Ахметов А. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа

Подождите немного. Документ загружается.

861

ки пессимистическим прогнозам объемы добычи и переработки нефти

в мире к концу истекшего века вновь несколько увеличились и достигли

уровня 1979 г. — 3,2…3,3 млрд т/год.

В табл. 9.11 приведена технологическая структура мощностей миро

вой нефтепереработки за 2001 г.

Таблица 9.11 — Технологическая структура мощностей

переработки нефти в мире за 2001 г.

Мощность процесса

Мир

в целом

Россия США

Западная

Европа

Япония

Первичной переработки нефти,

млн т/год 4059,6 273,1 831,0 739,6 244,8

Углубляющих переработку неф

ти, % к мощности первичной

переработки

каталитического крекинга

гидрокрекинга

термокрекинга+висбрекинга

коксования

производства

битума

масел

прочих

40,7

17,9

5,6

3,3

5,5

2,7

1,0

2,7

20,1

5,9

0,4

5,3

1,9

3,7

1,5

1,4

71,7

35,9

9,3

0,4

14,7

3,7

1,1

6,6

42,7

15,7

6,3

12,3

2,6

3,0

1,0

1,8

29,3

17,1

3,5

—

2,1

2,9

0,9

2,8

Повышающих качество продук-

ции, % к мощности первичной

переработки

риформинга

гидроочистки

бензиновых фракций

(без риформинга)

дистиллятов

остатков и тяжелого газойля

алкилирования

изомеризации

производства МТБЭ

45,0

11,8

4,4

20,9

4,4

1,9

1,3

0,3

36,36

11,3

—

24,5

0,1

0,4

0,06

75,0

18,6

4,6

38,5

4,1

5,8

2,7

0,7

60,0

12,6

10,7

27,1

5,7

1,3

2,2

0,4

88,6

12,9

3,3

48,2

23,1

0,7

0,3

0,1

Всех вторичных (К

), % к мощнос-

ти первичной переработки 85,7 56,46 146,7 102,74 117,9

По суммарным мощностям НПЗ и объемам переработки нефти (см.

табл. 9.5) ведущее место принадлежит США, которые по этим показа

телям превосходят вместе взятые страны Западной Европы и Японию.

Сверхглубокая степень переработки нефти, ярко выраженный «бензи

новый» профиль НПЗ США достигается широким использованием вто

ричных процессов, таких как каталитический крекинг (

≈36 %), каталити-

ческий риформинг (

≈19 %), гидроочистка и гидрообессеривание (≈41 %),

гидрокрекинг (9,3 %), коксование, алкилирование, изомеризация и др.

862

Наиболее массовый продукт НПЗ США — автобензин (42 % на нефть).

Соотношение бензин : дизельное топливо составляет 2 : 1. Котельное

топливо вырабатывается в минимальных количествах — 8 % на нефть.

Глубокая (

≈93 %) степень переработки нефти в США обусловлена при-

менением прежде всего каталитического крекинга вакуумного газойля

и мазутов, гидрокрекинга и коксования. По мощностям этих процессов

США существенно опережают другие страны мира.

Из промышленно развитых стран наиболее крупные мощности НПЗ

имеют: в Западной Европе — Италия, Франция, Германия и Великобри

тания; в Азии — Япония, Китай и Южная Корея. НПЗ развитых стран

Западной Европы и Японии характеризуются меньшей, чем у США,

глубиной переработки нефти, что обусловливается необходимостью по

климатическим условиям производства большого количества печного

топлива.

Соотношение бензин : дизельное топливо на НПЗ Западной Европы

в пользу дизельного топлива, поскольку в этих странах осуществляется

интенсивная дизелизация автомобильного транспорта. По насыщеннос-

ти НПЗ вторичными процессами, прежде всего углубляющими пере

работку нефти, западно-европейские страны значительно уступают

США. Доля углубляющих нефтепереработку процессов (каталитичес-

кий крекинг, термический крекинг, гидрокрекинг и алкилирование) на

НПЗ США и Западной Европы составляет соответственно 72 и 43 %.

Для увеличения выхода моторных топлив в ряде стран мира реали

зуется программа широкого наращивания мощностей процессов глу

бокой переработки нефти, прежде всего установок каталитического

крекинга. Так, доля КК от мощности первичной переработки нефти на

начало XX века достигла (в %):

Колумбия 38,1

США 35,9

Китай 31,4

Австралия 30,0

Аргентина 28,3

Бразилия 27,9

Великобритания 26,3

В странах-экспортерах нефти наиболее крупными мощностями НПЗ

обладают Саудовская Аравия, Мексика, Бразилия, Венесуэла и Иран.

Характерная особенность нефтепереработки в этих странах — низкая

глубина переработки нефти (выход светлых около 50 %) и соответ

863

ственно малая насыщенность НПЗ вторичными процессами. Однако

в последние годы и среди них наметилась тенденция к углублению неф-

тепереработки. Так, доля каталитического крекинга на НПЗ Бразилии

и Венесуэлы к 1994 г. достигла соответственно 27 и 20 %.

НПЗ бывшего СССР, построенные до 1950 г., были ориентированы

на достаточно высокую глубину переработки нефти. В 1960–1970 гг.

в условиях наращивания добычи относительно дешевой нефти в Урало-

Поволжье и Западной Сибири осуществлялось строительство новых

НПЗ, преимущественно по схемам неглубокой и частично углубленной

переработки нефти, особенно в Европейской части страны. Развитие

отечественной нефтепереработки шло как количественно, т. е. путем

строительства новых мощностей, так и качественно — за счет строитель

ства преимущественно высокопроизводительных и комбинированных

процессов и интенсификации действующих установок. Причем разви

тие отрасли шло при ухудшающемся качестве нефтей (так, в 1980 г. доля

сернистых и высокосернистых нефтей достигла

≈84 %) и неуклонно

возрастающих требованиях к качеству выпускаемых нефтепродуктов.

В последние годы перед распадом Советского Союза правительство

СССР основное внимание уделяло строительству новых высокоэффек

тивных НПЗ последнего поколения в союзных республиках: Литве (Ма-

жейкяйский, 1984 г. пуска, мощностью 13,3 млн т); Казахстане (Чим

кентский, 1984 г. пуска, мощностью 6,6 млн т, Павлодарский, 1978 г.

пуска, мощностью 8,3 млн т); Туркмении (Чарджоуский, 1989 г. пуска,

мощностью 6,5 млн т) на базе комбинированных установок ЛК-6у, КТ-1

и др. России от бывшего СССР достались 26 морально и физически ста

реющих НПЗ. Из них восемь было пущено в эксплуатацию до второй

мировой войны, пять — построены до 1950 г., еще девять — до 1960 г.

Таким образом, 23 из 26 НПЗ эксплуатируются более 40—70 лет и, естест-

венно, требуется обновление оборудования и технологии (табл. 9.12).

Разумеется, российским НПЗ необходимы срочная реконструкция,

существенное увеличение мощностей каталитических процессов, по

вышающих глубину переработки нефти и качество выпускаемых неф-

тепродуктов.

Наиболее массовым нефтепродуктом в стране (табл. 9.13) все

еще остается котельное топливо (

≈27 %). Вторым по объему выпуска

нефтепродуктов является дизельное топливо (28,4 %). Объем произ

водства бензинов (15,6 %) ниже, чем дизельного топлива (соотношение

бензин : дизельное топливо составляет — 1 : 1,8). Глубина переработки

нефти за последнее десятилетие практически не изменилась и застыла

на уровне 65 %.

864

Таблица 9.12 — Проектная характеристика НПЗ России

НПЗ

Наличие (+) вторичных процессов переработки

Год

выпуска

Мощ-

ность

КК ТК ГК ЗК КР ГО БП МП

Ново-Ярославский

1927

16,1 + + — — + + + +

Ухтинский

1933

5,8 — + — — + — + +

Саратовский

1934

10,1 — + — — + + + —

Орский

1935

7,2 — — — — + — + +

Хабаровский

1936

4,3 — + — — + — + —

Московский

1938

12,0 + — — — + + + —

Уфимский

1938

11,5 + + — — + + + —

Грозненский

1940

20,2 + + — — + + — —

Комсомольский

1942

5,5 — — — — — — — —

Куйбышевский

1943

7,4 + + — — + + — —

Ново-Куйбышевский

1946

17,0 + + — + + + + +

Краснодарский

1948

2,7 — + — — + — + +

Туапсинский

1949

2,2 — — — — + — — —

Ново-Уфимский

1951

17,4 + + — + + + + +

Салаватский

1952

11,5 + + — — + + — —

Омский

1955

26,8 + + + + + + + +

Ангарский

1955

23,1 + + — + + + + +

Кстовский

1956

22,0 — — — — + + + +

Волгоградский

1957

9,0 — + — + + + + +

Уфанефтехим

1957

12,0 + + + — + + + +

Пермский

1958

13,5 + + — + + + + +

Сызранский

1959

10,8 + + — — + + + +

Рязанский

1960

17,2 + + — — + + + —

Киришский

1966

20,2 — — — — + + — —

Нижнекамский

1980

7,8 — — — — — — + —

Ачинский

1981

7,0 — — — — — + + —

Примечание. КК — каталитический крекинг; ТК — термический крекинг; ГК —

гидрокрекинг; ЗК — замедленное коксование; КР — каталитический риформинг;

ГО — гидроочистка; БП и МП — битумные и масляные производства соответст-

венно.

Из анализа приведенных в табл. 9.12 данных можно констатировать,

что по оснащенности вторичными процессами, прежде всего углубляю

щими нефтепереработку, НПЗ страны значительно отстают от развитых

865

стран мира. Так, суммарная доля углубляющих нефтепереработку про-

цессов коксования, каталитического и гидрокрекинга в нефтеперера

ботке России составляет всего 6,3 %, т. е. на порядок ниже, чем на НПЗ

США. Надо еще отметить, что более половины из установок прямой

перегонки нефти не оснащены блоком вакуумной перегонки мазута.

В составе отечественных НПЗ нет ни одного внедренного процесса по

каталитической переработке гудронов в моторные топлива. Эксплу

атируемые на НПЗ страны установки гидрокрекинга приспособлены

лишь для переработки вакуумных газойлей.

Таблица 9.13 –

Структура производства нефтепродуктов

в России в 2004 г.

Нефтепродукты млн т % от нефти

Переработка нефти 195 100

Выпуск нефтепродуктов:

моторные топлива 93 47,7

в т. ч. бензины

30,4 15,6

дизтоплива 55,4 28,4

реактивные топлива 7,2 3,7

котельные топлива 53,3 27,3

битум 3,8 1,95

кокс 1,1 0,56

масла 2,64 1,36

другие 41,2 21,1

На отечественных НПЗ относительно благополучно положение

с оснащенностью процессами облагораживания топливных фракций

нефти, такими как каталитический риформинг и гидроочистка, что

позволяет обеспечить выпуск удовлетворительно качественных неф-

тепродуктов. Однако, несмотря на заметное повышение качества наших

нефтепродуктов и продукции нефтихимии, они пока уступают лучшим

мировым образцам. Мы уступаем и по важнейшим технико-экономи

ческим показателям процессов: металлоемкости, энергозатратам, за

нимаемой площади, уровню автоматизации производства, численности

персонала и др. Даже разработанные и внедренные в последние годы

высокопроизводительные процессы и каталитические системы суще

ственно уступают по этим показателям лучшим зарубежным аналогам.

Неудовлетворительно обстоит дело на НПЗ и в отношении отбора свет

лых нефтепродуктов от потенциала, что приводит к значительному не

866

добору дизельных фракций на атмосферных колоннах. Отечественные

катализаторы значительно уступают зарубежным аналогам по актив

ности, стабильности, селективности и другим показателям.

Одной из острейших на НПЗ России является проблема быстрейше

го обновления и модернизации устаревшего оборудования, машин и от

дельных процессов с доведением их до современного мирового уровня.

Необходимы новые технологии и новая техника, замена физически и мо

рально устаревших технологических процессов на более совершенные

в техническом и более чистые в экологическом отношениях безотход

ные процессы глубокой и комплексной переработки нефтяного сырья.

После распада СССР НПЗ России вошли в состав вертикально ин-

тегрированных нефтяных компаний (табл. 9.14).

Таблица 9.14 —

Состав российских нефтяных компаний

Нефтяные компании Нефтеперерабатывающие предприятия

Лукойл

Пермский НПЗ

Волгоградский НПЗ

Ухтинский НПЗ

Нижегородский НОС

Сургутнефтегаз Киришский НПЗ

ЮКОС

Куйбышевский НПЗ

Ново-Куйбышевский НПЗ

Ачинский НПЗ

Сызранский НПЗ

Ангарский НХК

Тюменская НК

Рязанский НПЗ

Орский НПЗ

Сиданко

Хабаровский НПЗ

Саратовский НПЗ

Сибнефть Омский НПЗ

Роснефть

Краснодарский НПЗ

Комсомольский НПЗ

Туапсинский НПЗ

Славнефть

Ново-Ярославский НПЗ

Ярославский НПЗ им. Д. И. Менделеева

Башнефтехим

Уфимский НПЗ

Ново-Уфимский НПЗ

Уфанефтехим

Татнефть

Нижнекамский НОС

Газпром Салаватский НОС

г. Москва Московский НПЗ

г. Грозный Грозненский НПЗ

867

Исходя из изложенного выше, с учетом ключевых проблем отечест-

венной нефтепереработки на перспективу можно сформулировать сле

дующие основные задачи:

— существенное углубление переработки нефти на основе внедрения

малоотходных технологических процессов производства высокока

чественных экологически чистых моторных топлив из тяжелых неф-

тяных остатков как наиболее эффективного средства сокращения ее

расхода;

— дальнейшее повышение и оптимизация качества нефтепродуктов;

— дальнейшее повышение эффективности технологических процес

сов и НПЗ за счет технического перевооружения производств, со

вершенствования технологических схем, разработки и внедрения

высокоинтенсивных ресурсо- и энергосберегающих технологий,

активных и селективных катализаторов;

— опережающее развитие производства сырьевой базы и продукции

нефтехимии;

— освоение технологии и увеличение объема переработки газовых

конденсатов, природных газов и других альтернативных источни

ков углеводородного сырья и моторных топлив.

Развитие отрасли будет реализовываться на основе укрупнения еди

ничных мощностей, энерготехнологического комбинирования процес

сов и комплексной автоматизации с применением ЭВМ с обеспечением

требуемой экологической безопасности производств. Эти направления

являются генеральной линией технологической политики нефтепере

рабатывающей и нефтехимической промышленности в стране.

868

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Ахметов С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учеб-

ное пособие для вузов. — Уфа: Гилем, 2002. — 672 с.

2. Технология, экономика и автоматизация процессов переработки

нефти и газа / С. А. Ахметов, М. Х. Иштияров, А. П. Веревкин, и др. /

М.: Химия, 2005. — 796 с.

3. Справочник нефтепереработчика / Под ред. Г. А. Ластовкина,

Б. Д., Радченко, М. Г. Рудина.— М.: Химия,

1986.— 648 с.

4. Магарил Р. З. Теоретические основы химических процессов пере-

работки нефти.— Л.: Химия. Ленингр. отд-ние, 1985.— 285 с.

5. Гуреев А. А., Фукс И. Г., Лашхи В. Л. Химмотология.— М.: Химия,

1986. — 368 с.

6. Данилов А. М. Введение в химмотологию. — М.: Техника, 2003. — 464 с.

7. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа

/ Под ред. Б. И. Бондаренко.— М.: Химия,

1983. — 128 с.

8. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассорти-

мент и применение / Под ред. В. М. Школьникова.— М.: Техин

форм, 1999.— 596 с.

9. Капустин В. М., Кукес С. Г., Бертолусини Р. Г. Нефтеперерабаты-

вающая промышленность США и бывшего СССР. — М.: Химия,

1995.— 304 с.

10. Мановян А. К. Технология первичной переработки нефти и природ-

ного газа: Учебное пособие для вузов. — М.: Химия, 1999. — 568 с.

11. Гуреев А. А

., Азев В. С. Автомобильные бензины. Свойство и при-

менение. — М.: Нефть и газ, 1996.— 444 с.

12. Бекиров Т. М. Первичная переработка природных газов.— М.: Хи-

мия, 1987.— 256 с.

13. Тронов В. Я. Промысловая подготовка нефти.— М.: Фэн, 2000. —

415 с.

14. Рядов В. Д. Химия нефти и газа.— М.: Нефть и газ, 1998.— 373 с.

15. Абросимов А. А. Экология переработки углеводородных систем. —

М.: Химия, 2002. — 608 с.

869

16. Каминский Э. Ф., Хавкин В. А. Глубокая переработка нефти: техно-

логический и экологический аспекты — М.: Техника, 2001.— 384

с.

17. Технология переработки нефти. Ч.

1. Первичная переработка нефти

/ Глаголева О. Ф., Капустин В. М. и др. — М.: Химия, 2005. — 400 с.

18. Современные конструкции трубопроводной арматуры для нефти

и газа: Справочное пособие / Ю. М. Котелевский, Г. В. Мамонтов

и др. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1976. — 496 с.

19. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учеб-

ник для вузов/А

. И. Скобло, Ю. К. Молканов, В. А. Владимиров,

В. А. Щелкунов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра-Бизнес-

центр, 2000. — 677 с.

20. Чернобыльский И. И. Машины и аппараты химических произ-

водств. — М.: Машиностроение, 1985. — 456 с.

21. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. —

М.: Химия, 1988. — 280 с.

22. Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного

охлаждения: Справочник / А

. Н. Бессонный, Г. А. Дрейцер и др.; Под

общ. ред. В

. Б. Кунтыша, А. Н. Бессонного. — СПб.: Недра, 1996. — 512 с.

23. Фарамазов С. А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов

и его эксплуатация. — М.: Химия, 1978. — 352 с.

24. Справочник механика химических и нефтехимических произ-

водств / З

. З. Рахмилевич и др. — М.: Химия, 1985. — 592 с.

25. Тимонин А. С. Основы конструирования и расчета химико-тех-

нологического и природоохранного оборудования: Справочник:

В 3 т. — Калуга: Изд. Н. Бочкаревой

, 2002. — Т. 2 — 968 с.

26. Макаров Ю. И., Генкин А. Э. Технологическое оборудование хими-

ческих и нефтегазоперерабатывающих заводов. — 2-е изд., перераб.

и доп. — М.: Машиностроение, 1976. — 368 с.

27. Машины и аппараты химических производств. Примеры и задачи /

И. В. Даманский и др. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние,

1982. — 381 с.

28. Судаков Е. Н. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепе-

реработки. — М.: Химия, 1999. — 568 с.

29. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической техно-

логии. — М.: Химия, 1991. — 783 с.

30. Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии:

Учебник для вузов: В 2 кн. — М.: Химия

, 1995.

870

31. Машины и аппараты химических производств: Учебник для ву-

зов / И

. И. Поникаров, О. А. Перелыгин и др. — М.: Машинострое-

ние, 1989. — 368 с.

32. Машины и аппараты химических производств: Учебное пособие

для вузов / И

. В. Доманский, В. П. Исаков, Г. М. Островский и др.;

Под общ. ред. В. Н. Соколова. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.:

Политехника, 1992. — 327 с.

33. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты.

Методы расчета и основы конструирования. — 3-е изд

., перераб. —

М.: Химия, 1978. — 280 с.

34. Колонные аппараты. Каталог ВНИИнефтемаш. — М.: Изд-во

ЦИНТИхимнефтемаш, 1992. — 26 с.

35. Головачев В. Л., Марголин Г. А., Пугач В. В. Справочник каталог.

Промышленная кожухотрубчатая теплообменная аппаратура. — М.:

Изд-во. ИНТЭК ЛТД

, 1992. — 265 с.

36. Ентус Н. Р., Шарихин В. В. Трубчатые печи в нефтеперерабатываю-

щей и нефтехимической промышленности. — М.: Химия, 1987.

—

304 с.

37. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специ-

ального назначения. Каталог ВНИИнефтемаш. — М.: Изд-во

ЦИНТИхимнефтемаш, 1991. — 106 с.

38. Пластинчатые теплообменные аппараты. Каталог УкрНИИхим-

маш. — М.: Изд-во ЦИНТИхимнефтемаш, 1990. — 51 с.

39. Теплообменные аппараты типа «труба в трубе». Каталог ВНИИ-

нефтемаш. — М.: Изд-во ЦИНТИхимнефтемаш, 1992. — 23 с.

40. Трубчатые печи. Каталог ВНИИнефтемаш. — М.: Изд-во ЦИНТИ-

химнефтемаш, 1998. — 27 с.

41. Владимиров А. И. Каталитический крекинг с кипящим (псевдоожи-

женным) слоем катализатора. Реакторно-регенераторный блок. —

М.: Нефть и газ, 1992. — 47 с.

42. Владимиров А. И. Установки каталитического риформинга. —

М.: Нефть и газ, 1993. — 60 с.

43. Электродегидраторы. Трехфазные сепараторы. Электрораздели-

тели. Каталог ВНИИнефтемаш. — М.: Изд-во. ЦИНТИхимнефте

маш, 1992. — 7 с.

44. Каталог выпускаемого оборудования ОАО «Уралтехнострой-Туй-

мазыхиммаш». Т. 2. — Уфа

, 2005. — 343 с.