ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

НЕФТЕПЕРЕРАБOТКА


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


НЕФТЕПЕРЕРАБOТКА, крупнотоннажное произ-во, основанное на превращениях нефти, ее фракций и нефтяных газов в товарные нефтепродукты и сырье для нефтехимии, основного органического синтеза и микробиологического синтеза. Это произ-во представляет собой совокупность осуществляемых на нефтеперераб. заводах (НПЗ) физ. и хим.-технол. процессов и операций, включающую подготовку сырья, его первичную и вторичную переработку.

Перед переработкой нефть подвергают спец. п о д г о т о в-к е сначала на нефтепромыслах, а затем непосредственно на НПЗ, где ее освобождают от пластовой воды, минер. солей и мех. примесей (см. Обезвоживание и обессоливание нефти)и стабилизируют, отгоняя гл. обр. пропан-бутановую, а иногда частично и пентановую углеводородные фракции. П е рв и ч н а я п е р е р а б о т к а нефти заключается в разделении ее на фракции, различающиеся пределами выкипания, с помощью первичной (в основном) или вторичной атм. и вакуумной перегонки (см. Дистилляция нефти). Такая переработка позволяет выделять из нефти только изначально присутствующие в ней в-ва. Ассортимент, выход и качество вырабатываемых продуктов полностью определяются хим. составом сырья.

Для увеличения выхода т. наз. светлых нефтепродуктов (фракций, выкипающих до 350 °С,- бензинов, керосинов, газотурбинных, дизельных и реактивных топлив) и улучшения качества фракций и продуктов, полученных при перегонке, широко используется в т о р и ч н а я п е р е р а б о т к а нефти. Последняя включает: процессы деструктивной переработки тяжелого и остаточного сырья (см., напр., Висбре-кинг, Гидрокрекинг, Деасфалътизация, Деметаллизация, Каталитический крекинг, Коксование, Термический крекинг); процессы, обеспечивающие повышение качества осн. типов нефтепродуктов-топлив и масел (см. Гидроочистка, Гидро-обессеривание, Каталитический риформинг и др.); процессы переработки нефтяных газов (Газы нефтяные попутные, Газы нефтепереработки), произ-в масел, парафинов, присадок, битумов и иных спец. типов нефтепродуктов, а также нефтехим. и хим. сырья (см., напр., Ароматизация, Газификация нефтяных остатков, Гидродеалкилирование, Депара-финизация, Пиролиз).

Историческая справка. Переработка нефти с целью ее очистки для уменьшения неприятного запаха при использовании в лечебных целях была известна еще в начале нашей эры. Описания разл. способов перегонки нефти приведены в средневековых иностр. и рус. лечебниках. Впервые Н. в пром. масштабе была осуществлена в России на заводе, построенном на р. Ухте (1745). В 18-19 вв. в России и др. странах действовали отдельные примитивные НПЗ, на к-рых получали преим. осветит. керосин и смазочные масла. Большой вклад в развитие Н. внесли рус. ученые и инженеры. Д. И. Менделеев, детально изучив технол. и экономич. проблемы Н., предложил строить нефтеперегонные заводы в местах концентрированного потребления нефтепродуктов. А. А. Летний создал основы крекинга и пиролиза нефти; под его руководством запроектирован и построен ряд НПЗ. К. В. Харичков предложил способ переработки высокопара-финистых мазутов для послед. использования их в качестве котельного топлива; Л. Г. Гурвич разработал основы очистки нефтепродуктов. В. Г. Шухов изобрел форсунку для сжигания жидкого топлива, что позволило применять не находивший квалифицированных источников потребления мазут как топливо для паровых котлов; кроме того, совместно с С. П. Гавриловым он запатентовал трубчатую нефтеперегонную установку непрерывного действия, техн. принципы к-рой используются в работе совр. установок первичной переработки нефти.

Дальнейшее развитие Н. получила в 20 в. в связи с появлением автомобильного и авиац. транспорта. Особенно быстрыми темпами происходил рост Н. после 2-й мировой войны: производств. мощности, напр., капиталистич. стран с 1947 по 1988 возросли с 416 до 2706 млн. т/год.

Направления и схемы. Основные совр. тенденции Н.: укрупнение единичных мощностей технол. установок; комбинирование процессов и снижение их энергоемкости благодаря повышению активности и селективности катализаторов, утилизации отходящей тепловой энергии, оптимизации теплообмена и коэф. избытка воздуха, подаваемого в технол. печи, и т.д.; углубление переработки нефти (см. ниже); улучшение качества товарных нефтепродуктов при ухудшении качества перерабатываемых нефтей; широкое внедрение автоматизации и компьютеризации и др.

К числу гл. факторов, определяющих выбор схемы H., относятся выход светлых нефтепродуктов и содержание в нефти S. Переработка сернистых и высокосернистых нефтей, содержащих S соотв. 0,5-2,5% и более 2,5% по массе, требует включения в состав НПЗ установок гидроочистки и гидрообессеривания нефтепродуктов.

По назначению НПЗ делятся на предприятия топливного и топливно-масляного профилей, а также топливно-масля-ного профиля с выпуском нефтехим. продукции (последние в СССР ранее наз. нефтехим. комбинатами; за рубежом именуются "НПЗ хим. профиля"). Наиб. важная характеристика НПЗ-г л у б и н а п е р е р а б о т к и нефти, к-рая определяется выходом (в расчете на нефть, % по массе) всех светлых нефтепродуктов или только моторных топлив либо, наоборот, выходом остаточного котельного топлива - мазута. Увеличение глубины переработки нефти, т.е. фактически уменьшение выхода мазута по сравнению с его естеств. содержанием в сырье, м.б. достигнуто с помощью разл. деструктивных процессов. Их уд. вес (отношение суммарной мощности установок к мощности установок первичной переработки нефти) определяет возможности НПЗ и нефтеперераб. пром-сти в целом по обеспечению определенной глубины переработки.

НПЗ т о п л и в н о г о п р о ф и л я с н е г л у б о к о й п е р ер а б о т к о й н е ф т и. Характерны для районов с высоким потреблением мазута. На этих предприятиях осуществляются технол. процессы: подготовка нефти к переработке; ее атм. перегонка, при к-рой получают бензины, керосины, дизельные топлива и мазут; облагораживание топлив - ката-литич. риформинг и изомеризация бензинов (для получения высокооктановых компонентов автомобильных топлив), гидроочистка керосинов и дизельных топлив, гидрообес-серивание мазута (для получения товарных топлив с низким содержанием S). Выход последнего на таких НПЗ может достигать 50% по массе и более; при необходимости часть мазута м.б. направлена на вакуумную перегонку с целью получения остаточных битумов или сырья для произ-ва окисленных битумов.

НПЗ т о п л и в н о г о п р о ф и л я с г л у б о к о й п е р ер а б о т к о й нефти. Предназначены для регионов с низким уровнем потребления мазута. Реализуемые технол. процессы: подготовка нефти к переработке, ее атм. и вакуумная перегонка; деструктивная переработка (каталитич. крекинг и гидрокрекинг) тяжелого и остаточного сырья и облагораживание нефтепродуктов (каталитич. риформинг, гидроочистка и др.). Существует большое число деструктивных процессов переработки нефтяных остатков (мазут, гудрон) в светлые нефтепродукты с целью увеличения в них соотношения водород/углерод по сравнению с исходным сырьем. Они подразделяются на процессы, обеспечивающие снижение содержания углерода (термич. и каталитич. крекинг, коксование, деасфальтизация); процессы, приводящие к возрастанию содержания водорода (разновидности гидрокрекинга). Последние характеризуются повышенными выходом и качеством нефтепродуктов, однако требуют значительно более высоких капиталовложений и эксплуатац. расходов, обусловленных необходимостью проведения процессов при высоких давлениях (15-25 МПа) в атмосфере водорода. Технол. схема переработки остатков может включать один целевой процесс либо комбинацию процессов (напр., гидро-обессеривание мазута-каталитич. крекинг). Выбор схемы определяется техн. и экономии, особенностями функционирования НПЗ. Известны предприятия, на к-рых достигается практически полное превращение нефти в светлые нефтепродукты.

НПЗ т о п л и в н о-м а с л я н о г о п р о ф и л я. На этих предприятиях осуществляются процессы: подготовка к переработке нефти и ее атм. перегонка; вакуумная перегонка мазута, при к-рой получают неск. вакуумных дистиллятов и гудрон. Дистилляты проходят последовательно селективную очистку, депарафинизацию и гидродоочистку либо доочистку H2SO4 (см. Сернокислотная очистка)или с помощью отбеливающих глин (см. Адсорбционная очистка, Контактная очистка, Перколяциопиая очистка). Гудроны подвергают деасфальтизации, причем образующийся де-асфальтизат обрабатывают по той же схеме, что и дистил-лятные фракции, а остаток (т. наз. концентрат) используют для произ-ва битумов или в качестве сырья для газификации. После доочистки дистиллятные и остаточный компоненты направляют на компаундирование (смешение). Изменяя соотношения компонентов и вводя разл. присадки, получают товарные смазочные масла.

НПЗ т о п л и в н о-м а с л я н о г о п р о ф и л я с в ы п у ск о м н е ф т е х и м и ч е с к о й п р о д у к ц и и. На этих предприятиях в отличие от рассмотренных выше реализованы процессы пиролиза и каталитич. риформинга, обеспечивающие выработку осн. видов нефтехим. сырья (низших олефи-нов и ароматич. углеводородов), а также более или менее длинная цепочка процессов получения разл. нефтехим. продуктов (спиртов, смесей олефинов и др.). Доля нефти, расходуемой в мире на произ-во продукции нефтехимии, в среднем составляет 6%, достигая в Японии 9-11%.

Потенциал, темпы и перспективы развития. По объему Н. и выпуску осн. видов нефтепродуктов Советский Союз занимает второе место в мире, превосходя Великобританию, Италию, Францию и Германию вместе взятые, а по средней мощности НПЗ намного опережает все развитые капита-листич. страны. Практически все регионы СССР располагают пром. потенциалом по Н. и произ-ву нефтехим. продукции. Кроме традиц. центров Н., размещенных в Волжс-ко-Уральском и Центральном районах и в Закавказье, особенно бурное развитие в последние годы нефтепeрeраб. пром-сть получила в районах Западной и Восточной Сибири.

Наращивание пром. потенциала Н. в СССР особенно высокими темпами происходило в 1965-85, когда объем выработки нефтепродуктов увеличился более чем в 2 раза. В этот период прсим. интенсивно наращивались мощности по первичной (прямой) перегонке нефти. Начиная с 11-й пятилетки отрасль перешла на качественно новый путь развития-повышение эффективности использования нефти на основе углубления ее переработки. Опережающими темпами растет выпуск сырья для нефтехим., хим. и микробиол. отраслей пром-сти. Наряду с углублением переработки нефти др. важной задачей Н. в СССР является улучшение качества гл. нефтепродуктов - моторных топлив и масел для удовлетворения возрастающих требований к охране природы, а также со стороны транспорта. В указанное 20-летие уд. вес высокооктановых бензинов в общем объеме произ-ва автомобильных бензинов удалось повысить с 3,1 до 79,1%, дизельного малосернистого топлива-с 50 до почти 100%, высокоиндексных моторных смазочных масел-с 2,25 до 87,3%.

За рубежом первое место по мощности установок Н. занимают США; крупными мировыми центрами Н. являются также страны Западной Европы и Япония. Быстрыми темпами развивается Н. в нефтедобывающих странах: Саудовской Аравии, Мексике и др. В связи с высоким спросом на мазут для западноевропейских стран и Японии вплоть до 1973 были характерны неглубокая переработка нефти с выпуском св. 40% мазута и соотв. незначит. мощности установок для деструктивных процессов. Вызванное нефтяным кризисом 70-х гг. резкое повышение цен на сырье привело к существ. сокращению потребления нефти и особенно мазута, к-рый стали заменять альтернативными источниками энергии (прир. газом, углем и др.). Поэтому возросла необходимость углубления переработки нефти, причем для стран Западной Европы и Японии наиб. актуальна деструктивная переработка тяжелых дистиллятных фракций (первый этап углубления). Для США, где и до 1973 глубина переработки нефти достигала 78%, прежде всего важна деструктивная переработка нефтяных остатков (второй этап углубления), что требует более совершенной технологии и значительно удорожает произ-во. В настоящее время за рубежом широко осуществляется стр-во установок каталитич. крекинга, гидрокрекинга и висбрекинга, блоков переработки нефтяных остатков, технол. схемы к-рых включают комбинации процессов гидрообессеривания и каталитич. крекинга или коксования, термич. крекинга и гидрокрекинга и т.д.

Проблема углубления переработки нефти в СССР и ведущих капиталистах, странах решается в условиях сокращения использования высококачеств. малосернистых нефтей при одновременном ужесточении экологич. требований к качеству нефтепродуктов. В последние годы значительно снижены, в частности, предельно допустимые значения содержания S в топливах, что привело к ускоренному росту мощностей установок гидроочистки. Др. важный фактор развития совр. Н.-постепенный отказ от этилирования бензинов (введения тетраэтилсвинца), что требует применения др. способов повышения антидетонационной стойкости автомобильных бензинов (каталитич. риформинг, алкилирование, изомеризация и т.д.).


===
Исп. литература для статьи «НЕФТЕПЕРЕРАБOТКА»:
Сергиенко С. Р., Очерк развития химии и переработки нефти, М., 1955; Трошин А. К., История нефтяной техники в России, М., 1958; Гуревич И. Д., Смидович Е. В., Черножуков Н. И., Технология переработки нефти и газа, ч. 1-3, М., 1972-80; Эрих В. Н., Расина М. Г., Рудин М. Г., Химия и технология нефти и газа, 3 изд., Л., 1985; Справочник нефтепереработчика, под ред. Г. А. Ластовкина, Е.Д. Радченко и М. Г. Рудина, Л., 1986; Конь М. Я., Зелькинд Е. М., Шершун В. Г., Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность за рубежом. Справочник, М., 1986; Горная энциклопедия, т. 3, М., 1987, с. 472-73. М. Я. Конь.

Страница «НЕФТЕПЕРЕРАБOТКА» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков