Монтаж технологического оборудования нефтеперерабатывающих заводов

Нефтеперерабатывающая отрасль проходит серьезную модернизацию. Постоянно увеличивается поток инвестиций в заводы, улучшаются показатели глубины переработки нефти и качества готовой продукции.

Нефтеперерабатывающее производство России

В России действует 38 нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ), самые крупные из них указаны в таблице. Основная продукция заводов – прямогонный бензин, газойль и мазут.

Наименование завода и год запуска	Заявленная мощность (млн. тонн)	Объем переработки в 2016 году (млн. тонн)	Глубина переработки (%)
Газпромнефть-ОНПЗ, 1955	20,89	20,5	91,5
Киришинефтеоргсинтез, 1966	20,1	17	54,8
Рязанская нефтеперерабатывающая компания, 1960	18,8	16,2	68,6
Лукойл-Волгограднефтепереработка, 1957	15,7	12,6	93
Славнефть-ЯНОС (г. Ярославль), 1961	15	15	66
Лукойл-ПНОС (г. Пермь), 1958	13,1	13,1	88
Газпромнефть – Московский НПЗ, 1938	12,15	12,15	75

Актуальный список действующих и готовящихся к открытию заводов указан в реестре НПЗ, который ведет Министерство энергетики. На данный момент из 80 заводов 45 находятся в стадии строительства или реконструкции.

Проектирование нефтеперерабатывающих производств

Проектирование НПЗ происходит поэтапно с использованием технического задания, составленного заказчиком, а также проектной документации строительной компании. При планировании мощностей учитываются показатели годовой и минимальной производительности комплекса, глубины переработки нефтепродуктов, а также сроков и этапов строительства.

На этапе проектирования подсчитывается материальный баланс или запас сырья для каждого технического процесса. Расчетный баланс вычисляется из номинальной производительности, товарный баланс включает расход сырья на собственные нужды завода и безвозвратные потери.

Помимо показателей баланса, в расчет берутся методы утилизации производственных отходов – реагентов, смазочных и других веществ.

Следующий этап планирования – подготовка технологической схемы, или графическое изображение всех этапов переработки и хранения продукции с указанием выделяемых веществ и реагентов. В нее входят все технологические узлы, промежуточные резервуары.

Оборудование комплекса должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 53684-2009. Для подбора нагревательных печей существует стандарт ГОСТ Р 53682-2009, для насосов – ГОСТ 31839-2012.

Помимо федеральных стандартов, при выборе агрегатов следует учитывать:

• технологические расчеты;
• уровень нагрузки на аппарат;
• давление;
• температуру;
• химический состав.

Факторы размещения нефтеперерабатывающих производств

Изначально нефтеперерабатывающие предприятия преимущественно размещались в местах добычи нефти с учетом путей сбыта. Сейчас перевозить и хранить сырую нефть значительно выгоднее, чем готовые продукты. Кроме того, удаление от мест разработки позволяет получать сырье из нескольких источников.

Современные проектирующие организации учитывают следующие факторы:

• близость района потребления;
• спрос на определенные виды продукции;
• наличие магистрали, по которой передается сырье или светлые нефтепродукты;
• удобство иных путей транспортировки.

Производство нефтеперерабатывающего завода

Производственный цикл предприятия состоит из нескольких этапов:

1. Подготовка нефти к первичной переработке. В составе сырого продукта есть посторонние примеси в виде воды, песка и солей, которые способствуют износу оборудования и снижают качество готового продукта. Очистка снижает долю солевых примесей до 3-4 мг/л, воды – до 0,1%.
2. Первичная перегонка. Очищенный от примесей продукт переливается в теплообменник для нагревания до разделения на фракции. В процессе часть смеси испаряется и поднимается по ректификационным колоннам, жидкость стекает в нижнюю часть сосуда.

На этом этапе при различных температурах выделяются:

• природный газ (пропан и бутан);
• бензиновая составляющая;
• керосин;
• дизтопливо;
• смазочные масла;
• мазут.

Вторичная обработка.

Дальнейшая обработка зависит от профиля завода.

При производстве топлива материал проходит стадии крекинга, риформинга, гидрокрекинга и гидроочистки.

Крекинг заключается во введении катализатора, содержащего кобальт, никель или моблиден. Материал нагревается до парообразного состояния, смешивается с водородосодержащим газом, затем прогоняется через катализатор. Из смеси выделяются высокооктановые бензины, смеси жидких и газообразных углеродов, бензиновые смеси, дизель и реактивное топливо, смазочные масла, материал для дальнейшего пиролиза и риформинга.

Риформинг осуществляется с помощью высоких температур, в некоторых случаях — при воздействии катализаторов. Этим методом обрабатываются парафиновые фракции, конечным продуктом выступает высокооктановый бензин.

С помощью пиролиза выделяются ненасыщенные и ароматические углеводороды (бензол, толуол). Процесс проходит при воздействии температуры до 1000 градусов. Кроме того, этим методом легко избавиться от утечек нефти и нефтяного шлама.

Оборудование нефтеперерабатывающего производства

Оборудование делится на несколько групп:

• приборы механической очистки, сортировки, измельчения или смешивания;
• гидромеханическое оборудование, работа которого основана на перемещении жидкостей, сжатии газов. К ним относятся осадительные камеры, циклоны, трубопроводы;
• тепловое оборудование, предназначенное для нагревания или охлаждения смеси. В группу входят печи для нагрева, крекинга или пиролиза, теплообменники, испарители, охладители ;
• аппараты для массообменных процессов, в которых происходит переход веществ из одного агрегатного состояния в другое. Это колонны для ректификации, перегонки, кристаллизации, адсорберы, десорберы;
• реакторы для применения химических веществ.

Федеральные нормы и правила (ФНП) химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств

Требования к безопасности опасных объектов, к которым относятся НПЗ, регламентируются федеральным законом №116 «О промышленной безопасности производственных объектов». На основе нормативного акта Ростехнадзор разработал Правила промышленной безопасности ПБ 09-563-03. Эти правила служат дополнениям к существующему своду правил взрывобезопасности.

Правила промышленной безопасности (ПБ) и эксплуатации нефтеперерабатывающих производств

На всех действующих производства вводятся технические регламенты, где прописаны рабочие операции с учетом температурных режимов оборудования, последовательности проведения процесса.

Оборудование проверяется ежедневно с установленной периодичностью:

• электроприборы, арматура, трубопроводы для перегонки продукта, защитные средства – каждые 2 часа;
• сигнализация, аварийная защита, связь, узлы контроля и управления – раз в 24 часа;
• системы вентиляции – перед каждой сменой;
• пожарные системы – раз в 30 дней.

К каждому агрегату с повышенной опасностью предусматривается план локализации аварийных ситуаций. Документ должен содержать меры по предупреждению аварий, локализации ущерба в случае ЧП, предотвращению жертв среди персонала. Предприятие обязано иметь систему экстренного оповещения.

Отдельные пункты правил касаются сброса и хранения газов. Вещества из аппаратов с потенциально опасной средой переводятся в факельные системы для сжигания. Неопасные отработанные газы и пары проходят через выхлопные стояки высотой не менее 5 метров от самого высокого сооружения в радиусе 15 метров.

Первый запуск оборудования производится по приказу руководства, содержащему дату запуска, перечень ответственных работников и необходимых мероприятий.

Перед вводом в эксплуатацию обязательно проверяются все системы, включенные в процесс, оборудование продувается инертным газом с контролем содержания горючих веществ после процедуры.

Операции с использованием опасных веществ проводятся только с использованием герметичного оборудования. Ручной ввод реагентов строго запрещен.

Общие правила и нормы взрывобезопасности химических и нефтеперерабатывающих производств

Показатели взрывоопасности каждого объекта фиксируются в проектной документации, каждому блоку присваивается категория. Проведение технологических процессов осуществляется только по регламентам. Работники опасного объекта проходят обязательную аттестацию в области промышленной безопасности.

Руководство предприятия обязано ввести требования безопасности ко всем видам работ, назначить ответственные службы, а также регламентировать порядок проверки и ремонта оборудования.

Меры по снижению взрывоопасности разрабатываются для каждого потенциально опасного блока. Согласно правилам, при проведении процессов следует рационально подбирать смеси и дозы компонентов, гидродинамические и теплообменные параметры.

Безопасность технологических систем достигается выбором наиболее безопасного сочетания блоков, разделением операций на несколько стадий, введением дополнительных очисток.

Современные технологии нефтеперерабатывающего производства демонстрируются на тематической выставке «Нефтегаз» в «ЦВК Экспоцентр».

ЗАО «Спецмонтаж» предлагает организацию монтажа любого технологического оборудования для различных типов производств с использованием специализированных средств и техники, находящейся в собственности организации, а также с привлечением автокрановой техники большой грузоподъемности, свыше 100 тонн.

За время работы организации выполнялись работы по монтажу насосного оборудования, компрессорного оборудования, емкостей, сепараторов, колонн, реакторов, теплообменников, аппаратов воздушного охлаждения, изготовлению и сборке на объекте корпусов технологических печей.

Для выполнения данных работ организацией составляется проект производства работ, который утверждается у заказчика.

Предприятием ЗАО «Спецмонтаж» накоплен большой опыт по монтажу технологического оборудования нефтеперерабатывающих производств. Наиболее крупными и технологически сложными в плане монтажа оборудования в последние годы стали следующие проекты:

— В 2008-2012 гг успешно был выполнен демонтаж старых и монтаж новых поршневых компрессоров
РК101А, РК101B, РК101C марки Burckhardt Compression массой 50 тонн каждый на установке Гидрокрекинг предприятия ОАО «Славнефть-ЯНОС». Работы велись одновременно двумя кранами. Монтаж выполнялся через специально устроенный проем в кровле существующего здания на высоте 16 метров. Кроме установки самих компрессоров, были выполнены технологически сложные работы по демонтажу фундаментов с помощью оборудования HILTI, при этом производилось распиливание фундаментов на отдельные части. Также полностью была заменена трубопроводная обвязка аппаратов.

— Летом 2014 года специалистами ЗАО «Спецмонтаж» были успешно смонтированы три автоклава на предприятии ОАО «Ярославский завод силикатного кирпича». Длина каждого такого автоклава составляла 45 метров, диаметр 3 метра, масса 73 тонны. При производстве работ использовались 2 крана: автокран GROVE GMK5130-2 грузоподъемностью 130 тонн, находящийся в собственности организации, и арендованный кран Liebherr LTM 1200 5.1 грузоподъемностью 200 тонн.

— В первой половине 2014 года организация ЗАО «Спецмонтаж» выступила в роли генерального подрядчика при строительстве технологической печи Т-20 и пароперегревателя Т-19 на установке 1А-1М ОАО «Славнефть-ЯНОС». Работниками предприятия был выполнен полный комплекс работ, включая устройство фундаментов печей, изготовление и монтаж трубных змеевиков, изготовление и сборка корпусов печей, монтаж дымовых труб, установку специального оборудования.

— Весной 2014 года был реализован проект по реконструкции установки ЛЧ-24/7 цеха №4 ОАО «Славнефть-ЯНОС». В состав комплекса работ непосредственно на установке вошли следующие проекты:

— по демонтажу реакторов Р-101, Р-102 массой 50 тонн с помощью крана грузоподъемностью 320 тонн;

— по замене холодильников ДК-102, ДК-106, ДК-206 с обвязкой;

— по замене сепараторов С-101, С-201, С-102 и С-103а с обвязкой и другие проекты по техническому перевооружению.

Помимо этого, был выполнен комплекс работ по строительству эстакады откачки дизельного топлива с установок цеха №1 на установки цеха №4, проходящей через 7 планшетов завода.

С другими крупными проектами, реализованными ЗАО «Спецмонтаж» за последние годы, можно ознакомиться здесь>>

В рамках реконструкции существующих и строительства новых технологических установок нефтеперерабатывающих заводов ООО «НПФ ЭИТЭК» способна выполнять полный спектр работ (проектирование, комплектация оборудованием, строительство «под ключ», руководство проектом):

• выполнение технико-экономических обоснований, технологические расчеты, подбор оборудования и выпуск базовых проектов на реконструкцию и строительство технологических установок для процессов первичной и вторичной переработки нефти на НПЗ;
• выполнение проектной документации в соответствии с действующей нормативно-технической документацией, в том числе на основе базовых проектов иностранных организаций, и сопровождение прохождения экспертизы документации в ФАУ «Главгосэкспертиза»;
• выполнение рабочей документации в объеме достаточном для проведения строительно-монтажных и пуско-наладочных работ;
• авторский и строительный надзор в процессе проведения строительно-монтажных работ;
• поставка оборудования;
• проведение строительно-монтажных и пуско-наладочных работ.

На основании имеющегося опыта, а также современных методик разработки и детального проектирования ООО «НПФ ЭИТЭК» предлагает Заказчику эффективные решения по созданию, модернизации и реконструкции как отдельных блоков и аппаратов (ректификационных колонн, абсорберов, сепараторов, сопутствующего емкостного и теплообменного оборудования), так и установок в целом. К настоящему времени фирмой выпущено более 120 проектов для различных НПЗ.

Одно из основных преимуществ работы ООО «НПФ ЭИТЭК» – комплексный подход при решении поставленных Заказчиком задач. Фирма осуществляет полный спектр работ «под ключ»: проектирование, комплектацию оборудованием, строительство, руководство проектом. К настоящему моменту осуществлено 5 крупномасштабных проектов «под ключ»: 2 объекта ОАО «ТАНЕКО» и 3 объекта ОАО «ТАИФ» (ОАО «Казаньоргсинтез», ОАО «ТАИФ-НК»).

Проектирование выполняется с использованием современных лицензионных программных комплексов:

• Aspen HYSYS компании AspenTech для технологических расчетов;
• системы автоматизированного проектирования КОМПАС-3D, AutoCad;
• СТАРТ и Гидросистема для прочностных и теплогидравлических расчетов;
• SCADoffice, StarkES для расчетов строительных конструкций;
• КОМПАС-Электрик для проектирования электрических сетей;
• PVP-Design для прочностных расчетов сосудов и их элементов;
• ПВ-Безопасность для оценки категорий взрывоопасности технологических установок и отдельных блоков.

В настоящее время в компании работает более 100 высококвалифицированных инженеров-проектировщиков. Все специалисты фирмы прошли аттестацию по общим и специальным требованиям промышленной безопасности, поэтому выпускаемая проектная и рабочая документация разрабатывается в строгом соответствии с действующими нормами. Также все специалисты проходят курсы по повышению квалификации.

Одним из основных подразделений фирмы, обеспечивающих высокое качество принимаемых технологических решений, является расчетно-технологический отдел, сформированный из высококвалифицированных научных сотрудников, специализирующихся в области нефтепереработки, основного органического и нефтехимического синтеза. В состав отдела входят дипломированные специалисты, имеющие значительный опыт работы в научно-исследовательских и проектных организациях, а также работники с многолетним опытом проведения пуско-наладочных работ и эксплуатации промышленных технологических установок. Основную часть расчетно-технологического отдела составляют молодые кандидаты наук, обладающие научными знаниями в области теоретических основ и технологических принципов создания и разработки промышленных процессов нефтепереработки и нефтехимии. Глубокое понимание природы физико-химических процессов наряду с современными представлениями о существующих методах расчета и использованием последних достижений в области математического моделирования позволяют специалистам ООО «НПФ ЭИТЭК» предлагать комплексные решения, включающие научное обоснование принципиальной организации технологического процесса с последующей разработкой базового проекта, проектной и рабочей документации.

Применение научного подхода в совокупности с использованием современных методов проектирования позволяет ООО «НПФ ЭИТЭК» успешно проводить реконструкцию и строительство технологических установок атмосферно-вакуумной перегонки нефти (АВТ), каталитического риформинга, гидроочистки, каталитического крекинга, висбрекинга и т.д.

Вновь изготовленные и реконструированные аппараты успешно работают на ОАО «Саратовский НПЗ», ООО «Лисичанскнефтеоргсинтез», ОАО «Роснефть Туапсинский НПЗ», АО «Мажейкяйский НПЗ», ОАО «Афипский НПЗ», ООО «Албашнефть», ОАО «Краснодарский НПЗ» и многих других, а также на двенадцати мини-НПЗ.

Среди основных направлений работы ООО «НПФ ЭИТЭК» следует отметить проектирование, изготовление и строительство нагревательных печей для нефтеперерабатывающих заводов и промысловой подготовки нефти, а также реконструкцию действующих печей с целью повышения эффективности их работы. В настоящее время предлагаются к проектированию и поставке печи коробчатого типа и цилиндрические с факельным сжиганием топлива, с излучающими стенами топки или с настильным пламенем теплопроизводительностью от 0,74 мВт (0,64 Гкал/час) до 60 мВт (51 Гкал/час). Нашей фирмой разработано, изготовлено и поставлено в эксплуатацию более десяти нагревательных печей для нефтеперерабатывающих заводов.