Grupa LOTOS opracowała innowacyjną w skali świata technologię usuwania wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) z nieprzereagowanego oleju z hydrokrakingu. Dzięki niej znacznie wydłuży się czas pracy katalizatorów i efektywność pracy rafinerii.
Projekt UCOPure tworzy konsorcjum Grupy LOTOS i firma PolymemTech. Nowatorska technologia wykorzystuje metodę zintegrowanej filtracji membranowej do usuwania z hydrowaksu, czyli nieprzereagowanego oleju (UCO, z ang. unconverted oil), ciężkich wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). Są one groźne dla katalizatorów, a to unikalne rozwiązanie pozwala obniżyć ich zawartość nawet o 95%.
Pogłębiony przerób ropy
Genezą projektu UCOPure była chęć zagospodarowania jednego ze strumieni z instalacji hydrokrakingu MHC (z ang. mild hydrocracking). Umożliwia ona pogłębienie przerobu ropy naftowej i jest drugą tego typu instalacją w gdańskiej rafinerii. Pogłębiony przerób charakteryzuje najnowocześniejsze rafinerie na świecie i pozwala na uzyskiwanie z każdej baryłki większej liczby produktów o najwyższej jakości i najwyższych marżach rynkowych.
Półproduktem z instalacji hydrokrakingu MHC jest wspomniany wcześniej UCO. Shell – licencjodawca tej instalacji – zakładał, że hydrowaks będzie stanowił aż 40% produkcji hydrokrakingu i będzie sprzedawany. W praktyce jest to jednak trudne i nieopłacalne. Inżynierowie LOTOSU znaleźli rozwiązanie, dzięki któremu instalacja może być znacznie bardziej efektywna. Większość UCO zawrócono do ponownego przerobu w instalacji MHC, uzyskując z niego wysokomarżowe paliwa. Stopniowo zwiększono, z 60% do 90%, konwersję instalacji, czyli ilość wysokomarżowych paliw uzyskanych ze wsadu – wprowadzając innowacyjne zmiany w procesie produkcji.
Problem stanowiły koncentrujące się w hydrowaksie WWA, które powstają w trakcie reakcji krakingu destylatów próżniowych, ekstraktów aromatycznych i deasfaltyzatu oraz oleju HCGO uzyskanych z ropy naftowej, w obecności wodoru. Pomimo niewielkiej zawartości powodują one istotną przeszkodę w dalszym efektywnym zagospodarowaniu i przetwarzaniu produktu. Wpływają bowiem na stopniową dezaktywację katalizatora, co przekłada się na skrócenie długości jego cyklu pracy. Mają również tendencję do „wypadania” i zanieczyszczają powierzchnie wymienników ciepła, przez co pogarszają wymianę ciepła i powodują wzrost oporów przepływu. Zawartość WWA w UCO rośnie wraz ze spadkiem sprawności katalizatorów stosowanych na instalacji hydrokrakingu.
Zalety filtracji
Innowacyjna technologia opracowana w ramach projektu UCOPure opiera się na metodzie zintegrowanej filtracji, jest procesem niskotemperaturowym i niskociśnieniowym w porównaniu do istniejących rozwiązań. Może być stosowana do usuwania WWA z UCO, które powstało zarówno z lekkiego, jak i ciężkiego wsadu. Dzięki nowemu rozwiązaniu znacznie wydłuży się czas pracy katalizatorów hydrokrakingu, a jednocześnie ograniczy się szybkość zabrudzania wymienników ciepła i pieców. Umożliwi to powtórny przerób UCO na hydrokrakingu MHC.
Instalacja może zostać zbudowana w każdym miejscu łańcucha procesowego, np. może stanowić integralną część instalacji hydrokrakingu, ale może powstać też w wielu innych miejscach w rafinerii. Przewidywany koszt budowy oraz zużycie energii w procesie filtracji będzie znacznie niższe, niż w procesach destylacyjnych czy procesach wysokociśnieniowej hydrorafinacji. Wynika to z charakterystyki samego procesu, kosztów użytych materiałów oraz parametrów pracy instalacji, takich jak temperatura i ciśnienie. Instalacja jest mała i modułowa, można także szybko stworzyć jej mobilną wersję.
– Grupa LOTOS intensywnie pracuje nad innowacjami. W wyniku wdrożenia technologii UCOPure, co najmniej 85% produkowanego przez nas oleju UCO będzie wykorzystane w rafinerii jako pełnowartościowy surowiec do produkcji paliw lub olejów bazowych – tłumaczy Jan Biedroń, Szef Biura Technologii w Grupie LOTOS.
W trakcie pierwszego etapu projektu UCOPure zaprojektowano i wybudowano instalację w skali laboratoryjnej, przeprowadzono testy oczyszczania dla poszczególnych surowców i wykonano szereg analiz laboratoryjnych. Projekt jest w trakcie realizacji. Aktualnie trwa montaż instalacji pilotażowej. W kolejnym etapie instalacja będzie przetransportowana do rafinerii Grupy LOTOS, gdzie odbędą się testy. Zgodnie z planem, projekt pilotażowy zakończy się do końca 2021 r. Później rozpocznie się etap rozwojowy. Po zakończeniu projektu konsorcjum przewiduje optymalizację rozmiarów instalacji i stopniową komercjalizację technologii.
Projekt UCOPure jest dofinansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju oraz Unii Europejskiej i może być wykorzystany także w innych rafineriach.
Źródło: Grupa LOTOS S.A.
