bilanci středn Hugo KITTEL,, Pavel PELANT rská a.s., Wichterleho 809, Kralupy nad Vltavou

Transkript

1 Modelování dopadu mísenm sení MEŘO O na bilanci středn edních destilátů v ČeR a.s., s využit itím m lineárn rního programování Hugo KITTEL,, Pavel PELANT Česká rafinérsk rská a.s., Wichterleho 809, Kralupy nad Vltavou Hugo.Kittel@crc.cz, Pavel.Pelant@crc.cz , Milovy,, hotel Devět t skal Připraveno pro konferenci APROCHEM 2007

2 OSNOVA: Úvod proč je důležité modelovat mísení MEŘO do NM Rozbor problému změna podmínek pro mísení MEŘO Výsledky a jejich diskuse -vychází se z LP modelu -vliv koncentrace MEŘO -vliv množství vyráběné NM Závěry 2

3 ÚVOD: NM představuje nejvýznamnější (35% produkce) a současně nejrychleji rostoucí rafinérský produkt Všechny zákonné změny ve formulaci NM mají proto zásadní význam na provoz rafinérií Mísení MEŘO nařízené legislativně musí být důkladně analyzováno ze všech možných hledisek hmotnostní bilance, vlivu na vlastnosti NM, logistiky a ekonomie Přednáška obsahuje výsledky modelování mísení MEŘO do NM s využitím LP rozvojového modelu. Byly uvažovány koncentrace MEŘO překračující současný legislativní rámec pro plošné mísení až 15 % hm. 3

4 ROZBOR PROBLÉMU základní situace MEŘO představuje ověřenou komponentu NM Existuje řada publikací zabývajících se tímto problémem Od počátku 90 let byla v ČR v rámci tzv. oleoprogramu různou formou podporována výroba speciální směsné NM s min 31% hm MEŘO. Výrobou se dobrovolně zabývaly specializované soukromě firmy. Rafinerie tento produkt většinou nenabízely. Současný přístup vlády je odlišný nařizuje plošné povinné mísení MEŘO do NM (2008-2,0 %; ,5 % obj.). Do mísení MEŘO se rafinerie musejí zapojit! Využití MEŘO rafinérským průmyslem vedlo k vytvoření normy kvality symetrické s normami pro ropné produkty (ČSN EN 14214) a zapojení rafinérských odborníků 4

5 ROZBOR PROBLÉMU příležitost a hrozby Veřejný pohled Pravidla jsou stanovena Normy jsou definovány Výrobní kapacity pro MEŘO jsou k dispozici Výchozí koncentrace MEŘO v NM jsou nízké a v souladu s ČSN EN 590 MEŘO je dobře mísitelné s ropnými uhlovodíky MÍSENÍ JE SNADNÉ Pohled rafinerií Nutné investice do stáčecích a skladovacích kapacit Nutné investice do mísení Zavedení nových analytických metod Potřeba nových pracovníků Nutnost studovat chování MEŘO v rafinérských zařízeních a korigovat receptury mísení Nutnost promyslet distribuci produktu k zákazníkům Požadavek dokumentovat vhodně a transparentně manipulace s MEŘO MÍSENÍ JE OBTÍŽNÉ 5

6 ROZBOR PROBLÉMU - modelování Rafinerie musejí řešit komplikované úlohy modelování problému důležité LP modelování představuje ověřený způsob jak studovat problémy rafinerií kvantitativně Použít LP pro posouzení mísení MEŘO umožňuje analyzovat vliv na materiálovou bilanci, využití jednotlivých technologií, receptury mísení a ekonomii rafinerií Podobné využití LP modelu není v dostupné literatuře popsané 6

7 VÝSLEDKY A DISKUSE - schéma LITVÍNOV RME C 9 GOHT K#5/6 Crude CDU - 2 VDU - 2 K11 OHC K12 OHC Diesel KeHT PS03 Crude CDU - 1 LCO GOHT PS04 VDU - 1 NHC VBU HCVD KERO 7

8 VÝSLEDKY A DISKUSE - schéma KRALUPY Crude CDU VDU KeHT PS2513 GOHT PS2514 FCC Diesel JET RME K dispozici technologie: Hydrogenační rafinace Hydrokrakování Termické krakování - visbreaking Fluidní katalytické krakování 8

9 VÝSLEDKY A DISKUSE hlavní komponenty NM Základní komponenty Doplňkové komponenty hydrogenují se ve směsi s primárními frakcemi Primární Pe Směs primárních Pe (podíl % hm) + PO Primární PO Směs hydrokrakových Pe + PO v Litvínově (výtěžek 33 37% hm) MEŘO nové Vakuový PO LCO z RFCC v Kralupech (výtěžek cca 11% hm) Těžký benzín z RFCC v Kralupech (15%hm) PO + VPO z visbreakingu v Litvínově (17% hm) C 9 frakce z pyrolýzy (60 kt/r) Vše hydrogenačně rafinováno (výtěžek % hm) nebo hydrokrakováno Vlastnosti a kvalitativní hodnocení vizte text ve sborníku 9

10 VÝSLEDKY A DISKUSE MEŘO v NM Diesel FAME / RME Hustota (kg/m 3 ) ,0 - Vysoká Destilace (% vol) C <65 - Nízká 350 Min 85 80,0 - Nízka 95% obj. Max 360 <360 + OK Cetanový index Min 46 48,0 + Vysoký Síra (ppm wt) * Max / - + OK Bod vzplanutí ( C) > OK CCR (% wt) 0,30 0,05 + OK Viskozita 40 C(mm 2 /s) 2,0-4,5 4,0 + OK MEŘO (%vol) Max Vysoká CFPP ( C) {Class} 0{B}; -4-20{F} -Vysoká (F) Polyaromáty (% wt) Max 11 0,0 + Nízké Hlavní problém z hlediska mísení vysoká hustota 10

11 VÝSLEDKY A DISKUSE studované příklady Příklad MEŘO(% vol) Výroba NM (%) Výroba JET Opt. Opt. Opt. Opt. Opt. Opt. Výroba PO 0,1% S Opt. Opt. Opt. Opt. Opt. Opt. 6 příkladů lišících se koncentrací MEŘO a výrobou NM Mísení MEŘO do koncentrace 15% obj Produkce, včetně NM, dle požadavků akcionářů pro rok 2008 Výroba PO 0,1% hm S jako ELTO a JET otevřená. Možné jsou i scénáře s nulovou produkcí PO. Pro výpočet průměrných vlastností produkované NM vytvořen short-cut model mísení NM v MS Excel Předpoklady důležité pro konečný výsledek 11

12 VÝSLEDKY A DISKUSE suroviny Příklad Ropa (%) 100,0 100,0 100,2 98,9 99,9 99,8 Ost.suroviny(%) 4,3 6,4 8,6 10,8 6,3 6,6 Celkem (%) 104,3 106,4 108,8 109,7 106,2 106,4 Množství ropy se prakticky nemění Množství ostatních surovin se více jak zdvojnásobí, v důsledku spotřeby MEŘO I pro koncentraci 15 % ob. MEŘO se podíl ostatních surovin zvýšil jen o 5%. Náhrada ropných uhlovodíků pouze v jednom produktu je opticky významně vyšší, než fakticky Bilance surovin není citlivá na množství vyráběné NM 12

13 VÝSLEDKY A DISKUSE kapacity (% max) Příklad KeHT (2 jednotky) GOHT (3 jednotky) Hydrokrak (3 jednotky) RFCC (1 jednotka) VBU (1 jednotka) Protože MEŘO je míseno přímo + objem zpracovávané ropy se nemění využití technologií nebude mísením MEŘO významněji / negativně ovlivněno V důsledku premis, využití kapacit je málo citlivé i na změny produkce NM 13

14 VÝSLEDKY A DISKUSE transfery (% NM) Case Kero LTV KRA 8,03 7,30 4,82 2,53 8,28 7,47 LCO KRA LTV 0,78 0,53 0,00 0,00 1,23 0,98 ČeR a.s. transferuje komponenty mezi svými rafinerie s cílem optimalizovat jejich využití Mísení MEŘO významně sníží transfery mezi rafineriemi 1 % obj. MEŘO představuje pokles transferů o desítky kt/r Změny produkce NM mají na transfery podstatně menší vliv 14

15 VÝSLEDKY A DISKUSE produkty ze středních destilátů Příklad NM (%) 100,0 100,0 100,0 100,0 94,0 106,0 JET (%) 100,0 92,8 71,6 43,2 115,3 77,9 PO pro pyrol. (%) 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 PO 0,1%S (kt/yr) Mísení MEŘO zásadním způsobem ovlivní produkci JET a PO 0,1% hm S S implementací MEŘO poroste přebytek PO ELTO, zvýšit produkci NM, zvýšit dodávku pro pyrolýzu Změny v produkci NM se na JET a produkci PO 0,1 % hm se projeví stejně významně 15

16 VÝSLEDKY A DISKUSE složení NM Příklad MEŘO (%hm) 0,0 5,3 10,5 15,8 5,3 5,3 Pe sum (%hm) 29,1 29,8 30,8 29,2 29,5 28,8 PO sum (%hm) 70,9 64,9 58,7 55,0 65,2 65,9 Hustota (kg/m 3 ) 842,7 844,3 845,3 846,7 844,5 844,4 Cetanový index 48,8 48,8 48,7 48,4 48,9 48,7 S (ppm wt) 8,7 8,7 8,7 9,0 8,7 8,7 CFPP ( C) -6,3-6,1-6,1-7,0-5,8-6,4 Polyarom. (% wt) 6,7 6,1 5,5 5,5 6,0 6,3 Viskozita (mm 2 /s) 3,3 3,3 3,2 3,1 3,3 3,2 Podíl na NM (%) Rafinerie Litvínov 61,8 66,0 72,6 65,5 69,5 61,4 Rafinerie Kralupy 38,2 34,0 27,4 34,5 30,5 38,6 Podíl PO (%) Rafinerie Litvínov - 0,0 0,0 76,3 0,0 0,0 Rafinerie Kralupy - 100,0 100,0 23,7 100,0 100,0 16

17 VÝSLEDKY A DISKUSE ekonomie Ekonomie zpracování MEŘO (GRM) 100,0 90,0 GRM (relativní) 80,0 70,0 60,0 50,0 tržní cena (Cena MEŘO/NM 162%) podporovaná cena (MEŘO=NM) 40, MEŘO (% obj) Již mísení 5% MEŘO může mít významný negativní ekonomický dopad Co je vnímáno jako minimální dopad na tržní ceny, může mít zásadní vliv na ekonomické fungování rafinerií Ekonomický vliv mísení MEŘO na rafinerie nemůže být trivializován 17

18 ZÁVĚRY: Vliv mísení MEŘO na bilanci surovin bude relativně malý Naopak vliv MEŘO na možnou produkci souvisejících středních destilátů (JET, PO 0,1% S) bude velký. Bude nutné uplatnit přebytek PO. Využití kapacit jednotek a způsob provozování rafinerií bude ovlivněn až vyšší koncentrací MEŘO v NM (15%) Dopad MEŘO na standardní parametry kvality NM bude zanedbatelný ČeR a.s. si i při mísení MEŘO zachová určitou flexibilitu v produkci NM Mísení až 15 % obj MEŘO do NM v ČeR a.s. je technicky možné Mísení MEŘO může vážně ohrozit hospodaření vlastníků rafinérií, zvláště pokud bude nakupováno za tržní cenu. Bude vyžadovat precizní finanční management. Aplikaci LP modelu na mísení MEŘO do NM lze považovat za přínos pro porozumění problému 18