы по схеме АТ-висбрекинг-риформинг, глубокого крекинга гудрона, крекинга гудрона в присутствие водяного пара, воды, легкого крекинга гудрона, деструктивно-вакуумной перегонки мазута и гудрона и т.д.

8. Установлено, что в 1980-е годы нефтеперерабатывающая отрасль СССР располагала 62 установками термического крекинга на 32 нефтеперерабатывающих заводах, которые работали по различным схемам: АТ-ТК; получения термогазойля с целью получения сажевого сырья и остатка для производства электродного кокса; термического риформинга бензина, висбрекинга, крекинга тяжелого нефтяного сырья, но как основной бензинообразующий процесс в отечественной нефтепереработке термический крекинг потерял свое значение.

9. Показано, что современные достижения в технологии и в аппаратурном оформлении процесса термического крекинга (применение высокоэффективных печей двухстороннего облучения змеевиков, специальная технология регулирования давления в реакционной камере ТК, исключающая необходимость многоколонного разделения продуктов, специальное техническое оформление камеры ТК и др.) делают этот процесс экономически и технологически конкурентоспособным и привлекательным.

10. Показано, что в 1970-е годы начал находить все большее применение термический крекинг в форме висбрекинга, первые установки которого в СССР были созданы на базе установок термического крекинга, утративших свою актуальность для производства бензина. Эти установки висбрекинга сохранили технологические основы процесса термического крекинга: достаточно высокую кратность рециркуляции, реакционные камеры с нисходящим потоком, достаточно высокие давления. В настоящее время на некоторых НПЗ РФ установки висбрекинга такого типа продолжают эксплуатироваться.

11. Выявлено, что дальнейшее совершенствование и развитие процесса висбрекинга направлено на углубление переработки нефти с комбинированием его с другими процессами переработки нефтяных остатков (деасфальтизацией как способом подготовки сырья для процесса висбрекинга; с замедленным коксованием как способом переработки остатка висбрекинга и термическим крекингом вторичных дистиллятов для увеличения выхода моторных топлив;

переработкой вакуумированного остатка висбрекинга для исключения производства котельного топлива, а также применением нетрадиционных физических методов интенсификации процесса висбрекинга и термокрекинга).

12. Проведены систематизированные исследования закономерностей переработки тяжелого углеводородного сырья (с учетом тенденции его дальнейшего утяжеления) процессом висбрекинга по печному варианту и с выносной реакционной камерой с исследованием влияния на процесс инициирующих, активирующих и турбулизирующих добавок. Установлено, что для каждого вида сырья существует предельно допустимая величина конверсии, лимитируемая стабильностью получаемого крекинг-остатка.

13.Показано, что применение в качестве инициаторов органических веществ существенно повышает степень снижения вязкости и улучшает стабильность остатка. Выявлены закономерности влияния инициаторов на показатели процесса термодеструкции тяжелых нефтяных остатков.

Результаты исследований опубликованы в следующих основных научных работах, в том числе: в 3-х монографиях (№1-3), главы в 5-х кол. монографиях (№4-8), 2-х патентах (№ 910), и 15 статьях (№11-25) в журналах в соответствии с перечнем, рекомендованных для публикаций ВАК Минобразования и науки РФ

1. Ахмадова, Х.Х. Становление и развитие процесса висбрекинга тяжелого углеводородного сырья /Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, Л.Ш. Махмудова,- М.: Химия, 2008. - 208 с.

2. Становление процесса термического крекинга на Саратовском НПЗ в предвоенные годы / Х.Х Ахмадова, Э.У. Идрисова, A.M. Сыркин, Э.М. Мовсумзаде - Красноярск: Научно-инновационный центр, 2011. - 162 с.

3. Сыркин, A.M. Становление промышленных процессов термического крекинга на Кавказе / A.M. Сыркин, З.Ш. Абубакарова, Х.Х. Ахмадова,- Уфа: изд. ГУП ИНХП РБ, 2012. - 200 с.

4. Ахмадова, Х.Х. Предпосылки создания процесса термического крекинга / Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, Э.М Мовсумзаде // Социально-гуманитарные проблемы современности: человек, общество и культура. Коллективная монография. Кн. 3 - Красноярск: Научно-инновационный центр, 2011.-С. 58-104.

5. Ахмадова, Х.Х. Развитие систем жидкофазного крекинг-процесса /Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, М.А. Мусаева // Современная наука: актуальные проблемы и перспективы развития. Коллективная монография. Ставрополь: Центр научного знания «Логос», 2012. - С.8-20.

6. Ахмадова, Х.Х. Начало строительства установок крекинга в СССР / Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, Э.М Мовсумзаде // Социально-экономическое развитие территорий и территориально-распределенных хозяйственных комплексов. Коллективная монография. Красноярск, научно-инновационный центр, 2012. - С.65-93.

7. Ахмадова, Х.Х. Основные реконструкции установок термического крекинга на уфимских НПЗ в 1950-1970-е годы / Х.Х.Ахмадова, А.М.Сыркин, Э.У. Идрисова // Современная наука: актуальные проблемы и перспективы развития. Коллективная монография. Книга 2. Ставрополь: Центр научного знания «Логос», 2012. - С.181-203.

8. Разработка первых модернизированных отечественных крекинг - установок / Х.Х. Ахмадова,

А.М Сыркин, Э.У. Идрисова, М.А. Мусаева //Оценивание и мониторинг функционирования технических систем. Коллективная монография. Новосибирск: изд. Сибирская ассоциация консультантов, 2012. - С.8-32.

9. Патент №1617948 Российская Федерация, СЮ G9/00. Способ получения компонента топочных мазутов / Хаджиев С.Н., Кадиев Х.М., Басин М.Б., Имаров А.К., Ахмадова Х.Х., Светозарова О.И.; заявитель и патентообладатель Грозненский научно-исследовательский институт - №4474408/2304; приоритет изобретения 16 авг. 1988 г., зарегистрировано 1 апр.1993 г.

10. Патент №1685978 Российская Федерация, С 10G 45/06/ В 01J 31/02 Способ получения сырья для каталитического риформинга / Тарамов Х.К., Хаджиев С.Н., Ахмадова Х.Х., Каменский A.A., Светозарова О.И., Лунин В.В., Висаитова P.M.: заявитель и патентообладатель Грозненский научно-исследовательский институт - №4772973/04; заявл. 25.12.89; опубл. 23.10.91. Бюл. № 39.

11. Ахмадова, Х.Х. Основные этапы развития процессов переработки нефти и тяжелых нефтяных остатков/ Х.Х. Ахмадова, A.C. Садулаева, A.M. Сыркин // История науки и техники.- 2005.- № 1С. 119-126.

12. Ахмадова, Х.Х. Состояние крекинг-процесса в 1910-1930гг. / Х.Х. Ахмадова, Р.А-В. Турлуев, A.M. Сыркин // История науки и техники.-№1, 2007. - С.108-110.

13. Ахмадова, Х.Х. Вклад грозненских ученых в развитие нефтеперерабатывающей промышленности в период 1926-2007 гг. / Х.Х. Ахмадова, Л.Ш. Махмудова, Р.А-В. Турлуев // История науки и техники. - 2008 .-№3. - С.50-53.

14. Ахмадова, Х.Х. Вклад грозненских ученых в становление переработки грозненской нефти в период 1900-1926 гг./ Х.Х. Ахмадова, Л.Ш. Махмудова // История науки и техники.- 2008. - №3. -С.45-50.

15. Основные этапы становления и развития ГрозНИИ / Х.Х.Ахмадова, Л.Ш. Махмудова, Ж.Т. Хадисова, З.А. Абдулмежидова//Башкирский химический журнал.- 2008.Т. 15.- №2. - С. 149-151.

16. Применение процесса висбрекинга в составе комбинированных схем переработки нефти / Х.Х. Ахмадова, З.А. Абдулмежидова, Х.М. Кадиев, A.M. Сыркин // Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело". 2011. №2. С. 103-113. URL: Akhmadova/ Akhmadova l.pdf.

17. Ахмадова, Х.Х. Термокрекинг - основные этапы векового развития/ Х.Х. Ахмадова, М.Э. Мовсумзаде, A.M. Сыркин // Мир Нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. -2012,- № 3. -С.35-39.

18. Исследование процесса висбрекинга утяжеленного гудрона на автоклавной установке / Х.Х Ахмадова, Х.М. Кадиев, Н.Л. Егуткин, A.M. Сыркин // Башкирский химический журнал,- 2012. -Т. 19. -№ 1.-С. 156-159.

19. Ахмадова, Х.Х. Роль крекинг-процесса в решении бензиновой проблемы в 1910-1930-е годы / Х.Х.Ахмадова, A.M. Сыркин, З.А. Абдулмежидова // Армия и общество.- 2012,- № 1. - С. 87 - 92.

20. Ахмадова, Х.Х. Основные реконструкции установок термокрекинга на отечественных НПЗ за период 1945-2000гг./ Х.Х. Ахмадова, А.М.Сыркин, Э.М. Мовсумзаде // Химическая технология. -2012-Х» 12. - С.748-758.

21. Ахмадова, Х.Х. Совершенствование технологии и аппаратурного оформления реакционных систем процесса термического крекинга / Х.Х. Ахмадова, А.М. Сыркин, Э.У. Идрисова // В мире научных открытий. 2013. № 9.1 (45). (Гуманитарные и общественные науки).- С.450-470.

22. Основные тенденции и перспективы развития отечественного процесса термического крекинга (довоенный и военный периоды) / Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, Э.М. Мовсумзаде, Э.У. Идрисова // Естественные и технические науки, 2013, №5,- С.172-176.

23. Основные тенденции и перспективы развития отечественного процесса термического крекинга (послевоенный период и по настоящее время)/ Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, Э.М. Мовсумзаде, Э.У. Идрисова //Естественные и технические науки, 2013, №5. - С. 177-181.

24. Ахмадова, Х.Х. Первые систематические исследования по термическому крекингу / Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, Э.У. Идрисова // Современные проблемы науки и образования, (Электронный журнал), 2013.-№ 6; URL: www.science-education.ru/113-10917

25. Становление и развитие процесса термокрекинга на НПЗ Башкортостана / Х.Х Ахмадова, Э.У. Идрисова, Э.М.Мовсумзаде, А.М.Сыркин // Фундаментальные исследования, 2013, №10 (часть19), С. 2133-2139.

26. Ахмадова, Х.Х. Разновидности крекинг-процесса, существовавшие в 20-е годы XX века / Х.Х. Ахмадова, Р.А-В. Турлуев, A.M. Сыркин // История науки и техники,- 2007,- № 6, спецвыпуск № 1. - С.72-74.

27. Ахмадова, Х.Х. Способы промышленного осуществления парофазного крекинга / Х.Х.Ахмадова, Р.А-В. Турлуев, А.М.Сыркин // История науки и техники.- 2007. - № 6, спецвыпуск № 1. - С. 81-84.

28. Первые исследования ГрозНИИ процесса термического крекинга / Х.Х. Ахмадова, З.А. Абдулмежидова, З.Ш. Абубакарова, A.M. Сыркин // История науки и техники. - 2007.- № 6, спецвыпуск № 1. - С. 89-92.

29. Вклад грозненцев в развитие термокрекинга / Х.Х. Ахмадова, А.З. Абдулмежидова, Ж.Т. Хадисова, М.А. Мусаева, A.M. Сыркин // История науки и техники.- 2008.-№ 6, спецвыпуск. № 3. -С.27-30.

30. Проведение политики репрессий на крекинг-заводах в 1930-х тт./ Х.Х.Ахмадова, A.M. Сыркин, Э.У. Идрисова, М.А. Мусаева // История науки и техники. - 2008.- №12, спецвыпуск № 5. - С.38-41.

31. Ахмадова, Х.Х. Материальные балансы установок термического крекинга тяжелого углеводородного сырья / Х.Х. Ахмадова, А.М. Сыркин, Э.У. Идрисова // История пауки и техники.

- 2009,- №2, спецвыпуск №1,- С.95-98.

32. Первые комбинированные крекинг-установки / Х.Х.Ахмадова, А.М.Сыркин, Э.У.Идрисова, М.А.Такаева // История науки и техники,- 2009.- №2, спецвыпуск №1. - С.106-109.

33. Ахмадова, Х.Х. Тенденция развития процесса термокрекинга в СССР в 1950-1960-е гг. / Х.Х.Ахмадова, Э.У. Идрисова, А.М.Сыркин // История науки и техники,- 2009,- №9, спецвыпуск №3. - С. 17-20.

33. Хронология строительства крекинг-установок в СССР в 1950-1960-е гг. / Х.Х. Ахмадова, Э.У. Идрисова, A.C. Садулаева, A.M. Сыркин // История науки и техники,- 2009. -№9, спецвыпуск №3.

- С.44-47.

34. Ахмадова, Х.Х. Обзор методов определения потенциала бензина при работе крекинг-установок в 1920- 1940 годы / Х.Х. Ахмадова, Э.У. Идрисова, З.А. Абдулмежидова, H.JI. Егуткин // История науки и техники.- 2009. - №12, спецвыпуск № 4. - С.101-104.

35. Ахмадова, Х.Х. Состояние крекингостроения в США и СССР в предвоенные годы / Х.Х Ахмадова, Э.У. Идрисова, З.А. Абдулмежидова, A.M. Сыркин // История науки и техники,- 2010.-№6, спецвыпуск № 2. - С.120-123.

36. Ахмадова, Х.Х. История оснащения оборудованием первых крекинг-установок системы Винклер-Коха на Саратовском крекинг-заводе / Х.Х. Ахмадова, Э.У. Идрисова, A.M. Сыркин // История науки и техники. -2010. - №6, спецвыпуск № 2. - С. 145-149.

37. Ахмадова, Х.Х. Зарождение Саратовского крекинг-завода / Х.Х. Ахмадова, Э.У. Идрисова, A.M. Сыркин //История науки и техники. -2010. -№6, спецвыпуск № 2. - С. 127-131.

38. Реконструкция установок термического крекинга в предвоенные годы / Х.Х.Ахмадова, З.А. Абдулмежидова, Э.У.Идрисова, A.M. Сыркин // История науки и техники.- 2010. - №9, спецвыпуск № 3.- С.62-67.

39. Кадиев, Х.М. Закономерности процесса висбрекинга в присутствии активирующих и инициирующих добавок / Х.М. Кадиев, М.Б. Басин, О.И. Светозарова, Х.Х. Ахмадова //Перспективные процессы и катализаторы нефтепереработки и нефтехимии: Сб. науч. тр. ГрозНИИ. -М.: ЦНИИТЭнефтехим. - 1990. Вып. 43. - С. 84 -92.

40. Ахмадова, Х.Х. Процесс висбрекинга по технологии ГрозНИИ / Х.Х.Ахмадова, Р.А-В. Турлуев // Труды ГГНИ им. акад. М.Д. Миллионщикова,- Грозный.- 2005. Вып.5. - С. 82-93.

41. Ахмадова, Х.Х. Обзор по установкам термокрекинга / Х.Х. Ахмадова, З.Ш. Абубакарова, A.M. Сыркин // Материалы Международной научно-практической конференции «Нефтепереработка и нефтехимия-2006»- Уфа, 2006. - С. 69-71.

42. Ахмадова, Х.Х. Низкотемпературный висбрекинг по технологии ГрозНИИ / Х.Х.Ахмадова, З.А. Абдулмежидова, А.М Сыркин // VII Конгресс нефтегазопромышленников России. Материалы международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка и нефтехимия -2007».

- Уфа, 2007. - С.74 -75.

43. Ахмадова, Х.Х. Основные этапы внедрения висбрекинга на отечественных НПЗ / Х.Х. Ахмадова, Р.А-В.Турлуев, Ж.Т. Хадисова //Сборник научных трудов Академии наук ЧР, Комплексного научно-исследовательского института Российской Академии наук.- Нальчик, 2007.

- С.22-26.

44. Современное состояние процесса висбрекинга - термокрекинга / Х.Х.Ахмадова, А.М.Сыркин, М.А.Мусаева, Ж.Т Хадисова // Материалы Международной научно-практической конференции 14-15 мая 2008г. «Актуальные проблемы технических, естественных и гуманитарных наук». -Уфа, 2008. Вып.З. - С. 456-458.

45. Ахмадова, Х.Х. Направление развития термокрекинга в СССР в 1945-1960-е годы / Х.Х. Ахмадова, Э.У. Идрисова, A.M. Сыркин // Материалы международной научно-практической конференции «Нефтепереработка - 2009», изд. ГУП ИНХП. - Уфа. 2009. - С.90-92.

46. Ахмадова, Х.Х. Организация крекинг-производства в СССР в 1940-1945 гг. / Х.Х. Ахмадова, Э.У. Идрисова, A.M. Сыркин // Материалы международной научно-практической конференции «Нефтепереработка -2009», изд. ГУП ИНХП. - Уфа. 2009. - С.92-93.

47. Реконструкция установок термического крекинга в предвоенные годы / Х.Х. Ахмадова, З.А. Абдулмежидова, Э.У. Идрисова, A.M. Сыркин // Материалы межд. научно-практ. конф. «Нефтепереработка-2010. изд. ГУП ИНХП. - Уфа. 2010. - C.5I-52.

48. Ахмадова, Х.Х. Развитие, реконструкция и модернизация установок термического крекинга в предвоенные годы в СССР/ Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин // Химическая техника.- 2010. - №10. - С. 42-45.

49. Ахмадова, Х.Х. Влияние активатора на вязкость и степень стабильности исходного гудрона /Х.Х.Ахмадова, Х.М.Кадиев, А.М Сыркин //Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии. Материалы XXV Юбилейной Международной научно-технической конференции «Реактив-2011».-Уфа: Изд. «Реактив», 2011.-С.144-145.

50. Ахмадова, Х.Х. Изучение закономерностей висбрекинга на проточной пилотной установке / Х.Х. Ахмадова, Х.М.Кадиев, A.M. Сыркин // Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии. Материалы XXV Юбилейной Международной научно-технической конференции «Реактив-2011»,- Уфа: Изд. «Реактив», 2011. - С.153-154.

51. Ахмадова, Х.Х. Висбрекинг с реакционной камерой в отечественной нефтепереработке / Х.Х. Ахмадова, Х.М. Кадиев, A.M. Сыркин // Научно-инновационный центр. Научное творчество XXI века. Сборник статей (по итогам V Международной научно-практической конференции). Том 3. Красноярск,- 2012. - С.298-302.

52. Ахмадова, Х.Х. Становление и развитие процесса термического крекинга в конце Х1Х-начале XX века/ Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, Э.У. Идрисова //Наука и образование в России и за рубежом» По материалам Международной научной конференции, Изд. ДОЛЕНКО. Москва. 2012. - С. 58-65.

53. Ахмадова, Х.Х. Термический крекинг в отечественной нефтепереработке / Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, Э.У. Идрисова // Народное хозяйство. Вопросы инновационного развития. Всероссийский научно-практический журнал. М.:изд. МИИ Наука.-2012.-№1,- С.218-222.

54. Ахмадова, Х.Х. Этапы становления отечественного процесса висбрекинга/ Х.Х.Ахмадова, A.M. Сыркин, Л.Ш. Махмудова //Materialy VIII Mezinarodni vëdecko-prakticka conference "DNY VËDY-2012"27 brezen-05 dubna2012.Dil 56 Historié. Pralia/ Publishing House Education and Science.s.r.o.- 2012.- C.35-44.

55. Ахмадова, Х.Х. Анализ становления первых систем жидкофазного крекинга / Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, М.А. Такаева // Народное хозяйство. Вопросы инновационного развития. Всероссийский научно-практический журнал. М.гизд. МИИ Наука,- 2012,- №2,- С.76-80.

56. Ахмадова, Х.Х. Dervelopment of process of thermal cracking during the pre-war period, technology: materials of the II international research and practice conference, Vol. III,Westbaden, May 9th—] 0th, 2012 / Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, Л. Ш. Махмудова //publishing office "Bildungszentrum Rodnik e.V."- c. Wiesbaden, Germany, 2012.- P.12-17.

57. Akhmadova, H.H. E main Schemes of thermal cracking installations in native oil refining Science and Education [text]: materials of the international research and practice conference, Westbaden, June 27-28, 2012/ H.H. Akhmadova, A.M. Syrkin, Zh.T. Hadisova //publishing office "Bildungszentrum Rodnik e.V."- c. Wiesbaden, Germany, 2012.-P.120-128.

58. Ахмадова, Х.Х. Основни проблеми с творба от нови материали и технологии. Первый парофазный крекинг в Грозном / Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, Э.У. Идрисова // Материали за 8-а международна научна практична конференция, «Научният потенциал на света»,-2012. Том. 14. Биология, Химия и химически технологии. Екология. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД - С.33-39.

59. Ахмадова, Х.Х. Исследование газов процесса термокрекинга в СССР в 1920-1930-е годы как источника сырья для организации нефтехимической промышленности/ Х.Х. Ахмадова, Л.Ш.Махмудова, М.Д. Ибрагимова //Новейшие аспекты научных исследований начала XXI века (Часть 3): сб. науч. Трудов.- Ростов - на - Дону: Научное сотрудничество, 2012,- С.148-164.

60. Ахмадова, Х.Х. Становление нефтехимической промышленности в СССР на основе газов процесса термокрекинга / Х.Х. Ахмадова, Л.Ш. Махмудова, М.Д. Ибрагимова //Новейшие аспекты научных исследований начала XXI века (Часть 3): сб. науч. Трудов. - Ростов - на - Дону: Научное сотрудничество, 2012,- С.164-174.

61. Ахмадова, Х.Х. Вклад Грозного в развитие процесса крекинга в СССР/ Х.Х Ахмадова, А.М.Сыркин, Э.У. Идрисова // Materialy IX mezinarodni vêdecko - prakticka conference «Moderni vymozenosti vëdy - 2013». - Dil 25. Historié: Praha. Publishing House «Education and Science» s.r.o -104 stran - C.45-49.

62. Ахмадова, Х.Х. Применение процесса термокрекинга в составе комбинированных установок / Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркип, Э.У. Идрисова //Materialy IX Miçdzynarodowej naukowi-praktycznej konferençji «Naukowa mysl informacyjnej powieki - 2013» Volume 17. Filologiczne nauki. Historia. Muzyka i iycie.: Przemysl. Nauka i studia - 96 str. - C.75-79.

63. Ахмадова, Х.Х. Создание отечественных соляровых крекинг-установок системы Винклер-Коха/ Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, Э.У.Идрисова // Materialy IX Miçdzynarodowej naukowi-praktycznej konferençji «Naukowa mysl informacyjnej powieki - 2013» Volume 17. Filologiczne nauki. Historia. Muzyka i zycie: Przemysl.Nauka i studia - 96 str. - C.79-83.

64. Ахмадова, Х.Х. Выносные реакционные камеры процесса висбрекинга / Х.Х.Ахмадова, Х.М. Кадиев, A.M. Сыркин // Materialy IX mezinarodni vèdecko - prakticka conference «Efektivni nastroje modernich vëd - 2013». - Dil 42. Technicke vëdy: Praha. Publishing House «Education and Science» s.r.o - 96 stran. - C.70-75.

65. Ахмадова, Х.Х. Первые установки термического крекинга в Волжско-Уральском регионе / Х.Х. Ахмадова, Э.У. Идрисова, A.M. Сыркин // Материалы межд научно-практ.конф. «Нефтепереработка -2013», изд. ГУП ИНХП, 2013, Уфа,- С 50-51.

66. Ахмадова, Х.Х. Первые отечественные опытно-промышленные установки термокрекинга / Х.Х. Ахмадова, A.M. Сыркин, Э.У. Идрисова // Материали за 9-а международна научна практична конференция, «Динамиката на съвременната наука», - 2013. Том 1. История. Философия. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД - С.42-46.

67. Akhmadova, Н.Н. Two modifications of process of viscosity breaking / Akhmadova H.H., Syrkin A.M., Idrisova E.U. //Materials of the III International research and practice conference «Science and Education», Vol.1, Munich, April 25 th -26 2013/ publishing office Velaverlag Waldkraburg - Munich-Germany, 2013 - P. 78-82.

68. Ахмадова, Х.Х. Применение установок термокрекинга для производства термогазойля - сырья для получения техуглерода/ Х.Х Ахмадова, A.M. Сыркин, Э.У. Идрисова /У Materialy IX Miçdzynarodowej naukowi-praktycznej konferençji «Prpektywiczne opracowania sa nauka I technikami -2013» Volume 14. Historia.: Przemysl. Nauka i studia - 80 str. C.45-52.

Подписано в печать 23.12.2013. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/ц Гарнитура «Тайме». Печать трафаретная. Усл. печ. л. 3 Тираж 90. Заказ 7

Редакционно-издательский центр Уфимского государственного нефтяного технического университета

Адрес: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1

ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» ФГБОУ ВПО «Грозненский государственный нефтяной технический университет

имени академика М.Д. Миллионщикова »

На правах рукописи

05201450735

АХМАДОВА ХАВА ХАМИДОВНА

СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ СИСТЕМ ТЕРМИЧЕСКОГО КРЕКИНГА

Специальности: 02.00.13 «Нефтехимия»

07.00.10 «История науки и техники»

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант: академик РАН, доктор химических наук, профессор Хаджиев С.Н.

Уфа-2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение...................................................................................................... 6

ГЛАВА 1 ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОГО КРЕКИНГА В СССР В 1920-1930-Е ГОДЫ......................................................... 10

1.1 Вклад русских ученых в развитие термического крекинга в конце XIX века.............. 10

1.2 Предпосылки для развития крекинг-процесса в конце XIX - начале XX в................... 13

1.3 Состояние крекингового производства в различных странах в 1910-1930-е годы........ 16

1.4 Становление процесса термического крекинга в СССР в 1910-1930-е годы............... 24

1.4.1 Создание первых отечественных опытно-промышленных установок термокрекинга................................................................................................ 24

1.4.2 Состояние научных исследований процесса термического крекинга в СССР

в 1920-е годы................................................................................................... 30

1.4.3 Строительство первых промышленных зарубежных установок термического крекинга в СССР в конце 1920-х годов................................................................. 34

1.5 К выбору отечественной системы крекинга....................................................... 41

1.6 Строительство первой отечественной промышленной установки«Советский крекинг» 51 ГЛАВА 2 СОЗДАНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ

ПРОМЫШЛЕННЫХ МОДЕРНИЗИРОВАННЫХУСТАНОВОК КРЕКИНГА СИСТЕМЫ ВИНКЛЕР-КОХА......................................................................... 62

2.1 Грозненские отечественные крекинг-установки на базе системы Винклер-Коха,

работающие на мазуте.................................................................................................................. 62

2.1.1 Технологическая схема и основное оборудование модернизированных

установок системы Винклер-Коха....................................................................... 73

2.2 Проведение политики репрессий на крекинг-заводах........................................... 79

2.3 Саратовские советские крекинг-установки системы Винклер-Коха......................... 82

2.3.1 Технологическая схема саратовских крекингов системы Винклер-Коха....................... 83

2.3.2 Основное оборудование крекинг-установок Саратовского НПЗ......................................... 84

2.3.3 Производственные показатели советских крекингов на Саратовском крекинг-

заводе.................................................................................................................... 96

2.4 Строительство первых отечественных комбинированных установок крекинга........... 101

ГЛАВА 3 СОЗДАНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ДВУХПЕЧНЫХ УСТАНОВОК КРЕКИНГА СИСТЕМЫ «НЕФТЕПРОЕКТ»..................................................... 105

3.1 Создание советской двухпечной крекинг-системы Нефтепроекта........................... 105

3.2 Технологическая схема двухпечной установки системы Нефтепроекта.................... 108

3.3 Основная аппаратура двухпечной крекинг-установки системы Нефтепроекта............ 111

3.4 Парофазная очистка пресс-дистиллята на установке парофазной очистки

установки Нефтепроекта................................................................................... 115

3.5 Стабилизационная установка крекинг-установки системы Нефтепроекта................. 116

3.6 Из опыта эксплуатации советских двухпечных крекинг-установок системы Нефтепроекта................................................................................................ 117

3.7 Хронология строительства крекинг-установок системы «Нефтепроекта» в

предвоенные годы........................................................................................... 123

ГЛАВА IV СТРОИТЕЛЬСТВО ОТЕЧЕСТВЕННЫХ УСТАНОВОК ТЕРМИЧЕСКОГО КРЕКИНГА В СССР В ПЕРИОД 1940-1945гг.......................... 128

4.1 Ситуация с производством ГСМ и крекинг-бензина в первые годы войны................ 128

4.2 Вклад Волжско — Уральского района в развитие крекингостроения в годы войны....... 131

4.3 Строительство крекинг-установок в Сызране.................................................... 132

4.4 Строительство Краснокамской крекинг-установки............................................. 135

4.5 Реконструкция крекинг-установок в Баку в годы войны....................................... 136

ГЛАВА V ПОСЛЕВОЕННОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО ОТЕЧЕСТВЕННЫХ

КРЕКИНГ-УСТАНОВОК............................................................................... 138

5.1 Состояние процесса термического крекинга в 1945-1950-е годы............................. 138

5.2 Принципиальная технологическая схема и основное оборудование

отечественных крекинг-установок системы Гипронефтезавода.................................... 141

5.3 Строительство отечественных крекинг-установок на восточных НПЗ в

послевоенные годы.......................................................................................... 145

5.4 Обобщение опыта эксплуатации отечественных установок термокрекинга на восточных НПЗ............................................................................................... 151

5.5 Строительство отечественных установок термического крекинга в 1950-1960- годы.... 159 ГЛАВА VI Отечественные установки термического крекинга, реконструированные

в 1950-1980-е годы.......................................................................................... 161

6.1 Основная тенденция в развитие нефтеперерабатывающей отрасли в СССР в 1950-1960-е годы.............................................................................................. 161

6.2 Реконструкции бакинских крекинг-установок................................................ 162

6.2.1 Реконструкция соляровых установок Винклер-Коха на двухпечный крекинг

мазута........................................................................................................... 163

6.2.2 Основные усовершенствования бакинских крекинг-установок в 1948-1950 гг.......... 166

6.2.3 Реконструкция бакинских двухпечных крекинг-установок Винклер-Коха на

легкий крекинг мазута по методу Института нефти АН Азерб. ССР............................. 167

6.2.4 Процесс легкого термического крекинга масляного гудрона................................ 173

6.2.5. Процесс бессолярового углубленного термического крекинга мазута прямой гонки. 175

6.2.6 Схема глубокого термического крекинга масляного гудрона................................ 177

6.2.7 Схема крекинга гудрона с подачей водяного пара или воды................................ 180

6.2.8 Процесс комбинированного риформинга лигроина в сочетании с легким

крекингом мазута прямой гонки на двухпечных установках....................................... 181

6.3 Схемы реконструкций грозненских крекинг-установок................................... 185

6.3.1 Реконструкция одинарных и сдвоенных крекинг-установок Винклер-Коха по

системе двухпечного крекинга............................................................................ 185

6.3.2 Реконструкция крекинг-установок системы Нефтепроекта.................................. 188

6.3.3 Схема реконструкции отечественных установок Винклер-Коха,

предложенная Б.П. Филатовым........................................................................... 194

6.3.4 Реконструкция крекинг-установок системы Винклер-Коха для деструктивной переработки мазутов........................................................................................ 197

6.3.5 Процесс ГрозНИИ для термокаталитической переработки мазутов....................... 201

6.3.6 Усовершенствованный процесс деструктивной переработки ГрозНИИ.................. 206

6.3.7 Термокрекинг в комбинированных системах ГК-3............................................ 208

6.4 Схемы реконструкций установок термического крекинга Башкирского экономического района................................................................................... 209

6.4.1 Работа установок термического крекинга системы Гипронефтезаводы при различных схемах питания печи тяжелого сырья..................................................... 209

6.4.2 Реконструкция типовых установок термического крекинга Ново-Уфимского НПЗ

в 1958 г......................................................................................................... 216

6.4.3 Перевод двухпечных установок термического крекинга на крекинг тяжелого сырья

в 1958г.......................................................................................................... 219

6.4.4 Схема реконструкции уфимских установок термического крекинга для комбинированного осуществления на них процессов термического риформинга низкооктанового бензина................................................................................... 222

6.4.5 Переоборудование установок термического крекинга для работы

на нефти по схеме AT — висбрекинг — риформинг в 1962г....................................... 230

6.4.6 Реконструкции установок термического крекинга с целью

глубокой стабилизации бензинов в 1960-е годы...................................................... 232

6.4.7 Перевод установки термического крекинга Ново-Уфимского НПЗ на

переработку нефти в начале 1970 -х годов............................................................. 233

6.4.9 Реконструкция установок термокрекинга на Салаватском НПЗ............................ 238

6.4.10 Реконструкция установок Ишимбаевского НПЗ.............................................. 244

6.5 Реконструкция установок термического крекинга на НПЗ Поволжья..................249

6.5.1 Реконструкция установок термокрекинга на Краснокамском НПЗ................................................249

6.5.2 Реконструкция установок термокрекинга на Волгоградском НПЗ в конце

1960-х годов......................................................................................................................................................................................................254

6.5.3 Реконструкция установок термокрекинга Куйбышевского НПЗ......................................................261

6.5.4 Реконструкция установки термокрекинга Ново-Куйбышевского НПЗ........................................266

6.6 Реконструкция установок термокрекинга Красноводского НПЗ.........................268

6.7 Реконструкция установок термокрекинга на Омском НПЗ................................274

6.8 Реконструкция установок термокрекинга на Ухтинском НПЗ......................................................284

ГЛАВА VII ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВОК ТЕРМИЧЕСКОГО

КРЕКИНГА И ВИСБРЕКИНГА В СССР ПО СОСТОЯНИЮ на 1980-е годы......................287

7.1 Состояние процесса термического крекинга на отечественных НПЗ в 1980-е годы............287

7.1.1 Характеристика установок термического крекинга по состоянию на 1980-е

годы после проведенных реконструкций и усовершенствований..................................................................287

7.1.2 Характеристика сырья, применяемого на установках термокрекинга в СССР в

1980-е годы......................................................................................................................................................................................................293

7.1.3 Варианты работы установок термического крекинга на отечественных НПЗ в 1980е-годы..........................................................................................................................................................................................................299

7.1.4 Характеристика продуктов, получаемых на установках термокрекинга....................................311

7.2 Исследование процесса висбрекинга и строительство установок

висбрекинга по технологиям ГрозНИИ на НПЗ СССР и за рубежом в 1980-е годы....................320

7.2.1 Строительство установки висбрекинга на Бургасском НХК................................................................320

7.2.2 Установки висбрекинга в составе комбинированных установок КТ-1........................................324

7.2.3 Исследования ГрозНИИ по низкотемпературному висбрекингу тяжелых

нефтяных остатков....................................................................................................................................................................................327

7.2.4 Внедрение процесса низкотемпературного висбрекинга на Мажейкяйском НПЗ............330

7.2.5 Реконструкция действующих установок термокрекинга под процесс висбрекинга

по технологиям ГрозНИИ в 1980-е годы............................................................................................................................333

ГЛАВА VIII СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССА ВИСБРЕКИНГА и ТЕРМОКРЕКИНГА

НА НПЗ РОССИИ В ПЕРИОД 1990-е ГОДЫ И ПО НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ..........................337

8.1 Строительство установки низкотемпературного висбрекинга на Омском НПЗ......................341

8.2 Исследования ИПНХП АН РБ по усовершенствованию технологии процессов термического крекинга и висбрекинга в 1990-е годы................................................................................................344

8.3 Исследования ИПНХП АН РБ по усовершенствованию технологии

процессов термического крекинга и висбрекинга в 2000-е годы....................................................................354

8.3.1 Установка висбрекинга Салаватского НПЗ, технологическая схема, конструкция

аппаратов............................................................................................................................................................................................................370

8.4 Комбинирование висбрекинга с другими процессами переработки нефтяных остатков 381

8.5 Нетрадиционные методы интенсификации процесса висбрекинга......................................................388

ГЛАВА IX ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА

ВИСБРЕКИНГА ТЯЖЕЛОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ........................................................394

9.1 Описание экспериментального оборудования и методика исследований....................................394

9.1.1 Аппаратура и методика проведения экспериментальных работ на установке периодического действия....................................................................................................................................................................394

9.1.2 Аппаратура и методика проведения экспериментальных исследований на непрерывно-действующей пилотной установке............................................................................................................395

9.1.3 Методы анализа сырья и продуктов реакции......................................................................................................398

9.2 Исследование закономерностей висбрекинга на автоклавной установке......................................399

9.2.1 Влияние температуры и времени реакции на конверсию чистого гудрона..............................399

9.2.2 Зависимость вязкости и стабильности остатка висбрекинга от конверсии..............................403

9.2.3 Закономерности висбрекинга гудрона в присутствии активирующих добавок..................405

9.2.4 Влияние активатора на вязкость и степень стабильности исходного гудрона......................405

9.2.5 Влияние активатора на результаты висбрекинга..............................................................................................406

9.3 Изучение закономерностей висбрекинга на проточной пилотной установке............................410

9.3.1 Определение стабильного количества бензина - турбулизатора......................................................410

9.3.2 Исследование влияния температуры и времени реакции на результаты висбрекинга. гудрона................................................................................................................................................................................................................412

9.3.3 Низкотемпературный висбрекинг тяжелых нефтяных остатков........................................................416

9.3.4 Разработка технологических принципов инициированного висбрекинга..................................423

9.3.5 Выбор эффективного инициатора..................................................................................................................................424

9.3.6 Влияние природы разбавителя на эффективность инициатора............................................................426

9.3.7 Исследование влияния количества инициатора на показатели висбрекинга........................428

9.3.8 Влияние технологических параметров на эффективность инициатора........................................431

9.3.9 Показатели висбрекинга с активатором и инициатором..........................................................................435

Выводы................................................................................................................................................................................................................436

Литература......................................................................................................................................................................................................438

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе рассматривается история становления, развития и совершенствования отечественных систем процесса термического крекинга.

XX век принес человечеству множество открытий, которые значительно изменили мир. Одним из таких открытий явился процесс термического крекинга, который открыл собой эру химической переработки нефти и в довоенный период являлся основным процессом производства бензина. Именно благодаря этому процессу, мир обязан производством громадного количества бензина улучшенного качества из тяжелых продуктов [1].

Период химической переработки нефти начался с заявки В.Бартона на способ производство бензина от 3 июля 1912 г., положительное решение на которое было получено 7 января 1913г. [2]. В предвоенные годы крекинг занимал одно из самых важных мест среди процессов переработки нефти, и с начала своего зарождения по настоящее время находится в постоянном развитии и совершенствовании. Анализ развития этого первого деструктивного процесса переработки нефти показывает, как много усилий и труда большого количества исследователей и инженеров было затрачено на его модернизацию и совершенствование [3]. Развитие крекинговых установок в предвоенный период, несомненно, являлось крупнейшим шагом в становлении и развитии технологии и техники нефтеперерабатывающей промышленности.

Широкое промышленное использование процесса термического крекинга в начале XX века было обусловлено сильно возросшим спросом на бензин в связи с быстрым ростом автомобильного парка. Удовлетворить возросшие потребности в бензине просто отбором содержащейся в перерерабатываемых нефтях бензиновой фракции нефтяная промышленность в этот период не могла, несмотря на сильно возросшее количество добываемой нефти. Освоение процесса термического крекинга с вовлечением в переработку высокомолекулярных компонентов нефти позволило значительно повысить выходы бензиновых и керосиновых фракций, спрос на которые не удавалось полностью удовлетворить только за счет выделения содержащихся в нефтях компонентов. Развитие автомобильной промышленности было, таким образом, первым толчком к техническому совершенствованию процессов переработки нефти. Вовлечение в переработку высокомолекулярных компонентов позволило значительно повысить выходы бен