Technolodzy LOTOSU już przed kilkunastu laty rozpoczęli prace nad wyeliminowaniem produkcji ciężkiego oleju opałowego (COO) przez gdańską rafinerię. To produkt mało opłacalny, obarczony tzw. ujemną marżą, czyli mający cenę niższą od ceny ropy.

Nieekologiczna pozostałość

Ponadto COO jest produktem zasiarczonym, nieekologicznym, więc możliwości jego wykorzystania jako paliwa bunkrowego napędzającego statki oraz paliwa dla elektrociepłowni, są coraz mniejsze.

Od 2015 r. obowiązuje bowiem na Morzu Bałtyckim, Morzu Północnym i w kanale La Manche zakaz używania jako paliwa dla silników statków oleju opałowego o zawartości siarki poniżej 0,1%. Podobny zakaz dotyczy akwenów wokół Ameryki Północnej i na Morzu Karaibskim. Strefy te (tzw. Obszary Kontroli Emisji, z ang. Emission Control Areas) nadal będą się rozszerzać.

COO powstaje z ciężkiej pozostałości po przerobie ropy, zamiennie z asfaltem. W rafinerii LOTOSU powstają dwa rodzaje ciężkiej pozostałości: asfalteny z instalacji ROSE oraz pozostałość próżniowa z instalacji próżniowych: CDU/VDU i 900. To w sumie jest to ok. 1,8 mln ton rocznie, przy przerobie ropy 10,5 mln ton. Ciężka pozostałość jest w temperaturze pokojowej ciałem stałym, zawiera siarkę, azot, nikiel i wanad.

Najpierw IGCC

W 2002 roku został przygotowany projekt budowy w gdańskiej rafinerii instalacji IGCC, czyli zgazowania ciężkiej pozostałości. Powstały w tym procesie gaz syntezowy miał posłużyć do produkcji wodoru oraz energii elektrycznej i pary wodnej. W tej koncepcji z ciężkiej pozostałości nie zostałyby żadne odpady (poza siarką i tlenkami metali. Projekt ten okazał się jednak zbyt kosztowny. Poza tym wkrótce rozpoczął się boom asfaltowy i większość ciężkiej pozostałości można było sprzedać w formie bardziej opłacalnych i ekologicznych asfaltów. LOTOS zdecydował się więc zainwestować w produkcję asfaltów.

Program 10+

Pierwszy projekt Programu 10+ (wówczas PKRT) przewidywał zgazowanie ciężkiej pozostałości w ramach instalacji IGCC. Ostatecznie postawiono jednak na zwiększenie przerobu ropy i pogłębienie przerobu, czyli uzyskanie z baryłki ropy większej ilości wysokomarżowych paliw. Rozwiązanie problemu ciężkiej pozostałości przesunięto do II etapu Programu 10+, który po kilku latach został nazwany Projektem EFRA. Gdy po 2012 roku zakończył się boom asfaltowy w Polsce i zwiększyły się ograniczenia dla sprzedaży ciężkiego oleju opałowego, rozwiązanie problemu ciężkiej pozostałości stało się pilnym zadaniem. Tym bardziej, że na bardzo trudnym światowym rynku naftowym, gdy zamykane są kolejne, nieefektywne rafinerie, dalsze zwiększenie opłacalności produkcji gdańskiej rafinerii stało się koniecznością.

Koksowanie czy spalanie?

W trakcie przygotowań do Projektu EFRA zastanawiano się nad trzema sposobami przerobu ciężkiej pozostałości. Obok omawianego już zgazowania rozpatrywano spalanie w elektrociepłowni oraz koksowanie. Okazało się, że pod względem efektywności i energochłonności oraz kosztów budowy najlepsze jest koksowanie. W technologii koksowania najgłębsza jest też konwersja, czyli ilość paliw uzyskanych wysokomarżowych paliw z tej samej ilości ciężkiej pozostałości. Z tony ciężkiej pozostałości uzyskuje się ok 700 kg paliw i 300 kg koksu, podczas gdy w pozostałych technologiach jest to ilość o 1/3 niższa. W elektrociepłowni i instalacji zgazowania nie powstawałyby paliwa, ale prąd  elektryczny oraz para (a w tej ostatniej również wodór), które przyczyniłyby się do wzrostu produkcję paliw w rafinerii. Obok wysokich kosztów podstawową wadą tych instalacji, opartych na spalaniu ciężkiej pozostałości, jest niska elastyczność oraz wysoka emisja dwutlenku węgla, za którą trzeba będzie coraz więcej płacić. W procesie koksowania większa część dwutlenku węgla pozostanie uwięziona w koksie. Przyszła instalacja koksowania będzie w pełni zhermetyzowana i spełni wszystkie normy środowiskowe oraz najlepszych, dostępnych technik (BAT).

Koksowanie okazało się więc bardziej ekonomiczne, efektywne oraz ekologiczne niż konkurencyjne technologie. Dodatkowa emisja dwutlenku węgla będzie relatywnie niewielka i będzie możliwość uzyskania bezpłatnych limitów na emisję tego gazu.

Elastyczne koksowanie

– Instalacja koksowania będzie instalacją elastyczną – wyjaśnia Wojciech Blew, dyrektor ds. strategii i innowacji Grupy LOTOS  – więc zimą będziemy mogli przerabiać w niej całą pozostałość wyprodukowaną w rafinerii. Latem możemy zasilać ją importowanym ciężkim olejem opałowym, przeznaczając część pozostałości do produkcji asfaltów.  Po jej zbudowaniu będziemy mieć (wraz z instalacją ROSE) dwie instalacje do przerobu ciężkiej pozostałości. Przy pełnym ich wykorzystaniu zimą nie będziemy produkować oleju opałowego ani asfaltów.