Технология, техника и экономика нефтепереработки

Г.С.Яицких, к.т.н., Директор по развитию АО «ИПН»

К.П.Кулаков, Технический директор АО «ИПН»

С.С.Демченко, Главный технолог АО «ИПН»

В наше непростое, «незастойное» время экономика нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) зависит от ряда факторов:

1. Затрат на покупку сырья – нефти, газового конденсата.

2. Дохода от реализации товарной продукции – бензинов, керосина, дизельного топлива, мазутов и т.д.

3. Налоговых отчислений, акцизов.

4. Затрат на капитальное строительство, техническое перевооружение или реконструкцию производственных мощностей.

5. Операционных затрат.

По оптимизации влияния первых трёх факторов на экономику НПЗ работают коммерческие и юридические департаменты предприятия.          Капиталовложения и операционные затраты определяются в основном проектными решениями. Как правило, проектные офисы заказчиков, сопровождающие проектирование и осуществляющие приёмку проектов технологических установок и объектов общезаводского хозяйства (ОЗХ), не уделяют должного внимания ценовой составляющей проектных решений. Нередко желание заложить некие завышенные, технически и экономически неоправданные запасы по площадям, производительности отдельных технологических узлов, блоков, единиц оборудования, его материального исполнения в итоге приводят к необоснованному и значительному увеличению необходимых кредитных средств для строительства как отдельных объектов основного и вспомогательного производства, так и предприятия в целом. Это в свою очередь отягощает финансовую нагрузку на предприятие, обуславливает удлинение сроков возврата кредитных средств и значительные переплаты по процентам.

Как следствие, в сложные, переломные периоды времени отягощённые излишними, по сути дела балластными резервами и запасами предприятия уходят в «финансовый минус», что нередко приводит даже к остановке их производственной деятельности. Коммерческие службы таких заводов пытаются спасти положение дел за счёт попыток приобрести нефть подешевле и продать товарные продукты подороже, но не всегда это удаётся. Существенно снизить стоимость процессинга на действующем производстве практически невозможно, так как реализованные в проекте конструктивные решения требуют конкретного расхода электроэнергии, воды, пара, топлива и т.д. для обеспечения производственного процесса.

В то же время аналогичные по мощности и профилю производственные объекты, спроектированные и построенные более рационально, имеют стоимость процессинга на 15…30% ниже, что позволяет иметь положительные финансовые результаты даже в экономически непростые времена. Кроме того для создания «рациональных» предприятий требуется значительно меньше капиталовложений, что облегчает возврат заёмных средств, а также уменьшает размер ежегодных налогов на основные фонды предприятия, плату за землю, налоги на вредные выбросы и т.д.

Сегодня мало кто проводит сравнительный анализ экономических показателей однотипных технологических установок и предприятий в зависимости от проектных решений.

В последние 15 лет специалисты АО «ИПН», выполняя работы по реконструкции технологических установок и объектов ОЗХ российских НПЗ, накопили солидный практический опыт реализации оптимальных с точки зрения экономики технических решений.

Так на одном из НПЗ республики Марий Эл проводилась реконструкция установки ЭЛОУ-АТ мощностью 720 тыс. т нефти в год с целью повышения производительности до 1400 тыс. т нефти в год. Увеличение мощности практически в 2 раза за счёт креативных технических решений АО «ИПН» было достигнуто в основном дооснащением теплообменного ряда дополнительными аппаратами, а также сравнительно недорогим предиспарителем в дополнение к ректификационной колонне. В результате удалось сохранить основную колонну (были заменены только внутренние контактные устройства) и печь – самые дорогостоящие технологические аппараты.

Анализ этой проектной работы показал, что первоначально заложенные большие запасы по диаметру колонны и мощности печи позволили, с одной стороны, сэкономить деньги при возникшем желании реконструкции установки. С другой стороны, в течение 10…12 лет суммарная переплата за кредит на строительство, перерасход топлива, электроэнергии, воды и т.д. по предварительной оценке составила не менее 1,3 млрд. рублей.

Проведённый специалистами АО «ИПН» анализ 12 выполненных работ по реконструкции ранее построенных технологических установок и 15 объектов ОЗХ позволил определить          основные направления экономичного проектирования:

1.Рациональное использование площадей под строительство производственных объектов.

Необоснованное увеличение площади застройки производственного объекта (с излишним запасом) приводит к увеличению объёма строительно-монтажных работ и объёма закупаемых стройматериалов – труб, металлоконструкций, бетона, кабельной продукции, лакокрасочных материалов и т.д., что в свою очередь приводит к увеличению стоимости строительства.

При этом также в процессе эксплуатации увеличиваются затраты на освещение объекта, обогрев межцеховых и технологических трубопроводов, сбор и очистку ливнёвых вод и др.

2.Рациональные решения в части технологической схемы процесса.

Необходимо обеспечить достаточно высокую степень рекуперации тепла технологического процесса, что в свою очередь позволит:

- минимизировать нагрузку на печи, что позволяет снизить затраты на строительство печи, затраты на топливо;

- минимизировать затраты на финишное охлаждение нефтепродуктов, благодаря чему снижается расход электроэнергии и оборотной воды.

Другим вариантом снижения затрат на финишное охлаждение нефтепродуктов является применение холодной сырой нефти вместо оборотной воды. Такое решение, в частности, реализовано на одном из НПЗ в Ленинградской области и на другом НПЗ Юга России.

Другим рациональным решением в двухколонной схеме установки ЭЛОУ-АТ может быть обеспечение температуры нефти на входе в отбензинивающую колонну не ниже 240…260^оС, что позволяет работать без «горячей струи». При этом снижается нагрузка на печь и экономится электроэнергия для привода насоса «горячей струи».

В случае гарантированного снабжения НПЗ сырой нефтью с содержанием солей до 30 мг/л целесообразно предусматривать блок ЭЛОУ в одну ступень, что также снижает капиталовложения и эксплуатационные затраты.

В последнее время всё чаще используется схема «прямого питания» установок первичной перегонки нефти. Подача сырой нефти на переработку производится насосом, расположенным в резервуарном парке сырья, при этом исключается сырьевой насос непосредственно на технологической установке. Экономия электроэнергии составляет десятки миллионов рублей в год.

3.Рациональные решения по материальному оформлению технологических аппаратов и трубопроводов.

Материалы для изготовления технологических аппаратов должны соответствовать условиям производственного процесса, обеспечивая заданный срок эксплуатации технологической установки. Применение неоправданно дорогих материалов для отдельных единиц оборудования не продлевает жизнь установки в целом, увеличивая объём капиталовложений.

Например, проектный офис одного из НПЗ Центральной России настоял на применении нержавеющей стали для изготовления технологических аппаратов, где используется 10% раствор щёлочи NaOH. На практике и российские и зарубежные (в частности UOP) инжиниринговые компании в этом случае применяют значительно более дешёвую (в 4 раза) углеродистую сталь 09Г2С. При этом реальный срок службы таких аппаратов на практике составляет не менее 40 лет. Применение углеродистой стали в этих случаях регламентируется и нормативными документами РТМ 26-02-54-80 и РТМ 26-02-39-84. Проектный офис никак не обосновал своего решения, в итоге – очередное завышение стоимости строительства.

Таблица 1. «Затратный» и «рациональный» варианты проектирования установки ЭЛОУ-АВТ-6

Варианты проектирования	Капиталовложения, млрд. руб	Удельные расходные показатели на 1т нефти
		Электроэнергия, квт.ч	Топливо, кг	Вода оборотная, м3
«затратный»	14,2	7	23	6
«рациональный»	12,7	5	15	2

4.Рациональное аппаратурное оформление технологического процесса.

Зачастую в процессе приёмки очередного этапа проектной документации представители заказчика выдвигают свои замечания и предложения, опираясь на аргумент «а у нас раньше было так…». В этом плане нефтепереработка одна из самых консервативных отраслей промышленности, если сравнивать с автомобилестроением, производством электроники, авиастроением и т.д.

Исключение в оборудовании НПЗ составляет опять же продукция электроники - системы АСУ ТП, благодаря тому, что невозможно препятствовать их внедрению, опираясь на излюбленный аргумент «а у нас раньше было так…» (щитовая система управления процессом).

Например, применение кожухотрубных теплообменников с U-образными трубками для установки ЭЛОУ-АТ встретило сопротивление представителя заказчика на одном из НПЗ Краснодарского края лишь только потому, что он раньше работал на старом заводе, где использовались кожухотрубные теплообменники с плавающими головками.

Пластинчатые теплообменники также зачастую не популярны на некоторых НПЗ по причине аварийного выхода из строя контрафактных аппаратов 15…20 лет назад. В то время в погоне за дешевизной, благодаря тендерным процедурам, приобретались самые дешёвые низкокачественные аппараты под известными брендами. После выхода из строя контрафакта, на этот тип теплообменников навесили ярлык – «ненадёжно». За последние годы даже в России объём продаж качественных пластинчатых теплообменников превышает объём продаж кожухотрубных, за рубежом тем более.

Необходимо грамотно подбирать тип и фирму-производитель теплообменников для каждого узла технологической установки, что позволит максимально эффективно утилизировать тепло при минимальных затратах на приобретение оборудования, его монтаж и эксплуатацию.

Имеют место также случаи необоснованных требований по завышению размеров технологического оборудования. Например, при проектировании установки ЭЛОУ-АТ для одного из НПЗ Юга России, заказчик настоял на том, чтобы увеличить объём рефлюксной ёмкости до 80 м³, хотя проектировщик рассчитал необходимый объём – 40…50 м³. Аргумент со стороны представителя заказчика классический – «а у нас раньше было так…».

5.Рациональные строительные решения.

В зависимости от климатических условий и характеристик грунта на площадке строительства необходимо разрабатывать оптимальные решения по типу фундаментов.

В качестве дренажных емкостей целесообразно применять двухстенные подземные ёмкости, которые в строительстве в 1,5 раза дешевле, чем одностенные в бетонном саркофаге.

Использование современных лакокрасочных материалов, позволяющих снизить трудоёмкость антикоррозионных покрытий.

Применение блоков пенотушения под навесом (вместо блок-боксов, требующих отопление, вентиляцию и т.д.) позволяет снизить стоимость их строительства в 2 раза.

Применение вышеуказанных технических решений, а также ряда других рациональных решений, имеющихся в арсенале АО «ИПН», позволяет достигать значительных положительных коммерческих результатов при строительстве и эксплуатации технологических объектов.

В Таблице представлены сравнительные технико-экономические показатели выполнения проектной документации по двум вариантам – «затратному» и «рациональному». Приведённые показатели – это среднестатистические данные, полученные при анализе выполненных работ АО «ИПН» за последние 15 лет; в данном случае под «затратным» вариантом принимались среднестатистические показатели установок до реконструкции по проекту АО «ИПН».

При среднестатистических ценах на энергоносители на первый квартал 2023 г., экономия на операционных затратах при эксплуатации установки ЭЛОУ-АВТ мощностью 6 млн. тонн перерабатываемой нефти в год, спроектированной «рационально», составит не менее 800…900 млн.рублей в год по сравнению с «затратным» вариантом.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что технические решения, реализуемые в проектной документации, должны обеспечивать не только надёжную работу технологического объекта и выпуск качественной продукции, но и высокие технико-экономические показатели. Это может быть реализовано в результате правильного выбора проектной организации и конструктивного взаимодействия проектировщика и представителей заказчика в процессе проектирования.