A kőolaj‐finomítás alapjai

Csernik Kornélkcsernik@mol.hu

2016. Október 28.

Driving forcesOil growth in the transport sector – fuel quantity

2

Driving forcesTechnology development – fuel quality

MOL fuel quality development: proactive steps - Euro-V compliance today

?

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 20091990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

GA

SO

LIN

E

sulfur

lead

benzene

aromatics

0,2 % 0,05 % 150 ppm Sulfur free

Unleaded0,15 g/l0,35 g/l

<1 V/V%2 V/V%5 V/V%

Not regulated 42 V/V% 35 V/V%

DIE

SE

L

sulfur

D15

PAH

0,5 % 0,05 % 350 ppm Sulfur free

< 860 kg/m3

<1 V/V%

< 845 kg/m3

Not regulated <11 wt%

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 20091990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

MTBE plant

HDS, Claus 4

Gas oil blending

unit

Gasoline blending

unit

Reformateredestillation

Petroleum hydrotreater

GOK-3 hydrode -sulfurization plant

Delayed coker ,

Hydrogen unit LN

Isomerisationrevamp

Restructingof gasoline production

New GHDS, FCC HDS,

TAME, ETBE, Hydrogen

unit

Euro-III limits 2000- Euro-IV limits 2005-Euro-V limits 2009-

E5

B5MOL Brand gasoil

EVO gasoline

EVO gasoil

ETBE belnd

FA60/80 Extra light heating oilV-1500; V-3000 soft bitumens

Bitumens with adhesion improver additive

15/30 modified bitumenDDW100 shiny dipping wax

DWZ5860 drawable wax

AdBlue

DWZ5860 Mat dipping wax

MOL Brand gasoline

OTH

ER

P

RO

DU

CTS

<8 wt%

FCC,1985HF, 1988

Driving forcesEnvironment regulations – fuel quality

5

A finomítás célja és egyszerűsített folyamata

Piaci igényeknek megfelelő termékstruktúra előállítása

Kőolaj

Gázok

Benzin párlat

Középpárlat

Fűtőolaj

Desztilláció Konverzió

Gázok

Benzinek

Gázolajok

Fűtőolaj

Minőségjavítóeljárások

(*) HEATING, SOLID FUELS, LUBRICANTS, ASPHALTS, PACKAGING

(30‐40%)

CRUDEOIL

Distillation

Vacuumdistillation

LPG  (4‐5 %)

Naphtha (8‐15%)

Kerosene (5‐8%)

Fuel Oil(0‐20%)

Gas treating

Gasoline reformulation

Desulfurisation

Residue Conversion

H2CrackingHeating Oil

Gasoline (30‐40%)

Diesel

Coke & Bitumen(5‐15%) 

TRANSPORTFUELS

CHEMICAL FEEDSTOCK

OTHERS(*)

Typical refinery structure

What is the driver of refining?Product yield 

mostly depend on configuration 

6

A kőolajok összetétele ‐ 1

Biológiai eredetű, szerves anyagok bomlásterméke

Szénhidrogének komplex elegye

Heteroatomokat tartalmazó vegyületek

A kőolaj elemi összetétele (m/m%): Szén: 83 – 87 Hidrogén: 11 – 14 Kén: 0,2 ‐ 4,0 (max. 7 %) Nitrogén: 0,1 ‐ 1.0 (max. 2 %) Oxigén: 0 ‐ 0,5 Fémek: 0 ‐ 0,2

Szénhidrogének

Nyílt szénláncú (alifás)

Telítetlen szénhidrogének

Alkadiének(Diolefinek)

Alkinek

Alkének(olefinek)

Telített szénhidrogének (alkánok vagy paraffinok)

Zárt szénláncú (gyűrűs)

Heterociklusosvegyületek

Izociklusos vegyületek

Aliciklusosvegyületek(naftének)

Aromásvegyületek

A kőolajok összetétele ‐ 2

Olefin és acetilén szénhidrogének

nem találhatók a kőolajban!

MetánEtán

PropánBután

EtilénPropilén

1,3‐butadién

Acetilén

Tiofén

Ciklopentán

BenzolToluolXilol

Refinery products

Fuels

•Gasoline•Diesel• Jet

Chemicals

•Xylenes•Etylbenzene•Toluene•Chemical Naphta• Sulphur•Hydrogen•Propylene

Lubes

•Motor oil•Gear Oils•Compressor oils•Turbine oils•Hydraulic oils•Bearing Oil•Plastic lubricants

Asphalts

•Road asphalts•Construction asphalts• Fuel oil

10

Physical and chemical processes

PhysicalChemical

Thermal CatalyticDistillationSolvent extractionPropane deasphaltingSolvent dewaxingBlending

VisbreakingDelayed cokingFlexicoking

HydrotreatingCatalytic reformingCatalytic crackingHydrocrackingCatalytic dewaxingAlkylationPolymerizationIsomerization

Finomítói technológiákFizikai folyamatok (elválasztás)

– sómentesítés– desztilláció– extrakció– keverés

Kémiai folyamatok– krakkolás (termikus vagy katalitikus)– reformálás– addíció (alkilálás)– modifikálás (izomerizáció)– hidrogénezés

Atmoszférikus desztillációFeladata:A kőolaj forráspont szerinti szétválasztása különböző frakciókra.

Alapanyag: Kőolaj ill. kondenzátum

Termékek: Fűtőgáz

Cseppfolyós gázokBenzinek

Petróleum

Gázolajok

Pakura

Paraméterek:

Alapanyag hőmérséklet: 280 – 300 °C

Vákuum desztilláció

Feladata:A pakura forráspont szerinti szétválasztása különböző frakciókra.

Alapanyag: Pakura

Termékek: Vákuum gázolaj

Párlatok

Gudron

Paraméterek:

Pakura hőmérséklet: ~ 400 °C

Nyomás: 50 – 100 Hgmm

Forráspont tartományok

Fűtőgáz

Propán

Butánok

Benzin

frakciók (2-3)

Könnyű

benzin

Nehéz benzin

Petróleum frakció

Könnyű gázolaj

Nehéz gázolaj

Vákuum gázolaj

+

párlatok

Vákuum maradék

0 °C

145 °C185 °C

220-240 °C

360-380 °C

550-600 °C

Forráspont,[ °C]

C1, C2C3C4C5C6C7C10, C11C9, C11C13, C14

C13, C14

C20, C25C20, C25

C40 – C50 +C50

AV üzem

Krakkolás

Pannon Egyetem

Katalitikus krakkolás

Feladata:Kénmentesített vákuum párlatok krakkolása – molekulatömeg és forráspont csökkentés

Alapanyag: Kénmentesített szélespárlat

Termék: C3‐C4 elegy, krakkbenzin,    gázolaj (LCO)

Paraméterek:Hőmérséklet: 480 ‐ 540 °CNyomás: 2 – 4 atmKatalizátor: zeolitok (Al2O3 ‐ SiO2)

FCC üzem

Reformálás

Hidrogénforrás

ReformálásFeladata:Magas oktánszámú benzinkeverő komponens (reformátum) előállítása, illetve aromás alapanyag gyártása

Alapanyag: Kénmentesített desztillációs benzin

Termék: reformátum, aromás  alapanyag

Paraméterek:

Hőmérséklet: 450 ‐ 550 °C

Nyomás: 45 – 50 atm

Katalizátor: Pt‐Re – Al2O3 /            zeolit– Cl

Reformáló üzem

Alkilálás

Pannon Egyetem

Alapanyag: C4 raffinát + izobutánTermék: AlkilátParaméterek:Hőmérséklet: 1 ‐ 40  °CNyomás: 1 – 10 atmKatalizátor: H2SO4; HF

Alkilálás

Feladata:Motorbenzin keverőkomponenes előállítása. Az izobután és buténekösszekapcsolása magas oktánszámú izooktán eleggyé.

HF Alkiláló üzem

Késleltetett kokszolás

Feladata:

az alapanyag nehezebb komponensei szilárd koksszá alakulnak, miközben értékes, könnyebb termékek képződnek./kénmentesíteni kell/

Alapanyag: gudronTermék: gázok, benzin, gázolaj, 

kokszParaméterek:Hőmérséklet: 480 ‐ 520  °CNyomás: 1 – 5 atm

Késleltetett kokszolás

Késleltetett kokszoló

Keverés

Gázolajkeverés

LLSGO (K7)

EVO Diesel

ULSD(<10ppm S)

HDS GO (K2)

GHT1 LLSP (K4)

FAME (K8)

DCSBPCBRC

AFTIR-

TOPNIR

Blend

Final Blending

Order

CetaneBooster

CFPP,Lubricity,

Conductivity Improver,

WASA,Dehazer

Biodiesel

Hidrogén gyártásFeladata:Hidrogén előállítása a hidrogénező, kénmentesítő üzemek részéreAlapanyag:metán + vízTermék: hidrogén (99,9 % tisztaságú)Reakció: CH4 + H2O = CO + 3 H2

Hőmérséklet: 800 – 850 °CKatalizátor: Ni/Al2O3

Claus eljárás ‐ kénkinyerés

Termikus reakció (1000 ‐ 1400 °C)3H2S + 1,5O2 2H2S + SO2 + H2O

Katalitikus reakció (200 ‐ 340 °C)2H2S + SO2 3S + 2H2O