ГЛУБОКАЯ ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ И ГАЗА

2

3

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1

30

1

33

1

36

1

38

1

38

1

40

1

52

1

58

1

73

1

89

1

90

1

91

1

94

2

02

4

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

АННОТАЦИЯ

Учебное пособие для студентов повышенного уровня обучения специальности 240404 «Переработка нефти и газа» разработано в развитие программы учебной дисциплины «Химия и технология нефти и газа» базового уровня обучения.

Изучение дисциплины «Глубокая переработка нефти и газа» предусматривается на базе опорных знаний по химизму основных технологических процессов в нефтегазопереработке, принципу действия и устройству технологических установок. Вопросы глубокой переработки рассматриваются в аспектах развития нефтепереработки и нефтехимии на ближайший период, а также снижения остроты экологических проблем.

В курсе лекций рассматриваются пути повышения эффективности и направления совершенствования важнейших процессов нефтепереработки, переработки газов и газовых конденсатов на основе последних достижений науки и техники, опубликованных в отраслевых научно-технических журналах: «Химия и технология топлив и масел», «Нефтепереработка и нефтехимия» и др. Также в курсе лекций освещаются вопросы научно-технического развития отрасли, и передовой опыт работы отечественных и зарубежных предприятий.

Для удобства изучения дисциплины «Глубокая переработка нефти и газа» в курсе лекций представлены лишь принципиальные технологические схемы промышленных процессов, в которых отсутствуют сложные схемы обвязки теплообменных аппаратов, не показаны насосы, компрессоры, промежуточные ёмкости, приборы контроля и автоматизации. Для более подробного ознакомления с технологическими схемами типовых промышленных процессов нефте - и газопереработки рекомендуется литература:

«Справочник нефтепереработчика». Под ред. Г.А. Ластовкина, Е.Д. Радченко и М.Г. Рудина. М.: Химия, 1988; «Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа». Под ред. Б.И. Бондаренко. М.: Химия, 1983.

При самостоятельной подготовке с использованием курса лекций студентам рекомендуется - прорабатывать лекции совместно с материалами учебных пособий по химии и технологии нефти и газа.

5

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ВВЕДЕНИЕ

Современный этап развития мировой экономики характеризуется повышенными требованиями к качеству продукции нефтеперерабатывающих предприятий, необходимости снижения воздействия на окружающую среду, сокращение расходов материальных и энергетических ресурсов. Важнейшими задачами при этом являются разработка и внедрение безотходных технологий и экологически чистых технологических процессов.

Приоритетным направлением нефтепереработки считается повышение эффективности использования нефтяного сырья, что означает снижение его удельного расхода для получения требуемого ассортимента товарной продукции без изменения количественных и качественных показателей производства. Достижение указанных целей может осуществляться, например:

-вовлечением в переработку тяжёлых остатков переработки нефти, в частности мазутов, гудронов, а также остаткой вторичной переработки нефтяных фракций;

-повышением отбора целевых продуктов на дейчтвующих технологических установках;

-увеличением нефтехимической составляющей при переработке нефти за счёт создания дополнительных видов сырья для нефтехимического синтеза и производства продуктов нефтехимии;

-внедрением процессов разделения и переработки углеводородных газов различного происхождения;

-сокращение потерь производств и расхода сырьевых углеводородных ресурсов в качестве топлива на собственные нужды.

При оценке эффективности функционирования нефтеперерабатывающих предприятий применяют такие показатели, как глубина переработки нефти и отбор целевых продуктов.

Понятие «глубокая переработка нефти» связывают с совершенством поточной схемы нефтеперерабатывающего предприятия, касающимся в большей степени наличия в составе предприятия вторичных процессов переработки газов, тяжёлых нефтяных фракций и остатков, а также облагораживающих процессов, позволяющих получать товарную продукцию высшего качества в соответствии с действующими стандартами.

Понятие «глубина переработки нефти» отражает суммарное количество светлых дистиллятов, выработанных из сырья, поступающего на предприятие.

Вобщем случае этот показатель косвенно отражает эффективность использования сырья и оценивается выходом светлых нефтепродуктов, долей отдельных групп нефтепродуктов, например масел, битума, кокса, нефтехимических продуктов, в суммарном балансе предприятия, уровнем безвозвратных потерь и расходом топлива на собственные нужды.

В среднем по отечественным нефтеперерабатывающим предприятиям

6

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

глубина переработки нефти в 2008 г. составила 71,9 % приколебаниях на разных предприятиях от 51,3 до 87,4 %. Низкая глубина переработки наблюдается, как правило, на предприятиях с высоким объёмом производства топочного мазута, направляемого на экспорт, и вакуумного газойля. Увеличение глубины переработки нефти может быть достигнуто прежде всего вводом в действие новых технологических установок, например каталитического крекинга, гидрокрекинга, коксования, повышением в балансе предприятия доли нефтехимической продукции.

Однаго углубление переработки нефти путём усложнения технологической схемы ипредприятия включением процессов переработки остаточного сырья не приводит к повышению эффективности его функционирования до тех пор, пока вся цепочка процессов, в том числе облагораживающих, для получения товарной продукции требуемого качества из заданного вида сырья.

РАЗДЕЛ 1 Современное состояние топливно-энергетического комплекса

В результате изучения раздела студент должен иметь представление:

-о различных видах природных энергоносителях;

-о состоянии современного топливно-энергетического комплекса страны

ив мире.

Различные виды горючих ископаемых (природных энергоносителей) - уголь, нефть и природный газ - известны человечеству с доисторических времён.

До настоящего времени горючие ископаемые использовали и продолжают использовать главным образом как энергетическое топливо, т.е. как первичные энергоресурсы. В 20 веке к источникам энергоресурсов добавились ещё 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.), называется 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.

7

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

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. Потребление энергии и энергоресурсов непрерывно возрастает.

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 обуславливался не только увеличением числа населения Земли, но и, прежде всего быстрым ростом удельной энерговооружённости. В 1980 г. среднее душевое потребление энергии в мире составило 2,4 т условного топлива (т у.т.). В конце 20 столетия 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.

Особенно велико современное экономическое значение нефти и газа. Нефть и газ - уникальные и исключительно полезные ископаемые. Продукты их переработки применяются практически во всех отраслях промышленности, на всех видах транспорта, в военном и гражданском строительстве, сельском хозяйстве, энергетике, в быту и т.д. Нефть является сырьём для производства многих химических продуктов (этилена, пропилена, ароматических углеводородов и др.), а также смазочных масел, парафинов, битума, кокса и другие важнейших видов продукции. За последние несколько десятилетий из нефти и газа стали вырабатывать в больших количествах разнообразные химические материалы, такие как, пластмассы, синтетические волокна, каучуки, лаки, краски, моющие средства, минеральные удобрения и многое другое. Нефть и газ определяют не только экономику и технический потенциал, но часто и политику государства.

Основная доля горючих ископаемых представлена твёрдыми видами топлива (70 % экв.). На долю нефти и газа приходится соответственно 16 и 14 % экв. от извлекаемых запасов органических топлив. Несмотря на то, что запасы угля значительно превышают запасы нефти, нефть как более экономичный и эффективный вид энергии окончательно оттеснила уголь на второе место.

Запасы горючих Ископаемых, имеющих различную энергоёмкость, удобно выражать эквивалентной единицей условного топлива, энергоёмкость которого принята за 29 ГДж/т (7000 ккал/кг).

По добыче нефти в 2004 году Россия вышла на первое место в мире (421,4 млн. т), причём три четверти (с учётом нефтепродуктов - в основном, полуфабрикатов) экспортируется.

По сведениям ОАО «ЦНИИТЭнефтехим», к 2020 году добычу нефти намечается увеличить до 450 - 520 млн. т/год, а экспорт составит 300 - 350 млн. т или 67 % от объёма добычи.

По объёмам переработки нефти Россия занимает 4-е место в мире после США, Японии и Китая. По долгосрочным прогнозам, ожидается рост объёмов переработки. К 2010 году переработка нефти должна достичь 190 - 2,00 млн.

8

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

т/год, к 2020 году - 215 млн. т/год с одновременным увеличением глубины переработки да 75 % к 2010 году и до 80 - 85 % - к 2020 году. Объём производства моторных топлив (автомобильного бензина, дизельного топлива, авиакеросина) должен увеличиться до 110 млн. т к 2010 году и 130 млн. т к 2020 году.

Таблица 1 - Энергетические эквиваленты горючих ископаемых

Однако необходимо отметить, что топливно-энергетический комплекс (ТЭК) оказывает и негативное воздействие на природу:

•механическое загрязнение воздуха, воды и земли твёрдыми 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.

Контрольные вопросы

1.Какие отрасли промышленности входят в топливно-энергетический комплекс (ТЭК)?

2.Перечислить Области применения горючих ископаемых в народном хозяйстве?

3.Указать негативное воздействие ТЭК на окружающую среду.

4.Каковы будут последствия для экономики страны и быта людей при прекращении добычи и переработки нефти?

РАЗДЕЛ 2 Нефтеперерабатывающая промышленность

В результате изучения раздела студент должени: иметь представление:

9

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

-о состоянии, направлении и перспективах развития отрасли;

-о значении и путях совершенствования технологических процессов нефтепереработки;

знать:

-необходимость углубления переработки нефти и газа;

-сущность и необходимые меры для решения углубления переработки

нефти;

-направления, варианты и перспективы развития важнейших процессов переработки и их роль в выводе отрасли на новый, высокий уровень развития;

-об оптимальных схемах глубокой переработки нефти по топливному и масляному вариантам;

уметь:

-выбирать оптимальную схему переработки нефтяного сырья и процессов получения нефтепродуктов с заданными эксплуатационными свойствами;

-обосновывать необходимость опережающего развития мощностей по углублению переработки нефти и экономической эффективности процессов углубления;

-использовать информацию из специальной литературы в процессе принятия самостоятельных решений.

Глава 2. 1 Нефтеперерабатывающая промышленность. Перспективы развития

1.Вклад отечественных учёных - химиков и инженеров в становление нефтепереработки.

2.Характеристика нефтеперерабатывающей промышленности.

3.Сырьевая база нефтеперерабатывающей промышленности.

Тема 2. 1.1 Вклад отечественных учёных - химиков и инженеров в становление нефтепереработки

До середины 19 века нефть добывалась в небольших количествах в основном из неглубоких колодцев вблизи естественных выходов её на поверхность. Со второй половины 19 в. спрос на нефть стал возрастать в связи с широким использованием паровых машин и развитием на их основе промышленности. На рубеже 19 - 20 вв. были изобретены дизельный и бензиновый двигатели внутреннего сгорания, положившие начало бурному развитию нефтедобывающей промышленности. Этому способствовало изобретение в середине 19 в., механического бурения скважин. Первую в мире нефтяную скважину пробурил знаменитый американский полковник Дрейк в 1859 г. на окраине маленького городка Тайтесвилл в штате Пенсильвания. В России первые скважины были пробурены на Кубани в долине реки Кудако в

10