Характеристика ЦРП-3. Модернизация центрального распределительного пункта №3 ОАО "Орскнефтеоргсинтез"

Постановка задачи модернизации

В 2011 году вступит в действие технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» о введении в Российской Федерации новых норм экологии — так называемых норм Евро-3. Суть данных норм заключается в ужесточении состава вредных выбросов в атмосферу, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, работающих на углеводородном топливе. В частности автомобилей, двигатели которых работают на бензине и дизельном топливе.

Казалось бы, что эта проблема целиком и полностью должна решаться автопроизводителями. Но это глубокое заблуждение, так как основной продукт горения в двигателях — это бензин и содержание в нем определенных веществ напрямую влияет на экологию выброса. Следовательно, необходма дополнительная обработка топлива, что в свою очередь влечет изменение процесса переработки нефти.

Некоторые компоненты высокооктановых бензинов, в первую очередь катализат риформинга, не могут быть использованы непосредственно в качестве товарного бензина из-за недостаточной концентрации легких (пусковые) фракций. Поскольку риформингу подвергают обычно фракцию бензина с началом кипения от 85 до 105 °C (а иногда и выше), протекающие при этом реакции гидрокрекинга не могут обеспечить требуемое стандартом содержание легких фракций. С другой стороны, в тяжелых фракциях катализата содержатся ароматические углеводороды С9 и выше (их точка кипения от 152 до 176°С), способствующие повышению нагарообразования в двигателях. Повышенное содержание ароматических углеводородов в бензинах приводит также к увеличению концентрации, канцерогенных веществ в выхлопных газах двигателей.

Таким образом, добавление легких бензиновых фракций к бензинам риформинга, особенно полученным при жестком режиме, обеспечивает требуемый фракционный состав и снижает концентрацию нагарообразующих ароматических углеводородов. Естественно, что эти легкие компоненты должны обладать высоким октановым числом, близким к октановому числу бензина риформинга. Этому условию удовлетворяют легкие изопарафины (C5 — C8). Изопентан и изогексаны могут быть получены методом каталитической изомеризации.

Перед предприятиями встала серьезная проблема по совершенствованию процесса переработки и очистки топлива. Одни производители имели необходимые объекты для становления процесса доочистки сырья, оставалось только возродить их и наладить технологический цикл. Другим нефтепереработчикам предстояло строительство новых объектов и внедрение их в основной цикл производства. А это очень сложный процесс.

Таким путем и было решено пойти на ОАО «Орскнефтеоргсинтез» — строительство новой установки изомеризации легких бензиновых фракций.

Сущностью изомеризации является каталитическое превращение легких парафинов нормального строения в соответствующие изопарафины.

Наиболее ранние промышленные процессы изомеризации были предназначены для увеличения ресурсов изобутана — сырья для производства алкилата, являющегося высокооктановым компонентом авиационных бензинов. Первые промышленные установки такого типа начали строить в годы II мировой войны. Сырьем служил н-бутан, выделяемый из газов нефтепереработки. Процесс изомеризации н-бутана представлял особый интерес для тех заводов, на которых отсутствовали установки каталитического крекинга (газ каталитического крекинга богат изобутаном). Катализатором изомеризации служил хлорид алюминия, активированный HCl и используемый при мягком температурном режиме (90 — 120°С) и при повышенном давлении в реакционной зоне. Обычно используют катализатор на основе платины. Процесс протекает при 150 — 205 °C, 1,5 — 3,0 МПа и объемной скорости 3—5 ч-1 по жидкому сырью с циркуляцией водорода.

В послевоенные годы, в связи с резким падением спроса на авиационный бензин, процесс изомеризации на некоторое время утратил свое значение. Однако спустя несколько лет интерес к нему вновь пробудился из-за все возрастающих требований к качеству автомобильных бензинов. Установки каталитического риформинга стали практически непременным элементом нефтеперерабатывающего завода. При получении сырья риформинга наиболее легкая часть прямогонного бензина («головка») остается на заводе в виде компонента товарного бензина. Однако подавляющая масса перерабатываемых нефтей характеризуется низкооктановыми бензиновыми фракциями, и даже этот легкий бензин имеет обычно невысокое октановое число, например бензин с началом кипения — 85 °C из ромашкинской нефти имеет октановое число всего 63,4. Подвергая легкую фракцию изомеризации, можно повысить ее октановое число на 15 — 20 единиц за счет превращения н-парафинов в углеводороды изостроения.

Разработка и усовершенствование катализаторов платиновой группы, применяемых для риформинга, позволили использовать катализаторы этого типа и для процесса изомеризации. За счет применения платинового катализатора оказалось возможным улучшить экономику процесса и повысить пропускную способность отдельных установок.

Эксплуатация такого объекта требует достаточно больших технических и энергетических затрат. А именно электроснабжение потребителей по высшей категории безопасности и бесперебойности. На подобных объектах присутствует достаточно много электропотребителей на разное напряжение и большой суммарной мощностью потребления.

Чтобы обеспечить электроэнергией всех потребителей необходимого качества и мощности следует построить новую комлектную трансформаторную подстанцию (КТП) с понижающими трансформаторами 6/0,4 кВ суммарной мощностью потребления 1600 кВА на территории установки.

Но есть проблема с подключением КТП к заводской сети на 6 кВ — просто нет физической возможности. Все трансформаторы заводских ТП с выходным напряжением 6 кВ загружены на всю мощность. Но есть возможность подключиться к ГПП, у которой выходное напряжение 10 кВ. Для ее объединения с ТП установки изомеризации необходимо строительство новой ТП с понижающими трансформаторами 10/6 кВ. Этот вариант крайне дорог и требует больших технических затрат.

В результате проведенного анализа заводской распределительной сети, была найдена возможность подключить ТП установки изомеризации к ЦРП № 3, трансформаторы которой обеспечат необходимое выходное напряжение 6 кВ и необходимую мощность потребителей новой установки. Достаточно провести на ЦРП № 3 легкую модернизацию, которая заключается в замене отходных ячеек РУ-6 кВ на ячейки меньшего размера (по ширине). Это приведет к возможности подключить ТП установки изомеризации и появлению новых шести резервных ячеек на 6 кВ.

Так же, в связи с тем, что почти все оборудования ЦРП-3 было выпущено в 60-х годах и не раз не производилась его замена, большая часть его морально и физически устарела. Поэтому необходимо заменить наиболее его важные составляющие. Таковыми являются масляные выключатели РУ-6 кВ и РУ-10 кВ. Их замена на вакуумные также будет рассматриваться в данной работе.