Въведение

I. Първична нефтопреработка

1. Вторична дестилация на бензинови и дизелови фракции

1.1 Вторична дестилация на бензиновата фракция

1.2 Вторична дестилация на дизеловата фракция

II. Термични процеси на нефтопреработващата технология

2. Теоретична основаконтрол на забавеното коксуване и процесите на коксуване в слоя топлоносител

2.1 Процеси на забавено коксуване

2.2 Коксуване в слоя топлоносител

III. Технология на термокаталитичните и термохидрокаталитичните процеси

рафиниране на нефт

3. Хидрообработка на керосинови фракции

IV. Технологии за преработка на газ

4. Преработка на рафинерийни газове - абсорбционни газофракциониращи установки (AGFU) и газофракциониращи установки (GFU)

4.1 Инсталации за газофракциониране (HFC)

4.2 Устройства за абсорбция и фракциониране на газ (AGFU)

Заключение

Библиография

Въведение

Петролната индустрия днес е голям национален икономически комплекс, който живее и се развива според собствените си закони. Какво означава петролът днес за националната икономика на страната? Това са: суровини за нефтохимикали при производството на синтетичен каучук, алкохоли, полиетилен, полипропилен, широка гама различни пластмаси и готови продукти от тях, изкуствени тъкани; източник за генериране моторни горива(бензин, керосин, дизелово и реактивно гориво), масла и смазочни материали, както и котелно и пещно гориво (мазут), строителни материали(битум, катран, асфалт); суровина за получаване на редица протеинови препарати, използвани като добавки към храната на добитъка за стимулиране на растежа му.

В момента петролната индустрия Руска федерациязаема 3-то място в света. Петролният комплекс на Русия включва 148 хиляди петролни кладенци, 48,3 хиляди км главни нефтопроводи, 28 петролни рафинерии с общ капацитет над 300 милиона тона петрол годишно, както и голям брой други производствени мощности.

В предприятията нефтена индустрияВ сферата на науката и научните услуги са заети около 900 000 души, включително около 20 000 души в областта на науката и научните услуги.

Индустриалната органична химия измина дълъг и труден път на развитие, по време на който нейната суровинна база се промени драстично. Започвайки с преработката на растителни и животински суровини, след това се трансформира във въглищна или коксохимия (използвайки отпадъци от коксуване на въглища), за да се превърне в крайна сметка в съвременна нефтохимия, която отдавна не се задоволява само с отпадъци от рафиниране на нефт. За успешното и независимо функциониране на основната му индустрия - тежък, т.е. мащабен органичен синтез, е разработен процесът на пиролиза, около който се основават съвременните олефинови нефтохимически комплекси. По принцип те получават и след това обработват нисши олефини и диолефини. Суровинната база на пиролизата може да варира от свързани газове до нафта, газьол и дори суров нефт. Първоначално предназначен само за производство на етилен, този процес сега е и широкомащабен доставчик на пропилен, бутадиен, бензен и други продукти.

Петролът е нашето национално богатство, източникът на силата на страната, основата на нейната икономика.

технология за преработка на нефт и газ

аз . Първично рафиниране на нефт

1. Вторична дестилация на бензинови и дизелови фракции

Вторична дестилация -разделяне на фракциите, получени по време на първичната дестилация, на по-тесни фракции, всяка от които след това се използва за собствена цел.

В рафинериите широката бензинова фракция, дизеловата фракция (при получаване на суровини от блока за възстановяване на парафинова адсорбция), маслените фракции и др. се подлагат на вторична дестилация. Процесът се извършва на отделни инсталации или блокове, които са част от инсталациите AT и AVT.

Дестилацията на нефт - процесът на разделянето му на фракции според точките на кипене (оттук и терминът "фракциониране") - е в основата на рафинирането на нефт и производството на моторно гориво, смазочни масла и различни други ценни химически продукти. Първичната дестилация на петрола е първият етап от изследването на неговия химичен състав.

Основните фракции, изолирани по време на първичната дестилация на масло:

1. Бензинова фракция- маслена презрамка с точка на кипене от н.к. (начало на кипене, индивидуално за всяко масло) до 150-205 0 C (в зависимост от технологичната цел за получаване на автомобилен, авиационен или друг специален бензин).

Тази фракция е смес от алкани, нафтени и ароматни въглеводороди. Всички тези въглеводороди съдържат от 5 до 10 С атома.

2. Керосин фракция- маслена фракция с точка на кипене от 150-180 0 С до 270-280 0 С. Тази фракция съдържа C10-C15 въглеводороди.

Използва се като моторно гориво (тракторен керосин, компонент на дизелово гориво), за битови нужди (осветителен керосин) и др.

3. Фракция газьол- точка на кипене от 270-280 0 С до 320-350 0 С. Тази фракция съдържа C14-C20 въглеводороди. Използва се като дизелово гориво.

4. мазут- остатъкът след дестилацията на горните фракции с точка на кипене над 320-350 0 С.

Мазутът може да се използва като котелно гориво или да бъде подложен на допълнителна обработка - или дестилация при понижено налягане (във вакуум) с подбор на маслените фракции или широка фракция на вакуумния газьол (който от своя страна служи като суровина за каталитичен крекинг с цел получаване на високооктанов компонент на бензина), или крекинг.

5. Катран- почти твърд остатък след дестилация на нефтени фракции от мазут. От него се получават така наречените остатъчни масла и битум, от които чрез окисление се получава асфалт, който се използва при строителството на пътища и др. От катран и други остатъци от вторичен произход коксът, използван в металургичната промишленост, може да се получи чрез коксуване.

1 .1 Вторична дестилация на бензинова фракция

Вторичната дестилация на бензинов дестилат е или самостоятелен процес, или е част от комбинирана инсталация, която е част от рафинерията. В съвременните заводи инсталацията за вторична дестилация на бензинов дестилат е предназначена за получаване на тесни фракции от него. Тези фракции се използват допълнително като суровина за каталитичен реформинг - процес, който произвежда отделни ароматни въглеводороди - бензен, толуен, ксилени или бензин с по-високо октаново число. При производството на ароматни въглеводороди първоначалният бензинов дестилат се разделя на фракции с точки на кипене: 62–85°C (бензен), 85–115 (120)°C (толуен) и 115 (120)–140°C (ксилен). ).

Бензиновата фракция се използва за получаване на различни видове моторно гориво. Това е смес от различни въглеводороди, включително прави и разклонени алкани. Характеристиките на горене на неразклонените алкани не са идеално подходящи за двигатели с вътрешно горене. Следователно, бензиновата фракция често се реформира термично, за да се превърнат неразклонените молекули в разклонени. Преди употреба тази фракция обикновено се смесва с разклонени алкани, циклоалкани и ароматни съединения, получени от други фракции чрез каталитичен крекинг или реформинг.

Качеството на бензина като моторно гориво се определя от неговото октаново число. Той показва обемния процент на 2,2,4-триметилпентан (изооктан) в смес от 2,2,4-триметилпентан и хептан (алкан с права верига), която има същите характеристики на детонационно горене като тестовия бензин.

Лошото моторно гориво има октаново число нула, докато доброто гориво има октаново число 100. Октановото число на бензиновата фракция, получена от суров нефт, обикновено е по-малко от 60. Горивните характеристики на бензина се подобряват чрез добавяне на анти -детонационна добавка, която е тетраетил олово (IV) , Рb (С 2 Н 5) 4 . Тетраетилолово е безцветна течност, получена чрез нагряване на хлороетан със сплав от натрий и олово:

При изгарянето на бензин, съдържащ тази добавка, се образуват частици олово и оловен оксид (II). Те забавят определени етапи на изгаряне на бензиновото гориво и по този начин предотвратяват неговата детонация. Заедно с тетраетил олово, 1,2-дибромоетан се добавя към бензина. Той реагира с олово и олово (II), за да образува оловен (II) бромид. Тъй като оловният (II) бромид е летливо съединение, той се отстранява от автомобилния двигател с изгорелите газове. Бензиновият дестилат с широк фракционен състав, например от началната точка на кипене до 180 ° C, се изпомпва през топлообменниците и се подава в първата намотка на пещта и след това в дестилационната колона. Главният продукт на тази колона е частта n. к.- 85 °C, като е преминал въздухоохладителния апарат и хладилника, постъпва в приемника. Част от кондензата се изпомпва като напояване към горната част на колоната, а останалата част - към друга колона. Подаването на топлина към долната част на колоната се осъществява чрез циркулираща флегма (фракция 85-180 ° C), изпомпвана през втората намотка на пещта и подадена към дъното на колоната.Остатъкът от дъното на колоната се изпраща от помпата в друга колона.

Излизайки от горната част на колоната, изпаренията на горната фракция (n. до - 62 ° C) се кондензират във въздушния охладител; охладеният във водния охладител кондензат се събира в приемника. Оттук кондензатът се изпомпва в резервоара, а част от фракцията служи за напояване на колоната. Остатъчният продукт - фракция от 62-85 ° C - след напускане на колоната от дъното се изпраща от помпа през топлообменник и хладилници към резервоара. Като горен продукт на колоната се получава фракция от 85-120 ° C, която след преминаване през апарата влиза в приемника. Част от кондензата се връща в горната част на колоната като напояване, а остатъкът се отвежда от инсталацията чрез помпа към резервоара.

„НАЦИОНАЛНО ИЗСЛЕДВАНЕ

ТОМСК ПОЛИТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ"

Институт по природни ресурси

Направления (специалност) - Химични технологии

Катедра Химическа технология на горивата и Химическа кибернетика

Текущото състояние на нефтопреработката и нефтохимията

Научно-образователен курс

Томск - 2012 г

1 Проблеми на рафинирането на петрол. 3

2 Организационна структура на нефтопреработката в Русия. 3

3 Регионално разпределение на рафинериите. 3

4 Задачи в областта на разработката на катализатори. 3

4.1 Крекинг катализатори. 3

4.2 Реформиращи катализатори. 3

4.3 Катализатори за хидрообработка. 3

4.4 Катализатори на изомеризация. 3

4.5 Катализатори на алкилиране. 3

Изводи .. 3

Библиография.. 3

1 Проблеми на нефтопреработката

Процесът на рафиниране на петрол според дълбочината на обработка може да бъде разделен на два основни етапа:

1 разделяне на петролна суровина на фракции, които се различават по диапазоните на точка на кипене (първична обработка);

2 преработка на получените фракции чрез химически превръщания на съдържащите се в тях въглеводороди и производство на продаваеми нефтопродукти (вторична преработка). Въглеводородните съединения, съдържащи се в маслото, имат определена точка на кипене, над която се изпаряват. Процесите на първично рафиниране не включват химически промени в петрола и представляват физическото му разделяне на фракции:

а) бензинова фракция, съдържаща лек бензин, бензин и нафта;

б) керосинова фракция, съдържаща керосин и газьол;

в) мазут, който се подлага на допълнителна дестилация (при дестилацията на мазут се получават соларни масла, смазочни масла и остатъкът - катран).

В тази връзка маслените фракции се доставят във вторични технологични единици (по-специално каталитичен крекинг, хидрокрекинг, коксуване), предназначени да подобрят качеството на петролните продукти и да задълбочат преработката на нефт.

В момента руското нефтопреработване значително изостава в развитието си от индустриализираните страни по света. Общият инсталиран капацитет на нефтопреработката в Русия днес е 270 милиона тона годишно. В момента в Русия има 27 големи рафинерии (капацитет от 3,0 до 19 милиона тона нефт годишно) и около 200 мини рафинерии. Някои от минирафинериите нямат лицензи от Ростехнадзор и не са включени в Държавния регистър на опасните производствени съоръжения. Правителството на Руската федерация реши: да разработи наредба за поддържане на регистъра на рафинериите в Руската федерация от Министерството на енергетиката на Руската федерация, за проверка на мини рафинериите за съответствие с изискванията за свързване на рафинерии към главни нефтопроводи и / или нефтопродуктопроводи. Големите заводи в Русия като цяло имат дълъг експлоатационен живот: броят на предприятията, пуснати в експлоатация преди повече от 60 години, е максималният (Фигура 1).

Фигура 1. - Експлоатационен живот на руските рафинерии

Качеството на произвежданите петролни продукти изостава сериозно от световното. Делът на бензина, който отговаря на изискванията на Евро 3.4, е 38% от общия обем на произведения бензин, а делът на дизеловото гориво, което отговаря на изискванията на клас 4.5, е едва 18%. По предварителни оценки обемът на преработката на нефт през 2010 г. възлиза на около 236 милиона тона, като са произведени: бензин - 36,0 милиона тона, керосин - 8,5 милиона тона, дизелово гориво - 69,0 милиона тона (фигура 2).

Фигура 2. - Рафиниране на нефт и производство на основни петролни продукти в Руската федерация, милиона тона (без)

В същото време обемът на рафинирането на суров петрол се е увеличил със 17% в сравнение с 2005 г., което при много ниска дълбочина на рафиниране на нефт доведе до производството на значително количество нискокачествени петролни продукти, които не се търсят в вътрешния пазар и се изнасят като полуготови продукти. Структурата на производството в руските рафинерии през последните десет години (2000 - 2010 г.) не се е променила много и сериозно изостава от световното ниво. Делът на производството на петрол в Русия (28%) е няколко пъти по-висок от подобни показатели в света - по-малко от 5% в САЩ, до 15% в Западна Европа. Качеството на автомобилния бензин се подобрява след промяната в структурата на автомобилния парк в Руската федерация. Делът на производството на нискооктанов бензин А-76(80) намалява от 57% през 2000 г. на 17% през 2009 г. Увеличава се и количеството дизелово гориво с ниско съдържание на сяра. Бензинът, произведен в Русия, се използва главно на вътрешния пазар (Фигура 3).

font-size:14.0pt;line-height:150%;font-family:" пъти нови roman>Фигура 3. - Производство и дистрибуция на гориво, милиона тона

При общ обемизносът на дизелово гориво от Русия за страни извън ОНД в размер на 38,6 милиона тона дизелово гориво от клас Евро-5 е около 22%, т.е. останалите 78% са гориво, което не отговаря на европейските изисквания. Продава се по правило на по-ниски цени или като полуготов продукт. С нарастване на общото производство на мазут през последните 10 години рязко се увеличава делът на продадения мазут за износ (през 2009 г. - 80% от общо произведения мазут и повече от 40% от общия износ на петрол продукти).

До 2020 г. пазарната ниша за мазут в Европа за руските производители ще бъде изключително малка, тъй като цялото гориво ще бъде предимно от вторичен произход. Доставката до други региони е изключително скъпа поради високия транспортен компонент. Поради неравномерното разпределение на предприятията в отрасъла (повечето рафинерии са разположени във вътрешността на страната) се увеличават транспортните разходи.

2 Организационна структура на нефтопреработката в Русия

В Русия има 27 големи рафинерии и 211 московски рафинерии. В допълнение, редица газопреработвателни заводи също се занимават с преработката на течни фракции (кондензат). В същото време се наблюдава висока концентрация на производство - през 2010 г. 86,4% (216,3 млн. тона) от всички първична обработкатечни въглеводороди е извършено в рафинерии, които са част от 8 вертикално интегрирани нефтени и газови компании (VIOC) (Фигура 4). Редица руски VIC - OAO NK LUKOIL, OAO TNK- BP “, ОАО Газпром Нефт, ОАО Нефтена компания Роснефт – притежават или планират да закупят и изградят рафинерии в чужбина (по-специално в Украйна, Румъния, България, Сърбия, Китай).

Обемите на първична преработка на нефт през 2010 г. от независими компании и московски рафинерии са незначителни в сравнение с VIOCs - съответно 26,3 милиона тона (10,5% от общия руски обем) и 7,4 милиона тона (2,5%), с нивата на зареждане на първичен нефт рафинериите преработват съответно 94, 89 и 71%.

В края на 2010 г. лидер по първична преработка на петрол е Роснефт - 50,8 милиона тона (20,3% от общия руски). Значителни количества петрол преработват заводите на ЛУКОЙЛ - 45,2 милиона тона, групата Газпром - 35,6 милиона тона, TNK-BP - 24 милиона тона, Сургутнефтегаз и Башнефт - по 21,2 милиона тона.

Най-голямата рафинерия в страната е петролната рафинерия в Кириши с капацитет от 21,2 милиона тона годишно (JSC Kirishinefteorgsintez е част от OJSC Surgutneftegaz); други големи заводи също се контролират от VIOC: Омска рафинерия (20 милиона тона) - Газпром нефт, Кстовски (17 милиона тона) и Перм (13 милиона тона) - ЛУКОЙЛ, Ярославъл (15 милиона тона) - TNK-BP и " Газпром нефт “, Рязански (16 милиона тона) – TNK-BP.

В структурата на производството на петролни продукти концентрацията на производство е най-висока в сегмента на бензина. През 2010 г. VOC предприятията осигуряват 84% от производството на петролни горива и масла в Русия, включително около 91% от производството на автомобилен бензин, 88% от дизелово гориво и 84% от мазут. Автомобилните бензини се доставят главно на вътрешния пазар, главно контролиран от VIOC. Фабриките, които влизат в състава на дружествата, са с най-модерна структура, сравнително висок дял на вторичните процеси и дълбочина на обработка.

Фигура 4. Първична нефтопреработка от големи компании и концентрация на производство в руската нефтопреработвателна индустрия през 2010 г.

Техническото ниво на повечето рафинерии също не отговаря на напредналото световно ниво. В руската нефтопреработка, основните проблеми на индустрията, след ниското качество на получаваните нефтопродукти, остават ниската дълбочина на нефтопреработката - (в Русия - 72%, в Европа - 85%, в САЩ - 96%). , изостаналата производствена структура - минимум вторични процеси и недостатъчно ниво на процеси, които подобряват качеството на получените продукти. Друг проблем е високата степен на амортизация на дълготрайните активи и в резултат на това повишеното потребление на енергия. В руските рафинерии около половината от всички пещи имат ефективност от 50–60%, докато средната стойност за чуждестранните рафинерии е 90%.

Стойностите на индекса на Нелсън (коефициент на технологична сложност) за по-голямата част от руските рафинерии са под средната стойност на този показател в света (4,4 срещу 6,7) (Фигура 5). Максималният индекс на руските рафинерии е около 8, минималният е около 2, което се свързва с ниска дълбочина на рафиниране на нефт, недостатъчно ниво на качество на нефтопродуктите и технически остаряло оборудване.

Фигура 5. - Индекс на Нелсън в рафинерии в Руската федерация

3 Регионално разпределение на рафинериите

Регионалното разпределение на предприятията, които осигуряват повече от 90% от първичната преработка на нефт в Русия, се характеризира със значителна неравномерност както в цялата страна, така и по отношение на обемите на рафиниране, свързани с отделните федерални окръзи (ФО) (Таблица 1).

Повече от 40% от всички руски нефтопреработвателни мощности са концентрирани в Приволжкия федерален окръг. Най-големите заводи в областта принадлежат на ЛУКОЙЛ (Нижегороднефтеоргсинтез и Пермнефтеоргсинтез). Значителни мощности се контролират от Башнефт (башкирска група предприятия) и Газпром (Газпром група), а също така са концентрирани в рафинериите на Роснефт в района на Самара (Новокуйбишевски, Куйбишевски и Сизрански). Освен това значителен дял (около 10%) се осигурява от независими преработватели - рафинерията TAIF-NK и рафинерията Mari.

В Централния федерален окръг рафинериите осигуряват 17% от общия обем на първичната преработка на нефт (с изключение на Московската рафинерия), докато VINKs (TNK-BP и Slavneft) представляват 75% от обема, а Московската нефтопреработка - 25%.

Заводите на Роснефт и групата Газпром работят в Сибирския федерален окръг. Роснефт притежава големи заводи в Красноярския край (Ачинска петролна рафинерия) и Иркутска област (Ангарски нефтохимически комплекс), докато групата Газпром контролира един от най-големите и високотехнологични заводи в Русия, Омската петролна рафинерия. Областта преработва 14,9% от петрола на страната (с изключение на Московската петролна рафинерия).

Най-голямата руска петролна рафинерия Kirishinefteorgsintez (Kirishsky Refinery), както и рафинерията Ukhta, се намират в Северозападния федерален окръг, чийто общ капацитет е малко повече от 10% от общоруския показател.

Около 10% от капацитета за първична нефтопреработка е концентриран в Южния федерален окръг, докато почти половината от обема на рафиниране (46,3%) се осигурява от предприятията на ЛУКОЙЛ.

Далекоизточният федерален окръг преработва 4,5% от руския петрол. Тук се намират два големи завода - Комсомолската петролна рафинерия, контролирана от Роснефт, и Алианс-Хабаровската петролна рафинерия, която е част от групата компании на Алианса. И двата завода се намират на територията на Хабаровска територия, общият им капацитет е около 11 милиона тона годишно.

Таблица 1. Разпределение на обемите на рафиниране на петрол по ЛОС и независими производители по федерални окръзи през 2010 г. (с изключение на Московската рафинерия)

През последните години развитието на нефтопреработвателната индустрия в Русия има ясна тенденция към подобряване на състоянието на индустрията. Бяха реализирани интересни проекти, посоката на финансовия вектор се промени. През последните 1,5 години бяха проведени и редица важни срещи по проблемите на нефтопреработката и нефтохимията с участието на ръководството на страната през годините. Омск, Нижнекамск, Кириши и Нижни Новгород, Самара. Това повлия на приемането на редица навременни решения: беше предложена нова методология за изчисляване на износните мита (когато ставките за светлите петролни продукти постепенно намаляват и се увеличават за тъмните, така че до 2013 г. ставките трябва да се изравнят и ще бъдат 60% от митото) върху петрола) и диференциацията на акцизите върху автомобилния бензин и дизеловото гориво в зависимост от качеството е разработена стратегия за развитие на индустрията до 2020 г. за развитие на нефтопреработката с обем на инвестициите от ~ 1,5 трилиона рубли. и общо оформление на съоръженията за преработка на нефт и газ, както и система от технологични платформи за ускоряване на разработването и внедряването на вътрешни технологии за рафиниране на нефт, които са конкурентни на световния пазар.

Като част от стратегията се предвижда увеличаване на дълбочината на рафиниране на петрол до 85%. До 2020 г. се планира качеството на 80% от произвеждания бензин и 92% от дизеловото гориво да отговаря на ЕВРО 5. Трябва да се има предвид, че в Европа до 2013 г. ще бъдат въведени по-строги екологични изисквания за горива, отговарящи на Евро 6 поне сред планираните за изграждане предприятия са 57 нови инсталации за подобряване на качеството: за хидротретиране, риформинг, алкилиране и изомеризация.

4 Предизвикателства в областта на катализаторите

Най-модерните преработвателни предприятия на нефтения и газов комплекс без използването на катализатори не са в състояние да произвеждат продукти с висока добавена стойност. Това е ключовата роля и стратегическото значение на катализаторите в съвременната световна икономика.

Катализаторите принадлежат към високотехнологични продукти, които са свързани с научно-техническия прогрес в основните сектори на икономиката на всяка страна. С използването на каталитични технологии в Русия се произвеждат 15% от брутния национален продукт, в развитите страни - най-малко 30%.

Увеличаване на приложението на макро технологията „Каталитичната технология“ е глобалната тенденция на технологичния прогрес.

Високата цел на катализаторите е в рязък контраст с пренебрежителното отношение Руски бизнеси държави към тяхното разработване и производство. Продуктите на базата на катализатор представляват по-малко от 0,5% от производствените разходи, което се тълкува не като показател за висока ефективност, а като незначителна индустрия, която не носи много приходи.

Преходът на страната към пазарна икономика, придружен от умишлена загуба на държавен контрол върху разработването, производството и използването на катализатори, което беше очевидна грешка, доведе до катастрофален упадък и деградация на вътрешния катализ на минния под- сектор.

Руският бизнес направи избор в полза на използването на вносни катализатори. Имаше несъществуваща преди това зависимост от вноса на катализатори в нефтопреработката - 75%, нефтохимията - 60%, химическата промишленост - 50%, нивото на което надвишава критичното ниво по отношение на суверенитета (способност да функционира без закупуване на внос) от преработвателната промишленост на страната. От гледна точка на мащаба, зависимостта на руската нефтохимическа индустрия от вноса на катализатори може да се квалифицира като „катализаторно лекарство“.

Възниква въпросът доколко обективна е тази тенденция, отразява ли естествения процес на глобализация или е експанзия на световни лидери в производството на катализатори? Критерият за обективност може да бъде ниското техническо ниво на домашните катализатори или тяхната висока цена. Въпреки това, както показват резултатите от изпълнението на иновативния проект „Разработване на ново поколение катализатори за производство на моторни горива“ от Института по катализа SB RAS и IPPU SB RAS, местни индустриални катализатори за Lux крекинг и реформинг PR -71, експлоатирани в съоръженията на петролните компании Газпромнефт и ТНК-ВР, не само не са по-ниски, но по редица параметри показват предимства в сравнение с най-добрите примериводещи национални компании в света на значително по-ниска цена. По-ниската ефективност на местните промишлени катализатори се отбелязва при процесите на хидрообработка на петролна суровина, което в някои случаи оправдава техния внос.

Поради липсата за дълго време на динамика на значителна модернизация на подсектора на катализатора, възникна ситуация, когато производството на катализатори се премести в граничната зона (с преобладаване на оценките за пълното му изчезване) или, в най-добрият случайбяха поети от чужди фирми. Въпреки това, както показва опитът (иновативен проект, споменат по-горе), дори незначителната държавна подкрепа позволява да се реализира съществуващият научен, технически и инженерен потенциал за създаване на конкурентни промишлени катализатори и да се устои на натиска на световните лидери в тази област. От друга страна, това показва катастрофалната ситуация, в която производството на катализатори се оказва неосновна и нискодоходна сфера на дейност за големите петролни компании. И само разбирането за изключителното значение на катализаторите за икономиката на страната е в състояние радикално да промени потиснатата позиция на каталитична индустрия. Ако нашата страна разполага с професионален инженерен и технологичен персонал и производствен потенциал, държавната подкрепа и набор от организационни мерки ще стимулират търсенето на вътрешни каталитични технологии, ще увеличат производството на катализатори, които са толкова необходими за модернизацията на нефтопреработвателните и нефтохимическите комплекси, което от своя страна ще осигури повишаване на ефективността на използване на въглеводородните ресурси.

По-долу разглеждаме задачите, които изглеждат подходящи за разработването на нови каталитични системи за най-важните процеси на рафиниране на нефт.

На етапа на развитие на каталитичен крекинг на дестилатни суровини най-важната задача беше създаването на катализатори, които осигуряват максимален добив на компоненти на моторния бензин. Дългогодишна работа в тази насока е извършена от IPPU SB RAS в сътрудничество с петролната компания "Sibneft" (понастоящем "Gazpromneft"). В резултат на това бяха разработени промишлени крекинг катализатори и пуснато в производство коренно различни от чуждестранните каталитични състави . Според редица експлоатационни характеристики, а именно добивът на крекиран бензин (56% тегловни) и селективността на образуването му (83%), тези катализатори превъзхождат вносните проби.

В момента IPPU SB RAS завърши изследователската работа по създаването на каталитични системи, които осигуряват добив на бензин до 60-62% със селективност 85-90%. По-нататъшният напредък в тази посока е свързан с повишаване на октановото число на крекирания бензин от 91 до 94 (според изследователския метод) без значителна загуба на добив на продукта, както и с намаляване на съдържанието на сяра в бензина.

Следващият етап в развитието на каталитичния крекинг в местната нефтохимическа промишленост. включващи използването на петролни остатъци (мазут) като суровина, ще изискват каталитични системи с висока метална устойчивост. Този параметър се разбира като степента на натрупване на метали от катализатора ( Ni и V. които се съдържат във въглеводородната суровина в структурата на порфирините) без да се нарушават нейните експлоатационни характеристики. В момента съдържанието на метали в работещия катализатор достига 15 000 ppm. Предложени са подходи за неутрализиране на дезактивиращия ефект. Ni и V поради свързването на тези метали в слоестите структури на матрицата на катализатора, което ще позволи да се надхвърли постигнатото ниво на потребление на метали на катализаторите.

Нефтохимическата версия на каталитичен крекинг, чиято технология се нарича "дълбок каталитичен крекинг", е отличен пример за процеса на интегриране на нефтопреработката и нефтохимикалите. Според тази технология, целевият продукт е С2-С4 леки олефини, чийто добив достига 45-48% (тегл.). Каталитичните състави за този процес трябва да се характеризират с повишена активност, което предполага включване на зеолити, които не са традиционни за крекинг и силно киселинни компоненти на не-зеолитна структура. В Института по педагогика на Сибирския клон на Руската академия на науките се провеждат съответните изследвания за разработването на модерно поколение катализатори за дълбок крекинг.

Еволюционното развитие на научните основи за получаване на катализатори в посока на химичния дизайн на каталитични състави като нанокомпозитни материали е основната дейност на IPPU SB RAS в областта на подобряването и създаването на нови катализатори.

Базирани на състава каталитични системи Pt + Sn + Cl / A l 2 O 3 и технологиите на процеса на реформиране с непрекъсната регенерация на катализатора осигуряват много висока дълбочина на ароматизиране на въглеводородната суровина, която се доближава до термодинамичното равновесие. Подобряването на промишлените реформинг катализатори през последните десетилетия се извършва по пътя на оптимизиране на физикохимичните свойства и модифициране на химичния състав на носителя - алуминиев оксид, главно γ модификация, както и чрез модернизиране на производствените технологии. Най-добрите носители на катализатор са равномерно порести системи, в които делът на порите с размер 2,0–6,0 nm е поне 90% с общ специфичен обем на порите от 0,6–0,65 cm3/g. Важно е да се осигури висока стабилност на специфичната повърхност на носителя, на ниво от 200–250 m2/g, така че тя да се променя малко по време на окислителното регенериране на катализатора. Това се дължи на факта, че способността му да задържа хлор зависи от специфичната повърхност на носителя, чието съдържание в катализатора при условия на реформинг трябва да се поддържа на ниво от 0,9-1,0% (тегл.).

Работата по подобряването на катализатора и технологията за неговото приготвяне обикновено се основава на модела на активната повърхност, но изследователите често се ръководят от огромния експериментален и индустриален опит, натрупан за повече от 50 години работа на процеса, считано от прехода към платформинг единици. Новите разработки са насочени към по-нататъшно повишаване на селективността на процеса на ароматизиране на парафинови въглеводороди (до 60%) и дълъг първи реакционен цикъл (поне две години).

Високата стабилност на катализатора се превръща в основно предимство на пазара на реформинг катализатори. Показателят за стабилност се определя от продължителността на ремонтните работи на блоковете за реформиране, които се увеличават с подобряването технологично оборудванепоследните 20 години от 6 месеца до 2 години и има тенденция да се увеличава допълнително. Към днешна дата научната основа за оценка на действителната стабилност на катализатора все още не е разработена. Само относителната стабилност може да се определи експериментално, като се използват различни критерии. Коректността на такава оценка от гледна точка на нейната обективност за прогнозиране на продължителността на работа на катализатора в индустриални условия е спорна.

Домашни индустриални катализатори от серията PR, REF,RU не са по-ниски по отношение на производителността чужди аналози. Въпреки това, повишаването на тяхната стабилност остава спешно технологично предизвикателство.

Процесите на хидропреработка се характеризират с много висока производителност. Техният интегриран капацитет е достигнал ниво от 2,3 милиарда тона/годишно и е почти 60% от обема на нефтопреработващите продукти в световната икономика. Производство на катализатори за хидропреработка 100 хил. тона/год. Номенклатурата им включва повече от 100 марки. Така специфичният разход на катализатори за хидрообработка е средно 40-45 g/t суровина.

Напредъкът в създаването на нови катализатори за хидродесулфуризация в Русия е по-малко значителен, отколкото в развитите страни, където работата в тази посока беше стимулирана от законодателни норми за съдържанието на сяра във всички видове гориво. Така според европейските стандарти ограниченото съдържание на сяра в дизеловото гориво е 40-200 пъти по-малко, отколкото според руските стандарти. Трябва да се отбележи, че такъв значителен напредък е постигнат в рамките на същия каталитичен състав. Ni -(Co) - Mo - S / Al 2 03, който се използва в процесите на хидротретиране повече от 50 години.

Реализирането на каталитичния потенциал на тази система се случи еволюционно, с развитието на изследванията на структурата на активните центрове на молекулярно и нанониво, откриването на механизма на химични трансформации на хетероатомни съединения и оптимизирането на условията и технологията за приготвяне на катализатори, които осигуряват най-висок добив на активни структури със същия химичен състав на катализатора. Именно в последния компонент се проявява изостаналостта на руските промишлени катализатори за хидрообработка, които по отношение на производителността съответстват на световното ниво от началото на 90-те години на миналия век.

IN началото на XXIвек, въз основа на обобщаването на данни за производителността на промишлени катализатори, беше направен изводът, че потенциалът за активност на поддържаните системи е практически изчерпан. Но наскоро бяха разработени принципно нови технологии за производство на композиции. Ni-(Co)-Mo-S , несъдържащи носители, базирани на синтез на наноструктури чрез смесване (технологииЗвезди и мъглявина ). Активността на катализаторите е увеличена няколко пъти. Развитието на този подход изглежда обещаващо за създаването на нови поколения катализатори за хидротретиране. осигурявайки висока (близо до 100%) конверсия на хетероатомни съединения с отстраняване на сярата до следи от количества.

От многото изследвани каталитични системи предпочитание се дава на сулфатиран цирконий, съдържащ платина (0,3–0,4%). Силните киселинни (както протонодонорни, така и акцепторни на електрони) свойства правят възможно провеждането на целеви реакции в термодинамично благоприятен температурен диапазон (150–170 °C). При тези условия, дори в района на високи реализации н-хексанът селективно изомеризира в диметилбутани, чийто добив при един цикъл на инсталацията достига 35-40% (масови).

С прехода на процеса на скелетна изомеризация на въглеводороди от нискотонажен към основен, производствените мощности на този процес активно се увеличават в световната икономика. Руското нефтопреработване също следва световните тенденции, като основно реконструира остарели риформинг агрегати за процеса на изомеризация. Специалистите на НПП Нефтехим разработиха местна версия на промишления катализатор на марката SI-2, който по отношение на техническото ниво не отстъпва на чуждестранните аналози и вече се използва в редица рафинерии. По отношение на развитието на работата по създаването на нови, по-ефективни изомеризационни катализатори може да се каже следното.

Дизайнът на катализатора се основава в по-голяма степен не на синтеза на активни структури в съответствие с механизма на процеса, а на емпиричен подход. Обещаващо е създаването на катализатори, алтернативни на хлорирания двуалуминиев оксид, работещи при температури от 80-100 °C, които могат да осигурят освобождаването на диметилбутани от н-хексан на ниво от 50% и повече. Проблемът със селективната изомеризация все още остава нерешен. н- хептан и н-октан до силно разклонени изомери. От особен интерес е създаването на каталитични състави, които реализират синхронния (концертен) механизъм на скелетна изомеризация.

В продължение на 70 години процесът на каталитично алкилиране се извършва с помощта на течни киселини ( H 2 S 04 и HF ), а повече от 50 години се правят опити течните киселини да се заменят с твърди, особено активно през последните две десетилетия. Завършен голям обем изследователска работаизползване на различни форми и видове зеолити, импрегнирани с течни киселини, хетерополикиселини, както и анион-модифицирани оксиди и преди всичко сулфатиран цирконий като суперкиселина.

Днес ниската стабилност на твърдите киселинни състави остава непреодолима пречка за индустриалното внедряване на катализатори за алкилиране. Причините за бързото дезактивиране на такива катализатори са 100 пъти по-малко активни центрове на 1 mol катализатор, отколкото в сярната киселина; бързо блокиране на активни центрове от ненаситени олигомери, образувани в резултат на конкурентна реакция на олигомеризация; блокиране на порестата структура на катализатора с олигомери.

Два подхода за създаване на индустриални версии на катализатори за алкилиране се считат за доста реалистични. Първият е насочен към решаване на следните проблеми: увеличаване на броя на активните центрове с поне 2-10~3 mol/g; постигане на висока степен на регенерация - поне десетки хиляди пъти през живота на катализатора.

При този подход стабилността на катализатора не е ключов проблем. Инженерният дизайн на технологията на процеса предвижда регулиране на продължителността на реакционния цикъл. контролният параметър е честотата на циркулация на катализатора между реактора и регенератора. На тези принципи фирмата UOP разработен процесАлкилен . предложени за промишлена комерсиализация.

За прилагането на втория подход е необходимо да се решат следните проблеми: увеличаване на живота на един активен център; за комбиниране в един реактор на процесите на алкилиране и селективно хидрогениране на ненаситени олигомери.

Въпреки известен напредък в прилагането на втория подход, постигнатото ниво на стабилност на катализатора все още е недостатъчно за промишленото му приложение. Трябва да се отбележи, че промишлените мощности за алкилиране на твърди катализатори все още не са въведени в световната нефтопреработка. Но може да се очаква, че напредъкът в разработването на катализатори и инженерството на процесите ще достигне нивото на комерсиализация на алкилирането на твърди киселини в близко бъдеще.

заключения

1. Нефтопреработвателната промишленост на Русия е организационно силно концентриран и териториално диверсифициран клон на нефтения и газов комплекс, преработващ около 50% от обема на течните въглеводороди, произведени в страната. Технологичното ниво на повечето заводи, въпреки модернизацията, извършена през последните години, е значително по-ниско от показателите на развитите страни.

2. Най-ниските показатели за сложност на процеса и дълбочина на рафиниране са в рафинериите на Surgutneftegaz, RussNeft, Alyans, както и в Московската рафинерия, докато технологичните характеристики на рафинериите на Bashneft, LUKOIL и Gazprom Neft като цяло съответстват на световното ниво. В същото време най-голямата рафинерия в страната Кириши (капацитет на суровината - повече от 21 милиона тона) има най-ниската дълбочина на рафиниране - малко над 43%.

3. През последните десетилетия намаляването на мощностите за първична преработка на нефт в големи заводи, включително Омск, Ангарск, Уфимск, Салаватск, възлиза на около 100 милиона тона, като същевременно създава голямо числорафинерии за нефтопродукти, предназначени главно за първична преработка на нефт с цел получаване и износ на тъмни нефтопродукти.

4. През годините. в контекста на нарастващото производство на петрол в страната и увеличаването на вътрешното търсене на моторни горива се наблюдава разширяване на обемите на рафиниране и увеличаване на производството на петролни продукти, в резултат на което през 2010 г. нивото на капацитет използването на редица компании (предприятия на ЛУКОЙЛ, Сургутнефтегаз и рафинерията TNK-BP ", "TAIF-NK") достигна 100% със средния руски дисплей. Невъзможността за по-нататъшно увеличаване на производството на петролни продукти поради резерва на производствения капацитет доведе до повишено напрежение и недостиг на руския пазар на моторно гориво през 2011 г.

5. За да се подобри ефективността на руската нефтопреработвателна промишленост, за да се осигури технологичният и регионален баланс на петролния комплекс като цяло, е необходимо:

· да продължи модернизацията на съществуващите рафинерии в почти всички региони на страната (Европейската част, Сибир, Далечния изток) и, ако има технически възможности, да разшири капацитета им за суровини;

· изграждане на нови високотехнологични рафинерии в европейската част на страната (ТАНЕКО, Кириши-2);

· за формиране на система от местни и полеви рафинерии и газопреработвателни заводи в Източен Сибир (Ленек) и нови рафинерии и нефтохимически съоръжения за регионални и експортни цели в Далечния изток (залив Елизарова).

Така за решаване на поставените пред индустрията задачи е необходима тясна интеграция на науката, академичната и университетската общност, както и на бизнеса и държавата. Подобна асоциация ще помогне на Русия да достигне обещаващо ниво на развитие на технологиите и производството. Това ще позволи да се промени суровинната ориентация на руската икономика, осигурявайки производството на високотехнологични продукти и продажбата на технологии, които са конкурентоспособни на световния пазар, и ще спомогне за въвеждането на нови руски разработки, ориентирани към иновации.

Библиография

1. Енергийна стратегия на Русия за периода до 2020 г.: заповед на правителството на Руската федерация от 01.01.2001 г. [Електронен ресурс] // Министерство на промишлеността и търговията на Русия - Режим на достъп: http :// Svww . minprom. gov. ru/docs/strateg/1;

2. Пътна карта „Използване на нанотехнологии в каталитични процеси на рафиниране на нефт“ [Електронен ресурс] // RUSNANO-2010. Режим на достъп: http://www. руснано. com/раздел. aspx / Покажи /29389 ;

3. Нови технологии: дълбочината на преработка на нефт може да се увеличи до 100% [Електронен ресурс] // Агенция за информация за нефта и газа - 2009. - № 7 - Режим на достъп: http://angi. ru/новини. shtml? oid=2747954 ;

4. . Проблеми и начини за развитие на дълбоката преработка на нефт в Русия. // Сондиране и нефт - 2011 - № 5 с.;

5. и В. Филимонова. Проблеми и перспективи на нефтопреработката в Русия // Светът на петролните продукти - 2011 - № 8 - стр. 3-7;

6., Л. Едер. Нефт и газ на Русия. Състояние и перспективи // Нефт и газ вертикал - 2007 - № 7 - с. 16-24;

7. , . Анализ на тенденциите в развитието на руския петролен комплекс: количествени оценки, организационна структура // Минерални ресурсиРусия. Икономика и управление. - 2N 3 .- S. 45-59;

8. .S. Шматко Изчерпателен отговор на стари въпроси // Нефтът на Русия N 2 .- С. 6-9;

9. . , . По пътя към високото преразпределение // Нефтът на Русия N 8 - С. 50-55;

10. . Рафиниране вместо търговия със суров нефт // Сондиране и нефт N 5 стр. 3-7;

11. П. . Проучване на състоянието и перспективите на преработката на нефт и газ, химията на нефта и газа и Руската федерация //, - М .: Ekon-Inform, 20e .;

12. Е. Теляшев, И. Хайрудинов. Нефтопреработка: нови-стари технологии. // Технологии. Нефтопреработка - 2004 - . 68-71;

13. . Химия на нефта и горивата: учебник / . - Уляновск: UlGTU, 2007, - 60 s;

14. . Технология и оборудване за процеси на преработка на нефт и газ. Урок/ , ; Изд. . - Санкт Петербург: Недра, 2006. - 868 с.

Маслото е минерал, който е мазна течност, неразтворима във вода, която може да бъде почти безцветна или тъмнокафява. Свойствата и методите на рафиниране на петрола зависят от процентпреобладаващо въглеводороди в състава си, който варира в различните области.

И така, в находището Sosninskoye (Сибир) алканите (парафинова група) заемат дял от 52%, циклоалканите - около 36%, ароматните въглеводороди - 12%. И например в Ромашкинското находище (Татарстан) делът на алканите и ароматните въглеводороди е по-висок - съответно 55 и 18 процента, докато циклоалканите имат дял от 25 процента. В допълнение към въглеводородите, тази суровина може да включва сяра, азотни съединения, минерални примеси и др.

За първи път маслото е "рафинирано" през 1745 г. в Русия

В суров вид този природен ресурс не се използва. За да се получат технически ценни продукти (разтворители, моторни горива, компоненти за химическата промишленост), нефтът се преработва чрез първични или вторични методи. Опити за преработката на тази суровина има още в средата на ХVІІІ в., когато освен свещите и факлите, използвани от населението, в светилниците на редица църкви се използва „гарново масло“, което представлява смес от растително масло и рафинирано масло.

Опции за рафиниране на нефт

Рафинирането често не е включено директно в процесите на рафиниране на нефт. Това е по-скоро предварителен етап, който може да се състои от:

Химическо почистване, когато маслото се третира с олеум и концентрирана сярна киселина. Това премахва ароматните и ненаситени въглеводороди.

адсорбционно почистване. Тук смолите и киселините могат да бъдат отстранени от петролни продукти чрез обработка с горещ въздух или чрез преминаване на масло през адсорбент.

Каталитично пречистване - леко хидрогениране за отстраняване на азотни и серни съединения.

Физическо и химическо почистване. В този случай излишните компоненти се изолират селективно с помощта на разтворители. Например полярният разтворител фенол се използва за отстраняване на азотни и серни съединения, а неполярните разтворители - бутан и пропан - отделят катрани, ароматни въглеводороди и др.

Без химически промени...

Преработката на нефт чрез първични процеси не включва химически трансформации на суровината. Тук минералът е просто разделен на съставните му компоненти. Първото устройство за дестилация на масло е изобретено през 1823 г. в Руската империя. Братята Дубинин се досетиха да поставят котела в загрята фурна, откъдето тръба премина през варел със студена вода в празен контейнер. В котела на пещта маслото се нагрява, преминава през „охладителя“ и се утаява.

Съвременни методи за подготовка на суровини

Днес в петролните рафинерии технологията за рафиниране на петрол започва с допълнително пречистване, по време на което продуктът се дехидратира на ELOU устройства (електрически инсталации за обезсоляване), освобождава се от механични примеси и леки въглехидрати (C1 - C4). След това суровината може да бъде изпратена на атмосферна дестилация или вакуумна дестилация. В първия случай фабричното оборудване, според принципа на работа, прилича на това, което е било използвано през 1823 г.

Само самият блок за рафиниране на нефт изглежда различно. В предприятието има пещи, наподобяващи по размер къщи без прозорци, изработени от най-добрите огнеупорни тухли. Вътре в тях има много километри тръби, в които маслото се движи с висока скорост (2 метра в секунда) и се нагрява до 300-325 C от пламък от голяма дюза (при по-високи температури въглеводородите просто се разлагат). Днес тръбата за кондензация и охлаждане на парите е заменена от дестилационни колони (те могат да бъдат високи до 40 метра), където парите се отделят и кондензират, а за получаване на получените продукти се изграждат цели градове от различни резервоари.

Какво е материален баланс?

Нефтопреработката в Русия дава различни материални баланси при атмосферната дестилация на суровини от едно или друго находище. Това означава, че на изхода могат да се получат различни пропорции за различни фракции - бензин, керосин, дизел, мазут, свързан газ.

Например, за западносибирския петрол добивът и загубите на газ са по един процент, бензиновите фракции (освободени при температури от около 62 до 180 ° C) заемат дял от около 19%, керосина - около 9,5%, дизеловата фракция - 19% , мазут - почти 50 процента (отделя се при температури от 240 до 350 градуса). Получените материали почти винаги се подлагат на допълнителна обработка, тъй като не отговарят на експлоатационните изисквания за двигателите на същите машини.

Производство с по-малко отпадъци

Вакуумното рафиниране на масло се основава на принципа на кипене на вещества при по-ниска температура с намаляване на налягането. Например, някои въглеводороди в маслото кипят само при 450°C (атмосферно налягане), но могат да бъдат накарани да кипят при 325°C, ако налягането се понижи. Вакуумната обработка на суровините се извършва в ротационни вакуумни изпарители, които увеличават скоростта на дестилация и позволяват да се получат церезин, парафини, гориво, масла от мазут и да се използва тежкият остатък (катран) допълнително за производството на битум . Вакуумната дестилация, в сравнение с атмосферната обработка, произвежда по-малко отпадъци.

Рециклирането ви позволява да получите висококачествен бензин

Процесът на вторично рафиниране на петрол е изобретен, за да се получи повече моторно гориво от същата суровина чрез въздействие върху молекулите на петролните въглеводороди, които придобиват формули, по-подходящи за окисляване. Рециклираневключва различни видоветака наречения "крекинг", включително хидрокрекинг, термични и каталитични опции. Този процес също първоначално е изобретен в Русия през 1891 г. от инженер В. Шухов. Това е разграждането на въглеводородите във форми с по-малко въглеродни атоми на молекула.

Обработка на нефт и газ при 600 градуса по Целзий

Принципът на работа на крекинг инсталациите е приблизително същият като при инсталациите атмосферно наляганевакуумни производства. Но тук обработката на суровините, която най-често се представлява от мазут, се извършва при температури, близки до 600 С. Под такова въздействие въглеводородите, които съставляват мазутната маса, се разпадат на по-малки, които съставляват същият керосин или бензин. Термичният крекинг се основава на обработка високи температурии дава бензин с голямо количество примеси, каталитичен - също при термична обработка, но с добавяне на катализатори (например специален глинен прах), което ви позволява да получите повече бензин с добро качество.

Хидрокрекинг: основни видове

Производството и рафинирането на петрол днес може да включва различни видове хидрокрекинг, който е комбинация от процеси на хидротретиране, разделяне на големи въглеводородни молекули на по-малки и насищане на ненаситени въглеводороди с водород. Хидрокрекингът може да бъде лек (налягане 5 МРа, температура около 400 С, използва се един реактор, получават се предимно дизелово гориво и материал за каталитичен крекинг) и твърд (налягане 10 МРа, температура около 400 С, има няколко реактора, дизел, бензин и се получава керосин).фракции). Каталитичният хидрокрекинг позволява производството на редица масла с висок коефициент на вискозитет и ниско съдържание на ароматни и серни въглеводороди.

Вторичното рафиниране на нефт в допълнение може да използва следните технологични процеси:

Висбрекинг. В този случай при температури до 500 C и налягания от половин до три MPa, вторични асфалтени, въглеводородни газове, бензин се получават от суровини поради разделянето на парафини и нафтени.

Коксуването на тежки нефтени остатъци е дълбока обработка на нефт, когато суровините се обработват при температури, близки до 500 ° C под налягане от 0,65 MPa, за да се получат компоненти на газьол и нефтен кокс. Стъпките на процеса завършват с "коксов кейк", предшестван (в обратен ред) от уплътняване, поликондензация, ароматизация, циклизация, дехидрогениране и крекинг. Освен това продуктът трябва да бъде изсушен и калциниран.

Реформиране. Този метод за преработка на петролни продукти е изобретен в Русия през 1911 г. от инженер Н. Зелински. Днес каталитичният реформинг се използва за получаване на висококачествени ароматни въглеводороди и бензини от нафта и бензинови фракции, както и водородсъдържащ газ за последваща обработка в хидрокрекинг.

Изомеризация. Преработката на нефт и газ в този случай включва производството на изомер от химическо съединение поради промени във въглеродния скелет на веществото. И така, компонентите с високо октаново число се изолират от компонентите на маслото с ниско октаново число, за да се получи търговски бензин.

Алкилиране. Този процес се основава на включването на алкилови заместители в органичната молекула. По този начин компонентите за високооктанов бензин се получават от въглеводородни газове с ненаситена природа.

Стремеж към европейски стандарти

Технологията за преработка на нефт и газ в рафинериите непрекъснато се подобрява. По този начин местните предприятия отбелязват повишаване на ефективността на преработката на суровини по отношение на следните параметри: дълбочина на преработка, увеличаване на избора на леки нефтопродукти, намаляване на невъзвратимите загуби и др. Плановете на заводите за 10-20-те години на двадесет и първи век включват по-нататъшно увеличаване на дълбочината на обработка (до 88%), подобряване на качеството на произвежданите продукти до европейските стандарти, намаляване на техногенното въздействие върху околната среда.

Развитието на нефтопреработвателната индустрия в Русия през последните години има ясна тенденция към подобряване на състоянието на индустрията. С нарастването на обемите на рафиниране качеството на произвежданите моторни горива постепенно се повишава. Редица руски рафинерии изграждат нови комплекси за дълбоко рафиниране на петрол, някои от които вече са пуснати в експлоатация.Въпреки това трябва да се направи много повече, за да се продължи напред, по-специално да се приеме законодателство, което затяга качеството на петролните продукти, промяна на данъчната политика на държавата в областта на нефтопреработката. Освен това, за да се ускори трансформацията на индустрията и да се стимулират условията за разработване и внедряване на конкурентни местни технологии и оборудване, пазарът на дизайн трябва да бъде реорганизиран, главно чрез създаването на руски държавен научен и инженерен център за нефтопреработка и нефтохимия. Днес световната нефтопреработвателна индустрия е в изключително благоприятна ситуация, като цената на леките петролни продукти нараства два пъти по-бързо от цената на суровия петрол. Увеличаването на рентабилността на индустрията води до факта, че страните производителки на петрол започнаха активно да изграждат и пускат в експлоатация нови преработвателни съоръжения, за да изнасят не суровини, а петролни продукти и нефтохимикали. Това се отнася за страни като Иран, Саудитска Арабия, Кувейт, ОАЕ, Венецуела и др. Достатъчно е да се каже, че само в Катар се планира въвеждането в експлоатация на преработвателни мощности за 31 милиона тона годишно. Световната тенденция, най-силно изразена в индустриализираните страни, внасящи петролни продукти, се превърна в затягане екологично законодателствонасочени към намаляване на вредните емисии от изгарянето на горива, както и към постоянно нарастване на изискванията към качеството на петролните продукти. Ако говорим за най-важния продукт на индустрията - моторното гориво, то тенденциите от последните години показват, че например в страните от ЕС най-бързо нараства търсенето на дестилатни дизелови горива и висококачествени бензини. Потреблението на бензин в САЩ и страните от Азиатско-тихоокеанския регион също се увеличава. Търсенето на реактивно гориво ще нарасне в по-малка степен, докато пазарното търсене на котелно гориво постепенно ще намалее.Тази световна тенденция трябва да се вземе предвид при модернизирането на руската нефтопреработвателна индустрия. Нефтопреработвателната промишленост в Русия далеч изостава в развитието си от индустриализираните страни по света. Основните проблеми на индустрията са ниската дълбочина на нефтопреработка, ниското качество на произвежданите нефтопродукти, изостаналата структура на производството, високата степен на амортизация на дълготрайните активи, високо нивоконсумация на енергия. Руските рафинерии се характеризират с ниско ниво на преработка на суров петрол в по-ценни рафинирани продукти. Средно в Руската федерация производството на основните моторни горива (бензин, дизелово гориво) е по-ниско от показателите за нефтопреработка в индустриализираните страни на света, а делът на производството на мазут е най-висок. Поради ниската дълбочина на рафиниране, руските рафинерии са натоварени на 70-75%, докато за световната рафиниране на петрол днес, поради огромното търсене и високите цени на петролните продукти, натоварването е близо до 100%. През 2005 г. четирите най-големи западни петролни компании преработиха повече петрол, отколкото те самите произведоха, докато четирите руски компании преработиха много по-малко петрол от производствените си обеми. Тоест, ако компаниите на Запад се стремят да печелят колкото се може повече от преработката на петрол и следователно купуват петрол отстрани, тогава руските компании са принудени да се съсредоточат основно върху износа на суров петрол, тъй като качеството на техните петролни продукти е такова че трудно се продава в чужбина. Значителна част от петролните продукти, произведени в руските предприятия, се състои от остарели марки горива, чието качество не отговаря на съвременното световно ниво. Делът на мазута в производството на руските рафинерии е все още висок (през 2005 г. са произведени 56,6 милиона тона, т.е. почти колкото автомобилния бензин). Качеството на моторните горива, произведени в Русия, отразява техническо състояние паркинг в страната. По-специално, наличието в автопарка на автомобили и камиони на остарели модели, които консумират нискокачествено гориво (бензин марка A-76), налага поддържането на производството му в руски рафинерии. Ниското качество на произвежданите нефтопродукти се дължи на изостаналата структура на нефтопреработката в повечето руски рафинерии, в които не само делът на процесите на разрушително задълбочаване е нисък, но и на вторичните процеси, насочени към подобряване на качеството на произвежданите нефтопродукти. Износът на руската нефтопреработка се състои главно от сравнително евтини нефтопродукти, включително бензин от права дестилация, вакуумен газьол, дизелово гориво с ниско качество в сравнение с европейските изисквания за съдържание на сяра, както и мазут, базови масла. Изключително малък е делът на търговските петролни продукти с висока добавена стойност. Значителен проблем на руската нефтопреработвателна индустрия е високата степен на амортизация на дълготрайните активи, която достига до 80%, както и използването на остарели енергоемки и икономически несъвършени технологии. В резултат на това руското нефтопреработване се характеризира с високо ниво на потребление на енергия, което се отразява негативно на икономическата ефективност на индустрията. Специфичното потребление на енергийни ресурси в действащите руски заводи е 2-3 пъти по-високо от чуждестранните. Капацитетите на петролните рафинерии са разположени на територията на Русия неравномерно и нерационално. Повечето руски рафинерии са разположени във вътрешността на страната, далеч от офшорните бази за претоварване на износа, което значително намалява ефективността на износа на петролни продукти. Последицата от сериозните проблеми с местоположението на индустрията е нарастването на броя на мини рафинериите с първичен капацитет на преработка от 10 до 500 хиляди тона годишно. В момента те произвеждат около 2% от всички петролни продукти, произведени в страната. По правило такива мини-рафинерии извършват неквалифицирана обработка на суров нефт и тяхното съществуване значително усложнява екологичната ситуация в регионите. Напоследък се наблюдава тенденция към подобряване на състоянието на нефтопреработвателната промишленост в Русия. Признаците за подобрение са значително увеличение на инвестициите на руските петролни компании в нефтопреработката, увеличаване на обемите на нефтопреработката, постепенно подобряване на качеството на моторните горива, произведени чрез постепенно премахване на производството на оловни моторни бензини, увеличаване на дела на производство на високооктанови бензини и екологично чисти дизелови горива. Общият инсталиран капацитет на руските рафинерии, включително мини-рафинериите, е 275,3 милиона тона, но само около 75% от мощностите се използват - останалите не работят поради остарялост и физическо износване на оборудването. Башкортостан има най-големия общ капацитет за рафиниране на нефт; те са собственост на ОАО Башнефтехим и ОАО Салаватнефтеоргсинтез. Фиг.39. Нефтопреработка (без мини-рафинерии) в съставните единици на Руската федерация през 2007 г., милиона тона Kirishinefteorgsintez (17,3 милиона тона) и заводът на Ангарската нефтохимическа корпорация в Ангарск (16,4 милиона тона). Сред петролните компании първото място по инсталирани мощности за рафиниране в началото на 2007 г. заети от петролна компания Роснефт АД - 61,4 милиона тона годишно. Тя беше лидер в нефтопреработката през 2007 г. По-малък капацитет имат ОАО НК ЛУКОЙЛ (40,6 милиона тона) и ОАО Башнефтехим (32,2 милиона тона). През 2007г вътрешните рафинерии са получили 229,5 милиона тона, или около 48% от произведения петрол; това е почти 8 милиона тона повече от 2006 г. От тях са преработени 227,7 млн. тона, или около 99,2% от доставените суровини. Почти цялото количество се преработва в 27 големи рафинерии. Невъзвратимите загуби на петрол в руските рафинерии възлизат на по-малко от 1%. Фигура 40. Структура на първичната преработка на нефт от руски компании през 2007 г., % (с изключение на мини рафинерии) Дълбочина на преработка на нефт в руски предприятия през 2007 г. представляват само 71,3%, включително 70,9% в рафинериите (през 2006 г. съответно 71,7 и 71,2%). В чуждестранните фабрики стойността на този показател е 85-90% и по-висока. Най-висока дълбочина на рафиниране е постигната в завода на ОАО ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез (84,1%), в Омската рафинерия на ОАО Газпром нефт (83,3%) и в Новоуфимската рафинерия на ОАО Башнефтехим (82,1%). Коефициентът на сложност на нефтопреработката е нисък, в резултат на което възможността за производство на висококачествено моторно гориво в страната е ограничена, докато делът на мазута в брутния обем на произведените петролни продукти все още е много висок - над 33% (в развитите страни е средно 12%, в САЩ - около 7%). Въпреки това, делът на производството на високооктанов бензин (А-92 и по-висок) в общото производство на моторни бензини в Руската федерация непрекъснато нараства; през 2007г възлиза на 74,5%. Фиг.41. Производство на петролни продукти в Руската федерация през 2007 г., милиона тона Фиг. 42. Структура на производството на основни петролни продукти в Русия през 2007 г. , % В редица руски рафинерии през последните години активно се извършва изграждането на нови комплекси за дълбока преработка на нефт (CGPN). Вакуумен комплекс за хидрокрекинг на газьол беше пуснат в Пермската петролна рафинерия (OJSC LUKOIL), рафинерия за газьол беше пусната в Ярославската петролна рафинерия на Славнефт и комплекс за вакуумна хидрообработка на газьол в Рязанската петролна рафинерия, собственост на TNK-BP. Комплексът за каталитичен крекинг беше пуснат в Нижнекамската рафинерия на ТАИФ. Въвеждането в експлоатация на тези CGPN позволи значително да се увеличи дълбочината на рафиниране на нефт и по този начин да се намали количеството течно гориво, произведено от рафинерията, и значително да се увеличи производството на леки нефтопродукти. В същото време петролните продукти започнаха да се получават в реконструираните рафинерии европейско качество, а в районите, където са разположени предприятията, беше възможно да се подобри екологичната ситуация. Поради въвеждането в експлоатация на нови CPGF, производството на моторни горива се увеличава с повече от 1,6 милиона тона годишно за бензин и с повече от 2,5 милиона тона годишно за дизелово гориво. За съжаление, в процеса на модернизация на нефтопреработката в Русия местните разработки практически не се използват. Повечето от технологиите и оборудването, необходими за пускането в експлоатация на нови LPG в местните рафинерии, се закупуват от водещи западни производители. Може би единственото изключение от общо правилобеше проектът за изграждане на комплекс за каталитичен крекинг в Нижнекамск, разработен от руските VNIINP и VNIPIneft. Известно е, че петролът, добит в Татарстан, е тежък, с високо съдържание на сяра и добавянето му към експортната смес Urals влияе негативно върху цената на руския петрол на световния пазар. За да намали износа на петрол с високо съдържание на сяра, Татарстан е принуден да изгради нови мощности на своя територия, за да преработва суровините си на място. Планираното изграждане от Tatneft на нов рафиниращ комплекс в Нижнекамск, в допълнение към целта за намаляване на продажбите на петрол в чужбина, има за цел и получаването на допълнителни количества моторно гориво с европейско качество, което в бъдеще може да се изнася вместо петрол. Фигура 43. Динамика на производството на бензини с високо и ниско октаново число в Руската федерация през 2000-2007 г., милиона тона Очаква се Русия да се присъедини към Световната търговска организация (СТО) в близко бъдеще, което трябва да окаже значително влияние върху вътрешния рафиниране на нефт. ДА СЕ положително въздействиевключват необходимостта от затягане на законите за околната среда и повишаване на изискванията за качеството на петролните продукти. Въвеждането на европейските стандарти (Евро-4, Евро-5) ще създаде предпоставки за производството на висококачествени моторни горива и масла в Русия. Друг положителен аспект може да бъде подобряването на условията за достъп до външни пазари. В същото време, за да се стимулира вътрешното рафиниране на нефт за производство на висококачествени нефтопродукти, е необходимо да се установят преференциални акцизни ставки за нефтопродукти от стандартите Евро-4 и Евро-5. Плюсовете включват необходимостта от изменение на руското законодателство в областта на сертифицирането. Недостатъците на присъединяването на Русия към СТО включват отварянето на вътрешния пазар за стоки и услуги, което ще доведе до значително увеличаване на конкуренцията от чуждестранни петролни и инженерни компании и производители на оборудване. Трябва да се отбележи, че вече 50-70% от катализаторите, използвани в нефтопреработката, и повече от 200 вида добавки за гориво и масла, необходими за военна и гражданска техника, се доставят от чуждестранни компании. Водещите световни лицензодатели и инженерингови компании със значителен финансов потенциал активно навлязоха на руския пазар. Това доведе до спиране на въвеждането в Русия на нови местни технологични процеси за рафиниране на нефт, изместването на руските проектантски организации от вътрешния пазар на инженерингови услуги, рязко увеличаване на броя на вносното оборудване по време на модернизацията на петролните рафинерии. За да се противопостави на пълното завладяване на руския пазар от западни фирми, на първо място е необходимо да се укрепи държавно регулиранеза да защити вътрешния пазар с вносни и изравнителни мита. Важна мярка може да бъде процесът на консолидация на руските проектантски организации. Днес на руския пазар за рафиниране на петрол, наред с традиционните проектантски организации със значителен опит и технически възможности, има малки компании, които не са в състояние да издадат висококачествена проектна документация. В резултат на това се намалява качеството на промишлените инсталации, влошават се икономическите показатели и нивото на безопасност на производството. За да се подобри ситуацията на инженеринговия пазар, е препоръчително да се затегнат изискванията за лицензиране на инженерингови дейности в Русия. По този начин анализът на тенденциите в развитието на вътрешното нефтопреработване през последните години ни позволява да заключим, че има положителни промени в индустрията. Започна процесът на активна модернизация на дълготрайните активи на рафинерията, изграждането на нови комплекси за дълбока преработка на нефт в редица рафинерии. Но като цяло в бранша остават редица проблеми, чието решаване според нас би могло да бъде улеснено от следните мерки: - Приемане на законодателство за затягане на изискванията към качеството на произвежданите петролни продукти; - въвеждане на данъчни стимули за модернизиране на индустрията; - укрепване на позициите на водещи местни дизайнерски организации чрез реорганизация на дизайнерския пазар; - създаване на голяма местна инженерна компания за нефтопреработка и нефтохимия; - създаване на условия за разработване и внедряване на конкурентоспособни местни технологии, оборудване, катализатори и добавки.

Руската федерация е един от световните лидери в добива и производството на нефт. В държавата функционират повече от 50 предприятия, чиито основни задачи са нефтопреработването и нефтохимията. Сред тях са Kirishi NOS, Omsk Oil Refinery, Lukoil-NORSI, RNA, YaroslavNOS и така нататък.

На този моментповечето от тях са свързани с известни петролни и газови компании като Роснефт, Лукойл, Газпром и Сургутнефтегаз. Срокът на експлоатация на такова производство е около 3 години.

Основни продукти на нефтопреработкатаТова са бензин, керосин и дизелово гориво. Сега повече от 90% от цялото добито черно злато се използва за производство на гориво: авиационно, реактивно, дизелово гориво, пещи, котли, както и смазочни масла и суровини за бъдеща химическа обработка.

Технология за рафиниране на нефт

Технологията за рафиниране на нефт се състои от няколко етапа:

• разделяне на продуктите на фракции, които се различават по точка на кипене;


• обработка на тези асоциации с помощта на химически съединения и производство на продаваеми петролни продукти;


• смесване на компоненти с помощта на различни смеси.

Клонът на науката, посветен на преработката на горими минерали, е нефтохимията. Тя изучава процесите на получаване на продукти от черно злато и крайните химически обработки. Те включват алкохол, алдехид, амоняк, водород, киселина, кетон и други подобни. Към днешна дата само 10% от произведения петрол се използва като суровина за нефтохимикали.

Основни процеси на рафиниране

Процесите на рафиниране на нефт се разделят на първични и вторични. Първите не предполагат химическа промяна на черното злато, но осигуряват физическото му разделяне на фракции. Задачата на последния е да увеличи обема на произведеното гориво. Те допринасят за химическата трансформация на въглеводородните молекули, които са част от маслото, в по-прости съединения.

Първичните процеси протичат на три етапа. Първоначалният е подготовката на черното злато. Претърпява допълнително пречистване от механични примеси, отстраняване на леки газове и вода се извършва с помощта на модерно електрическо оборудване за обезсоляване.

Това е последвано от атмосферна дестилация. Маслото се придвижва към дестилационната колона, където се разделя на фракции: бензин, керосин, дизел и накрая на мазут. Качеството на продуктите на този етап на преработка не отговаря на търговските характеристики, поради което фракциите се подлагат на вторична обработка.

Вторичните процеси могат да бъдат разделени на няколко вида:

• продълбочаване (каталитичен и термичен крекинг, висбрекинг, бавно коксуване, хидрокрекинг, производство на битум и др.);


• рафиниране (риформинг, хидротретиране, изомеризация и др.);


• други операции за производство на нефт и ароматни въглеводороди, както и алкилиране.

Реформирането се прилага към бензиновата фракция. В резултат на това се насища с ароматни смеси. Добитата суровина се използва като елемент за производството на бензин.

Каталитичният крекинг се използва за разграждане на молекули на тежки газове, които след това се използват за освобождаване на гориво.

Хидрокрекингът е метод за разделяне на газови молекули в излишък от водород. В резултат на този процес се получават дизелово гориво и елементи за бензин.

Коксуването е операция за извличане на петролни коксове от тежката фракция и остатъците от вторичния процес.

Хидрокрекинг, хидрогениране, хидротретиране, хидродеароматизация, хидродепарафинизация са всички процеси на хидрогениране в рафинирането на нефт. Техен отличителен белеге да извършва каталитични трансформации в присъствието на водород или газ, който съдържа вода.

Съвременните инсталации за първично промишлено рафиниране на петрол често са комбинирани и могат да извършват някои вторични процеси в различни обеми.

Оборудване за рафиниране на нефт

Оборудването за рафиниране на нефт е:

• генератори;


• резервоари;


• филтри;


• течни и газови нагреватели;


• инсинератори (устройства за термично изхвърляне на отпадъци);


• факелни системи;


• газови компресори;


• парни турбини;


• топлообменници;


• стендове за хидравлично изпитване на тръбопроводи;


• тръби;


• фитинги и други подобни.

Освен това предприятията използват технологични пещи за рафиниране на нефт. Те са предназначени да нагряват технологичната среда, използвайки топлината, отделена при изгарянето на горивото.

Има два вида от тези агрегати: тръбни пещи и устройства за изгаряне на течни, твърди и газообразни производствени остатъци.

Основите на рафинирането на нефт са, че на първо място производството започва с дестилацията на нефта и образуването му в отделни фракции.

След това основната част от получените съединения се превръща в по-необходими продукти чрез промяна на техните физически характеристикии структура на молекулите под въздействието на крекинг, реформинг и други операции, които са свързани с вторични процеси. Освен това нефтопродуктите последователно се подлагат на различни видове пречистване и разделяне.

Големите рафинерии се занимават с фракциониране, преобразуване, обработка и смесване на черно злато със смазочни материали. Освен това те произвеждат мазут и асфалт и могат да извършват допълнителна дестилация на петролни продукти.

Проектиране и изграждане на петролна рафинерия

Като начало е необходимо да се извърши проектиране и изграждане на рафиниране на нефт. Това е доста сложен и отговорен процес.

Проектирането и изграждането на рафиниране на нефт се извършва на няколко етапа:

• формиране на основните цели и задачи на предприятието и инвестиционен анализ;


• избор на територия за производство и получаване на разрешение за изграждане на завод;


• самият проект на нефтопреработвателния комплекс;


• събиране на необходимите устройства и механизми, изграждане и монтаж, както и въвеждане в експлоатация;


• последният етап е пускането в експлоатация на маслодобивното предприятие.

Производството на продукти от черно злато става с помощта на специализирани механизми.

Съвременни технологии за преработка на нефт на изложението

Нефтогазовата промишленост е широко развита на територията на Руската федерация. Ето защо възниква въпросът за създаване на нови индустрии и подобряване и модернизиране на техническото оборудване. За да изведе руската нефтена и газова индустрия на ново, по-високо ниво, се провежда ежегодна изложба за научни постижения в тази област. "Нафтогаз".

Експозиция "Нефтегаз"ще се отличава със своя мащаб и голям брой поканени компании. Сред тях са не само популярни местни фирми, но и представители на други държави. Те ще покажат своите постижения иновативни технологии, свежи бизнес проекти и други подобни.

Освен това изложението ще включва рафинирани нефтопродукти, алтернативни горива и енергия, модерно оборудване за предприятия и др.

Като част от събитието се предвижда провеждането на различни конференции, семинари, презентации, дискусии, майсторски класове, лекции и дискусии.

Прочетете другите ни статии.