Блок гидроочистки дизельных фракций (дизельный гидротринг, DHDS/DHDT)

Настоящий материал подготовлен инжиниринговой компанией Metal-Asia (www.metal-asia.pw), специализирующейся на прямых поставках нефтеперерабатывающего оборудования из Китая на российские НПЗ. Наша команда — это инженеры-технологи и машиностроители со стажем в проектировании, поставке и запуске установок первичной и вторичной переработки нефти. Мы находимся в Китае и работаем напрямую с заводами-изготовителями, без посредников, что сокращает сроки и стоимость поставки. Наш офис расположен в Гуанчжоу — крупнейшем промышленном и логистическом центре Южного Китая, откуда мы сопровождаем каждый контракт от аудита завода до отгрузки. Metal-Asia берёт на себя полный цикл: подбор китайских аналогов 1:1, технический аудит производства, инспекции качества, логистику, шеф-монтаж и гарантийное сопровождение, поэтому заказчик получает работающее инженерное решение, а не просто оборудование. Ключевые направления: Шанхай, Алматы.

Раздел 1. Вводная часть и назначение

1.1. Назначение в технологической цепочке НПЗ

Блок гидроочистки дизеля — ключевой процесс вторичной переработки, обеспечивающий:

глубокое гидрообессеривание (HDS) прямогонных и вторичных дизельных фракций (ЛКО, коксовый и каталитический газойли) до содержания серы 5–10 ppm — товарный дизель экологического класса К5 (ULSD);
гидроденитрификацию (HDN) и насыщение олефинов/диолефинов — стабильность цвета и стойкость к окислению;
частичное гидрирование ароматики (HDA) — повышение цетанового числа на 2–5 единиц (при конфигурации с реактором доочистки — до +5,7 по цетановому индексу, как показала модернизация 3 млн т/год на Maoming Petrochemical);
подготовку сырья гидрокрекинга и каталитического крекинга.

Без гидроочистки выпуск дизельного топлива по ГОСТ 32511-2013 / EN 590 (сера ≤ 10 мг/кг) невозможен — это обязательное звено товарной цепочки НПЗ.

1.2. Рабочие среды, температурные режимы, давление

Параметр	Типовое значение (дизельный DHDS/ULSD)
Температура в реакторе	300–420 °C (типово 340–400 °C; вход реактора доочистки ~312–360 °C)
Давление	2,8–5,5 МПа для прямогонного дизеля; до 8–9 МПа для тяжёлого/вторичного сырья и ULSD (холодный сепаратор высокого давления ~7,8 МПа по данным Maoming)
Объёмная скорость (LHSV)	1,5–3 ч⁻¹
Водород/сырьё	180–700 нм³/м³ (для вторичных фракций 450–700)
Расход водорода	1–3 % мас. на сырьё
Сера на выходе	≤ 500 ppm (базовая очистка) … ≤ 5–10 ppm (ULSD)
Среда	H₂ + H₂S + NH₃ при высоких температуре и давлении: риски HTHA (высокотемпературная водородная атака), сульфидация, отложения NH₄HS/NH₄Cl в холодной части
Загрузка катализатора	25–60+ м³ (1–2 реактора последовательно)
Цикл работы катализатора	2–4 года (китайские разработки — до 8 лет на отдельных каталитических системах)

1.3. Нормативная база

ГОСТ 32511-2013 — дизельное топливо (сера ≤ 10 мг/кг, класс К5); EN 590 — европейский аналог;
ASME VIII Div.1/Div.2, GB/T 150 (КНР), ГОСТ 34347 — реакторы и сосуды высокого давления;
API RP 941 — выбор сталей против HTHA (кривые Нельсона): 1¼Cr-½Mo, 2¼Cr-1Mo, 2¼Cr-1Mo-V;
API 571 — механизмы повреждения (HTHA, сульфидация, HIC/SOHIC, коррозия NH₄HS);
API 560 — печь нагрева сырья; API 617/672 — компрессоры рециркуляционного газа;
ASME B31.3 — технологические трубопроводы высокого давления;
IEC 61511 / ГОСТ Р МЭК 61511 — SIS/SIF для защит реакторного блока (аварийный сброс давления, depressurization).

Раздел 2. Боли заказчика и их решения

Боль 1. Недоступность европейских лицензий и катализаторов (Topsoe, Axens, UOP, Shell)

Уход лицензиаров остановил поставки катализаторов серий TK/HR/CoMo-NiMo, внутренних устройств реакторов и сервисной поддержки; гарантированные показатели по сере оказались под угрозой срыва.

Решение. Прямая поставка китайских комплексных решений DHDS/DHDT: собственные технологии и катализаторы (разработки Sinopec Research Institute — катализаторы серий FH/RS, в т.ч. нитридно-карбидные системы Mo₂N/W₂N/Mo₂C/WC на модифицированных носителях, обеспечивающие по патентным данным сера < 5 ppm и ресурс до 8 лет). Поставка ведётся с сохранением посадочных мест: реакторы, сепараторы и обвязка проектируются по обмерам существующих фундаментов и трубопроводных лир — замена 1:1 без переделки компоновки.

Боль 2. Агрессивная среда H₂+H₂S и высокие температуры → риск разрушения оборудования

Решение (материально-конструктивное усиление):

Реактор: кованый корпус из стали 2¼Cr-1Mo(-V) по API RP 941 (кривые Нельсона) с внутренней наплавкой SS347/TP.309L+TP.347 толщиной 6–7 мм против сульфидации; контроль HTHA при ТО по программе RBI (API 510/571);
горячая обвязка и теплообменники высокого давления: 1¼Cr-½Mo / 2¼Cr-1Mo; холодная часть после впрыска воды — защита от NH₄HS: материалы 321/316L, ограничение скорости в трубах, промывные продувки;
антикоррозионная футеровка и облицовка сепараторов и стабилизатора в зонах с H₂S;
взрывозащищённое исполнение Ex всей электрики и КИП (зона 1/2 по IEC 60079-10-1; водород — группа IIC): искробезопасные цепи iaIIC, вводы IP65+;
климатическое исполнение УХЛ1: обогрев КИП-шкафов, утеплённые сепараторы, антиобледенение АВО.

Боль 3. Интеграция в существующие АСУ ТП / DCS и водородное хозяйство

Решение. Полная протокольная совместимость: 4–20 мА + HART, Modbus RTU/TCP, Profibus-DP/PA, интеграция с DCS (Honeywell/Yokogawa/SupCon). На этапе проектирования адаптируются: каскады «температура слоёв — закалочный водород (quench)», защита от разгона температуры (runaway) по SIF-контуру IEC 61511 с аварийным сбросом давления (BDV), связи с установкой генерации водорода/риформинга по давлению рециркуляционного газа, аминная очистка рецикл-газа с контролем H₂S.

Раздел 3. Конструкция и техническое устройство

3.1. Принцип работы и схема

Сырьё (прямогонный газойль 180–360 °C, возможно в смеси с коксовым/каталитическим дизелем) смешивается с рециркуляционным водородсодержащим газом, нагревается в теплообменниках и печи до 300–360 °C и проходит реактор с неподвижным слоем сульфидного катализатора. Протекают экзотермические реакции:

HDS: R–S–R' + H₂ → углеводороды + H₂S (основная цель; глубина до 5–10 ppm S);
HDN: азотистые соединения → углеводороды + NH₃;
насыщение олефинов и диенов; частичное HDA ароматики (рост цетанового числа);
HDM — деметаллизация (защита нижних слоёв).

Тепло реакции снимается закалочным водородом (quench) между слоями; радиальный перепад температур по слою нормируется (решение Maoming: поддержание водород/сырьё ≥ 600 для устранения радиальных перепадов на нижнем слое). Далее: горячий и холодный сепараторы высокого давления → рецикл-газ на аминную очистку (MEA/DEA/MDEA) от H₂S → компрессор рециркуляции; жидкость — на сепаратор низкого давления и стабилизационную колонну (стриппер острым паром/ребойлером) для удаления H₂S и лёгких; финишная сушка/коалесцер продукта.

3.2. Каталитическая система

Катализатор	Состав	Назначение
CoMo/Al₂O₃	CoO 3–4 %, MoO₃ 12–15 %, поверхность 200–300 м²/г	HDS лёгких/средних фракций, умеренное гидрирование
NiMo/Al₂O₃	NiO 3–5 %, MoO₃ 12–20 %	Глубокий HDS+HDN+HDA дизеля, вторичные фракции, давление до 8–9 МПа
NiW/Al₂O₃	NiO 3–5 %, WO₃ 15–25 %	Максимальная гидрирующая активность (тяжёлое сырьё)
Китайские нитридно-карбидные системы	Mo₂N/W₂N/Mo₂C/WC на SAPO-5/MCM-41 с промоторами TiO₂/CeO₂	Патентованные системы: сера < 5 ppm, заявляемый ресурс до 8 лет

Типовая схема загрузки: защитные слои (demet/grading) → основной HDS-слой; для ULSD — каскад «NiMo сверху/CoMo в центре/NiMo снизу» либо реактор доочистки (hydroupgrading) для роста цетанового числа.

3.3. Основное оборудование

Реактор(ы): вертикальный сосуд Ø 2,5–4,5 м, высота 20–35 м, масса 200–600 т; многослойный (wall-liner) или цельнокованый корпус; внутренние устройства: распределительный лоток, демет-слои, quench-распределители, сборники с опорными решётками и керамическими шарами.
Печь нагрева сырья: 8–20 МВт, змеевик Cr-Mo.
Сепараторы: горячий ВД (230–260 °C) и холодный ВД (~45–60 °C, давление до 7,8 МПа), сепаратор НД; впрыск промывочной воды перед холодным сепаратором (против NH₄HS/NH₄Cl).
Компрессор рециркуляционного газа: центробежный (API 617) 1–3 МВт; компрессор свежего водорода — поршневой/центробежный.
Аминный абсорбер очистки рецикл-газа (MDEA), система регенерации амина.
Стабилизационная колонна (стриппер): 20–30 тарелок, ребойлер/острый пар, выход дизеля с H₂S ≤ нормы вспышки 55–62 °C.
Теплообменники высокого давления (сырьё/продукт), АВО продуктов реакции.

3.4. Транспортировка и монтаж

Реакторы — негабарит: при Ø > 3,5 м — морская/речная доставка или поставка секциями с послемонтажной термообработкой (PWHT). Критические операции: 100 % УЗК + TOFD/радиография стыков, контроль наплавки, гидроиспытания 1,25–1,5·Pрасч, «горячая» затяжка фланцев ВД, сертифицированная загрузка катализатора (sock loading / dense loading с контролем плотности слоёв), сульфидирование катализатора (DMDS) по регламенту вендора.

Раздел 4. Техническое сравнение: Европа vs Китай

Критерий	Европа (Topsoe HydroTech, Axens Prime-D, UOP Unionfining)	Китай (Sinopec DHDS/DHDT, RIPP-катализаторы FH/RS)
Технология и гарантии	Отработанные схемы ULSD, гарантированная сера ≤ 5 ppm, детальный инжиниринг реактора	Собственные технологии; промышленные референсы 3 млн т/год: сера < 10 ppm при 26,5 % каталитического дизеля в сырье, расход энергии 293,5 МДж/т — ниже проектного
Катализаторы	TK-607 BRIM, HR-626 и др.; циклы 3–4 года, сервис регенерации	NiMo/CoMo промышленные серии; патентованные нитридно-карбидные системы с заявляемым ресурсом до 8 лет; каскадная загрузка NiMo/CoMo/NiMo
Реактор и internals	ASME Div.2, 2¼Cr-1Mo-V + наплавка; прецизионные распределители	GB/T 150/аналог Div.1; 2¼Cr-1Mo(-V) + наплавка SS347; распределители и quench-системы собственного дизайна
Ресурс / MTBF	Цикл 3–4 года	Цикл 2–4 года; стабильная работа ≥ 4 лет по стандартам CNPC/Sinopec
Взаимозаменяемость 1:1	Эталон	Реакторы/сепараторы проектируются по обмерам: строительные длины, фланцы HG/T (Class) ↔ ANSI B16.5, высотные отметки штуцеров
Гарантия и сервис	Недоступны для РФ	Гарантия 18–24 мес., шеф-монтаж, регламентное сульфидирование, обучение, поставка катализатора по графику цикла
TCO и сроки	CAPEX в 2–3 раза выше; цикл 24–36 мес.	CAPEX ниже на 40–50 %; поставка реактора 12–16 мес.

Итоговый технический вывод. По блоку гидроочистки китайские решения замещают европейские в части оборудования полностью: реакторы, печи, сепараторы, теплообменники, компрессорное и аминное хозяйство — без потери надёжности (подтверждено промышленными блоками до 3–4 млн т/год с выходом на сера < 10 ppm). Усиление спецификаций требуется в двух критических точках: (1) каталитическая система — требовать от вендора гарантийные обязательства по сере/азоту/цетановому числу с пилотной оценкой на целевом сырье (особенно при доле коксового/каталитического дизеля > 20 %) и контрактный график регенерации/замены; (2) внутренние устройства реактора (распределительные лотки и quench-системы) — здесь разброс качества между китайскими вендорами максимален: закладывать жировку CFD-расчёта и гарантию радиального перепада температур ≤ 3–5 °C по слою.

Раздел 5. Комплексные услуги и сервис Metal-Asia

Поставки оборудования для госпредприятий из Китая. Metal-Asia реализует тендерные и корпоративные поставки технологического оборудования строго по ТЗ заказчика, полностью закрывая инженерный контур сделки — от верификации ТЗ и аудита завода до приёмки FAT и контроля комплектности перед отгрузкой. Работа ведётся с соблюдением процедур 44-ФЗ, 223-ФЗ и международных EPC-контрактов, что исключает риск отклонения партии на приёмке госпредприятия.
Проектное сопровождение. Мы связываем производство в Китае, логистический календарь, строительную готовность площадки и шеф-монтаж в единый контролируемый график ввода в эксплуатацию (Commissioning & Start-Up). Услуга включает координацию подрядчиков, пусконаладочные работы, тестовый вывод оборудования на номинальные режимы и обучение операторов до подписания акта ввода в эксплуатацию.
Контроль качества NDT. Наши инспекторы проводят неразрушающий контроль на заводе до отгрузки: ультразвуковую и магнитопорошковую дефектоскопию сварных швов (UT/MT), лабораторную верификацию химического состава металла (PMI/XRF) и механические испытания. Материалы и аппараты сопровождаются сертификатами EN 10204 type 3.1/3.2, а выявленный брак устраняется до того, как контейнер покинет Китай.
Консалтинг и техническое сопровождение заказов B2B. Metal-Asia выступает независимым техническим фильтром заказчика: проводим Due Diligence фабрики, жёстко фиксируем спецификации (бренды комплектующих, допуски, открытость кода PLC) и принимаем оборудование на FAT под нагрузкой. Дополнительно формируем стратегию ЗИП и локализации расходников, защищая предприятие от многонедельных аварийных простоев.
Рабочие чертежи и деталировка. Разрабатываем полный пакет инженерной документации: рабочие 2D-чертежи, 3D CAD-модели, сборочные схемы и спецификации BOM с переводом китайских стандартов в ISO/ГОСТ. Такая деталировка даёт заказчику инженерную независимость — любой изношенный узел можно изготовить на локальном производстве без ожидания поставки от OEM.
Таможенное оформление и комплексное сопровождение ВЭД. Обеспечиваем «белую» очистку по логике White Import: технический аудит инвойсов и Packing List до отгрузки, экспертный подбор кодов ТН ВЭД, защита от корректировки таможенной стоимости (КТС) и легальная сертификация по ТР ТС. Предварительное декларирование позволяет выпускать груз за 24 часа, исключая простои на СВХ и штрафы.
Мультимодальные перевозки из Китая: море + ж/д и белая таможня. Организуем доставку «от двери до двери»: морской фрахт из портов Китая до Владивостока/Находки, легальная очистка за сутки и ускоренный ж/д транзит блок-трейнами в промышленные регионы России и СНГ. Несём полную ответственность за груз: выкупленные квоты на судах, контроль погрузки и крепления по ISPM 15, оплата в рублях с НДС российскому юрлицу.

Блок гидроочистки дизельных фракций (DHDS)