Ахметов и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа (2006)

ки пессимистическим прогнозам объемы добычи и переработки нефти вмирекконцуистекшеговекавновьнесколькоувеличилисьидостигли уровня 1979 г. — 3,2…3,3 млрд т/год.

В табл.9.11 приведена технологическая структура мощностеймировой нефтепереработки за 2001 г.

Таблица 9.11 — Технологическая структура мощностей

переработки нефти в мире за 2001 г.

По суммарным мощностям НПЗ и объемам переработки нефти (см. табл. 9.5) ведущее место принадлежит США, которые по этим показателям превосходят вместе взятые страны Западной Европы и Японию.

Сверхглубокаястепеньпереработкинефти,ярковыраженный«бензиновый»профильНПЗСШАдостигаетсяширокимиспользованиемвторичныхпроцессов,такихкаккаталитическийкрекинг(≈36%),каталитическийриформинг(≈19%),гидроочисткаигидрообессеривание(≈41%), гидрокрекинг (9,3%), коксование, алкилирование, изомеризация и др.

861

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 применением прежде всего каталитического крекинга вакуумного газойля и мазутов, гидрокрекинга и коксования. По мощностям этих процессов США существенно опережают другие страны мира.

ИзпромышленноразвитыхстраннаиболеекрупныемощностиНПЗ имеют:вЗападнойЕвропе—Италия,Франция,ГерманияиВеликобри- тания; в Азии — Япония, Китай и Южная Корея. НПЗ развитых стран Западной Европы и Японии характеризуются меньшей, чем у США, глубинойпереработки нефти, что обусловливается необходимостью по климатическим условиям производства большого количества печного топлива.

Соотношениебензин:дизельноетопливонаНПЗЗападнойЕвропы впользудизельноготоплива,посколькувэтихстранахосуществляется интенсивнаядизелизацияавтомобильноготранспорта.Понасыщенности НПЗ вторичными процессами, прежде всего углубляющими переработку нефти, западно-европейские страны значительно уступают США. Доля углубляющих нефтепереработку процессов (каталитический 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 реализуется программа широкого наращивания мощностей процессов глубокой переработки нефти, прежде всего установок каталитического крекинга. Так, доля КК от мощности первичной переработки нефти на начало XX века достигла (в%):

Встранах-экспортерахнефтинаиболеекрупнымимощностямиНПЗ обладают Саудовская Аравия, Мексика, Бразилия, Венесуэла и Иран. Характерная особенность нефтепереработки в этих странах — низкая глубина переработки нефти (выход светлых около 50%) и соответ-

862

ственно малая насыщенность НПЗ вторичными процессами. Однако

впоследниегодыисрединихнаметиласьтенденциякуглублениюнефтепереработки. 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.

вусловияхнаращиваниядобычиотносительнодешевойнефтивУралоПоволжье и Западной Сибири осуществлялось строительство новых НПЗ,преимущественнопосхемамнеглубокойичастичноуглубленной переработки нефти, особенно в Европейской части страны. Развитие отечественной нефтепереработки шло как количественно, т.е. путем строительствановыхмощностей,такикачественно—засчетстроитель- ства преимущественно высокопроизводительных и комбинированных процессов и интенсификации действующих установок. Причем развитиеотраслишлоприухудшающемсякачественефтей(так,в1980г.доля сернистых и высокосернистых нефтей достигла ≈84%) и неуклонно возрастающих требованиях к качеству выпускаемых нефтепродуктов.

Впоследние годы перед распадом Советского Союза правительство

СССРосновноевниманиеуделялостроительствуновыхвысокоэффективныхНПЗпоследнегопоколениявсоюзныхреспубликах:Литве(Мажейкяйский, 1984 г. пуска, мощностью 13,3 млн т); Казахстане (Чимкентский, 1984 г. пуска, мощностью 6,6 млн т, Павлодарский, 1978 г. пуска, мощностью 8,3 млн т); Туркмении (Чарджоуский, 1989 г. пуска, мощностью6,5млнт)набазекомбинированныхустановокЛК-6у,КТ-1 идр.РоссииотбывшегоСССРдостались26моральноифизическистареющих НПЗ. Из них восемь было пущено в эксплуатацию до второй мировой войны, пять — построены до 1950 г., еще девять — до 1960 г. Такимобразом,23из26НПЗэксплуатируютсяболее40—70лети,естест- венно, требуется обновление оборудования и технологии (табл. 9.12). Разумеется, российским НПЗ необходимы срочная реконструкция, существенное увеличение мощностей каталитических процессов, повышающих глубину переработки нефти и качество выпускаемых нефтепродуктов.

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 производства 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%.

863

Таблица 9.12 — Проектная характеристика НПЗ России

Примечание. КК — каталитический крекинг; ТК — термический крекинг; ГК — гидрокрекинг; ЗК — замедленное коксование; КР — каталитический риформинг; ГО — гидроочистка; БП и МП — битумные и масляные производства соответственно.

Изанализа приведенныхв табл.9.12 данных можно констатировать, чтопооснащенностивторичнымипроцессами,преждевсегоуглубляющиминефтепереработку,НПЗстранызначительноотстаютотразвитых

864

стран мира. Так, суммарная доля углубляющих нефтепереработку процессов коксования, каталитического и гидрокрекинга в нефтепереработке 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. Эксплуатируемые на НПЗ страны установки гидрокрекинга приспособлены лишь для переработки вакуумных газойлей.

Таблица 9.13 – Структура производства нефтепродуктов

в России в 2004 г.

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 нефтепродуктов.Однако,несмотряназаметноеповышениекачестванаших нефтепродуктов и продукции нефтихимии, они пока уступают лучшим мировым образцам. Мы уступаем и по важнейшим технико-экономи- ческим показателям процессов: металлоемкости, энергозатратам, занимаемойплощади,уровнюавтоматизациипроизводства,численности персонала и др. Даже разработанные и внедренные в последние годы высокопроизводительные процессы и каталитические системы существенно уступают по этим показателям лучшим зарубежным аналогам. НеудовлетворительнообстоитделонаНПЗивотношенииотборасветлых нефтепродуктов от потенциала, что приводит к значительному не-

865

добору дизельных фракций на атмосферных колоннах. Отечественные катализаторы значительно уступают зарубежным аналогам по активности, стабильности, селективности и другим показателям.

ОднойизострейшихнаНПЗРоссииявляетсяпроблемабыстрейшегообновленияимодернизацииустаревшегооборудования,машиниотдельных процессов с доведением их до современного мирового уровня. Необходимыновыетехнологиииноваятехника,заменафизическииморально устаревших технологических процессов на более совершенные в техническом и более чистые в экологическом отношениях безотходные процессы глубокой и комплексной переработки нефтяного сырья.

После распада СССР НПЗ России вошли в состав вертикально интегрированных нефтяных компаний (табл. 9.14).

Таблица 9.14 — Состав российских нефтяных компаний

866

Исходя из изложенного выше, с учетом ключевых проблем отечественной нефтепереработки на перспективу можно сформулировать следующие основные задачи:

—существенное углубление переработки нефти на основе внедрения малоотходных технологических процессов производства высококачественныхэкологическичистыхмоторныхтопливизтяжелыхнефтяных остатков как наиболее эффективного средства сокращения ее расхода;

—дальнейшее повышение и оптимизация качества нефтепродуктов;

—дальнейшее повышение эффективности технологических процессов и НПЗ за счет технического перевооружения производств, совершенствования 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 источников углеводородного сырья и моторных топлив.

Развитиеотраслибудетреализовыватьсянаосновеукрупненияединичных мощностей, энерготехнологического комбинирования процессовикомплекснойавтоматизациисприменениемЭВМсобеспечением требуемой экологической безопасности производств. Эти направления являются генеральной линией технологической политики нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности в стране.

867

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное 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 переработки 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.ДаниловА.М.Введениевхиммотологию.—М.:Техника,2003.—464с.

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

форм, 1999.— 596 с.

9.Капустин В.М., Кукес С.Г., Бертолусини Р.Г. Нефтеперерабатывающая промышленность США и бывшего СССР. — М.: Химия, 1995.— 304 с.

10.Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: Учебное пособие для вузов. — М.: Химия, 1999. — 568 с.

11.Гуреев А.А., Азев В.С. Автомобильные бензины. Свойство и применение. — 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.

868

16.Каминский Э. Ф., Хавкин В. А. Глубокая переработка нефти: технологический 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: Учебник 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.ЧернобыльскийИ.И. Машины и аппараты химических производств. — М.: Машиностроение, 1985. — 456 с.

21.АлександровИ.А.Ректификационныеиабсорбционныеаппараты.—

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.—512с.

23.Фарамазов С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация. — М.: Химия, 1978. — 352 с.

24.Справочник механика химических и нефтехимических производств/ 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 химических 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 нефтепереработки. — 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.

869

31.Машины и аппараты химических производств: Учебник для вузов /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 нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. — М.: Химия, 1987. — 304 с.

37.Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения. Каталог ВНИИнефтемаш. — М.: Изд-во ЦИНТИхимнефтемаш, 1991. — 106 с.

38.Пластинчатые теплообменные аппараты. Каталог УкрНИИхиммаш. — М.: Изд-во ЦИНТИхимнефтемаш, 1990. — 51 с.

39.Теплообменные аппараты типа «труба в трубе». Каталог ВНИИнефтемаш. — М.: Изд-во ЦИНТИхимнефтемаш, 1992. — 23 с.

40.Трубчатые печи. Каталог ВНИИнефтемаш. — М.: Изд-во ЦИНТИхимнефтемаш, 1998. — 27 с.

41.Владимиров А.И. Каталитический крекинг с кипящим (псевдоожиженным) 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. Электроразделители. Каталог ВНИИнефтемаш. — М.: Изд-во. ЦИНТИхимнефте-

маш, 1992. — 7 с.

44.Каталог выпускаемого оборудования ОАО «Уралтехнострой-Туй-

мазыхиммаш». Т. 2. — Уфа, 2005. — 343 с.

870