
- •Глава 1. Современное состояние топливно-энергетического комплекса мира и России
- •Глава 2. Современные представления о происхождении горючих ископаемых
- •Глава 3. Основы химии нефти ..................................... ...... ................ 69
- •Глава 4. Классификация и товарная характеристика нефтепродуктов
- •Глава 5. Теоретические основы и технология процессов первичной переработки нефти и газов
- •Глава 6. Теоретические основы и технология производства
- •Глава 7. Теоретические основы и технология термических процессов переработки нефтяного сырья
- •Глава 8. Теоретические основы и технология каталитических
- •Глава 9. Теоретические основы и технология каталитических гемолитических процессов нефтепереработки
- •Глава 10. Теоретические основы и технология
- •Глава 1
- •1.1. Значение горючих ископаемых в мировой экономике
- •1.2. География месторождений и запасы горючих ископаемых в мире
- •1.2.2. Ресурсы и месторождения природного газа
- •1.2.3. Ресурсы и месторождения углей
- •1.2.4. Ресурсы горючих сланцев, тяжелых нефтей и битумов
- •1.3. Динамика и география добычи горючих ископаемых в мире
- •1.3.1. Добыча нефти
- •Добыча угля в мире в 1998 г. (млн т)
- •1.3.2. Добыча природного газа
- •1.3.3. Добыча угля
- •1.4. Топливно-энергетический баланс мира, развитых капиталистических стран и бывшего ссср
- •1.5. Краткие сведения о геологии, добыче и транспортировании нефти, газа и других горючих ископаемых
- •1.5.1. Геолого-поисковые работы на нефть, газ и твердые горючие ископаемые
- •1.5.2. Бурение нефтяных скважин
- •1.5.3. Методы разработки месторождений горючих ископаемых
- •1.5.4. Транспортирование нефти, газа и других горючих ископаемых
- •1.6. Краткий исторический обзор развития топливной промышленности
- •1.6.1. Развитие нефтяной и газовой промышленности
- •1.6.2. Развитие угольной промышленности
- •1.6.3. Развитие нефтеперерабатывающей промышленности
- •Вопросы
- •Глава 2
- •2.1. Основы геохимии
- •Геохронологическая шкала
- •2.2. Основы биогеохимии
- •2.3. Основные положения теорий органического происхождения твердых горючих ископаемых
- •2.4. Современные представления о происхождении нефти
- •2.5. Основные положения современной органической теории происхождения нефти
- •Вопросы
- •Глава 3
- •3.1. Элементный и фракционный состав нефти
- •3.2. Химический состав и распределение групповых углеводородных компонентов по фракциям нефти
- •3.2.2. Нафтеновые углеводороды
- •3.3. Гетероатомные соединения нефти
- •3.4. Смолисто-асфальтеновые вещества в нефтях и нефтяных остатках
- •3.5. Основные физические свойства нефтей и нефтяных фракций
- •5.5.7. Плотность
- •3.6. Классификация нефтей
- •3.6.2. Технологическая классификация
- •3.7. Производственно-проектная оценка и основные направления переработки нефтей и газоконденсатов
- •3.8. Классификация процессов переработки нефти, газовых конденсатов и газов
- •0 10 20 30 40 50 60 То Выход, %масс.
- •30 40 50 60 70 80 90100 Выход, %масс
- •Вопросы
- •Глава 4
- •4.2. Основы химмотологии моторных топлив и смазочных масел
- •4.3. Химмотологические требования и марки моторных топлив
- •4.4. Основные требования к качеству энергетических топлив и их марки
- •4.5. Основные химмотологические требования к нефтяным маслам
- •4.5.5. Присадки к маслам
- •4.6. Основные эксплуатационные требования к некоторым нетопливным нефтепродуктам
- •Вопросы
- •Глава 5
- •5.1. Научные основы и технология процессов подготовки нефти и горючих газов к переработке
- •5.2. Теоретические основы процессов перегонки нефти и газов
- •5.3. Современные промышленные установки перегонки нефти и газов
- •IX VIII
- •5.3.5. Особенности технологии вакуумной перегонки мазута по масляному варианту
- •5.3.8. Конденсационно-вакуумсоздающие системы вакуумных колонн
- •Вопросы
- •Глава 6
- •6.1. Основные понятия и определения экстракционных процессов
- •6.2. Теоретические основы экстракционных процессов очистки масел
- •6.2.3. Растворяющие и избирательные свойства растворителей
- •6.3. Технология процесса пропановой деасфальтизации гудрона
- •600 Всего
- •6.4. Технология процессов селективной очистки масляных фракций и деасфальтизатов
- •6.5. Технология процессов депарафинизации рафинатов кристаллизацией
- •Примерные показатели процесса депарафинизации рафинатов
- •6.6. Краткие сведения о прочих процессах депарафинизации
- •6.6.2. Карбамидная депарафинизация
- •6.7. Краткие сведения о прочих физико-химических процессах очистки масел
- •Глава 7
- •7.2. Теоретические основы термических процессов переработки нефтяного сырья
- •7.2.7. Основы химической термодинамики термических реакций углеводородов
- •2. Реакция
- •4. Последовательная реакция а,*»-». А,*-». А,
- •7.2.4. Неформальная кинетика цепных реакций термолиза (пиролиза) этана
- •7.3. Технология современных термических процессов переработки нефтяного сырья
- •7.3.3. Установки замедленного коксования
- •Требования к нефтяным пекам
- •Выход продуктов пиролиза нефтяных фракций при 820-850 °с и времени контакта, при котором достигается максимальный выход этилена (данные р.З. Магарила)
- •Вопросы
- •Глава 8
- •8.1. Общие сведения о катализе и катализаторах
- •8.2. Адсорбция и катализ
- •8.3. Энергетика и химическая природа катализа
- •Кислота протон основание
- •-Hj цнканэ. -jh,
- •8.4. Основы макро- и микрокинетики гетерогенных каталитических реакций
- •8.5. Технология процесса каталитического крекинга
- •8.5.2. Сырье каталитического крекинга
- •8.6. Основы управления процессом каталитического крекинга
- •8.6.1. Технологические параметры
- •8.7. Синтез высокооктановых компонентов бензинов из газов каталитического крекинга
- •Вопросы
- •Глава 9
- •9.2. Окислительная конверсия сероводорода в элементную серу (процесс Клауса)
- •9.3. Окислительная демеркаптанизация сжиженных газов и бензино-керосиновых фракций
- •9.4. Производство водорода парокислородной газификацией твердых нефтяных остатков
- •Глава 10
- •10.1. Классификация, назначение и значение гидрокаталитических процессов
- •10.2. Теоретические основы и технология процессов каталитического риформинга
- •Яеахции, идущие на кислотных центрах
- •Теоретические основы
- •193.2. Основные параметры процесса
- •10.4. Теоретические основы и технология каталитических гидрогенизационных процессов облагораживания нефтяного сырья
- •10.4.2. Химизм, термодинамика и кинетика
- •10.4.5. Промышленные процессы гидрооблагораживания дистиллятных фракций
- •0 Иа стабилизацию
- •10.5. Каталитические процессы гидрокрекинга нефтяного сырья
- •10.5.4. Процессы селективного гидрокрекинга
- •Вопросы
- •Глава 11
- •11.1. Краткая характеристика и классификация нпз
- •11.2. Основные принципы проектирования нпз
- •11.3. Основные принципы углубления переработки нефти и поточные схемы* нефтеперерабатывающих заводов топливного профиля
- •Isosso'c
- •11.4. Зачем и как перерабатывать нефтяные остатки в моторные топлива
- •11.5. Проблемы экологизации технологии в нефтепереработке
- •11.6. Основные тенденции и современные проблемы производства высококачественных моторных топлив
- •11.7. Современное состояние и тенденции развития нефтеперерабатывающей промышленности мира и России
- •Вопросы
- •Рекомендуемая литература
- •450001, Г.Уфа, пр. Октября, 2
Глава 1
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТОПЛИВНО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА МИРА И РОССИИ
1.1. Значение горючих ископаемых в мировой экономике
Различные виды горючих ископаемых (природных энергоносителей) - уголь, нефть и природный газ - известны человечеству с доисторических времен. Археологическими раскопками установлено, что на берегу Евфрата нефть добывалась за 6-4 тыс. лет до н.э. Использовалась она для различных целей, в т.ч. и в качестве лекарства. Еще строители Вавилонской башни, Великой Китайской стены использовали для скрепления кирпичей между собой «земляную смолу». Применялся асфальт и при сооружении висячих садов Семирамиды, и при строительстве древнейших дамб на реке Евфрат. Нефть являлась составной частью зажигательного средства, вошедшего в историю под названием «греческий огонь». У народов, населявших южные берега Каспийского моря, нефть издавна применялась для освещения жилищ. Об этом свидетельствует, в частности, древнеримский историк Плутарх, описавший походы Александра Македонского. Упоминания о нефти встречаются в средние века у писателей Ближнего и Среднего Востока, Средней Азии и Западной Европы. Состояние бакинского нефтяного промысла в XIII в. описано Марко Поло. Он указывает, что бакинская нефть применялась для освещения и в качестве лекарства от кожных болезней. В центральные районы России в XVI-XVII вв. нефть привозилась из Баку. Ее применяли в медицине, живописи в качестве растворителя при изготовлении красок, а также в военном деле для изготовления гранат, не гасимых ветром свечей и «светлых» ядер для «огнестрельных потешных стрельб».
13
Начало использования угля археологи относят к каменному веку (т.е. до 2 млн лет назад). Греческий философ Аристотель описал некоторые физические свойства угля, сравнивая его с древесным углем. В 325 г. до н.э. ученик Аристотеля Теофаст называет угли «горячими камнями» - антраксом (откуда и появилось название «антрацит») - и описывает свойства, а также известные в то время месторождения угля. Уголь применяли в качестве бытового топлива с XIII в. сначала в Бельгии, а затем и в других европейских странах.
В 30 - 40-х гг. XVIII в. английский инженер-металлург К. Дерби предложил заменить древесный уголь каменноугольным коксом в доменном процессе. Выделяющийся при коксовании газ стали использовать для освещения и бытовых нужд (отсюда название «светильный газ»),
А из каменноугольной смолы стали выделять такие химические вещества, как бензол, ксилол, антрацен и пек. Петр I придавал большое значение использованию каменного угля, издав в 1722 г. указ об открытии Донецкого угольного бассейна. «Черным великаном» именовал уголь Д.И. Менделеев.
До настоящего времени горючие ископаемые использовали и продолжают использовать главным образом как энергетическое топливо, т.е. как первичные энергоресурсы. В XX в. к источникам энергоресурсов добавились еще гидроресурсы и ядерное топливо. Совокупность отраслей промышленности, занятых добычей, транспортировкой и переработкой различных видов горючих ископаемых, а также выработкой, преобразованием и распределением различных видов энергии (тепловой, электрической и др.), называют топливно-энергетическим комплексом (ТЭК). ТЭК включает топливную (нефтяную, газовую, угольную, торфяную, сланцевую), нефтеперерабатывающую, нефтехимическую и энергетическую (тепло-, гидро-и атомную) промышленности.
ТЭК является основой современной мировой экономики. Уровень развития ТЭК отражает социальный и научно-технический прогресс в стране. Действительно, трудно представить жизнь современного человека без топлива, энергии, света, тепла, связи, радио, телевидения, транспорта и бытовой техники и т.д. Без энергии невозможно развитие кибернетики, средств автоматизации, вычислительной и космической техники. Естественно, поэтому потребление энергии и соответственно энергоресурсов непрерывно возрастало и особенно
14
бурно в XX в. Так, потребление энергии в мире в 1950 г. выросло по сравнению с началом века в 2 раза. Следующее удвоение произошло к 1975 г. При этом потребление нефти и электроэнергии удвоилось за 10 -12 лет. Такой рост обусловливался не только увеличением численности населения Земли, но и прежде всего быстрым ростом удельной энерговооруженности. В 1980 г. среднее душевое потребление энергии в мире составило 2,4 т условного топлива (т у.т.). В конце XX в. 6-миллиардное население Земли потребляло около 15 млрд т у.т. энергии, т.е. примерно 2,0 т у.т. энергии на душу в год.
Около 70 % мае. извлекаемых запасов органических горючих ископаемых мира составляют твердые горючие ископаемые (каменные и бурые угли, антрацит, сланцы, битумы, торф и др.). Роль и значение их по сравнению с жидкими и газообразными горючими были преобладающими до середины нынешнего столетия и остаются весьма значительными в современной мировой экономике. Основная доля добываемых твердых горючих ископаемых продолжает использоваться как энергетическое топливо. Наиболее массовый продукт химической переработки угля - кокс - является основой черной и цветной металлургии. А из жидкой части - смолы - получают большой ассортимент ценных коксохимических продуктов: красители, лаки, удобрения, взрывчатые вещества, лекарства, пропитывающие и связующие пеки и углеродные электродные и графитовые изделия и др.
Особенно велико современное экономическое значение нефти и газа. Нефть и газ - уникальные и исключительно полезные ископаемые. Продукты их переработки применяют практически во всех отраслях промышленности, на всех видах транспорта, в военном и гражданском строительстве, сельском хозяйстве, энергетике, в быту и т.д. За последние несколько десятилетий из нефти и газа стали вырабатывать в больших количествах разнообразные химические материалы, такие, как пластмассы, синтетические волокна, каучу-ки, лаки, краски, моющие средства, минеральные удобрения и многое другое. Не зря называют нефть «черным золотом», а XX век — веком нефти и газа. Нефть и газ определяют не только экономику и технический потенциал, но часто и политику государства.
Однако необходимо отметить, что топливно-энергетический комплекс оказывает и негативное воздействие на природу:
15
механическое загрязнение воздуха, воды и земли твердыми частицами (пыль, зола);
химическое, радиоактивное, ионизационное, тепловое, электромагнитное, шумовое и другие виды загрязнений;
расход больших количеств воды, земли и кислорода воздуха;
глобальный парниковый эффект, постепенное повышение средней температуры биосферы Земли и опасность катастрофы на планете.