Успешным развитием промышленных процессов термического крекинга
нефтеперерабатывающая промышленность обязана исключительно США.
В период 1910-1930-х годов в США был сделан гигантский эволюционный скачок в развитии термического крекинга от кубов периодического действия производительностью 20 т/сутки до трубчатых и реакционных аппаратов с производительностью 120-400 т/сутки.
В среднем в год в США вводилось в эксплуатацию от 18 до 22 заводов с крекинг-процессом и было запатентовано несколько тысяч вариаций проведения процесса термического крекинга.
За пределами США процесс термического крекинга начал развиваться, начиная с 1926 г. Наиболее распространенными были системы крекинга, разработанные американскими изобретателями и инженерами.
Крекинговое производство, так бурно развивающееся в 1920-1930-е годы в США и других странах, достигшее там значительных масштабов, в СССР в это время только начинали внедрять в промышленных масштабах.
Внедрение крекинг-процессов
Первая отечественная опытно-промышленная крекинг-установка системы Квитко была запущена в работу в Баку в июне 1925 г. Установка была полностью собрана из отечественных материалов и комплектующих, став подготовительным этапом к последующему развитию отечественного термического крекинга.
В 1927г. по предложению К.В.Кострина в Баку был осуществлен легкий крекинг сураханского мазута на опытной трубчатой установке непрерывного действия, которая предназначалась для прямой перегонки нефти. Процесс, названный «полукрекингом», имел следующие задачи:
- получение крекинг-бензина;
- понижение температуры застывания крекируемого мазута;
- показать возможность реализации крекинг-процесса в простейших трубчатых аппаратах при низких давлениях с выходом бензина 9 % при далёких от совершенства конденсаторах.
В 1926-1928 гг. в Центральной лаборатории Грознефти под руководством А.Н.Саханова и М.Д.Тиличеева была разработана система термического крекинга, получившая название в их честь, сущность которой заключалась в замене цилиндрической камеры на трубчатую. Установка Саханова - Тиличеева в 1927 г. была испытана в полузаводских условиях, но не получила промышленного внедрения, по причине приобретения к тому времени в Англии импортных крекинг-установок системы Виккерса.
В 1926-1931 гг. Советским Союзом были закуплены в Америке и в Англии и в сжатые сроки введены в эксплуатацию:
1. В 1929 г. в Баку и Грозном со значительными модернизациями в ходе строительства 2 установки системы Виккерса;
2. В 1930г. - 8 установок крекинга, из них;
- в Баку 1 - системы Виккерса;
- в Батуми 2 - системы Дженкинса;
- в Грозном 1 - сдвоенная системы Дженкинса и 2 - системы
Винклер-Коха; - в Туапсе 2 - системы Винклер-Коха.
3. В 1931г. эксплуатировалось 15 импортных установок Винклер-Коха:
- в Баку - две;
- в Батуми - четыре;
- в Грозном - шесть;
- в Туапсе - две;
- на Константиновском заводе им. Менделеева - одна.
Приоритет в научных основах
Параллельно промышленному внедрению импортных крекинг-процессов в 1927-1929 гг. сначала в Центральной Лаборатории Грознефти, а затем в
Грозненском нефтяном научно-исследовательском институте выполнены исследования основных факторов крекинга, а также проанализированы на предмет крекинга все основные нефтепродукты СССР.
В 1928 году была опубликована уникальная монография А.Н. Саханова и М.Д. Тиличеева «Крекинг в жидкой фазе», которая обобщила результаты многолетней исследовательской работы грозненских ученых в области термического крекинга и подтвердила приоритет СССР в разработке его научных основ.
"Советский крекинг"
Начальный этап развития промышленного крекингостроения в СССР, несмотря на ввод в эксплуатацию в 1928-1931 гг. зарубежных крекинг-установок, продемонстрировал глобальное отставание этого направления отечественной нефтепереработки от США:
- в США - 207 крекинг-установок;
- в СССР - 22 крекинг-установки.
Поэтому параллельно со строительством в вводом в эксплуатацию зарубежных крекинг - установок в СССР проводилась работа по созданию первой отечественной промышленной установки термического крекинга - «Советского крекинга».
Строительство установки по проекту В.Г. Шухова и инженера М.А. Капелюшникова в Баку началось в феврале 1930 г. под руководством инженеров. А.И. Зимникова и Р.И. Гиллера.
Задачи, поставленные перед строителями установки и успешно выполненные:
- избежать использования импортного оборудования, кроме оборудования, не изготавливавшегося в СССР;
- установить возможность проектирования, строительства и освоения установки крекинга без инжинирингового сопровождения западных специалистов;
- создать отечественные технологические схемы, конструкции различных вариантов углубленного крекинга (парофазный, парофазный до кокса) с целью выработки, как высококачественного топлива для автомобильных и авиационных двигателей, так и получения сырья для нефтехимии;
- исследовать качество оборудования, выпускаемого отечественными производителями на возможность эксплуатации при высокотемпературных режимах крекинга.
Первый крекинг системы Шухова-Капелюшникова был запущен в пробный пробег 24 апреля 1931 г. и до остановки установки в 1935 г. на ней
проводилось изучение крекинга при различных технологических схемах и на различной сырьевой базе:
- в 1931 г. был освоен жидкофазный крекинг сураханского мазута в однопечной установке без реакционной камеры;
- со второй половины 1931 г. установку переоборудовали для проведения процесса парофазного крекинга с целью выработки бензина с повышенным октановым числом;
- в 1932 г. было выполнено переоборудование для парофазного крекинга различных нефтепродуктов, как до жидкого крекинг-остатка, так и до кокса;
- в период 1933-1934 гг. на установке впервые в мире был реализован высокотемпературный риформинг, ставший одним из основных методов получения высокооктановых бензинов;
- было установлено что, благодаря наличию в газах крекинга значительного количества непредельных углеводородов, они могли явиться ценным источником сырья для нефтехимического синтеза.
Важное значение «Советского крекинга» заключалось также в том, что на
установке прошли подготовку высококвалифицированные специалисты, детально понимающие крекинг-процессы.
Выбор базовой технологии отечественного крекинга
Вести промышленную эксплуатацию установки "Советский крекинг" было экономически невыгодно из-за высокой себестоимости вырабатываемого на установке бензина.
В связи с этим на установках зарубежных производителей:
- было изучено множество вопросов, касающихся объёма переработки и получаемых нефтепродуктов;
- изучены причины, которые влияли на колебания производительности установок;
- проведено сравнение стоимости крекинг-установок по отдельным группам основных средств;
- выполнено сопоставление стоимости крекинг-установок различных систем;
- изучена эффективность использования персонала;
- осуществлен анализ энергетических затрат и их влияние на себестоимость вырабатываемых продуктов.
Основной вывод, который был сделан на основании анализа крекинг-установок различных систем - это признание установки Винклер-Коха лучшей по всем показателям в сопоставлении с прочими установками, эксплуатировавшимися в то время в СССР.
На основании проведенного анализа за базовую технологию при создании отечественной технологии термического крекинга была взята система Винклер-Коха.
Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.