Предложения по организации коксо-топливных производств на основе глубокой переработки углей и шламов мощностью 300,0 тыс.тонн сырья в год с возможностью последующего увеличения объемов до 500 тыс. тонн.

Учитывая последние заявления Президента Российской Федерации В.В. Путина и Председателя Правительства РФ М.Е. Фрадкова о необходимости укрепления энергетической безопасности страны и создания новых прорывных «кумулятивных» программ, в первую очередь направленных на использование твердых топлив, рабочей группой по топливу и энергетике Совета по федеральным и региональным программам при Председателе Совета Федерации совместно с Российской ассоциацией муниципальной энергетики и топлива, объединяющей ведущих российских разработчиков в области глубокой переработки местных видов сырья и отходов подготовлена программа  создания высокоэффективных, быстроокупаемых коксо-топливных производств, обеспечивающих получение высококачественных прокаленных коксов, а  также побочных ценных продуктов в виде активированных углей, средне-калорийного синтез-газа, бензинов,  дизельного топлива и тепло-энергоресурсов из любых видов углей и шламов.

         В основу данного технологического проекта заложен принцип низкотемпературного каталитического гидро-пиролиза (без доступа кислорода) при температуре 500-600 С (во вращающемся барабанном реакторе), отработанный в течение 20 лет в Эстонии на крупном предприятии по переработке до 1 миллиона тонн сланцев в год и в настоящее время вырабатывающего  печное топливо, синтез-газ и битумы. Указанное производство было спроектировано российскими разработчиками и выгодно отличается от ранее разработанных в СССР и других странах технологий.

         В частности, на построенных в 60-70х г.г. прошлого века 4-х заводах в г. Сасолбург (ЮАР) был применен метод Фишера-Тропша, основанный на 2-х этапной паро-кислородной газификации углей при давлении до 30 атмосфер с последующей дополнительной реакторной конверсией в слое катализаторов и получением паро-газовой смеси, ее охлаждением и последующим получением низкокачественных прямогонных видов топлива с дополнительным значительным удорожанием затрат на его «облагораживание». В Европе и США аналогичные методы автотермической газификации (в кипящем слое, под давлением и т.д.) при температурах более 1000 С имели также большой расход теплоносителей, значительные потери при выбросе и пылеулавливании, низкие выходы и калорийность синтез-газов, либо большое удорожание стоимости оборудования, как при процессах гидрогенизации углей, происходящих при давлении 300-700 атмосфер. Построенные в СССР заводы в Кемеровской области, Ангарске и Новочеркасске с аналогичными технологиями в 70-х годах были перепрофилированы на нефтепереработку. В настоящее время кроме 4-х заводов по переработке углей в синтетическое топливо, расположенных в ЮАР, ведется строительство 2-х аналогичных предприятий в Китае с перспективой дальнейшего развития до 12-ти углехимических комплексов с выпуском жидких видов топлива в объеме более 16 миллионов тонн в год. В итоге основным аналогом нашего проекта и был избран прибалтийский вариант переработки высокозольных сланцев.  

         Учитывая необходимость получения вышеуказанного высококачественного сырья, а  также для снижения транспортных расходов по его доставке вместе с возможностью получения товарных светлых нефтепродуктов и тепло-энергоресурсов, вышеуказанная схема пиролизного производства дополняется необходимым оборудованием в виде прокалочной барабанной печи для замедленного коксования (при температуре до 1300 С), установками для первоначальной диспергации (СВЧ-измельчения углей до 5-15 мкм) с  возможностью фракционирования состава и отделения в аэросепараторах минеральной составляющей и солей металлов, а также блоками охлаждения, упаковки или брикетирования коксов.       

Для повышения выхода летучих углеводородов в процессах пиролиза и закалки кокса вместе с ожижением угольных смесей водой (пастообразованием) будут использоваться высокоэффективные катализаторы, также влияющие на выделение водорода из воды для связывания серы и дальнейшей нейтрализации сероводорода. Одновременно с сохранением отработанных блоков и узлов пиролизного барабана диаметром 5 метров и длиной 15 метров (смеситель сырья и теплоносителя, шнековые механизмы подачи и выемки, уплотнители, блоки газоочистки и конденсации) в основную технологическую схему проекта  заложены дополнительные решения и участки, обеспечивающие более глубокую и экономически выгодную переработку сырья с возможностью получения из дешевых промежуточных продуктов (синтез-газ, мазут, битум, полукокс) более дорогой и востребованной на рынке продукции (товарные бензины и дизельные топлива, прокаленный обеззоленый и низкосернистый кокс, активированные угли, сорбенты, технический углерод).

Так, после пиролиза предусматривается не сжигание в аэрофонтанной топке остающегося на теплоносителе-золе остатка полукокса (как в эстонском предприятии), а применение в виде циркулирующего теплоносителя керамических шариков диаметром 3 мм или песка фракции 2-3 мм с постоянным разделением полукокса и теплоносителя на установке с использованием горячего отходящего газа или пара под давлением. Одновременно с этим, двойная диспергация (сырья – до процесса пиролиза, а также кокса – после прокалки) вместе с аэросепарацией и выведением минеральной составляющей, золы и солей металлов позволит достичь наиболее высокого процентного содержания углерода в пылевидном или брикетированном коксе, а присутствие паров воды и катализаторов в процессе пиролиза и прокаливания также значительно снизит содержание серы.

Для повышения качества товарных топлив, помимо использования типовых мини-установок по переработке нефти мощностью от 10 до 50 тысяч тонн в год, выпускаемых в РФ более 10 лет, будет использоваться разрабатываемое или внедренное оборудование по селективной гидроочистке топлив от серы, азота и примесей, блоки каталитического реформинга (на 1-3 тонны в час) вместе с ультразвуковыми и СВЧ-установками для кавитационной обработки бензинов и дизельных топлив с повышением их качества, октановых и цетановых чисел, стабилизацией состава, снижением уровня вредных выбросов, увеличением удельной мощности и экономичности на единицу объема.

         При годовой мощности переработки кузбасских углей в объеме около 300 тыс. тонн в год с выходом летучих углеводородов в размере 36%, при уровне зольности около 18% и влажности 15-18% готовой продукцией комплекса будет являться:

- обеззоленный, низко-осеренный прокалочный кокс в объеме 150 тыс. тонн;

- около 20 тыс. тонн товарных светлых нефтепродуктов (бензины и дизтопливо);

- до 20 миллионов м3 синтез-газа калорийностью 4 тыс. Ккал/кг для полного обеспечения собственного производства, а также не менее 1 тонны пара на 1 тонну кокса, с возможностью выработки тепло-электроэнергии в эквиваленте 15-20 Гкал/час для собственного и стороннего отпуска.

         Ориентировочная стоимость строительства данного комплекса (при наличии действующих коммуникаций и котельной) составит около 15-20 млн. долл. США. Срок окупаемости вложений при возможности финансирования 10-12% собственными ресурсами с привлечением до 88-90% средств по лизинговой схеме не превысит 2-х лет, а при полном собственном инвестировании – 18-ти месяцев. Исходя из действующих отпускных цен на вышеуказанную товарную продукцию (кокс-до 140 долларов США, топлив – до 500 долларов за 1 тонну) годовой объем реализации данного производства составит не менее 30 млн. долларов США (без учета стоимости тепло-энергетических ресурсов). Одновременно на 40-50% снижаются расходы по транспортировке кокса до потребителей, решаются внутренние проблемы производства по обеспечению собственным топливом и тепло-энергоресурсами.

Срок проектирования, строительства и монтажа – не более 15-18 месяцев. Платежи за проектные работы, ТЭО, документацию и т.д. (в размере до 10% от стоимости проекта) Заказчику необходимо выплачивать в первые 7-8 месяцев с разбивкой в 3 срока вместе с обеспечением землеотвода, разрешительными документами и техусловиями. Оставшаяся часть средств для финансирования всех видов работ и за оборудование в объеме 88-90% будет перечисляться крупными лизинговыми компаниями по согласованному с Заказчиком и подрядчиком графику без оплаты авансового платежа при наличии у Заказчика ликвидного залогового обеспечения в размере около 20% от суммы займа . После сдачи объекта «под ключ»  в течение 7-10 лет будет происходить ежемесячное гашение задолженности с проведением ускоренной амортизации  и отнесением данных платежей  на затраты производства для последующей передачи комплекса от лизингодателя Заказчику по минимальной стоимости.

После строительства 1-ой очереди предлагаемого производства и выхода на его проектную мощность (300 тыс. тонн сырья в год) целесообразно расширить несколько участков вместе с установкой дополнительного оборудования без монтажа 2-го барабанного реактора, поскольку участок пиролиза 1-ой очереди позволяет вести переработку углей до 500-600 тыс. тонн в год. При необходимости дальнейшего расширения объемов переработки (более 1 млн. тонн в год) возможно строительство в одну очередь нового производства мощностью 500-600 тыс. тонн в год, что позволит значительно увеличить рентабельность производства, снизить срок окупаемости вложений, а также решать многие социальные и экологические региональные вопросы.

         В случае Вашей заинтересованности и готовности к обсуждению вариантов строительства данного топливно-энергетического центра прошу направить в наш адрес заявку для передачи дополнительной информации.

 Руководитель рабочей группы по топливу и энергетике,
 член Совета по федеральным и  региональным
 программам при Председателе Совета Федерации
 тел/факс. 246-20-17. моб. 8-909-159-36-36.

 E-mail: rinvest@bk.ru 
С.Г. Ложкин