Природные источники углеводородов

будущем в качестве гомогенных катализаторов процесса получения этан-1,2-

диола из синтез-газа:

[pic]

Эта реакция протекает при температуре 300°С и давлении порядка 500-

1000 атм. В настоящее время такой процесс экономически невыгоден. Продукт

этой реакции (его тривиальное название - этиленгликоль) используется в

качестве антифриза и для получения различных полиэфиров, например терилена.

Метан используется также для получения хлорометанов, например трихлоро-

метана (хлороформа). Хлорометаны имеют разнообразные применения. Например,

хлорометан используется в процессе получения силиконов.

Наконец, метан все больше используется для получения ацетилена

[pic]

Эта реакция протекает приблизительно при 1500°С. Чтобы нагреть метан

до такой температуры, его сжигают в условиях ограниченного доступа воздуха.

Этан тоже имеет ряд важных применений. Его используют в процессе

получения хлороэтана (этилхлорида). Как было указано выше, этилхлорид

используется для получения тетраэтилсвинца(IV). В Соединенных Штатах этан

является важным сырьем для получения этилена (табл. 6).

Пропан играет важную роль в промышленном получении альдегидов,

например метаналя (муравьиного альдегида) и этаналя (уксусного альдегида).

Эти вещества имеют особенно важное значение в производстве пластмасс. Бутан

используется для получения бута-1,3-диена, который, как будет описано ниже,

используется для получения синтетического каучука.

§ 2. Алкены

Этилен. Одним из важнейших алкенов и вообще одним из самых важных

продуктов нефтехимической промышленности является этилен. Он представляет

собой сырье для получения многих пластмасс. Перечислим их.

Полиэтилен. Полиэтилен представляет собой продукт полимеризации

этилена:

[pic]

Полихлороэтилен. Этот полимер имеет еще название поливинилхлорид

(ПВХ). Его получают из хлороэтилена (винилхлорида), который в свою очередь

получают из этилена. Суммарная реакция:

[pic]

1,2-Дихлороэтан получают в виде жидкости либо газа, используя в

качестве катализатора хлорид цинка либо хлорид железа(III).

При нагревании 1,2-дихлороэтана до температуры 500°С под давлением 3

атм в присутствии пемзы образуется хлороэтилен (винилхлорид)

[pic]

Другой способ получения хлороэтилена основан на нагревании смеси

этилена, хлоро-водорода и кислорода до 250°С в присутствии хлорида меди(II)

(катализатор):

[pic]

Полиэфирное волокно. Примером такого волокна является терилен. Его

получают из этан-1,2-диола, который в свою очередь синтезируют из

эпоксиэтана (этиленоксида) следующим образом:

[pic]

Этан-1,2-диол (этиленгликоль) используется также в качестве антифриза и для

получения синтетических моющих средств.

Этанол получают гидратацией этилена, используя в качестве

катализатора фосфорную кислоту на носителе из кремнезема:

[pic]

Этанол используется для получения этаналя (ацетальдегида). Кроме того, его

используют в качестве растворителя для лаков и политур, а также в

косметической промышленности.

Наконец, этилен используется еще для получения хлороэтана, который,

как было указано выше, применяется для изготовления тетраэтилсвинца(IV) -

антидетонаторной присадки к бензинам.

Пропен. Пропен (пропилен), как и этилен, используется для синтеза

разнообразных химических продуктов. Многие из них используются в

производстве пластмасс и каучуков.

Полипропен. Полипропен представляет собой продукт полимеризации

пропена:

[pic]

Пропанон и пропеналь. Пропанон (ацетон) широко используется в качестве

растворителя, а кроме того, применяется в производстве пластмассы,

известной под названием плексигласа (полиметилметакрилат). Пропанон

получают из (1-метилэтил) бензола или из пропан-2-ола. Последний получают

из пропена следующим образом:

[pic]

Окисление пропена в присутствии катализатора из оксида меди(II) при

температуре 350°С приводит к получению пропеналя (акрилового альдегида):

[pic]

Пропан-1,2,3-триол. Пропан-2-ол, пероксид водорода и пропеналь,

получаемые в описанном выше процессе, могут использоваться для получения

пропан-1,2,3-триола (глицерина):

[pic]

[pic]

Глицерин применяется в производстве целлофановой пленки.

Пропеннитрил (акрилонитрил). Это соединение используется для получения

синтетических волокон, каучуков и пластмасс. Его получают, пропуская смесь

пропена, аммиака и воздуха над поверхностью молибдатного катализатора при

температуре 450°С:

[pic]

Метилбута-1,3-диен (изопрен). Его полимеризацией получают

синтетические каучуки. Изопрен получают с помощью следующего

многостадийного процесса:

[pic]

Эпоксипропан используется для получения полиуретановых пенопластов,

полиэфиров и синтетических моющих средств. Его синтезируют следующим

образом:

[pic]

Бут-1-ен, бут-2-ен и бута-1,2-диен используются для получения

синтетических каучуков. Если в качестве сырья для этого процесса

используются бутены, их сначала превращают в бута-1,3-диен путем

дегидрирования в присутствии катализатора - смеси оксида хрома(Ш) с оксидом

алюминия:

[pic]

§ 3. Алкины

Важнейшим представителем ряда алкинов является этин (ацетилен).

Ацетилен имеет многочисленные применения, например:

- в качестве горючего в кислородно-ацетиленовых горелках для резки и

сварки металлов. При горении ацетилена в чистом кислороде в его

пламени развивается температура до 3000°С;

- для получения хлороэтилена (винилхлорида), хотя в настоящее время

важнейшим сырьем для синтеза хлороэтилена становится этилен (см.

выше).

- для получения растворителя 1,1,2,2-тетрахлороэтана.

§ 4. Арены

Бензол и метилбензол (толуол) получают в больших количествах при

переработке сырой нефти. Поскольку метилбензол получают при этом даже в

бльших количествах, чем необходимо, часть его превращают в бензол. С этой

целью смесь метилбензола с водородом пропускают над поверхностью

платинового катализатора на носителе из оксида алюминия при температуре

600°С под давлением:

[pic]

Этот процесс называется гидроалкилированием.

Бензол используется в качестве исходного сырья для получения ряда

пластмасс.

(1-Метилэтил)бензол (кумол или 2-фенилпропан). Его используют для

получения фенола и пропанона (ацетона). Фенол применяется для синтеза

различных каучуков и пластмасс. Ниже указаны три стадии процесса получения

фенола.

[pic]

Поли(фенилэтилен) (полистирол). Мономером этого полимера является

фенил-этилен (стирол). Его получают из бензола:

[pic]

Глава 6. Анализ состояния нефтяной промышленности .

Доля России в мировой добыче минерального сырья остается высокой и

составляет по нефти 11.6%, по газу — 28.1, углю — 12-14%. По объему

разведанных запасов минерального сырья Россия занимает ведущее положение в

мире. При занимаемой территории в 10% в недрах России сосредоточено 12-13%

мировых запасов нефти, 35% — газа, 12% — угля. В структуре минерально-

сырьевой базы страны более 70% запасов приходится на ресурсы топливно-

энергетического комплекса (нефть, газ, уголь). Общая стоимость разведанного

и оцененного минерального сырья составляет сумму 28.5 трлн долларов, что на

порядок превосходит стоимость всей приватизируемой недвижимости России.

Таблица 8 Топливно-энергетический комплекс Российской Федерации

| |Бензин |Дизельное|Мазут |Смазочные|Битумы |Кокс |

| | |топливо | |масла | | |

|Россия |45.5 |71.4 |96.8 |4.7 |8.1 |0.99 |

|США |300.2 |145.4 |58.4 |9.0 |26.2 |36.2 |

|Япония |28.7 |44.6 |38.8 |2.0 |5.8 |0.4 |

|Германия |20.2 |33.7 |9.0 |1.4 |2.7 |1.4 |

|Франция |15.6 |27.7 |12.5 |1.7 |2.8 |0.9 |

|Великобритания|27.2 |25.4 |16.5 |0.9 |2.1 |1.5 |

|Италия |15.9 |26.2 |24.8 |1.1 |2.4 |0.8 |

В структуре производства и потребления РФ значительно больший удельный

вес занимают тяжелые остаточные нефтепродукты. Выход светлых близок к их

потенциальному содержанию в нефти (48-49%), что указывает на низкое

использование вторичных процессов глубокой переработки нефти в структуре

отечественной нефтепереработки. Средняя глубина переработки нефти

(отношение светлых нефтепродуктов к объему переработки нефти) составляет

около 62- 63%. Для сравнения, глубина переработки на НПЗ промышленно

развитых стран составляет 75-80% (в США — около 90%) С начала 90-х годов в

условиях относительно стабильного спроса на светлые нефтепродукты

наблюдалось понижение уровня загрузки по большинству процессов. Дальнейшее

падение этого показателя и, как следствие, глубина переработки, достигшей

минимума в 1994 г. (61.3%), вызвана снижением потребления моторного топлива

в условиях углубляющегося спада промышленного производства по России в

целом. На отечественных заводах недостаточно развиты процессы гидроочистки

дистиллятов, отсутствует гидроочистка нефтяных остатков. НПЗ являются

крупными источниками загрязнения окружающей среды: суммарные выбросы

вредных веществ (диоксида серы, окиси углерода, окислов азота, сероводорода

и др.) в 1990 г. составили 4.5 кг на тонну переработанной нефти.

Сравнивая мощности углубляющих и облагораживающих процессов на

предприятиях Российской Федерации с аналогичными данными по зарубежным

странам, можно отметить, что удельный вес мощностей каталитического

крекинга в 3 раза меньше, чем в ФРГ, в 6 раз меньше, чем в Англии, и в

8 раз ниже по сравнению с США. До сих пор практически не используется один

из прогрессивных процессов — гидрокрекинг вакуумного газойля. Такая

структура все меньше соответствует потребностям национального рынка,

поскольку приводит, как уже отмечалось, к избыточному производству мазута

при дефиците высококачественных моторных топлив.

Упомянутый выше спад производительности головного и вторичных

процессов лишь отчасти является следствием снижения поставок нефти на

нефтеперерабатывающие предприятия и платежеспособного спроса потребителей,

а также большой изношенности технологического оборудования. Из более

600 основных технологических установок отечественных НПЗ только 5.2% (в

1991 г.— 8.9%) имеют срок эксплуатации менее 10 лет. Подавляющее же

большинство (67.8%) введено в строй более 25 лет назад и требует замены.

Состояние установок первичной перегонки в Российской Федерации в целом

наиболее неудовлетворительное.

Прямым следствием неудовлетворительного состояния основных фондов

нефтеперерабатывающей промышленности является высокая себестоимость и

низкое качество товарных нефтепродуктов. Так, не подвергающийся гидрообессе-

риванию мазут имеет низкий спрос на мировом рынке и используется лишь в

качестве сырья для производства светлых нефтепродуктов.

Ужесточение в 80-х годах в большинстве промышленно развитых стран

правительственного контроля за состоянием окружающей среды привело к

значительному изменению технико-технологической структуры зарубежных НПЗ.

Новые стандарты качества моторных топлив (так называемых

"реформулированных" моторных топлив) предусматривают:

. для бензинов — значительное снижение содержания ароматических (бензола

до 1%) и олефиновых углеводородов, сернистых соединений, показателя

летучести, обязательное добавление кислородсодержащих соединений (до

20%);

. для дизельных топлив — снижение содержания ароматических углеводородов

до 20-10% и сернистых соединений до 0,1-0,02%.

В 1992 г. доля неэтилированных бензинов в общем производстве бензинов

в США превысила 90%, в Германии — 70%. Япония производила только

неэтилированные бензины.

На отечественных НПЗ продолжается производство этилированного бензина.

Доля неэтилированных бензинов в общем объеме производства авто бензинов в

1991 г. составила 27.8%. Удельный вес их производства практически не

увеличивался в течение последних лет и составил в настоящее время около

45%. Основная причина заключается в отсутствии финансовых средств на

модернизацию и строительство установок, производящих высокооктановые

компоненты, а также мощностей по производству катализаторов. На

предприятиях России в основном вырабатывали автобензин А-76, не отвечающий

современным требованиям развития двигателестроения. Несколько лучше

состояние производства дизельного топлива как экспортно-способного

продукта. Доля малосернистого топлива с содержанием серы до 0.2% в 1991 г.

составила 63.8%, в 1995г. - до 76%.

В 1990-1994 гг. быстрыми темпами сокращались производство и

ассортимент смазочных масел. Если в 1991 г. общий объем производства масел

составил 4684.7 тыс. т, то в 1994 г. — 2127.6 тыс. т. Наибольшее сокращение

производства масел имело место на грозненских (в настоящее время

производство закрыто), Ярославском, Новокуйбышевском, Орском, Пермском и

Омском НПЗ.

Особая роль в развитии нефтегазового комплекса принадлежит системе

нефтепродуктообеспечения. Значимость трубопроводного транспорта для

функционирования нефтяного комплекса определена Указом Президента РФ от

7 октября 1992 г., в соответствии с которым государство сохранило за собой

контроль над акционерной компанией "Транснефть". На территории Российской

Федерации эксплуатируются 49.6 тыс. км магистральных нефтепроводов,

13264 тыс. куб. м резервуарных емкостей, 404 нефтеперекачивающие станции. В

настоящее время острой проблемой является поддержание действующей системы

магистральных нефтепроводов в работоспособном состоянии.

Нефтепроводная система формировалась в основном в 1960-1970 гг. в

соответствии с ростом объемов добычи нефти. Сроки эксплуатации их довольно

значительны — 45% нефтепроводов имеют возраст до 20 лет, 29%—от 20 до

30 лет. Свыше 30 лет эксплуатируется 25.3% нефтепроводов. Дальнейшая их

эксплуатация в условиях повышенного износа требует значительных усилий по

поддержанию их в работоспособном состоянии. Ввиду резкого сокращения спроса

на российском рынке и рынках стран СНГ потребности в транспортировке нефти

и нефтепродуктов в пределах территории России и ближнего зарубежья за

период 1991-1994 гг. резко снизились, вследствие чего загрузка отдельных

трубопроводов уменьшилась в 1.12-2.8 раза. В результате значительная часть

нефтепроводов, в том числе нефтепровод "Дружба", работают не в полном

режиме, что вызывает повышенную коррозию внутренней поверхности,

снижение К. ПД и надежной работы насосных агрегатов. В то же время заметно

увеличилась нагрузка (на 15-28%) на транспортные артерии, по которым

осуществляются поставки нефти и нефтепродуктов в дальнее зарубежье.

Сокращение платежеспособного спроса потребителей также приводит к

затовариванию нефтью всей системы магистральных нефтепроводов и

резервуаров, что ставит под угрозу ее управляемость. По оценкам

специалистов, при накоплении в системе более 5.8 млн т нефти, как это было

в первой половине 1994 г., рациональное регулирование потоков становится

невозможным.

Одним из основных лимитирующих факторов, негативно влияющих на

развитие экспорта российской нефти морским транспортом, является пропускная

способность экспортных трубопроводов и явно недостаточная мощность морских

нефтяных терминалов. Оставшиеся у России после распада СССР четыре порта с

терминалами — Новороссийск, Туапсе, Находка и Владивосток способны

отгрузить не более 40 млн т нефти в год. Еще около 20 млн т российской

нефти экспортируется через украинский порт Одесса и латвийский Венте-пиле.

Другой проблемой является транспортировка высоко-сернистой нефти. В

бывшем СССР эта нефть перерабатывалась в основном на Кременчугском НПЗ.

Сдерживает развитие нефтяного рынка отсутствие до настоящего времени

единой системы взаимных расчетов за изменение качества нефти в процессе

транспортировки. Это связано с тем, что основные нефтепроводы имели большие

диаметры и предназначались для транспортировки значительных объемов нефти

на дальние расстояния, что заведомо предопределяло перекачки нефтей в

смеси. По некоторым оценкам, ежегодные, только по ОАО "ЛУКОИЛ", потери от

ухудшения потребительских свойств нефти и неэквивалентного

перераспределения стоимости нефти между производителями достигают минимум

60-80 млрд руб.

К началу 90-х годов система нефтепродуктообеспечения (НПрО) включала в

себя 1224 нефтебазы, 496 филиалов нефтебаз, 9893 стационарных и передвижных

автозаправочных станций, систему резервуаров суммарной емкостью порядка

28 миллионов кубометров. Потребительский товарооборот отрасли составлял

около 320 млн т нефтепродуктов. Система нефтепродуктообеспечения входила в

Госкомнеф-тепродукт и состояла из 52 территориальных управлений. Из общего

количества нефтебаз 5.7% составляли перевалочные, 76.4% — железнодорожные,

14.2% — водные и 3.9% — глубинные распределительные нефтебазы. К числу

наиболее крупных нефтебаз системы НПрО относятся Астраханская нефтебаза,

Архангельская, Туапсинская, Находкинская, Волгоградская, Узбекская,

Махачкалинская, Усть-Кутская, Ярославская. Суммарная емкость резервуарного

парка каждой из этих нефтебаз превышает 100000 кубометров.

Этот же период характеризовался интенсивным ростом трубопроводного

транспорта нефтепродуктов, протяженность которого в однониточном исчислении

к началу девяностых годов составляла 15472.9 км магистральных

трубопроводов, и с отводами от них к нефтебазам обшей протяженностью

5051.9 км. Крупнейшими инженерными сооружениями системы НПрО являются

магистральные трубопроводные коммуникации Юго-Западного и Уральского

направлений, суммарный объем перекачки по которым составлял более 80%

объема перекачки по трубопроводам.

НПрО страны включает в себя и нефтепродуктообеспечи-вающие структуры

целого ряда отраслей, к числу которых относятся прежде всего транспортные

системы: железнодорожного и автомобильного транспорта, сельского хозяйства.

К концу 80-х годов предприятия авиации обеспечивались нефтепродуктами

специальным структурным подразделением — службами ГСМ (горюче смазочных

материалов). Служба между федеральными и региональными органами

исполнительной власти в части развития конкурентоспособности предприятий и

организаций ТЭК.

Основными объектами нефтепродуктораспределения на автомобильном

транспорте являются АЗС (стационарные и передвижные) и раздаточные

комплексы маслохозяйства автотранспортных предприятий.

Начиная с 1990 г. быстрыми темпами происходит трансформация системы

НПрО. В этот период единая система Госкомнефтепродукта РСФСР была

реорганизована сначала в концерн "Роснефтепродукт", структурные элементы

Страницы: 1, 2, 3, 4