Сырье для нефтехимии. Нефтехимические продукты

Большинство предприятий, занимающихся производством нефтехимической продукции вкладывают в такие научные центры значительные финансовые средства с целью открытия инноваций в данной сфере и внедрению таковых в производство.

Сырье нефтехимической промышленности

Полноценное обеспечение тех предприятий, которые занимаются производством нефтехимической продукции, углеводородным сырьем играет важную роль в успешной деятельности последних. Большинство компаний отрасли данного вида способны производить свою продукцию лишь при наличии углеводородного сырья, к которому относятся сжиженные газы, природный газ, а так же этан.

Несмотря на то, что по объемам производимой нефтехимической продукции Россия занимает лишь двадцатую позицию относительно других мировых стран, ее шансы на рост позиций постепенно растут. А все благодаря тому, что в пределах российского государства располагается большее количество месторождений.

Одной из главнейших задач для улучшения ситуации по развитию нефтехимической промышленности в России, поставленных перед руководством страны, является налаживание путей поступления необходимого сырья на соответствующие предприятия.

Нефтехимической промышленностью принято называть производ­ство химических продуктов на основе нефти и газа. К нефтехимическим производствам относятся:

теновых углеводородов;

гидридов, кислот и др.;

Производство нефтехимического сырья. Нефтяные фракции и

газы не могут быть прямо переработаны в товарные химические про­дукты. Для такой переработки нужно предварительно получить хи­мически активные углеводороды, к которым относятся в первую оче-редь непредельные углеводороды (олефины): этилен С 2 Н 4 , пропилен С3Н6 бутилен С 4 Н 8 и др. Основным промышленным методом получе­ния олефинов является пиролиз различного газообразного и жидко­го нефтяного сырья.

184 Часть I. Основы нефтегазового дела

Еще одним видом сырья для нефтехимического производства слу­жит ацетилен С 2 Н 2 , получаемый при высокой температуре путем элек­трокрекинга (в условиях вольтовой дуги) метана. Ацетилен является одним из исходных материалов для производства синтетических во­локон и пластмасс.

Производство спиртов. Спирты применяют в производстве синте­тических полимеров, каучуков, моющих веществ, в качестве раство­рителей, экстрагентов и для других целей. Одним из важнейших мето­дов производства спиртов является гидратация олефинов, в ходе кото­рой вырабатывают этиловый, изопропиловый, изобутиловый и другие спирты. Метиловый спирт получают гидрированием окиси углерода (соединение СО и водорода в условиях высоких давлений и темпера­тур в присутствии катализатора). Высшие спирты образуются при гид­рировании высших жирных кислот и их эфиров, альдегидов и др.

Производство поверхностно-активных веществ. Для производст­ва синтетических материалов необходимы ароматические углеводо­роды - бензол, толуол, ксилол, нафталин и др. Бензол применяется главным образом для производства стирола и фенола. При взаимо­действии с низкомолекулярными олефинами (этилен, пропилен, бу­тилен) из фенола получают промежуточные продукты, необходимые для производства моющих веществ, смол и присадок к маслам. Толу­ол в основном используется как высокооктановая добавка к моторным топливам и как растворитель. Ксилол применяется при производстве синтетических волокон («лавсан»).

Долгое время единственным промышленным методом получения ароматических углеводородов из нефти был пиролиз. В настоящее время их получают также при каталитическом риформинге узких бен­зиновых фракций.

Производство полимеров. К высокомолекулярным соединениям (полимерам) относят вещества с молекулярной массой 5000 и более. Полимеры состоят из многократно повторяющихся элементов - ос­татков мономеров.

Основными методами синтеза полимеров являются полимериза­ция и поликонденсация. Полимеризацией называется реакция обра­зования высокомолекулярных веществ путем соединения нескольких молекул мономера, которая не сопровождается изменением их соста­ва. При поликонденсации образование полимеров сопровождается выделением какого-либо низкомолекулярного вещества (воды, спир­та, аммиака и др.). Поэтому состав элементарного звена полимера в данном случае не соответствует элементарному составу исходного мономера.

Глава 4. Переработка нефти, газа и углеводородного сырья 185

Многообразие вырабатываемых полимеров обусловливает различ­ные технологии их производства.

Простейший технологический процесс производства синтетическо­го каучука выглядит следующим образом. Из этилена путем гидрата­ции получают этиловый спирт. Испаряя его в герметически закрытых сосудах и нагревая пары до нескольких сот градусов в реакторе в при­сутствии специального катализатора, получают бутадиен. После очи­стки бутадиен подвергают каталитической полимеризации, вырабаты­вая каучук-сырец. Перемешивая его при пониженном давлении, из каучука-сырца удаляют газы. Из полученного продукта получают по­лотнища каучука, которые в рулонах доставляют на заводы по произ­водству резины для последующего изготовления различных изделий.

К группе пластмасс относятся винипласт, пенопласт, полиэтилен, тефлон и другие материалы. Винипласт получают в результате хими­ческой переработки поливинилхлоридной смолы, образуемой при ре­акции этилена с хлором. Винипласт используется для производства электроизоляционных материалов, изготовления труб и арматуры для химической промышленности и т. д.

Кроме того, добавляя к винипласту специальное вещество, выде­ляющее большое количество газов при нагревании (порофор), полу­чают пенопласт. Промышленный пенопласт в 7... 10 раз легче воды.

Широкое распространение получил полиэтилен - высокомолекуляр­ный продукт полимеризации этилена. Различают полиэтилен высокого давления и полиэтилен низкого давления. Первый получают при давле­нии 100...300 МПа и температуре 100...300 °С в присутствии кислорода. Для этого процесса требуется этилен высокой частоты. Полиэтилен низкого давления получают путем полимеризации этилена при давлении до 1 МПа и температуре 60...80 "С в присутствии специального катализатора.

Тефлон (полифторэтилен) получают путем полимеризации моно­мера - тетрафторэтилена. Такие мономеры обычно получают из эти­лена, заменяя в его молекулах атомы водорода атомами фтора.

Из синтетических волокон в настоящее время наиболее широкое распространение получили капрон, лавсан, нитрон и др.

Исходным материалом для выработки капрона является капролак-там. Его получают в результате сложной химической переработки фе­нола или бензола. Подвергая капролактам полимеризации при тем­пературе 250 °С в присутствии азота, получают капроновую смолу, из которой впоследствии вырабатывают капроновое волокно.

Лавсан вырабатывают из пара-ксилола, который, в свою очередь, получают путем каталитической переработки бензиновых фракций на установках каталитического риформинга.

186 Часть I. Основы нефтегазового дела

4.3.2. Основные продукты нефтехимии

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) широко применяются в различных отраслях промышленности, в сельском хозяйстве и в быту.

В нефтедобыче (см. главу 2) ПАВ применяют для разрушения водо-нефтяных эмульсий, образующихся в ходе извлечения нефти на по­верхность земли и ее движения по промысловым трубопроводам. ПАВ добавляют в воду при мойке резервуаров и отсеков танкеров, чтобы ускорить процесс. Одним из способов перекачки высоковязкой неф­ти является ее совместный транспорт с водой, обработанной раство­ром ПАВ: в этом случае вода хорошо смачивает металл и нефть дви­жется как бы внутри водяного кольца.

Кроме того, ПАВ используют при изготовлении синтетических моющих веществ, косметических препаратов, лосьонов, зубных паст, туалетного мыла, при дублении кожи, крашении меха, при хлебопе­чении, получении противопожарных пен, при изготовлении конди­терских изделий и мороженого, в качестве пенообразователя при про­изводстве бродящих напитков (квас, пиво) и др.

Несмотря на большое многообразие ПАВ, все они могут быть раз­делены на две группы: ионогенные ПАВ, которые при растворении в воде диссоциируют на ионы) и неионогенные ПАВ, которые на ионы не диссоциируют.

В зависимости от того, какими ионами обусловлена поверхност­ная активность ионогенных веществ, - анионами или катионами, ио­ногенные вещества подразделяются на анионоактивные, катионоак-тивные и амфолитные. Последние отличаются тем, что в кислом рас­творе ведут себя как катионоактивные ПАВ, а в щелочном растворе - как анионоактивные.

По растворимости в тех или иных средах ПАВ бывают водораство­римые, водомаслорастворимые и маслорастворимые.

Синтетические каучуки пришли на смену каучуку натуральному. Термин «каучук» происходит от слова «каучу», которым жители Бра­зилии обозначали продукт, получаемый из млечного сока (латекса) ге­веи, растущей на берегах р. Амазонки. Натуральный каучук выделя­ли из латекса коагуляцией с помощью муравьиной, щавелевой или уксусной кислоты. Образующийся рыхлый сгусток промывали водой и прокатывали на вальцах для получения листов. Затем их сушили и коптили в камерах, наполненных дымом, с целью придания натураль­ному каучуку устойчивости против окисления и микроорганизмов.

В качестве исходных материалов для производства синтетическо­го каучука в настоящее время используются, в основном, бутадиен,

Глава 4. Переработка нефти, газа и углеводородного сырья 187

Стирол, изопрен и другие мономеры, получаемые из углеводородных газов природного и промышленного происхождения.

Производятся различные виды синтетического каучука, подразде­ляемые на две группы: каучуки общего назначения (-80% от общемиро­вого производства) и специальные. Первые применяют там, где необ­ходима только характерная для каучуков эластичность при обычных температурах. Специальные каучуки используются в производстве изделий, которые должны обладать стойкостью к действию раство­рителей, масел, тепло- и морозостойкостью.

Пластическими массами называют конструкционные материалы, полученные на основе полимера и обладающие способностью фор­мироваться и в обычных условиях сохранять приданную им форму в виде готовых изделий. Кроме полимеров, в состав пластмасс входят наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители и другие добавки.

Наполнители вводят для улучшения физико-механических свойств пластмасс, уменьшения усадки и снижения их стоимости. В качестве наполнителей используют древесную муку, бумагу, хлопчатобумаж­ную ткань, слюду, тальк, каолин, стекловолокно.

Пластификаторы придают пластмассам гибкость и эластичность, уменьшают жесткость и хрупкость. В качестве пластификаторов ис­пользуют дибутилфталат, стеарин, камфору, глицерин и др.

Стабилизаторы (противостарители, антиокислители, термостаби­лизаторы и др.) способствуют длительному сохранению пластмасса­ми своих свойств в условиях эксплуатации.

Красители вводят в пластмассу с целью придания ей нужного цвета.

В зависимости от поведения при нагревании пластмассы делятся на термопластичные и термореактивные. Термопластичные пласт­массы (термопласты) при нагревании размягчаются и становятся пла­стичными, а при охлаждении снова затвердевают. Размягчение и от­верждение можно производить многократно. К термопластам отно­сятся полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол, фторопласты и др. Термореактивные пластмассы (реактопласты) в на­чале термообработки размягчаются, становятся пластичными и при­нимают заданную форму. Однако при дальнейшем нагревании они теряют пластичность и переходят в неплавкое и нерастворимое со­стояние. К реактопластам относятся фенопласты, аминопласты и др.

Пластические массы известны человечеству с древних времен. Из­готовляли их на основе природных смол - канифоли, битумов и др. Старейшим пластическим материалом, приготовленным из искусст-

188 Часть I. Основы нефтегазового дела

Венного полимера - нитрата целлюлозы, является целлулоид, произ­водство которого было начато в США в 1872 г. В 1906... 1910 гг. в Рос­сии и Германии были изготовлены первые реактопласты на основе феноло-формальдегидной смолы. В 1930-х гг. в СССР, Германии и дру­гих промышленно развитых странах было организовано производст­во термопластов - поливинилхлорида, полистирола и др. Однако бур­ное развитие промышленности пластмасс началось только после вто­рой мировой войны. В 50-х годах во многих странах был начат выпуск «пластика номер один» - полиэтилена.

Сегодня представить нашу жизнь без пластмасс невозможно. В строительстве их используют при отделочных работах, в виде сте­новых панелей, оконных переплетов, дверей и т. п. В машинострое­нии из пластмасс изготовляют зубчатые и червячные колеса, шкивы, подшипники, ролики, трубы и т. д. В авиастроении с использованием реактопластов изготовляют реактивные двигатели, крылья, фюзеля­жи самолетов, несущие винты вертолетов, топливные баки и др. В ав­томобилестроении из пластмасс изготовляют детали двигателя, транс­миссии, шасси, кузова, элементы отделки салона. В медицине исполь­зуют пластмассовый инструмент, сердечные клапаны, протезы конечностей, хрусталики глаза и др. Этот перечень можно было бы продолжить.

Синтетические волокна наряду с натуральными и искусственны­ми широко используются для бытовых и технических целей.

Возможность получения химических волокон из различных ве­ществ (клей, смолы) предсказывалась еще в XVII-XVIII вв. Однако их производство впервые в промышленных масштабах было органи­зовано во Франции в 1891 г.

Производство синтетических волокон началось с выпуска в 1932 г. поливинилхлоридного волокна (Германия). В 1942 г. в промышленном масштабе было выпущено наиболее известное полиамидное волок­но - капрон (США).

В настоящее время, кроме полиамидного волокна, производят так­же полиэфирное (лавсан), полиакрилонитрильное (нитрон), поливи-нилхлоридное и полипропиленовое волокна. Их выпускают в виде тек­стильных и кордных нитей, а также в виде штапельного волокна.

Синтетические волокна обладают высокой разрывной прочностью, хорошей формоустойчивостью, несминаемостью, стойкостью к воз­действию света, влаги, плесени, температуры. Разнообразие свойств исходных синтетических полимеров, а также возможность модифи­кации как исходного сырья (мономера), так и самого волокна позво­ляет получать продукцию с заданными свойствами и высокого каче-

Глава 4. Переработка нефти, газа и углеводородного сырья 189

Ства. В связи с этим синтетические волокна во многих случаях вытес­няют натуральные и искусственные.

Ткани из синтетических волокон применяются не только в быту. Они используются как электрооблицовочные и изоляционные мате­риалы в автомобилях, железнодорожных вагонах, морских и речных судах. Синтетическим волокнам отдают предпочтение при изготов­лении канатов, рыболовных сетей, парашютов и других изделий, где требуются материалы, отличающиеся высокой прочностью на разрыв.

РЕЗЮМЕ

При переработке нефти в настоящее время получают: 1) топливо; 2) нефтяные масла; 3) парафины, церезины, вазелины; 4) нефтяные битумы; 5) осветительные керосины; 6) растворители; 7) прочие неф­тепродукты (нефтяной кокс, сажу, консистентные смазки и др.). Пе­реработка нефти осуществляется на нефтеперерабатывающих заво­дах.

Природные горючие газы перерабатывают на газоперерабатываю­щих заводах, которые строят вблизи крупных нефтяных и газовых ме­сторождений. Предварительно газы очищают от механических при­месей (частиц пыли, песка, окалины и т. д.), осушают и очищают от сероводорода и углекислого газа. Продуктами первичной переработ­ки природных горючих газов являются газовый бензин, сжиженные и сухие газы, технические углеводороды: этан, пропан, бутаны, пен-таны.

Нефтехимической промышленностью принято называть производ­ство химических продуктов на основе нефти и газа, к которому отно­сятся:

1) производство сырья - олефинов, диенов, ароматических и наф­
теновых углеводородов;

2) производство полупродуктов - спиртов, альдегидов, кетонов, ан­
гидридов, кислот и др.;

3) производство поверхностно-активных веществ;

4) производство высокомолекулярных соединений - полимеров.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Назовите основные продукты переработки нефти.

2. Охарактеризуйте основные этапы переработки нефти.

3. Назовите и охарактеризуйте основные типы нефтеперерабаты­
вающих заводов.

190 Часть I. Основы нефтегазового дела

4. Каковы основные процессы, применяемые на газоперерабаты­
вающих заводах?

5. В чем состоят различия нефтепереработки и нефтехимического
производства?

6. Что является сырьем для нефтехимического производства?

ЛИТЕРАТУРА

1. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и при­
родного газа: Учеб. пособие для студентов вузов. - М.: Химия, 2001.

2. Основы нефтегазового дела: Учебник / А.А. Коршак, А.М. Шам-
мазов. - 2-е изд., доп. и испр. -Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2002.

3. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии:
Учебник для вузов / А.И. Скобло, Ю.К. Молоканов, АИ. Владимиров,
В.А. Щелкунов. -3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 2000.

4. Шарафиев Р.Г. Техника сбора, подготовки и переработки нефти
и газа (конструкция, расчеты и испытания): Учеб. пособие. -Уфа:
Уфим. гос. нефт. техн. ун-т, 1997.

ГЛАВА 5. ХРАНЕНИЕ НЕФТИ, НЕФТЕПРОДУКТОВ И ГАЗА

5.1. Хранение и распределение нефти и нефтепродуктов

5.1.1. Классификация нефтебаз

5.1.2. Операции, проводимые на нефтебазах

5.1.3. Объекты нефтебаз и их размещение

5.1.4. Сливо-наливные устройства для железнодорожных цистерн

5.1.5. Нефтяные гавани, причалы и пирсы

5.1.6. Установки налива автомобильных цистерн

5.1.7. Подземное хранение нефтепродуктов

5.1.8. Автозаправочные станции

5.2. Хранение и распределение газа

5.2.1. Неравномерность газопотребления и методы ее компенсации

5.1.1. Хранение газа в газгольдерах

5.2.1. Подземные газохранилища

5.2.2. Газораспределительные сети

5.2.3. Газорегуляторные пункты

5.2.4. Автомобильные газонаполнительные компрессорные станции

5.2.5. Использование сжиженных углеводородных газов в системе газоснабжения

5.2.6. Хранилища сжиженных углеводородных газов
Резюме

Контрольные вопросы и задания
Литература

5.1. ХРАНЕНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Нефть — это природный углеводород, который является отличным сырьем для получения огромного количества различных органических соединений. Рассмотрим основные продукты нефтехимии, которые необходимы в настоящее время для различных отраслей промышленности.

Нефтехимия - это огромная отрасль, которая неразрывно связана со всеми отраслями промышленности: машиностроением, электротехникой, производством различных полимерных материалов.

Сажа, моторные масла, бензин, керосина, газойль - это далеко не полный перечень продуктов, получаемых при промышленной переработке нефти. Рост масштабов производства химических продуктов объясняется модернизацией действующих производств, появлением новых технологий в строительстве.

Нефтехимическими продуктами называют все соединения, которые получаются при физической либо химической переработке газа и нефти. Активное применение этих полезных ископаемых началось в промышленных масштабах с середины двадцатого века. Они пришли на смену каменному углю, древесине. В настоящее время нефтехимические продукты применяют для производства лекарств, растворителей, пластмасс, инсектицидов, красителей, текстиля, моющих средств, резины.

Нефтяной эфир

Часто его именуют бензином. Какова формула эфира? Химический состав его - C 7 H 7 BrMg. Петролейный эфир представляет собой легкий бензин, который является хорошим растворителем. В составе битумов это вещество используется для осаждения асфальтенов.

Синтетические каучуки

Это высокополимерный продукт, который состоит из смеси углеводородов, серы, кислорода, азота, хлора. Каучук способен переходить при вулканизации в резину — продукт высокой эластичности, который сохраняет свои свойства при температурных колебаниях.

Какие процессы нефтехимии используются для его получения? Путем гидратации этилена получают этанол (этиловый спирт). Его испаряют в герметически закрытых сосудах. Под воздействием высоких температур и катализатора осуществляется расщепление этанола до бутадиена. Диеновый углеводород очищается, подвергается каталитической полимеризации, образуя каучук-сырец. При пониженном давлении его обрабатывают в мешалках, прокатывают. Полученные продукты нефтехимии отправляют на заводы, производящие резину.

Пластмассы

При взаимодействии этилена с хлором получается белый порошок — поливинилхлоридная смола. При ее последующей химической обработке получают винилпласт — кристаллическое твердое вещество. Такие продукты нефтехимии не горючи, не обладают запахом, не растворяются в щелочах и кислотах, устойчивы к воздействию концентрированной азотной кислоты.

Винилпласт подвергается механической обработке, сваривается струей воздуха, используется для изготовления труб, электроизоляционного материала, вентилей, шлангов. Данный материал — основа поропластов, пенопластов, обладающих высокими теплоизоляционными и звукоизоляционными характеристиками. Он востребован в технике, медицине, сельском хозяйстве, в быту.

Полимерные соединения

Этилен, пропилен — это углеводороды, которые являются мономерами для изготовления полимеров. При высокомолекулярной полимеризации этилена получают полиэтилен высокого либо низкого давления. Катализатором процесса выступает кислород.

Такие продукты нефтехимии имеют ценные свойства: легкость, гибкость, диэлектрические и механические свойства, высокую химическую стойкость, водонепроницаемость. Полиэтиленовые трубы используют для ирригационных сооружений, водопроводов, перекачки продуктов на химических предприятиях. Благодаря хорошим теплоизоляционным свойствам, они даже при замерзании воды не лопаются, на стенках не бывает известковых отложений.

Тефлон

Данное соединение также является продуктом нефтехимии. Тетрахлорэтилен получают при полимеризации мономеров, в составе которых есть два атома фтора. Тефлон устойчив к действию кислот, щелочей, растворяется он только в металлическом натрии. Данный материал востребован в промышленности, медицине. К примеру, из него изготавливают клапаны, трубы, шланги, разнообразные прокладки.

Синтетические волокна

В настоящее время самыми востребованными материалами считаются: лавсан, капрон, анид, нитрон. В качестве исходного сырья для производства, например, капрона, выступает капролактам. Его плавят и подвергают полимеризации, получая капроновую смолу. Выдавливаемая азотом из аппарата, смола застывает, измельчается, используется для производства волокна.

Лавсан вырабатывают из параксилола, получаемого при переработке бензиновой фракции, выделяемой из нефти. У этого волокна высокая прочность, устойчивость к истиранию, температурным перепадам. Применяют его для изготовления качественных тканей для пальто.

Моющие средства

Если ранее в качестве единственного моющего средства использовалось твердое мыло, то в настоящее время существует огромное количество разнообразных синтетических моющих средств: жидкостей, порошков. Они имеют отличную моющую способность, подходят для воды любой жесткости.

В качестве исходного вещества для их производства выступают жирные синтетические кислоты, выделяемые из нефти. Важными продуктами, которые востребованы в ходе производства моющих средств являются алкилсульфаты и сульфанол, которые образуются в ходе сульфирования жирных высших спиртов. Формула эфира, образующегося при этом, зависит от взятого исходного спирта. Сами спирты получают как прямым окислением парафина, так и путем гидрогенизации жирных кислот.

Подведем итоги

Среди основных классов веществ, которые выделяются из природного газа либо побочных продуктов, интерес представляют кислоты, сернистые соединения. Углеводороды являются основным источником производства химических соединений. Из метана, который является основой газа, выделяют разнообразные органические производные, а также водород для синтеза аммиака. Бутан, пропан, этан превращают в ненасыщенные углеводороды для последующей их химической обработки. Олефины и парафины есть в газах, которые образуются при переработке нефти.

Добыча горючих углеводородных полезных ископаемых в последние десятилетия стала чуть ли не самой актуальной отраслью добывающей промышленности.

Вопрос производства нефтепродуктов поднялся на первое место, как минимум, по причине активного использования автомобилей, работающих на традиционных видах топлива. Но нефтяное производство не ограничивается только этим.

Благодаря сложному компонентному составу из нефти и нефтепродуктов производят резину, пластмассы, растворители, удобрения и даже лекарственные препараты и пищевые продукты. Нефтехимия занимается как раз синтезированием из нефтепродуктов сырья для этих производств.

Что такое нефтехимия

Нефтехимия – это комплексная наука, которая в целом занимается химической переработкой природной нефти.

Нефтехимия включает такие отрасли, как:

• органическая химия и химия углеводородов;


• химические технологии;


• химический синтез природных углеводородов (ректификация, алкилирование, изомеризация, коксование и другое) и отрасли химической промышленности, которые занимаются переработкой нефти и газа.

Среди главных задач, которые решают эксперты, работающие с нефтепродуктами, можно выделить следующие:

• установление закономерностей формирования фракционного состава природных углеводородов;


• создание научных основ нетрадиционных методов увеличения нефтеотдачи: физико-химического регулирования фильтрационных потоков, ограничения водопритока, микробиологического воздействия на пласт;


• изучение механизмов структурообразования и реологии нефтяных дисперсных систем в процессах добычи, транспорта и переработки углеводородного сырья;


• физико-химические основы создания новых материалов и технологий их применения для решения экологических проблем нефтехимии и нефтепереработки;


• разработка геоинформационных систем по геологии и химии нефти и технологий для решения проблем окружающей среды и устойчивого развития региона;


• анализ и экологическая оценка технологий получения и применения химических продуктов.

Нефтепереработка и нефтехимия

Возникновению современной нефтехимии предшествовало углублённое изучение состава, строения и свойств углеводородов и гетероатомных компонентов нефти. В современной нефтяной промышленности сырую нефть, в том виде, в котором ее изъяли из скважины, не используют. Это сырье, которое сразу же поступает на нефтеперерабатывающий завод.

Транспортировка чаще всего происходит по трубопроводу или танкерами. Поскольку нефть имеет очень сложный состав, который зависит от условий образования, выделяют разные типы нефти. Кроме этого, любой из типов всегда делится на несколько фракций в зависимости от плотностных характеристик и температуры кипения.

Разделение на фракции дает возможность определить способы перегонки и количество тех продуктов, которые в итоге можно будет получить из конкретного типа сырой нефти.

Все эти процессы проводятся в условиях заводских лабораторий, что является достаточно сложным процессом, даже несмотря на современный уровень науки и техники и тех знаний, которые человек уже имеет и умеет применять практически.

Только после этого проводится ректификация – разделение сырья на бензин, керосин, парафины, смазки, лигроин, мазут, газойль и другие компоненты.

Производство нефтехимии

Нефтехимическое производство имеет достаточно длинный и сложный цикл, начиная от разведки месторождения, его разработки и добычи до переработки продуктов в сырье и изготовления готовой продукции.

После добычи нефти (часто в смеси с другими углеводородами), она транспортируется на завод, где, после цикла «пробных» процедур, перегоняется на несколько продуктов, используемых после первой перегонки непосредственно в промышленности в качестве сырья. После этого проводится повторная перегонка, гидроочистка и глубокая очистка.

В результате чего получаются:

• несколько видов топлива (дизельное, автомобильное, реактивное, авиационное, газотурбинное, котельное);


• нефтяные масла;


• автомобильные присадки.

Продукты, продукция нефтехимии

К продуктам нефтехимии относятся три класса веществ: углеводороды, сернистые соединения и нафтеновые кислоты. Главным сырьем для получения продуктов нефтепереработки являются углеводороды.

Самыми простыми среди них продуктами являются метан, этан, пропан и бутан, последние три из которых – парафины, они перерабатываются в олефины с последующей химической переработкой. К ароматическим углеводородам относят бензол, толуол, ксилол.

При переработке метана получают метанол, аммиак и метилхлоридные соединения. Из них, соответственно, производят антифриз, аммиачные удобрения и кислоты, растворители.

Из углеводородов в больших количествах добывается этилен, или этиловый спирт, который далее применяется для производства полимеров, растворителей, химических волокон.

Другие продукты получают при помощи сложных химических реакций, их производные являются в основном сырьем или промежуточными продуктами для топливных, смазочных, растворяющих и взрывчатых веществ.

Нефтехимические комплексы и предприятия в России

Главные нефтедобывающие регионы мира – страны, обладающие крупными ресурсами нефти. Лидируют по добыче 3 государства, на долю которых приходится 45% всей добываемой нефти – Саудовская Аравия, США, Россия. П

ервое место в мире по объёму добычи занимает Россия. В десятку крупных нефтедобывающих стран мира (более 100 миллионов тонн в год) входят также Иран, Китай, Норвегия, Венесуэла, Мексика, Ирак, Великобритания, Ливия, Канада и Нигерия. В настоящее время в мире ежегодно добывается и перерабатывается более 3 млрд. тонн нефти и 2,5 трлн. кубометров природного газа.

Большинство нефтеперерабатывающих предприятий в России находятся в районах добычи, построены они были во время открытия месторождений в Поволжье, на Северном Кавказе, на Урале, в Западной и Восточной Сибири, в Тюмени, Сургуте, Салавате, Казани, Ставропольском крае и других крупных центрах добычи и переработки углеводородов.

В десятку наиболее успешных на сегодняшний день предприятий входят Пермнефтеоргсинтез (совместно с компанией Лукойл), Газпром-Нефтехим-Салават, Синтез-Каучук, Стерлитамакский нефтехимический завод, Уралхимпласт.

После распада СССР на территории России осталось 22 этиленовых установок. К нефтеперерабатывающим предприятиям также относят заводы по производству полимеров и сырья для них, продуктов органического синтеза, по выделению отдельных фракций нефти (в частности этановой), по производству топливных и смазочных материалов.

Окружающая среда и безотходная нефтехимия

Рациональное и экологически безопасное природопользование – актуальная проблема не только для нефтедобывающей и перерабатывающей отрасли, но и для недропользования в целом.

Несмотря на то, что сегодня уже существуют методики по переработке сырья, которые позволяют максимально снизить экологические потери, основная проблема заключается в том, что используемое на современных заводах оборудование давно устарело и отработало положенный ему срок. Часто именно это является причиной внезапных аварий. Хуже всего то, что предсказать, а потому и предупредить, эти аварии практически невозможно.

С другой стороны, поменять оборудование в большинстве случаев нет возможности, поскольку это очень дорого. Тем не менее, есть возможность, по крайней мере, быстрого устранения аварий и их последствий (возгораний и разливов нефтепродуктов). В основном экологический мониторинг проводится на месторождениях и нефтеперерабатывающих заводах – то есть, в местах наибольшей вероятности экологической катастрофы.

Отходы нефтехимического производства сегодня также перерабатывают.

После чего получается 3 главных компонента:

1. вода, которая потом идет на многократную очистку;


2. нефтепродукты, используемые как топливо для котельных;


3. твердое вещество.

Новая и современная нефтехимия

Современная нефтехимия в значительных объемах работает на устаревшей инфраструктуре, однако технологии развиваются и постепенно внедряются в производство. Это связано не только с интенсификацией производства и его развитием в технологическом плане, но и со стремлением снизить экологические риски и повысить эффективность производства.

Ученые осваивают альтернативные источники получения углеводородов, в частности газогидратные выбросы в морях.

Перспективы нефтехимии

К основным перспективным направлениям химической переработки нефти сегодня относят:

• открытие новых месторождений, в частности, на шельфе, и расширение сырьевой базы;


• максимальное использование отходов нефтяного производства;


• усовершенствование технологий поиска и добычи, что поможет снизить себестоимость сырья;


• использование альтернативных источников сырья.

Новости нефтехимии

По самым свежим сведениям, завершаются строительные работы полипропиленовых установок на заводах в Сумгайыте. В Дзержинске завершились остановочные ремонтные работы на заводе акрилатов «СИБУР». Кроме того, администрация Амурской области, где находится завод, и глава «СИБУРа» подписали договор о сотрудничестве.

В Иране в ближайшее время планируется запуск нефтехимического завода Марджан. Его строительство завершено более чем на 95%. По расчетам специалистов, завод будет способен производить более полутора миллиардов тонн метанола. Похожие проекты планируют запускать на заводах в Каве и Бушер.

Современное оборудование и технологии нефтехимии демонстрируют ведущие компании со всего мира на выставке «Нефтегаз».