Состояние крекингостроения в предвоенные годы

УДК 542

Состояние крекингостроения в предвоенные годы

З.Ш. АБУБАКАРОВА,

кандидат технических наук, доцент Грозненский государственный нефтяной технический университет

E-mail: inzal957@mail.ru

В статье представлены материалы теоретического обоснования развития процесса термического крекинга в нефтяной отрасли России. Дана сопоставительная характеристика импортных и отечественных опытно-промышленных крекинг-установок. Представлены основные этапы создания отечественных крекинг-установок.

Ключевые слова: нефтяная отрасль, бензин, крекинг-дистиллят, термический крекинг, нефтепродукты

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.

К началу ХХ века 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 АА. Летний, которым уже в 18791880 гг. 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.

В 1926-1931 гг. Советским Союзом были закуплены в Америке и в Англии и быстро построены в городах Грозный, Баку, Туапсе и Батуми установки термического крекинга нефти систем Винклер-Коха, Виккерса, Дженкинса. Две установки системы Виккерса были значительно усовершенствованы в ходе строительства и в 1929 г. введены в эксплуатацию в городах Баку и Грозный. В 1930 г. было введено в эксплуатацию восемь установок крекинга, из них одна системы Виккерса — в Баку, две установки системы Дженкинса — в Батуми, одна сдвоенная установка системы Дженкинса и две системы Винклер-Коха — в Грозном, две установки системы Винклер-Коха — в Туапсе. В 1931 г. 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.

Строительство отечественной установки по проекту В.Г. Шухова и инженера МА. Капелюшникова было начато в Баку в феврале 1930 г. под руководством инженеров А.И. Зимникова и Р.И. Гиллера.

Перед постройкой установки строителям были поставлены основные задачи: обойтись без импортного оборудования за исключением оборудования, которое в СССР не изготавливалось; установить насколько без иностранной консультации можно справиться с задачами проектиро-

16 w-

Нефтегазовое дело

вания, построики и освоения установки крекинга; создать отечественные технологические схемы, конструкции различных вариантов углубленного крекинга (парофазный, парофазный до кокса, рифор-минг) 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. Все задачи были успешно выполнены.

Первый крекинг системы Шухова-Капелюшни-кова был пущен в пробный пробег 24 апреля 1931 г. С этого времени и до остановки установки в 1935 г. на ней проводились исследования крекинга при различных технологических схемах и различном сырье.

В 1931 г. был освоен процесс жидкофазного крекинга сураханского мазута в однопечной установке без реакционной камеры. Со второй половины 1931 г. установка была переоборудована для проведения процесса парофазного крекинга с целью получения бензина с повышенным октановым числом; в 1932 г. — для парофазного крекинга различных нефтепродуктов как до жидкого крекинг-остатка, так и до кокса.

Несмотря на значительные результаты, полученные по крекингу жидкофазного и парофазного крекингов различных видов сырья на установке Шухова-Капелюшникова, 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.

В результате анализа крекинг-установок различных систем был сделан основной вывод, что установка Винклер-Коха — лучшая 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.

На установках системы Винклер-Коха, работающих 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 недостатком мазутной крекинг-установки Винклер-Коха была небольшая глубина крекирования тяжелой части сырья и низкий отбор товарного крекинг-бензина (24-29% мас. от 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.

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 6-8%.

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

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

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

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 по-лугудронов. 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.

Несмотря на однотипность технологической схемы, работа установок термического крекинга восточных и приволжских НПЗ значительно отличалась по составу перерабатываемого сырья, по произ-

водительности, технологическому режиму, а также выходу бензина.

Таким образом, за довольно короткий период, начиная с 1926 года, к концу 1940-х годов в нашей стране процесс термического крекинга был отработан и широко внедрен для различного по составу перерабатываемого сырья с целью увеличения выхода светлых продуктов из нефти и получения сырья для зарождавшейся нефтехимической промышленности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Киселев ТА. Современные методы переработки нефти. — М.-Л.: Гостоптехиздат, 1945. — 162 с.

2. Жоров И. // Азерб. нефт. хоз. — 1930. — №9. — С.35-46.

3. Кострин К.В. // Нефтяное хозяйство. — 1929. — № 10. — С. 520-521.

4. Исмаилов Р.Г. Очерки развития нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности Азербайджана. — М.: Наука, 1968. — 167с.

5. Ахмадова Х.Х., Абдулмежидова ЗА, Абубакарова З.Ш., Сыркин А.М. Первые исследования ГрозНИИ процесса термического крекинга // История науки и техники. —

2007. — спецвыпуск № 1. — С. 89-92.

6. Ахмадова Х.Х., Махмудова Л.Ш., Хадисова Ж.Т., Абдулмежидова ЗА Основные этапы становления и развития ГрозНИИ // Башкирский химический журнал. —

2008. Т.15. — №2. — С. 149-151.

7. Сыркин А.М., Абубакарова З.Ш. Становление термического крекинга на Кавказе. Уфа: Издательство ГУП ИНХП РБ. 2012.

THE STATE OF DEVELOPMENT OF THERMAL CRACKING UNITS IN THE PREWAR YEARS

Abubakarova Z.Sh., Cand.Sci.

E-mail: inza1957@mail.ru

ABSTRACT

The article presents a theoretical study of thermal cracking in Russia. Given analytical characterization of the most important of pilot crackers. The basic steps for creating a domestic thermal cracking units.

Key words: gasoline, cracking distillate, thermal cracking, oil products.

REFERENCES

1. Kiselev T.A. Sovremennyye metody pererabotki nefti [Modern methods of oil refining]. Moscow-Leningrad, Gostop-tekhizdat Publ., 1945, 162 p.

2. Zhorov I. Azerb. neft. khoz. 1930, no. 9, pp. 35-46. (In Russian).

3. Kostrin K.V. Neftyanoye khozyaystvo. 1929, no. 10, pp. 520-521. (In Russian).

4. Ismailov R.G. Ocherki razvitiya neftepererabatyvayushchey i neftekhimicheskoy promyshlennosti Azerbaydzhana [Sketches of the refining and petrochemical industry in Azerbaijan]. Moscow, Nauka Publ., 1968, 167 p.

5. Akhmadova Kh.Kh., Abdulmezhidova Z.A., Abubakarova Z.Sh., Syrkin A.M. Istoriya nauki i tekhniki. 2007, special issue no. 1, pp. 89-92. (In Russian).

6. Akhmadova Kh.Kh., Makhmudova L.Sh., Khadisova Zh.T., Abdulmezhidova Z.A. Bashkirskiy khimicheskiy zhurnal. 2008, vol. 15, no. 2, pp. 149-151. (In Russian).

7. Syrkin A.M., Abubakarova Z.Sh. Stanovleniye termicheskogo krekinga na Kavkaze [The formation of thermal cracking in the Caucasus]. Ufa, GUP INKHP RB Publ., 2012.