68
Spracovanie ropy, technologické možnosti a ich vplyv na dosiahnutie optima Vladimír Klempa Bratislava, 30.10.2008

Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

Spracovanie ropy,technologické možnosti a ich vplyv na dosiahnutie optima

Vladimír KlempaBratislava, 30.10.2008

Page 2: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

2

• Ciele a úlohy rafinérií v dodávateľskom reťazci

• Hlavné výrobky rafinérie

• Najdôležitejšie rafinérske technológie

• Konfigurácie rafinérií - komplexita

• Flexibilita rafinérií

• Možnosti optimalizácie rafinérie

Obsah

Page 3: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

3

• Ciele a úlohy rafinérií v dodávateľskom reťazci

• Hlavné výrobky rafinérie

• Najdôležitejšie rafinérske technológie

• Konfigurácie rafinérií - komplexita

• Flexibilita rafinérií

• Možnosti optimalizácie rafinérie

Obsah

Page 4: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

4

• Úloha– Realizácia plánov riadenia dodávateľského reťazca (SCM) – Spracovanie ropy a polotovarov na požadované výrobky

• Cieľ– Zisk vytvárajúce spracovanie ropy a polotovarov podľa

výrobných plánov riadenia dodávateľského reťazca (SCM)

• Kľúčové indikátory výkonnosti (KPIs)– Fond pracovnej doby výrobných jednotiek– Výrobné náklady na jednotku spracovania– Spotreba energií na jednotku spracovania– Straty na jednotku spracovania– Počet úrazov na milión odpracovaných hodín– ...

Ciele rafinérie

Page 5: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

5

Hlavná úloha rafinériíPremena uhľovodíkov v rope na zákazníkmi žiadané produkty

Ropa

Plyny

Benzíny

Plynovéoleje

Ťažkéropnéfrakcie

Plynnépalivá

Autobenzíny

Motorovénafty

Ťažký vykurovacíolej

Page 6: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

6

• Ciele a úlohy rafinérií v dodávateľskom reťazci

• Hlavné výrobky rafinérie

• Najdôležitejšie rafinérske technológie

• Konfigurácie rafinérií - komplexita

• Flexibilita rafinérií

• Možnosti optimalizácie rafinérie

Obsah

Page 7: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

7

Rafinérske produkty• Palivá

– Automobilové benzíny– Motorové nafty– Letecké petroleje

• Aromatické uhľovodíky, rozpúšťadlá a iné

– Technické benzíny– Aromatické rozpúšťadlá– Xylény– Etylbenzén– Toluén– Ortoxylén– Petrolej na svietenie– Benzíny pre petrochémiu– Plyny pre petrochémiu– Kvapalná síra– Vodík– Propén

• Mazacie oleje a plastickémazivá– Motorové oleje– Prevodové oleje pre mechanické a

automatické prevodovky– Kompresorové oleje– Turbínové oleje– Hydraulické oleje– Ložiskové oleje– Plastické mazivá

• Asfalty a vykurovacie oleje– Cestné asfalty– Polofúkané cestné asfalty– Oxidované stavebno-izolačné

asfalty– Modifikované cestné asfalty

APOLLOBIT a APOLLOPLAST– Ľahký a ťažký vykurovací olej

Page 8: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

Kvalitatívne parametre BA

Vlastnosť Jednotky Hraničná hod. Min.

Hraničná hod. Max.

Oktánové číslo VM

91, 95, 98 -

Oktánové číslo MM

82,5, 85, 88 -

Obsah olova mg/l - 5

Hustota pri 15 °C

kg/m3 720 775

Obsah síry mg/kg - 50 (10)

Oxidačná stálosť

minút 360

Obsah živic. látok (po premytí)

mg/100cm3 - 5

Page 9: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

Kvalitatívne parametre BAVlastnosť Jednotky Hraničná

hod. Min. Hraničná hod. Max.

Korózia na meď (3h pri 50°C)

stupeň korózie

trieda 1

Vzhľad - jasný a číry

Obsah kyslíka

% hm. - 2,7

Obsah olefínov

% obj. - 18

Obsah aromátov

%obj. - 35

Obsah benzénu

%obj. - 1,0

Odparivosť (RVP)

kPa-leto -prech. -zima

A – 45 C1 - 50 D - 60

60 80 90

15.4.- 30.9. 1.10.-15.11., 1.3-14.4.

16.11. - 28.2.

Page 10: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

10

Trend kvality automobilových benzínov

rok 1997

rok 2000

rok 2005

rok 2009

DosahovanéSlovnaft,a.s.

Obsah síry (max)ppm 500 150 50 10 3 - 9Obsah olefínov(max) %obj

- 18 (21 pre BA91)

18 (21 pre BA91)

18 (21 pre BA91)

3 - 12

Obsah aromátov(max) %obj

- 42 35 35 25 - 34

Obsah benzénu (max) %obj

5,0 1,0 1,0 1,0 0.3 –0.8

Obnoviteľné zdroje (bio-zložky): ETBE, etanol

Page 11: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

Kvalitatívne parametre MNVlastnosti Jednotky Hran. hodn.

Min. Hran. hodn. Max

Cetánové číslo

- 51.0 -

Cetánový index

- 46,0 -

Hustota pri 15°C

kg/m3 820 845

Polycyklické arom. Uhľovodíky

%hm. - 11

Obsah síry mg/kg - 50 (10)

Bod vzplanutia

°C nad 55 -

Uhlíkový zvyšok

%hm. - 0,30

Popol %hm. - 0,01

Page 12: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

Kvalitatívne parametre MN

Vlastnosti Jednotky Hran. hodn. Min.

Hran. hodn. Max

Obsah vody mg/kg - 200

Obsah nečistôt

mg/kg - 24

Kor. skúška na meď(3h pri 50°C

stupeň korózie

trieda 1

Oxidačná stálosť

g/m3 - 25

Mazivosť (š. oder. stopy)

μm - 460

Viskozita pri 40°C

mm2/s 2,0 4,50

Page 13: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

Kvalitatívne parametre MNVlastnosti Jednotky Hran.

hodn. Min

Hran. hodn. Max.

Dest. Skúška % do 250°C

% obj. - < 65

% do 350°C % obj. 85 -

95% predest. do

°C - 360

Obsah FAME

% obj. 5

Trieda A Trieda B

+5 0

15.4. - 30. 9

Trieda C Trieda D

MTF °C (EN 116)

-5 -10

1.10. - 15.11. (1.3.-14.4.)

Trieda E Trieda F

-15 -20

16.11. - 28(9).2.

Page 14: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

14

Trend kvality motorovej nafty

rok1997

rok2000

rok2005

rok 2009

DosahovanéSlovnaft,a.s.

Obsah síry (max) ppm 500 350 50 10 10, 50 ppm

Cetánové číslo - 51 51 51 51.8 –52.7

Obsah PNA (max) %obj - 11 11 11 4 - 5

Hustota, kg/m3 860 845 845 845 840 - 844

Destil. kr. - 95% pri °C 370 360 360 360 343 - 355

Obnoviteľné zdroje (bio-zložka): MERO

Page 15: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

15

• Ciele a úlohy rafinérií v dodávateľskom reťazci

• Hlavné výrobky rafinérie

• Najdôležitejšie rafinérske technológie

• Konfigurácie rafinérií - komplexita

• Flexibilita rafinérií

• Možnosti optimalizácie rafinérie

Obsah

Page 16: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

16

Schéma Rafinérie

Desulphurization GasSeparation

EthylenePlant

C2C3C4

C2`

C3`

AlkylationAD

AVD

SelectiveHydrogenation

=C4MTBEProduction

MethanolC4`

GasolineBlend

Alkylate

MTBE

VD

AtmosphericResidue

Light NaphhtaCracked

Heavy NaphthaKerosene

Gasoil

VacuumResidue RHC

60% conversion

Isomerizationof Light Naphtha

Reformer

LightNaphthaHeavyNaphtha

Kerosene

KeroseneHydrogenation

DieselHydrogenation

GasoilVGO

HydrocrackingVGO

Heavy Naphtha Cracked

VGOVGOHydrotreating

FCCH-VGO

H2Production

H2

C3`

C4`

Gasoline

KeroseneKeroseneFor Plane

LCO

Power plant

ReformateRedistillation

N-AlkanesBlend

Diesel

Light N-Alkanes

Heavy N-AlkanesDenorm.

AromaticsHydrocarbons

Benzene

TolueneXylene

PyBiRedistillation

Diesel

PyBiCrudeOil

CrudeOil

Sulphur production Sulphur

H2S

PetrochemicalPlant

ETOX, PE, PP,

Phenol, Acetone ...

Fuel oilBlending

CLO

BitumensSale

Page 17: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

17

Rafinérske technológie• Príprava ropy• Atmosférická a vákuová destilácia• Odsírenie a vyťaženie síry• Konverzné procesy –

– Reforming– Krakovanie –

» Fluidný katalytický krak» Hydrokrak» Reziduálny hydrokrak» Visbreaker» Pozdržné koksovanie

– alkylácia• Izomerizácia• ETBE, MTBE• Výroba vodíka• Výroba aromátov• Miešanie motorových palív• Mazivá, parafíny• Asfalty

Page 18: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

18

Rafinérske technológie• Názov: Odsoľovanie ropy

• Suroviny: Ropa, slopy, voda

• Produkty: Odsolená ropa ako surovina pre atmosférickovákuovú destiláciu ropy, odpadová voda

• Technol. podmienky: Teplota 110 – 140°C, 22 – 44kV

Page 19: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

19

Rafinérske technológie• Názov:Atmosfericko vákuová

destilácia (AVD,AD,VD,CDU)

• Suroviny: Ropa, slopy, polotovary

• Produkty: Plyny,ľahký a ťažký benzín, plynový olej, mazut, vákuový plynový olej, vákuové destiláty, vákuový zvyšok

• Technol. podmienky: Teplota 30 – 420°C, tlak atmosferický, vákuum (-90 kPa)

Page 20: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

20

Rafinérske technológieVykurovací plyn

Propán

Bután

Benzinové

frakcie (2-3)

Ľahký

benzín

Ťažký benzín

Petrolej

Ľahký plynový olej

Ťažký plynový olej

Vákuové destiláty

Vákuový zvyšok

0 °C

145 °C185 °C

220-240 °C

360-380 °C

550-600 °C

Bod varu,[ °C]

C3C4C5C6C7C10, C11C9, C11C13, C14

C13, C14

C1, C2

C20, C25C20, C25

C40 – C50 +C50

Page 21: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

21

Rafinérske technológieNázov: Odírovacie procesy -hydrogenačné rafinácie (HDT, KHT, HDS, FPR, HRR4, HRP2, HRP7, VGH,..)

Suroviny: ľahký a ťažký benzín, petrolej, plynové oleje primárne a sekundárne, vákuové destiláty

Produkty: Odsírený materiál odpovedajúci surovine, H2S, odplynys obsahom H2S, NH3, vedľajšie produkty (benzíny, plynové oleje)

Technol. podmienky:Teplota 310 – 420°C, tlak 3 – 10 MPa, katalyzátory sírniky Mo, Co, Nina Al2O3, SiO

Page 22: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

22

Rafinérske technológie• Názov: Výroba síry,

Clausová jednotka, Superclaus

• Suroviny: H2S desorbovaný z amínového roztoku bohatého na sírovodík

• Produkty: Elementárna síra v kvapalnej fáze

• Technol. podmienky:Teplota 1000-1400°C resp 200 – 340°C, tlak atmosferický, katalyzátory

Page 23: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

23

Rafinérske technológie• Názov: Katalytický

reforming s kontinuálnou regeneráciou katalyzátota(CCR5, RFU)

• Suroviny: Odsírený ťažký benzín

• Produkty: Reformát(komponenta do BA OČ100), vodík 96% obj., LPG

• Technol. podmienky:Teplota 480-520°C, tlak 0,24 – 0,7 MPa, katalyzátor Pt,Re na alumine + Cl

Page 24: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

24

Rafinérske technológie• Názov:

Fluidnýkatalytický krak (FCC)

• Suroviny: (Odsírený) vákuový destilát

•Produkty: Benzín (komponentado BA OČ 93 ), LCO (stredný destilát), MCB (ťažký zvyšok), C4 zmes, C3-, ľahké plyny•Technol. podmienky:Teplota 500-540°C, tlak 0,15 – 0,2 MPa, hlinitokremičitany (Al2O3 - SiO2), zeolit

Page 25: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

25

Rafinérske technológie• Názov: Hydrokrak

vákuových destilátov, (KHK, HC, HCU)

• Suroviny: Vákuový destilát,

• Produkty: Ľahké plyny, C4, ľahký (do BA OČ 80) a ťažký benzín (pre CCR), petrolej, plynový olej (najkvalitnejšie komponenty do mot. nafty), neskonvertovaný zvyšok

• Technol. podmienky:Teplota 360-430°C, tlak 12 –20 MPa, katalyzátory Ni,Mona alumine a hydrokrakovacídifunkčný (Ni/Mo/ SiO2/Al2O3)

Page 26: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

26

Rafinérske technológie• Názov: Hydrokrakťažkých zvyškov, (RHC, LC fining)

• Suroviny: Vákuový zvyšok,

• Produkty: ľahký a ťažký benzín, petrolej, plynový olej, vákuový destilát, neskonvertovaný zvyšok S do 1%

• Technol. podmienky:Teplota 400-416°C, tlak 17 – 19 MPa, katalyzátory Ni,Mo na alumine difunkčný

Page 27: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

27

Rafinérske technológie

Page 28: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

28

Rafinérske technológieNázov: Visbreaker(Termálne krakovanie bez prítomnosti vodíka), VBUSuroviny: Vákuový zvyšok Produkty: Plyny, benzín, plynový olej, neskrakovaný zvyšok. Všetky produkty treba hydrogenovať!Technol. podmienky:Teplota 450 -500°C, tlak 0,5 - 2,0 MPa

Page 29: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

29

Rafinérske technológie•Názov: Pozdržnékoksovanie (DC) (Termálne krakovanie bez prítomnosti vodíka)•Suroviny: Vákuový zvyšok •Produkty: Plyny, benzín, plynový olej, tuhý koks. Všetky produkty treba hydrogenovať!•Technol. podmienky:Teplota 480 -520°C, tlak 0,1 - 0,5 MPa

Page 30: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

30

Rafinérske technológie

Page 31: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

31

Rafinérske technológie• Názov: Alkylácia (ALK)

• Suroviny: C4olefinická zmes, izobután

• Produkty: Alkylát vysoko oktánová komponenta do BA,( OČ 92 -96), N bután

• Technol. podmienky:Teplota 4 -15°C, tlak 0,1 – 1 MPa, katalyzátor koncentrovaná H2SO4

Page 32: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

32

Rafinérske technológie• Názov: Izomerizáciaľahkého benzínu (IZO,ISU)

• Suroviny: Primárny ľahký benzín (C5C6 frakcia)

• Produkty: Izomerátvysokooktánovákomponenta do BA,( OČ82 -84, žiadny benzén)

• Technol. podmienky:Teplota 120 -180°C, tlak cca 3,0 MPa, katalyzátor difunkčný Pt na alumine + Cl

Page 33: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

33

Rafinérske technológie• Názov: ETBE,MTBE

• Suroviny: C4 nenasýtená zmes, bioetanol, metanol

• Produkty: ETBE, MTBE vysoko oktánovákomponenta do BA,( OČ112 - 116, žiadny benzén)

• Technol. podmienky:Teplota 75 -100°C, tlak cca 2,0 MPa, katalyzátor kyslé živice

Page 34: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

34

Rafinérske technológie•Názov: Výroba vodíka (VV, HPP, SRF)•Suroviny: Metán, uhľovodíkové plyny, voda •Produkty: Vodík 99,9%•Technol. podmienky:Teplota 800 -850°C, resp330 – 390°C, tlak 2,5 – 3,5 MPa, katalyzátor Ni na alumine

Page 35: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

35

Rafinérske technológieVplyv teploty a tlaku pri rôznych procesoch.

Page 36: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

36

Rafinérske technológieRozsah dosahovanej konverzie pri rôznych procesoch

Page 37: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

37

Rafinérske technológie• Názov:

Extrakcia a delenie aromátov(EDA)

• Suroviny:BTX z reformovania, BTX hydrogenovaný( výroba etylénu)

•Produkty: Benzén, Toluén, Etylbenzén, MP xylénová zmes, Ortoxylén•Technol. podmienky:Teplota 20 -40°C, tlak cca 0,1 MPa, Procesy Arosolvan(NMP+MEG), Udex (DEG), Sulfolane (sulfolán)

Page 38: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

38

Rafinérske technológie

• Názov: Blending autobenzínov• Suroviny: ETBE, Reformátový prúd, Alkylát,

FCC benzín, Izomerát, Ľahký benzín KHK, C4 frakcia

• Produkty: Automobilový benzín BA 95 s rôznym obsahom biokomponenty (STN EN 228)

• Technológia: Miešanie

Page 39: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

39

Rafinérske technológie

• Názov: Blending Motorových náft• Suroviny:

– MPO – zmiešaný plynový olej– HPO – hydrogenovaný plynový olej– HPE – hydrogenovaný petrolej– MERO – metylester repkového oleja - biokomponenta

• Produkty: Motorové nafty podľa požiadaviek trhu (Diesel STN EN 590)

• Technológia: Miešanie

Page 40: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

40

BLENDING

Blending v rafinérii

AlkylAlkyl áá cia

cia

RO

PA VG

HVG

H FCCFCC

MTBE

MTBE

Výroba ben

zínov

Izomeriz

Izomeriz áá cia

cia

FCC benzínMTBE

Alkylát

RHC

RHC

Red. R

eform.

Red. R

eform.

Atmosfericko

Atmosfericko -- VV áá kuov

kuov áádestildestil áá cia

cia

Extrakcia Extrakcia arom

arom..

Reform

ing 5Reform

ing 5

Izomerát

C4 frakcia

R-prúd

KHKKHK

LBi z KHK

Vákuový zvyšok

Vákuový

plynový olej

Ťažký benzín

Ľahký benzín

Delenie plynovDelenie plynovPetchem

HRP

HRP

66

HRP

HRP

77

Diesel

PetrolejPlynový olej

Vyku

rovacieoleje

Asfalty

LPG

VGH plynový olej

KHK petrolej+plynový olej

HRP 6 petrolej

HRP 7 plynový olej

Arom. frakcia

Page 41: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

41

Optimalizácia výroby - blendingu•Vlastnosti komponentov• Ceny komponentov• Zásoby• Obmedzenia zariadení

• Špecif. produktu• Kvalita HEELU• Tank data• plán nakládky

ANALYZANALYZÁÁTORTOR

KomponentovKomponentovéénnáádrdržžee

Produktovénádrže

ON-LINE BLENDINGOPTIMALIZÁCIA

ON-LINE BLENDINGOPTIMALIZÁCIA

HEADER zmiešavacia rúra

Aditivácia

Page 42: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

42

Ako to funguje!MON,RON,RVPVolatility,ASTM,...

MON,RON,RVPVolatility,ASTM,...

Laboratórium

Plánovanie blenduVzorka

produktuVzorky komponentov

MON,RON,RVPVolatility,ASTM,...

MON,RON,RVPVolatility,ASTM,...

Receptúra

Zásoby polotovarov

On-lineDCS – BPC, BRCOn-line

Analyzátor

BOx.xx %xx.xx %x.xx %xx.xx %,...

BOx.xx %xx.xx %x.xx %xx.xx %,...

BLEND 2000Model

EXPORT

Page 43: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

43

Rafinérske technológie

• Názov: Výroba mazív a parafínu• Suroviny: Vákuové destiláty • Produkty: Základové oleje pre výrobu rôznych

druhov mazacích olejov

Page 44: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

44

Rafinérske technológie

• Názov: Výroba asfaltov

• Surovina: Vákuový zvyšok, modifikátory

• Produkty: Cestné, stavebné a modifikované asfalty

Fúkanieasfaltov

Modifikáciaasfaltov

Miešanie asfaltov

Vákuovýzvyšok

CestnéasfaltyStavebnéasfalty

Modifikované asfalty

Page 45: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

45

• Ciele a úlohy rafinérií v dodávateľskom reťazci

• Hlavné výrobky rafinérie

• Najdôležitejšie rafinérske technológie

• Konfigurácie rafinérií - komplexita

• Flexibilita rafinérií

• Možnosti optimalizácie rafinérie

Obsah

Page 46: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

46

Prvá rafinéria

Page 47: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

47

Štruktúra rafinérií

• Rafinérie podľa zamerania výroby:– Palivárska– Olejárska– Asfaltérska– ...

• Rafinérie podľa zložitosti usporiadania:– Destilačná– Hydroskimmingová– Komplexná – FCC + DC + VB + HC + RHC

Page 48: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

48

Konfigurácia rafinérie - I

Hydroskimming refinery

Page 49: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

49

Konfigurácia rafinérie - II

Hydroskimming + VB + FCC refinery

Page 50: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

50

Konfigurácia rafinérie - III

Hydroskimming + HCU + DC refinery

Page 51: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

51

Konfigurácia rafinérie - IV

Hydroskimming + FCC + DC refinery

Page 52: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

52

Schéma Rafinérie

Desulphurization GasSeparation

EthylenePlant

C2C3C4

C2`

C3`

AlkylationAD

AVD

SelectiveHydrogenation

=C4MTBEProduction

MethanolC4`

GasolineBlend

Alkylate

MTBE

VD

AtmosphericResidue

Light NaphhtaCracked

Heavy NaphthaKerosene

Gasoil

VacuumResidue RHC

60% conversion

Isomerizationof Light Naphtha

Reformer

LightNaphthaHeavyNaphtha

Kerosene

KeroseneHydrogenation

DieselHydrogenation

GasoilVGO

HydrocrackingVGO

Heavy Naphtha Cracked

VGOVGOHydrotreating

FCCH-VGO

H2Production

H2

C3`

C4`

Gasoline

KeroseneKeroseneJET A1

LCO

Power plant

ReformateRedistillation

N-AlkanesBlend

Diesel

Light N-Alkanes

Heavy N-AlkanesDenorm.

AromaticsHydrocarbons

Benzene

TolueneXylene

PyBiRedistillation

Diesel

PyBiCrudeOil

CrudeOil

Sulphur production Sulphur

H2S

PetrochemicalPlant

ETOX, PE, PP,

Phenol, Acetone ...

Fuel oilBlending

CLO

BitumensSale

Page 53: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

53

SLOVNAFT vs európske Rafinérie

10

20

100

90

80

70

60

50

40

30

00 5 10 15 20 25

Veľká a komplexná

Veľká a jednoduchá

Maláa

komplexná

Maláa jednoduchá

Priemer západná Európa

Prie

mer

záp

adná

Euró

pa

FCC

kon

verz

ný e

kviv

alen

t ( v

% )

KONVERZIA / DESTILAČNÁ KAPACITA

Destilačná kapacita (milión ton za rok)

Page 54: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

54

Rafinéria SLOVNAFT – líder v technológii

10.8

9.1 98.3 8.1

7.7 7.6 7.5 7.3 7.2 7.16.2

5.75.2

3.9

12.3Hodnotenie Európskych rafinérií na základeNelsonovho indexu komplexnosti

Slovnaft – medzi 3 najkomplexnejšími a najmodernejšími Rafinériami v Európe

Vyše 2 miliardy USD investovaných za posledných 11 rokov do zlepšenia

v oblasti technológie97167

361309

125

38 48

119

199244

149 163

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Investičné výdavky Slovnaftu v období 1995-2006, milióny USD

Page 55: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

55

Nelson complexity factor

• The index was developed by Wilbur L Nelson in 1960 to originally quantify the relative costs of the components that constitute the refinery. Nelson assigned a factor of one to the primary distillation unit. All other units are rated in terms of their costs relative to the primary distillation unit also known as the atmospheric distillation unit.

• The complexity of each piece of refinery equipment is then calculated by multiplying its complexity factor by its throughput ratio as a percentage of crude distillation capacity.

• In the second edition of the book Petroleum Refinery Process Economics (2000), author Robert Maples notes that US refineries rank highest in complexity index, averaging 9.5, compared with Europe’s at 6.5.

• Following are the factors for the various Processing Units :

• Distillation Capacity 1.0• Vacuum Distillation 2.0• Thermal Processes 2.75• Coking 6.0• Catalytic Cracking 6.0• Catalytic Reforming 5.0• Catalytic Hydrocracking 6.0• Catalytic Hydrorefining 3.0• Alkylation / Polymerization 10.0• Aromatics / Isomerisation 15.0• Lubes 60.0• Asphalt 1.5• Hydrogen (Mcfd) 1.0• Oxygenates (MTBE / TAME) 10.0• Thermal Cracking 3.0• Visbreaking 2.5• Fluid Coking 6.0• Delayed Coking 6.0• Others 6.0

• NCF=Σ(VJF x VJC)/ADC

Page 56: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

56

• Ciele a úlohy rafinérií v dodávateľskom reťazci

• Hlavné výrobky rafinérie

• Najdôležitejšie rafinérske technológie

• Konfigurácie rafinérií - komplexita

• Flexibilita rafinérií

• Možnosti optimalizácie rafinérie

Obsah

Page 57: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

57

Benzín18%

Nafta36%

Vykurovací olej21%

Alfalty4%

Ostatné17%

Petchem 5%

1998

Benzín27%

Nafta49%

Vyk. olej4%

Asfalty1%

Ostatné17%

Petchem3%

2006

Technologické zmeny v Slovnafte za poslednú dekádu.

Pred upgradovaním Po upgradovaní

Podobný objem výroby, avšak odlišná skladba produktov

Vyše 650 mn USD investičných nákladov vložených do zmeny skladby produktov a odsírenia palív

Ľahké produkty › 85% celkovej výroby

Všetky motorové palivá môžu byť produkované v kvalite 10 ppm síry.

Slovnaft teraz vyrába cennejšie ľahké produktyProdukcia (kilotony) 1998 2006 zmena

Motor. benzín 909 1451 60%

Motorová nafta 1863 2613 40%

Ťažký vyk. olej 1065 190 -82%

Bitumen a oxidačná zmes 228 41 -82%

Petrochemikálie a plasty 249 143 -42%

Ostatné produkty 854 893 28%

Spolu 5168 5331 6%

Page 58: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

58

Flexibilita rafinériíZmena štruktúry výrobkov v rafinérií DF za posledných 40 rokov

Page 59: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

59

Flexibilita rafinérií• Riešenie dlhodobých odchýlok

– Zmeny v technológií, vývoj• Výstavba nových jednotiek → zmeny výťažkov a kvality

Napr.: RHC – zvýšenie konverzie ropy ETBE – zvýšenie oktánového číslaHRP 7 – Hlboké odsírenie stredných destilátov

• Výmena katalyzátora → zvýšenie výťažku žiadaného produktu• Zmeny v procesoch → redestilácia reformátu – zníženie benzénu

v BA

• Riešenie krátkodobých odchýlok– Výber ropy– „Swing cut” (flexibilita destilácií)– „Deep cut” (flexibilita destilácií)– Flexibilita využitím noriem kvality– Miešanie – minimalizácia „give away“ - rozdávanie kvality– Prevádzkovanie – odstavenie jednotlivých výrobných jednotiek

Page 60: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

60

Flexibilita rafinérií

• Frakcionačná destilácia

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Predestilované [%]

Tepl

ota

[°C]

Ropa TBP

Benzin

Petrolej

Plynovýolej

Page 61: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

61

Flexibilita rafinérií

• Swing cut – benzín-petrolej rez → 168 vs. 185 °C KD benzínu

AVD výťažky [%]

Ťažký benzín KD 168 °C

Ťažký benzín KD 185 °C

Ľahký benzín 4,66 4,98

Stredný benzín 3,99 3,83

Ťažkýbenzin 6,49 7,83

Petrolej 7,98 7,63

Ľahký plynový olej 13,50 13,00

Ťažký plynový olej 7,01 6,59

Page 62: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

62

Flexibilita rafinérií

• Deep cut – AV-3 zmena výťažku vákuového destilátu ku vákuovému zvyšku

„Normál”chod

„Deepcut” chod

Teplota výstupu z pece [°C] 390 415

Široký vák. destilát [%] 25 28

Výťažok vák. zvyšku [%] 20 17

Bod mäknutia vák. zvyšku [°C] 38 46

Page 63: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

63

• Ciele a úlohy rafinérií v dodávateľskom reťazci

• Hlavné výrobky rafinérie

• Najdôležitejšie rafinérske technológie

• Konfigurácie rafinérií - komplexita

• Flexibilita rafinérií

• Možnosti optimalizácie rafinérie

Obsah

Page 64: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

64

Alternatívne možnosti optimalizácie

Vplyvy na zmeny výrobného programu:• Požiadavky trhu

• Ceny výrobkov ( autobenzín, Diesel, aromáty, polyméry, asfalty, a pod.)

• Ceny základných surovín ( ropa, dovezené suroviny, komponenty, aditívy)

• Spracovacie náklady

• Obmedzenia výrobných jednotiek ( kapacita, kvalita)

• Obmedzenia miešania (blendovania) výrobkov

• Logistické náklady

• Skladovacie náklady

Page 65: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

65

Alternatívne možnosti optimalizácie

• Plyny C4: LPG – Autobenzín – Etylén

• Ľahký benzín: Autobenzín – technické benzíny - Etylén

• Ťažký benzín: Autobenzín – technické benzíny, benzín pre pyrolýzu

• Petrolej: Diesel – letecký petrolej (JET A1)

• Aromáty: Autobenzín – Predaj čistých aromátov

• Režim hydrokraku: benzínový chod – naftový chod

• Režim FCC: Benzínový - olefínový

• Neskonvertovaný zvyšok HC: Základové oleje – Diesel, Autobenzín

• Vákuový destilát: Hydrokrak (Diesel, Autobenzín) – FCC (Autobenzín) - Vykurovací olej ťažký

• Vákuový zvyšok: Asfalty – surovina pre RHC ( Diesel, Autobenzín)

Page 66: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

66

Alternatívne možnosti optimalizácie

Desulphurization GasSeparation

EthylenePlant

C2C3C4

C2`

C3`

AlkylationAD

AVD

SelectiveHydrogenation

=C4MTBEProduction

MethanolC4`

GasolineBlend

Alkylate

MTBE

VD

AtmosphericResidue

Light NaphhtaCracked

Heavy NaphthaKerosene

Gasoil

VacuumResidue RHC

60% conversion

Isomerizationof Light Naphtha

Reformer

LightNaphthaHeavyNaphtha

Kerosene

KeroseneHydrogenation

DieselHydrogenation

GasoilVGO

HydrocrackingVGO

Heavy Naphtha Cracked

VGOVGOHydrotreating

FCCH-VGO

H2Production

H2

C3`

C4`

Gasoline

KeroseneKeroseneJET A1

LCO

Power plant

ReformateRedistillation

N-AlkanesBlend

Diesel

Light N-Alkanes

Heavy N-AlkanesDenorm.

AromaticsHydrocarbons

Benzene

TolueneXylene

PyBiRedistillation

Diesel

PyBiCrudeOil

CrudeOil

Sulphur production Sulphur

H2S

PetrochemicalPlant

ETOX, PE, PP,

Phenol, Acetone ...

Fuel oilBlending

CLO

BitumensSale

Benzínový -naftový

Benzínový –olefínový

Page 67: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

67

Alternatívne možnosti optimalizácie

Desulphurization GasSeparation

EthylenePlant

C2C3C4

C2`

C3`

AlkylationAD

AVD

SelectiveHydrogenation

=C4MTBEProduction

MethanolC4`

GasolineBlend

Alkylate

MTBE

VD

AtmosphericResidue

Light NaphhtaCracked

Heavy NaphthaKerosene

Gasoil

VacuumResidue RHC

60% conversion

Isomerizationof Light Naphtha

Reformer

LightNaphthaHeavyNaphtha

Kerosene

KeroseneHydrogenation

DieselHydrogenation

GasoilVGO

HydrocrackingVGO

Heavy Naphtha Cracked

VGOVGOHydrotreating

FCCH-VGO

H2Production

H2

C3`

C4`

Gasoline

KeroseneKeroseneJET A1

LCO

Power plant

ReformateRedistillation

N-AlkanesBlend

Diesel

Light N-Alkanes

Heavy N-AlkanesDenorm.

AromaticsHydrocarbons

Benzene

TolueneXylene

PyBiRedistillation

Diesel

PyBiCrudeOil

CrudeOil

Sulphur production Sulphur

H2S

PetrochemicalPlant

ETOX, PE, PP,

Phenol, Acetone ...

Fuel oilBlending

CLO

BitumensSale

Page 68: Spracovanie ropy, technologické možnosti a ... - stuba.sk

Ďakujem za pozornosť

68