A kőolaj finomítás alapjai

Átírás

1 A kőolaj finomítás alapjai Csernik Kornél Október 28.

2 Driving forces Oil growth in the transport sector fuel quantity 2

3 Driving forces Technology development fuel quality

4 Driving forces Environment regulations fuel quality MOL fuel quality development: proactive steps - Euro-V compliance today FCC,1985 HF, 1988 HDS, Claus 4 MTBE plant Gasoline blending unit Gas oil blending unit Petroleum hydrotreater Reformate redestillation Delayed coker, Hydrogen unit LN Isomerisation revamp GOK-3 hydrode - sulfurization plant Restructing of gasoline production New GHDS, FCC HDS, TAME, ETBE, Hydrogen unit DIESEL GASOLINE PAH D15 sulfur aromatics benzene lead sulfur ,5 % 0,05 % 350 ppm Sulfur free 0,35 g/l 5 V/V% Not regulated < 860 kg/m3 MOL Brand gasoil MOL Brand gasoline Not regulated 42 V/V% 35 V/V% 0,15 g/l 2 V/V% <1 V/V% Unleaded <11 V/V% wt% < 845 kg/m3 EVO gasoil B5 Euro-III limits Euro-IV limits EVO gasoline ETBE belnd E5 0,2 % 0,05 % 150 ppm Sulfur free? <8 wt% Euro-V limits OTHER PRODUCTS FA60/80 Extra light heating oil V-1500; V-3000 soft bitumens DDW100 shiny dipping wax DWZ5860 drawable wax Bitumens with adhesion improver additive 15/30 modified bitumen DWZ5860 Mat dipping wax AdBlue

5 A finomítás célja és egyszerűsített folyamata Piaci igényeknek megfelelő termékstruktúra előállítása Gázok Benzin párlat Gázok Benzinek Kőolaj Középpárlat Gázolajok Fűtőolaj Fűtőolaj Minőségjavító eljárások Desztilláció Konverzió 5

6 What is the driver of refining? Product yield mostly depend on configuration CRUDE OIL Distillation Gas treating Gasoline reformulation LPG (4 5 %) Naphtha (8 15%) Gasoline (30 40%) CHEMICAL FEEDSTOCK Desulfurisation Kerosene (5 8%) Diesel TRANSPORT FUELS Vacuum distillation Cracking H2 Heating Oil (30 40%) Residue Conversion Typical refinery structure Fuel Oil (0 20%) Coke & Bitumen (5 15%) OTHERS (*) (*) HEATING, SOLID FUELS, LUBRICANTS, ASPHALTS, PACKAGING 6

7 A kőolajok összetétele 1 Biológiai eredetű, szerves anyagok bomlásterméke Szénhidrogének komplex elegye Heteroatomokat tartalmazó vegyületek A kőolaj elemi összetétele (m/m%): Szén: Hidrogén: Kén: 0,2 4,0 (max. 7 %) Nitrogén: 0,1 1.0 (max. 2 %) Oxigén: 0 0,5 Fémek: 0 0,2

8 A kőolajok összetétele 2 Szénhidrogének Nyílt szénláncú (alifás) Zárt szénláncú (gyűrűs) Telített szénhidrogének (alkánok vagy paraffinok) Metán Etán Propán Bután Telítetlen szénhidrogének Alkének (olefinek) Alkadiének (Diolefinek) Alkinek Etilén Propilén 1,3 butadién Acetilén Heterociklusos vegyületek Tiofén Izociklusos vegyületek Olefin és acetilén szénhidrogének Aliciklusos vegyületek (naftének) Aromás vegyületek Ciklopentán Benzol Toluol Xilol nem találhatók a kőolajban!

9 Refinery products Fuels Chemicals Lubes Asphalts Gasoline Diesel Jet Xylenes Etylbenzene Toluene Chemical Naphta Sulphur Hydrogen Propylene Motor oil Gear Oils Compressor oils Turbine oils Hydraulic oils Bearing Oil Plastic lubricants Road asphalts Construction asphalts Fuel oil

10 Physical and chemical processes Physical Chemical Thermal Catalytic Distillation Solvent extraction Propane deasphalting Solvent dewaxing Blending Visbreaking Delayed coking Flexicoking Hydrotreating Catalytic reforming Catalytic cracking Hydrocracking Catalytic dewaxing Alkylation Polymerization Isomerization 10

11 Finomítói technológiák Fizikai folyamatok (elválasztás) sómentesítés desztilláció extrakció keverés Kémiai folyamatok krakkolás (termikus vagy katalitikus) reformálás addíció (alkilálás) modifikálás (izomerizáció) hidrogénezés

12 Atmoszférikus desztilláció Feladata: A kőolaj forráspont szerinti szétválasztása különböző frakciókra. Alapanyag: Kőolaj ill. kondenzátum Termékek: Fűtőgáz Cseppfolyós gázok Benzinek Petróleum Gázolajok Pakura Paraméterek: Alapanyag hőmérséklet: C

13 Vákuum desztilláció Feladata: A pakura forráspont szerinti szétválasztása különböző frakciókra. Alapanyag: Pakura Termékek: Vákuum gázolaj Párlatok Gudron Paraméterek: Pakura hőmérséklet: ~ 400 C Nyomás: Hgmm

14 Forráspont tartományok 0 C 145 C 185 C C Fűtőgáz Propán Butánok Benzin Könnyű frakciók (2-3) benzin Nehéz benzin Petróleum frakció Könnyű gázolaj C 1, C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 10, C 11 C 9, C 11 C 13, C 14 C 13, C C C Nehéz gázolaj Vákuum gázolaj + párlatok Vákuum maradék C 20, C 25 C 20, C 25 C 50 C 40 C 50 + Forráspont,[ C]

15 AV üzem

16 Krakkolás

17 Katalitikus krakkolás Feladata: Kénmentesített vákuum párlatok krakkolása molekulatömeg és forráspont csökkentés Alapanyag: Kénmentesített szélespárlat Termék: C 3 C 4 elegy, krakkbenzin, gázolaj (LCO) Paraméterek: Hőmérséklet: C Nyomás: 2 4 atm Katalizátor: zeolitok (Al 2 O 3 SiO 2 ) Pannon Egyetem

18 FCC üzem

19 Hidrogén forrás Reformálás

20 Reformálás Feladata: Magas oktánszámú benzinkeverő komponens (reformátum) előállítása, illetve aromás alapanyag gyártása Alapanyag: Kénmentesített desztillációs benzin Termék: reformátum, aromás alapanyag Paraméterek: Hőmérséklet: C Nyomás: atm Katalizátor: Pt Re Al 2 O 3 / zeolit Cl

21 Reformáló üzem

22 Alkilálás

23 Alkilálás Feladata: Motorbenzin keverőkomponenes előállítása. Az izobután és butének összekapcsolása magas oktánszámú izooktán eleggyé. Pannon Egyetem Alapanyag: C 4 raffinát + izobután Termék: Alkilát Paraméterek: Hőmérséklet: 1 40 C Nyomás: 1 10 atm Katalizátor: H 2 SO 4 ; HF

24 HF Alkiláló üzem

25 Késleltetett kokszolás

26 Késleltetett kokszolás Feladata: az alapanyag nehezebb komponensei szilárd koksszá alakulnak, miközben értékes, könnyebb termékek képződnek. /kénmentesíteni kell/ Alapanyag: gudron Termék: gázok, benzin, gázolaj, koksz Paraméterek: Hőmérséklet: C Nyomás: 1 5 atm

27 Késleltetett kokszoló

28 Keverés

29 Gázolajkeverés HDS GO (K2) GHT1 LLSP (K4) DCS BPC BRC AFTIR - TOPNIR FAME (K8) Final Blending Order LLSGO (K7) ULSD (<10ppm S) CFPP, Lubricity, Conductivity Improver, WASA, Dehazer Cetane Booster EVO Diesel Biodiesel Blend

30 Hidrogén gyártás Feladata: Hidrogén előállítása a hidrogénező, kénmentesítő üzemek részére Alapanyag: metán + víz Termék: hidrogén (99,9 % tisztaságú) Reakció: CH 4 + H 2 O = CO + 3 H 2 Hőmérséklet: C Katalizátor: Ni/Al 2 O 3

31 Claus eljárás kénkinyerés Termikus reakció ( C) 3H 2 S + 1,5O 2 2H 2 S + SO 2 + H 2 O Katalitikus reakció ( C) 2H 2 S + SO 2 3S + 2H 2 O