Как компании зарабатывают деньги. Производство жидких нефтяных парафинов

Фото Антон Ваганов / ТАСС
Всем привет. Следующий продукт хлорирования органики, выпускаемый ПАО «Химпром» в Новочебоксарске — жидкие хлорированные парафины. Чтобы его получить Химпром закупает у нефтепереработчиков собственно жидкие парафины для хлорирования. Поэтому сегодня переместимся на производство другой российской публичной компании, которая эти самые парафины и производит. И будет это завод ООО «ПО Киришинефтеоргсинтез» или коротко КИНЕФ, располагающийся в городе Кириши Ленинградской области и входящий в ПАО «Сургутнефтегаз».
Сейчас прошу вас быстренько вспомнить что такое парафины. Если быстренько не получилось, то вот: соединения CnH2n+2, причём в нашем случае нам нужны те, где n=10 — 30. До С20 это жидкости, с С21 до С30 — твёрдые легкоплавкие тела, температура плавления у самого тяжёлого С30 составляет 65,8 С.
Парафины, извлеченные из средних дистиллятов нефти, являются ценным сырьем для производства основных составляющих любого синтетического моющего средства, в частности линейных алкилбензола (ЛАБ), алкилбензолсульфоната (ЛАБС) и алкилбензолсульфоновой кислоты (ЛАБСК), которые как раз и производятся на КИНЕФ, именно для этих производств компания и создала установку получения парафинов. Использование жидких парафинов в качестве исходного сырья для моющих средств позволило высвободить для пищевой промышленности сырьё растительного происхождения (растительные масла). Кроме того, жидкие парафины могут быть использованы для получения нефтяных растворителей.
Наиболее совершенным способом выделения жидких парафинов является адсорбционный способ с помощью цеолитов (молекулярных сит). По этому способу в настоящее время в мире работает ряд технологических установок. В России применяется установка «Парекс». Данное производство включает в себя следующие схемы:
1. Первичная переработка нефти (установки АТ-1, АВТ-2, АВТ-6).
2. Гидроочистка фракции 230–320 С.
3. Установка «Парекс» и предфракционирование парафинов.

Первичная переработка нефти


КИНЕФ
Переработка нефти начинается с ее первичной перегонки. Сырьем для установок первичной перегонки служат нефть и газовый конденсат. При первичной перегонке их разделяют на фракции для последующей переработки или использования как товарных продуктов. Эти процессы осуществляют на атмосферных трубчатых (AT) установках и вакуумных трубчатых (ВТ) установках. Подробно про этот процесс я рассказывал в статье про производство прямогонного бензина на Омском НПЗ «Газпром нефти». На КИНЕФ всё в общем аналогично. Целевая фракция, из которой мы будем получать жидкие парафины конечно, другая, нам нужна дизельная фракция. Если прямогонный бензин — это то, что выкипает из нефти до 180 С, то нужная нам дизельная фракция имеет температуру кипения 200-320 С.

Гидроочистка

В качестве сырья для установки «Парекс» используется прямогонная дизельная фракция. Поскольку содержащиеся в нефти сернистые, азотистые и непредельные соединения оказывают неблагоприятное воздействие на молекулярные сита, эта дизельная фракция подвергается глубокому обессериванию и гидрированию на установках гидроочистки, где используются алюмоникель- или алюмокобальтмолибденовые катализаторы.
Вообще обессеривание проводят в любом случае, поскольку всё что получают из дизельной фракции, в том числе основной продукт — дизельное топливо, тоже не должно содержать сернистых соединений.
Помимо прямогонной дизельной фракции на гидроочистку подают и сернистые бензины, газойль прямой гонки, вакуумный газойль и смазочные масла. Целевой продукт – обессеренные топливные фракции и масла. При гидроочистке гетероатомные соединения (то есть содержащие гетероатомы — серу, азот, кислород) превращаются в углеводороды и гетероатомные газы (аммиак, сероводород, вода), а «очищенные» топливные фракции используются как топливо либо поступают на последующую переработку. В частности, гидроочищенная фракция 180–350 °С поступает на установку «Парекс».
На КИНЕФ применяют установки гидроочистки дизельного топлива Л-24/6 и Л-24/7. Эти типовые установки разработаны институтом «Ленгипронефтехим» в начале 60-х годов прошлого века. Л-24/7 была реконструирована в 2007 году, а Л-24/6 в 2015.

Принципиальная технологическая схема гидроочистки дизельного топлива Л-24/7
Сырье (дизельная фракция) предварительно нагревается в теплообменниках (на схеме не показаны), смешиваются с циркулирующим водородсодержащим газом, и подается в печь 3, где нагревается до температуры 380-400 С. После печи смесь поступает в реактор 4. Для увеличения температуры смеси или снятия экзотермического эффекта реакции между реакторами обычно вводят холодный водородсодержащий газ. После последнего реактора гидрогенизат поступает в газосепаратор высокого давления 6, где происходит процесс однократного испарения обычно при давлении равном или несколько ниже давления в реакторе. Температура в газосепараторе 80-85 С. Подбирая температуру в сепараторе регулируют концентрацию водорода (Н2) в циркулирующим водородсодержащем газе.
Газовая фаза поступает в абсорбер 8, где происходит улавливание сероводорода (H2S) водными растворами моно-, диэтаноламина. После отчистки часть циркулирующего водородсодержащего газа выводятся с установки в виде отдува, а основная часть восполняется свежим водородом. В качестве свежего водорода применяется избыточный водородосодержащий газ с установки каталитического риформинга или технический водород со специальных водородных установок.
Жидкая фаза после газосепаратора высокого давления 6 поступает в газосепоратор низкого давления 7, где за счет понижения давления появляется газовая фаза. Газовая фаза поступает в абсорбер 9, где очищается от сероводорода и выводится сверху в линию сухого газа.
Гидрогенизат из газосепаратора низкого давления 7 поступает во фракционирующий абсорбер 12, где из дизельного топлива удаляются растворенные газы, которые подаются на очистку от сероводорода в абсорбер 10, и бензиновая фракция. Бензиновая фракция используется как орошение абсорбера 12, а ее балансовое количество откачивается с установки. Снизу абсорбера 12 отводится гидроочищенное дизельное топливо, часть которого используется как горячая струя низа колонны 12, нагреваемая в печи 13.
В десорбере 11 параллельно происходит регенерация потоков абсорбента (моноэтаноламина) насыщенных сероводородом. Сверху 11 отводится сероводород, а снизу регенерированный абсорбент подается в абсорберы 8, 9, 10. Сероводород направляют на получение серы в процессе Клауса.

Процесс «Парекс»

Эта технологическая установка предназначена для получения жидких н-парафинов из прямогонной гидроочищенной фракции 180–350 ^оС путем разделения ее в результате адсорбции с последующей десорбцией на два продукта: нормальные жидкие парафины (С₁₀-С₂₀) с чистотой основного вещества не менее 99,1–99,5% масс. и депарафинированную фракцию (денормализат) – компонент дизельного топлива с температурой застывания минус 60–70^оС.
Процесс был разработан фирмой «Парекс» (ГДР), в СССР было закуплено 11 установок, но построено и запущено только 4. Две из них — на КИНЕФ работают до сих пор. От установки «Парекс» на Новокуйбышевском НПЗ Роснефти сейчас осталось только название — по сути она выполняет только гидроочистку, без выделения жидких парафинов. Установка на заводе Башнефть-Новойл в Уфе ныне демонтирована. Процесс кстати не стоит путать с процессом «Раrex» компании UOP по выделению ароматических углеводородов. «Парекс-1» был запущен на КИНЕФ в 1980 году, в 2004 году была выполнена его реконструкция, в 1987 году запустили «Парекс-2».

Принципиальная схема процесса «Парекс»
К сырью, подаваемому насосом 1, присоединяются свежий и циркулирующий водородсодержащий газ (нагнетается компрессором 2). После нагрева в теплообменниках (условно показано пунктирной линией, ведущей к печи 4) и змеевике печи 4 смесь поступает в адсорбер 6 с неподвижным слоем адсорбента, извлекающим из сырья н-парафины. Выделение жидких парафинов производится в настоящее время на молекулярных ситах фирмы UnionCarbide (США) кальциевой основы, общее его количество составляет около 200 тонн.
По выходе из адсорбера денормализат в смеси с водородсодержащим газом и аммиаком (остатком от предшествующей операции — десорбции) охлаждается в теплообменнике 7. Пройдя далее конденсатор-холодильник 15, смесь разделяется в промывной колонне 16 на две части: жидкую — охлажденный конденсат денормализата — и газопаровую. В верхней части колонны 16 пары аммиака поглощаются циркулирующей водой, поступающей далее в две последовательно соединенные колонны 17 и 21 для дегазации. Здесь из водного раствора удаляется аммиак: пары аммиака после ступенчатого сжатия компрессорами 18, 19 и 3 используются в процессе десорбции.
Выходящий из верхней части колонны 16 водородсодержащий газ сжимается компрессором 2 и как рециркулят присоединяется к сырью.
Работающие в стадии десорбции аппараты 8 и 14 продуваются перегретым в змеевике печи 5 газообразным аммиаком. Как делают аммиак можете почитать в моей статье. Аммиак в смеси с вытеснен­ными н-парафинами проходит теплообменники 9 и 13, а затем конденсатор-холодильник 10', конденсат отделяется от газообразного аммиака в сепараторе 11. В работающем при менее высоком давлении сепараторе 12 из жидкости выделяется растворенный аммиак. Вспомогательным компрессором 18 аммиак подается на прием компрессора 3 повышенного давления.
Режим процесса парофазной адсорбции: температура 300—400 °С, давление 0,5—1,0 МПа: длительность адсорбции примерно в два раза меньше продолжительности десорбции. Между этими стадиями в течение непродолжительного времени адсорбент продувается. Окислительную регенерацию адсорбента проводят обычно после 6000—8000 ч его эксплуатации.
Отделённый десорбат направляется в блок олеумной очистки. Блок олеумной очистки предназначен для удаления из десорбата (фракция С₁₀-С₂₀) различных непредельных, ароматических и смолистых соединений с последующими операциями: нейтрализацией кислого парафина щелочью, промывкой водой от солей и сепарацией от воды с помощью центрифуг.
После выделения на установке «Парекс» жидкие парафины поступают на установку предфракционирования, то есть предварительного фракционирования смеси н-парафинов с числом углеродных атомов в ней от 10 до 20. Разделение широкой фракции н-парафинов производится в ректификационных колоннах. В этом блоке производится целевая фракция н-парафинов С10-С13 для собственного производства ЛАБ-ЛАБС, а также фракции С13 и С14-С17, которые уходят с блока как товарные продукты, фракция С18 и выше используется в качестве компонента мазутов (по заданию – для нужд завода).

Михалыч и Степаныч гонят парафины. Фото ООО «КИНЕФ»
Теперь о цифрах. Производственная мощность КИНЕФ по выпуску жидких парафинов составляет около 130 тыс. тонн/год. При этом примерно половина  этого объёма используется предприятием самостоятельно в производстве ЛАБ-ЛАБС.
Цена на жидкие парафины составляет от 50000 руб/т до 130000 руб/т в зависимости от марки по фракционному составу. Это значит, что при продажах КИНЕФ около 65 тыс. тонн/год, это даёт около 5,85 млрд руб. годовой выручки.
Жидкие нефтяные парафины используются для производства моющих средств, хлорпарафинов, гидрофобизаторов, деэмульгаторов, биологически разлагаемых веществ, растворителей, антидетонаторов и вазелинового масла.
КИНЕФ сегодня является единственным крупнотоннажным российским производителем жидких нефтяных парафинов, хотя есть ряд научно-производственных компаний, которые также их предлагают. Рынок жидкого нефтяного парафина на 100% состоит из внутреннего российского производства, доля импорта составляет около 0,1%. При этом Россия является, как и в случае с рынком твердых парафинов, нетто-экспортером данного вида продукции, т.к. экспортирует гораздо больше, чем импортирует. В 2024 году объём экспорта нефтяных парафинов из России в натуральном выражении составил 10,8 тыс. тонн.
Крупнейшие мировые компании производители жидких нефтяных парафинов: Exxon Mobil (США), Shell (Великобритания), Sasol (ЮАР), PetroChina (Китай).