Импортозамещающие катализаторы НПП НЕФТЕХИМ: ликвидация слабых звеньев производственного процесса на российских НПЗ
Уже более 20 лет НПП Нефтехим успешно конкурирует на российском и международном рынке с ведущими иностранными поставщиками катализаторов изомеризации и риформинга. Разработанные еще в начале нулевых годов катализаторы и технологии за минувшие годы были усовершенствованы в собственной лаборатории НПП Нефтехим и ушли далеко вперед от устаревших западных аналогов. Сегодня все иностранные катализаторы изомеризации, риформинга и гидроочистки бензиновых фракций могут быть успешно заменены на российские с повышением эксплуатационной надежности и качества продукции.
В текущих реалиях деятельность НПП Нефтехим по разработке, производству и поставке современных катализаторов приобретает стратегически важное значение для импортной независимости России в области ТЭК. Чтобы подробнее узнать о достижениях российской науки и промышленности в этой области, мы побеседовали с генеральным директором НПП Нефтехим, лауреатом премии Правительства РФ в области науки и техники, к.х.н. Александром Никитовичем Шакуном.
Александр Никитович, расскажите подробнее в чем главные преимущества технологий и катализаторов, разработанных под Вашим руководством?
Если говорить о катализаторах изомеризации бензиновых фракций, катализаторах марки СИ-2, то главными преимуществами, несомненно, являются высокая надежность, устойчивость к отклонениям в составе сырья и содержанию в нем примесей. Катализаторы изомеризации СИ-2 непрерывно эксплуатируются на протяжении 1015 лет с сохранением всех гарантированных показателей активности и селективности процесса. При этом не требуется проведение регенерации специальной операции по удалению кокса и загрязняющих веществ с поверхности катализатора. Если регенерация СИ-2 и проводилась на некоторых установках, то это было вызвано в основном необходимостью выгрузки для проведения инспекции реакторов. Во всех остальных случаях катализатор превосходно работает без регенерации в течение всего гарантийного срока, а это 1015 лет. Это практически невозможно представить для иностранных катализаторов, которые пользовались спросом на российском рынке до введения санкций.
ТАБЛИЦА 1. Сравнение промышленных технологий изомеризации
Наименование показателя | Технологии на хлорированных катализаторах | Технология Par-Isom | Технология Изомалк-2 на катализаторе СИ-2 |
Температура на входе в реакторы, С | 120170 | 130220 | 120 160 |
Давление, МПа | 3.23.8 | 2.83.6 | 2.83.6 |
Объемная скорость, час-1 | 1.02.0 | 2.03.0 | 2.03.0 |
Мольное отношение Н2 : сырье | 0.070.15 | 1.52.5 | 1.52.5/ 0.070.15 |
Срок службы катализатора, лет | 3 5 | 810 | 1015 |
Необходимость периодической регенерации | нет | да | нет |
Необходимость адсорбционной доочистки сырья от примесей воды | да | нет | нет / с меньшей периодичностью регенерации адсорбента |
Необходимость адсорбционной доочистки сырья от примесей серы и азота | да | нет | нет |
Устойчивость к проскокам каталитических ядов | безвозвратная дезактивация | активность восстанавливается | активность восстанавливается |
Подача хлорирующего реагента | да | нет | нет |
Продукты защелачивания | да | нет | нет |
Октановое число общего изокомпонента по различным схемам процесса, пункты и.м.: - за проход - ДИГ - ДИП+ДП+ДИГ/ДИП+Супер-ДИГ | 8185 8889 9193 | 8084 8688 9092 | 8185 8889 9193 |
Выход высокооктанового изокомпонента, % | 8690 | 9697 | 9798 |
Выход низкооктанового изокомпонента (ИОЧ 76), % | 612 | 0.5 | 0.5 |
Эксплуатационные затраты для схемы за проход, относительные, включая затраты на реагенты и катализаторы | 1.0 | 0.6 | 0.6/0.5 |
Для технологии Изомалк-2М на катализаторе СИ-2Б
С учетом этих преимуществ как выглядит спрос на катализаторы изомеризации в 2022 г.?
Сейчас технология Изомалк-2 на базе катализатора СИ-2 насчитывает уже 37 референций, из которых 18 уже реализованные проекты. Остальные находятся сейчас на разной стадии проектирования и строительства. Большинство наших проектов реализуются в России, но есть также и в других странах. Множество проектов в последние годы реализовалось в Китае. Мы смогли выиграть в жесткой конкурентной борьбе с иностранными фирмами: шесть проектов в Китае, один проект в Индии, один в Пакистане, один в Ираке. И к тому же при поддержке наших партнеров мы реализовали два проекта замены хлорированного катализатора на Ближнем Востоке. Мы открыты к сотрудничеству и с другими странами. Однако сейчас большую потребность в нашей продукции испытывает именно российский рынок. Мы делаем все возможное для того, чтобы этот спрос был удовлетворен качественной продукцией нашего, отечественного производства.
Установка изомеризации Dongying Lianhe Petrochemical, Ltd, Китай, 2020 г.
Вы сказали, что реализовали два проекта на Ближнем Востоке по замене хлорированного катализатора. Расскажите подробнее об этом опыте. Требуется ли модернизация оборудования при замене этого типа катализаторов на СИ-2?
Нет, никакой модернизации существующего оборудования не требуется. Мы усовершенствовали свою технологию и катализатор, адаптировав ее для эксплуатации в тех условиях, в которых применяются хлорированные катализаторы изомеризации. Хлорированные катализаторы изомеризации получили широкое распространение и в России, и по всему миру, поскольку обладают высокой активностью и селективностью. Однако у них масса недостатков:
- чувствительность к примесям каталитических ядов, отравление катализатора вследствие проскока влаги в сырье нередкая причина вынужденной замены катализатора на установках;
- срок службы хлорированных катализаторов существенно ниже, чем для СИ-2, обычно он не превышает 5 лет;
- необходимость постоянной подачи содержащих хлор реагентов в сырье и вследствие этого повышенная коррозия оборудования, приводящая иногда к внеплановым остановам;
- хлор, подаваемый в сырье, требуется удалять из углеводородного газа, образующегося в процессе. Для этого обычно используется щелочная очистка, соответственно на установке постоянно присутствуют щелочные отходы.
Есть ли в России опыт замены хлорированного катализатора на катализатор СИ-2?
Такой опыт есть. В 2021 г. мы полностью заменили хлорированный катализатор на катализатор СИ-2 на установке Penex (UOP, США) на Ачинском НПЗ. Это не потребовало никаких изменений в существующей технологической схеме, кроме отключения подачи хлорирующего реагента и блока защелачивания газов колонны стабилизации. В результате замены удалось увеличить выход высокооктанового изомеризата дистиллята колонны деизогексанизации, снизить эксплуатационные затраты установки за счет отсутствия подачи реагентов. Таким образом, эффективность работы установки была повышена после замены хлорированного катализатора на СИ-2.
Установка изомеризации, Ачинский НПЗ ВНК, 2021 г.
ТАБЛИЦА 2. Показатели работы установки изомеризации Ачинского НПЗ ВНК до и после замены хлорированного катализатора изомеризации на катализатор СИ-2 в 2021 г.
Наименование показателя | I-82 | СИ-2 |
ИОЧ смеси дистиллята ДИГ и кубового продукта ДИГ, пункты | 8486 | 8688 |
ИОЧ дистиллята ДИГ, пункты | 8788 | 8788 |
ИОЧ кубового продукта ДИГ, пункты | 6973 | 6872 |
Выход дистиллята ДИГ на сырье установки, % масс. | 8084 | 9196 |
Выход кубового продукта ДИГ на сырье установки, % масс. | 1418 | 26 |
Объемная скорость подачи сырья, ч-1 | 1.11.3 | 2.32.5 |
Что бы вы могли рассказать о достижениях в области риформинга бензиновых фракций? Есть ли в России аналоги иностранных катализаторов и какие катализаторы наиболее востребованы сегодня?
Процесс каталитического риформинга бензиновых фракций является важным элементом нефтеперерабатывающей промышленности, основной продукт установок которого высокооктановый компонент с высоким содержанием ароматических углеводородов, широко используемый в производстве бензинов. Также процесс риформинга является главным в производстве ароматических углеводородов для нефтехимической отрасли.
Сегодня существует два типа установок риформинга со стационарным слоем и с движущимся слоем катализатора. В НПП Нефтехим разработаны собственные катализаторы для обоих типов уставок риформинга серия REF для работы в стационарном слое и серия RC для работы в движущемся слое. Эти катализаторы могут полностью заместить иностранные аналоги. Возможна как полная, так и частичная замена на действующих установках без модернизации оборудования.
ТАБЛИЦА 3. Сравнение основных показателей работы катализаторов риформинга бензиновых фракций на установках с периодической регенерацией катализатора, производимых НПП Нефтехим
Показатели процесса | Катализаторы НПП Нефтехим | Катализаторы ведущих мировых производителей | ||
| REF-Ultra | REF-130 | REF-125 | ||
ИОЧ риформата | до 99 | 9698 | 9698 | 9698 |
Выход риформата С5+, % масс. | 8690 | 8589 | 8589 | 8589 |
Выход водорода, % масс. | 2,32,7 | 2,32,7 | 2,32,6 | 2,32,6 |
Срок службы катализатора, не менее, лет | 810 | 810 | 810 | до 8 |
Межрегенерационный период, мес. | 2430 | 1824 | 1824 | 1824 |
Катализаторы серии REF это современные полиметаллические катализаторы на основе высокочистого оксида алюминия с добавлением специально разработанного в НПП Нефтехим стабилизирующего и промотирующего комплекса компонентов.
Серия REF обладает более высокой стабильностью по сравнению с существующими иностранными аналогами. Под стабильностью понимается сохранение активности катализатора в течение длительного периода времени в режиме получения октанового числа риформата 98 пунктов с максимальным выходом. Чем выше этот показатель, тем длиннее период эксплуатации без регенерации. Сегодня это главный показатель качества катализаторов стационарного риформинга.
Что касается катализаторов риформинга для установок в движущемся слое так называемых установок НРК ( непрерывной регенерации катализатора прим. ред.), то мы еще в 2015 г. разработали наш первый катализатор такого типа под маркой RC. Первый опыт его промышленной эксплуатации
состоялся в 2018 г. на одном из нефтеперерабатывающих заводов на Ближнем Востоке. Катализатор полностью выполняет все заявленные гарантии по показателям выхода и октанового числа риформата. Сейчас в линейке RC три основные марки катализатора непрерывного риформинга, которые могут успешно использоваться для замены импортных аналогов.
РИС. 1. Результаты промышленного опыта замены импортного катализатора на катализатор RC-12 на установке риформинга с непрерывной регенерацией на Ближнем Востоке
Таким образом, можно заключить, что Россия готова перейти на отечественные марки катализаторов изомеризации и риформинга бензиновых фракций. При этом российские НПЗ только выиграют от этого перехода. Сроки поставки, российская валюта, техническая поддержка на родном языке, повышение эксплуатационной надежности все это положительно скажется на российской нефтепереработке.