Реферат: Учебное пособие по дисциплине глубокая переработка нефти и газа содержание

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

По дисциплине

«ГЛУБОКАЯ ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ И ГАЗА


Содержание

Введение

РАЗДЕЛ 1 Современное состояние топливно-энергетического комплекса

РАЗДЕЛ 2 Нефтеперерабатывающая промышленность

Глава 2.1 Нефтеперерабатывающая промышленность. Перспективны развития

Тема 2.1.1 Вклад отечественных учёных – химиков и инженеров в становление нефтепереработки

Тема 2.1.2 Характеристика нефтеперерабатывающей промышленности

Тема 2.1.3 Сырьева база нефтеперерабатывающей промышленности

^ Глава 2.2 Углубление переработки нефти – основная задача нефтеперерабатывающей промышленности

Тема 2.2.1 Динамика и георгафия добычи горючих ископаемых

Тема 2.2.2 Классификация процессов переработки нефти, газовых конденсатов, газов

Тема 2.2.3 Необходимость углубления переработки нефти. Углубляющие процессы

Тема 2.2.4 Варианты технологической схемы углубления переработки нефти (мазута)

РАЗДЕЛ 3 Повышение эффективности работы первичной переработки нефти

^ Глава 3.1 Обессоливание и обезвоживаниенефти. Перегонка нефти

Тема 3.1.1 Подготовка нефти к переработке

Тема 3.1.2 Установка (блок) атмосферной перегонки

Тема 3.1.3 Установка (блок) вакуумной перегонки мазута

Тема 3.1.4 Стабилизация бензинов

РАЗДЕЛ 4 Процессы глубокой переработки вторичного сырья, их совершенствование и перспективы

^ Глава 4.1 Термические процессы. Термодиструктивные процессы

Тема 4.1.1 Типы и назначение термических термических процессов

Тема 4.1.2 Пиролиз

Тема 4.1.3 Термический крекинг

Тема 4.1.4 Висбрегинг тяжёлого сырья

Тема 4.1.5 Коксование

Тема 4.1.6 Производство технического углерода (сажи)

^ Глава 4.2 Термические процессы. Термоокислительные процессы

Тема 4.2.1 Производство нефтяных битумов

Тема 4.2.2 Производство водорода парокислородной газофикацией твёрдых нефтяных остатков

^ Глава 4.3 Каталитические процессы вторичной переработки нефтяных фракций. Гетеролитические процессы

Тема 4.3.1 Каталитический крекинг

Тема 4.3.2 Алкилирование

Тема 4.3.3 Производство метилтредбутилового эфира (МТЭБ)

^ Глава 4.4 Каталитические гомолитические процессы нефтепереработки

Тема 4.4.1 Паравая каталитическая конверсия углеводородов (ПКК)

Тема 4.4.2 Окислительная конверсия сероводорода в элементарную серу (процесс Клаус)

Тема 4.4.3 Окислительная демеркаптанизация

^ Глава 4.5 Гидрокаталитические процессы переработки нефтяного сырья

Тема 4.5.1 Классификация, назначение гидрокаталитических процессов нефтепереработки

Тема 4.5.2 Каталитический риформинг

Тема 4.5.3 Каталитическая изомеризация лёгких алканов

Тема 4.5.4 Гидроочистка нефтяных фракций

Тема 4.5.5 Гидрокрекинг нефтяного сырья

Тема 4.5.6 Гидродеароматизация керосиновых фракций

РАЗДЕЛ 5 Экологические проблемы производства топлив и масел

^ Глава 5.1 Экологизация в нефтепереработке

Глава 5.2 Тенденции и современные проблемы производства высококачественных продуктов

Список литературы

5


6

8


9


9


15


23


26

27


30


32


40


46


46

46

53

58

64


66


67


67

70

74

78

81

88


91

92


96


100

100

117

125


129


130


133

136


138


138

140

152

158

173

189


190

191


194

202



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.


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. В общем 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 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 и в 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. 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. 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


Вид горючих

ископаемых

Удельная

энергоёмкость

Коэффициент перевода в

условное топливо, т/т

нефтяной

эквивалент

Уголь каменный

27,60 ГДж/т

0,95

0,66

Уголь бурый

13,80 ГДж/т

0,47

0,33

Нефть

41,90 ГДж/т

1,44

1,00

Природный газ










при 20 0С

34,30 ГДж/1000м3

1,18 т/1000м3

0,82 т/1000м3

при 0 0С

37,70 ГДж/1000м3

1,30 т/1000м3

0,90 т/1000м3

Условное топливо

29,00 ГДж/т

1,00

0,70


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:

- 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 1864 г. А.Н. Новосильцевым, и в 1866 г. одна из скважин дала нефтяной фонтан с начальным дебитом в 190 т в сутки. В начале 19 в. нефть в промышленных масштабах добывали в 19 странах мира. В 1900 г. в мире было добыто почти 20 млн. т нефти, в т. ч. в России - более половины мировой добычи.

В развитии нефтяной промышленности царской России, а затем бывшего СССР можно выделить 3 этапа:

- первый - довоенный этап связан с добычей нефти в Азербайджане;

- второй - послевоенный этап до начала 70-х гг. - связан с открытием, освоением и интенсивным введением в разработку крупных нефтяных месторождений Волго-Уральской нефтегазоносной области (16 мая 1932 г., из скважины № 702 у деревни Ишимбаево ударил первый фонтан восточной нефти);

- третий - современный этап - наиболее интенсивный, связан с открытием уникального нефтегазоносного бассейна в Западной Сибири (1953 г. - фонтан газа, полученный на Березовской площади, 1961 г. - первая нефть на Шаимской структуре).

Нефтепереработка в России зародилась раньше, чем во многих других странах и развивалась быстрыми темпами. Этому способствовали:

- огромные запасы нефти высокого качества;

- достаточно высокий уровень развития промышленности;

- деятельность научных школ середины прошлого века, которые сложились в Петербургском технологическом институте, Петербургском и Московском университетах.

В Петербургском технологическом институте, где были заложены основы нефтепереработки, работали два выдающихся химика - Д.И. Менделеев и Ф.Ф. Бельштейн. Исследование Бакинской нефти и открытие в ней содержания циклопарафинов дало начало широким исследованиям в области химии нефти.

В Петербургском университете А. М. Бутлеров основал школу по разработке теории строения органических соединений. Сформировалась школа Зелинского в области переработки углеводородов. Работы в области дегидроциклизации, гетерогенного катализа привели к созданию процесса риформинга.

Из истории нефтепереработки

Середина и конец 19 века. Из нефти получают керосин и мазуты (братья Дубинины, горный инженер Воскобойников, аптекарь Лукасевич). В 1854 году Лукасевич сконструировал керосиновую лампу, начался бум по производству керосина, и в 1890 году в Азербайджане работало уже 148 заводов.

Неоценимый вклад в развитие отрасли внёс Дмитрий Иванович Менделеев (1834 - 1907гг.) - автор периодической системы химических элементов. В 1863 году он был приглашён В.И. Кокоревым - владельцем заводов в Суруханах для работы над повышением качества выпускаемой продукции. С этого момента начались систематические работы великого химика в области нефтяного дела. Он разработал рекомендации по оптимальным схемам переработки нефти и рационального размещения нефтеперерабатывающих заводов, был инициатором в строительстве нефтепроводов. Предложил первый промышленный способ фракционного разделения нефти. В 1881 году Менделеев изобрёл нефтеперегонный куб непрерывного действия, в котором использовался принцип противотока холодной нефти, нагреваемой полученными нефтепродуктами. Менделеев Д.И. предложил выделять из нефти ароматические углеводороды, которые раньше привозились из - за границы (из Германии).

Выдвинутая Менделеевым Д.И. теория неорганического происхождения нефти привлекает внимание учёных и является предметом споров исследований в наше время.

Рагозин Виктор Иванович (1833 - 1901) - владелец заводов в Нижнем Новгороде и Ярославле. Разработал высококачественное масло «Олеонафт», он ввёл в заводскую практику перегонку с водяным паром, построил и использовал первые нефтеналивные баржи, расширил ассортимент смазочных масел. В соответствии с убеждением о том, что переработку нефти необходимо приблизить к местам потребления нефтепродуктов, он построил два крупных завода в центре России. Одним из них был масляный завод в городе Балахине мощностью 6500 т/год. Ему принадлежат множество трудов по нефтепереработке и первый экономический анализ, который показал, что вывозить продукты переработки нефти из России в четыре раза выгодней, чем сырую нефть.

Александр Александрович Летний (1848 - 1883). В 1875 году открыл разложение тяжёлых нефтяных остатков при высокой температуре, заложив тем самым основы крекинга. Впервые выделил из нефти ароматические углеводороды (бензол и его гомологи, антрацен и фенантрацен), при помощи открытого им процесс пиролиза. Пирогенная переработка нефти приобрела важное значение в годы первой мировой войны, как метод получения ароматических углеводородов - сырья для производства взрывчатых веществ. Руководил строительством нефтеперерабатывающих заводов.

Владимир Григорьевич Шухов (1853 - 1939) - русский инженер - изобретатель. Он создал десятки конструкций, отличавшихся смелостью решений, новизной и практичностью. В 1891 году получил патент на промышленную установку для перегонки нефти с разложением на фракции под действием высоких температур и давлений - крекинг процесс, который лёг в основу современной схемы промышленных установок термического крекинга. В Америке первая установка термического крекинга была пущена только через двадцать два года, в 1913 году. Шухов впервые в мире осуществил промышленное факельное сжигание жидкого топлива с помощью изобретённой им распылительной форсунки. До этого мазут считался отходом производства. Произвёл расчёты и руководил строительством первого в России нефтепровода, мазутопровода с подогревом. Под руководством Шухова спроектировано и построено первое в России нефтеналивное судно. Он создал водотрубные паровые котлы, получившие мировую известность. Под руководством Шухова спроектировано и построено около 500 мостов через Оку, Волгу, Енисей, доменные печи и др. Занимался он и разработкой производством нескольких типов мин, системами заграждения, минными взрывателями.

Но все достижения нефтеперерабатывающей промышленности были бы невозможны без теории строения органических соединений, разработанной Александром Михайловичем Бутлеровым (1828 - 1886) и работ его ученика Владимира Васильевича Морковникова (1838 - 1904), предметом исследования которого были нафтены, обнаруженные и выделенные из нефти.

В.В. Морковниковым и его учениками были описаны многие индивидуальные углеводороды нефти, разработан метод нитрования парафинов разбавленной кислотой. В лаборатории В.В. Морковникова, М.И. Коноваловым впервые было высказано предложение о возможности перехода нафтенов в соответствующие ароматические углеводороды. Это предложение было подтверждено в 1902 году Николаем Николаевичем Зининым.

Таким образом, к началу 20 века были заложены технологические основы переработки нефти. Дальнейшее её развитие осуществлялось новым поколением учёных. Среди них можно назвать Зелинского Н.Д., Ипатьева В.Н. и их учеников. Они были создателями мощных школ в области переработки углеводородов, заложивших основы современных нефтеперерабатывающих процессов.

Владимир Николаевич Ипатьев (1867 - 1952) проводил исследования в области каталитических реакций при высоких температурах и давлениях, продолжил исследования А.А. Летнего.

Николай Дмитриевич Зелинский (1861 - 1953) - создатель фундаментальных трудов в области химии углеводородов нефти и их каталитических превращений в продукты высшей химической ценности. В его школе были заложены основы современных процессов, достаточно упомянуть теорию гетерогенного катализа А.А. Баландина. Открытие Зелинским реакции дегидрирования нафтенов в арены в 1911 году привели к созданию процесса риформинга. В 1915 году Зелинским был создан угольный противогаз. Работы в области происхождения нефти, которые проводились учеником Ипатьева А.В., Фростом А.В. увенчались созданием алюмосиликатных катализаторов.

В Баку с 1904 года начинает работать Лев Гаврилович Гуревич (1874 -1954), который в своих трудах обобщил всё, что было достигнуто в области переработки нефти, написал «Научные основы переработки нефти», по которой десятилетиями учились русские и зарубежные технологи. Гуревич проводил исследования в области адсорбции и катализа на адсорбентах, создал теорию перегонки нефти с водяным паром и комбинированными испаряющими агентами, исследовал процессы очистки и депарафинизации масел. Работы Гуревича по адсорбции легли в основу многих процессов - процессы образования и разрушения эмульсий, адсорбционная очистка и другие.

Из учёных следующего поколения можно отметить труды Н.И. Черножукова, И.М. Губкина, М.Б. Равича.

Николай Иванович Черножуков (1894 - 1971) - один из организаторов отечественного производства масел из сернистых и высокопарафиновых нефтей. Он же разработал рецептуры и технологии получения ряда антикоррозионных присадок к маслам, консервационных смазочных масел. Автор классификации нефтяных смол на группы по составу и свойствам. Впервые сформулировал положение о зависимости между химическим составом нефтяного сырья и эксплуатационными свойствами товарных масел.

Марк Борисович Равич (1906 - 1993) разработал принципиально новые типы печей беспламенного горения с излучающими стенками из панельных горелок, КПД которых достиг 80 %. Он внёс значительный вклад в разработку и внедрение энергосберегающих технологий, совершенствования методов рационального использования природного газа и других видов сырья.

Иван Михайлович Губкин (1871 - 1939) - автор трудов «Учение о нефти». Главный инициатор создания «второго Баку», основатель и первый директор Московского нефтяного института (1930 год), ныне Государственная академия нефти и газа им. Губкина, одного из крупнейших ВУЗов страны. Губкин работал в области теоретических основ поиска и разведки месторождений нефти и газа.

Традиционно высокий уровень научных исследований русских учёных в области химии нефти позволил создать теоретические основы и разработать эффективные технологические процессы переработки нефти. Классикой стали такие научные труды, как «Научные основы переработки нефти» Л.Г. Гуревича, «Крекинг в жидкой фазе» А.Н. Саханова и М.Д. Тиличева, «Избирательные растворители в переработке нефти» В.Л. Гурвича и Н.П. Сосновского, «Химический состав нефтей и нефтепродуктов» (коллектива работников ГрозНИИ), «Производство крекинг - бензинов» К.В. Кострина, «Химия нефти» С.С. Наметкина, «Введение в технологию пиролиза» А.Н. Буткова, а также учебники по технологии переработки нефти, написанные А.Ф. Добрянским, С.Н. Обрядчиковым, Н.И. Черножуковым, И.Л. Гуревичем и Е.В. Смидовичем. Классические работы в области химии и технологии нефти были выполнены Н.Д. Зелинским, В.Н. Ипатьевым, Б.А. Казанским, С.С. Наметкиным, Б.Л. Молдавским, К.П. Лавровским, Д.И. Орочко, А.В. Фростом, Н.А. Несмеяновым, А. Д. Петровым, С.Р. Сергиенко и Р.Д. Оболенцевым. Фундаментальные работы по химизму и механизму термических и каталитических процессов переработки нефти и нефтехимии выполнены Н.Н. Семёновым, А.А. Баландиным, С.З. Рогинским, Ф.Ф. Волькенштейном, Г.К. Боресковым, Г.М. Панченковым и др.

Но нельзя забывать и учёных Башкортостана, занимающихся исследованиями и разработками нефтеперерабатывающей отраслью республики. Среди них нужно назвать такие фамилии как: Б.К. Марушкин, А.З. Биккулов, А.И. Самойлов, Р.Н. Хлесткий, З.И. Сюняев, Р.Н. Гимаев, М.Р. Мавлютов, А.Ф. Ахметов и др.

Профессор А.З. Биккулов внёс большой вклад в решение проблемы получения ароматических углеводородов из нефтяного сырья. Под руководством А.З. Биккулова была разработана и получена на Уфимским НПЗ смазка для холодной прокатки металлов.

Профессорами Р.Н. Хлёсткиным и А.И. Самойловым разработан новый эффективный поглотитель нефтепродуктов и ряд устройств для локализации и ликвидации нефтяных разливов.

Большой вклад в изучение фракционирования углеводородных газов внёс кандидат технических наук Б.К. Марушкин, по результатам его исследований проводились реконструкции газофракционирующих установок на Уфимском НПЗ.

Под руководством доктора технических наук, профессора Ахметова А.Ф. разработаны оригинальные технологии производства высокооктановых бензинов без вовлечения в их композиции антидетонаторов, содержащих свинец. Специалист в области теории и технологии глубокой переработки нефтяного сырья, химической кинетики, моделирования и оптимизации химико-технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии.

А.Ф. Ишкильдиным совместно со специалистами ОА «Ново-Уфимского НПЗ» внедрена в промышленность технология висбрекинга асфальта пропановой деасфальтизации.

На основе работ Р.Х. Мухутдинова и профессора И.А. Самойлова по теоретическим проблемам адсорбционных процессов и каталитической очистки отходящих газов построены блоки очистки газов на Ново-Уфимском НПЗ, АО «Уфанефтехим».

Разработанные профессором К.Ф. Богатых новые контактные устройства для ректификации и энергосберегающих технологий были внедрены на Салаватском и Орском НПЗ и Пермском нефтехимкомбинате.

Огромен и неоценим вклад учёных в развитие отечественной нефтеперерабатывающей промышленности и перспективы развития этой отрасли хватит ещё не на одно поколение химиков.


Контрольные вопросы

1. Назовите факторы, способствующие раннему зарождению нефтепереработки в России.

2. С какого открытия начались широкие исследования в области химии нефти?

3. Кто автор первых рекомендаций по оптимальным схемам переработки нефти для российских нефтепереработчиков?

4. Назовите автора процесса пиролиза.

5. Что показал экономический анализ эффективности использования нефти, выполненный Рагозиным В.И.?

6. Кто изобрёл форсунку, и какое значение это открытие имело для уменьшения загрязнений окружающей среды?

7. Кто автор процесса термического крекинга?

8. Назвать учёных республики Башкортостан, внесших вклад в развитие нефтепереработки.


Тема 2. 1. 2 Характеристика нефтеперерабатывающей промышленности


Нефтеперерабатывающая промышленность - отрасль тяжёлой промышленности, охватывающая переработку нефти и газовых конденсатов и производство высококачественных товарных нефтепродуктов: моторных и энергетических топлив, смазочных масел, битумов, нефтяного кокса, парафинов, растворителей, элементарной серы, термогазойля, нефтехимического сырья и товаров народного потребления.

Промышленная переработка нефти и газовых конденсатов на современных нефтеперерабатывающих завода (НПЗ) осуществляется путём сложной многоступенчатой физической и химической переработки на отдельных или комбинированных крупнотоннажных технологических процессов (установках, цехах), предназначенных для получения различных компонентов или ассортимента товарных нефтепродуктов.

Существует три основных направления переработки нефти:

1) топливное;

2) топливно-масляное;

3) нефтехимическое или комплексное (топливно-нефтехимическое или топливно-масляное - нефтехимическое).

При топливном направлении нефти и газовый конденсат в основном перерабатываются на моторные и котельные топлива. Переработка нефти на НПЗ топливного профиля может быть глубокой и неглубокой. Технологическая схема НПЗ с неглубокой переработкой отличается небольшим числом технологических процессов и небольшим ассортиментом нефтепродуктов. Выход моторных топлив по этой схеме не превышает 55 - 60 % масс. и зависит в основном от фракционного состава перерабатываемого нефтяного сырья. Выход котельного топлива составляет 30 - 35 %.

При глубокой переработке стремятся получить максимально высокий выход высококачественных моторных топлив путём вовлечения в их производство остатков атмосферной и вакуумной перегонки, а также нефтезаводских газов. Выход котельного топлива в этом варианте сводится к минимуму. Глубина переработки нефти при этом достигается до 70 - 90 % масс.

По топливно-масляному варианту переработки нефти наряду с моторными топливами получают различные сорта смазочных масел. Для производства последних подбирают обычно нефти с высоким потенциальным содержанием масляных фракций с учётом их качества.

Нефтехимическая и комплексная переработка нефти предусматривает наряду с топливами и маслами производство сырья для нефтехимии (ароматические углеводороды, парафины, сырьё для пиролиза и др.), а в ряде случаев - выпуск товарной продукции нефтехимического синтеза.

Выбор конкретного направления, соответственно схем переработки нефтяного сырья и ассортимента выпускаемых нефтепродуктов обуславливается прежде всего качеством нефти, её отдельных топливных и масляных фракций, требованиями на качество товарных нефтепродуктов, а также потребностями в них данного экономического района.

Первый в мире нефтеперегонный завод для превращения «чёрной» нефти в «белую» путём перегонки в кубах периодического типа был построен крепостными крестьянами - братьями Дубиниными в 1823 г. вблизи города Моздока. Получаемый при этом дистиллят (фотоген) был впоследствии назван керосином. Легко испаряющийся головной продукт перегонки - бензин и тяжёлый остаток - мазут сжигали в «мазутных» ямах, так как не находили применения. В 1869 г. в Баку было уже 23 нефтеперегонных завода, а в 1873 г. - 80 заводов, способных вырабатывать 16350 т керосина в год. Полученный керосин по Каспийскому морю и Волге вывозился в северные районы России и в страны Ближнего Востока.

В 1876 г. по методу, разработанному Д.И. Менделеевым, первые в мире было организованно промышленное производство смазочных масел из мазута перегонкой в вакууме или токе водяного пара. Нефтяные масла стали вытеснять животные жиры и растительные масла из всех отраслей техники. Русские минеральные масла широко экспортировались за границу и расценивались как самые высококачественные.

Нефтеперегонные заводы появились и в других странах в 40 - х гг. 19 века: Д. Юнг начал перегонку нефти в 1848 г. в Англии, в 1849 г. С. Кир - в Пенсильвании (США). Во Франции первый завод построен в 1854 г. А.Г. Гирном. В 1866 г. Д. Юнг взял патент на способ получения керосина из тяжёлых нефтей перегонкой под давлением, названной крекингом.

Непрерывная перегонка нефти в кубовых батареях, разработанная А.А. Тавризовым, была осуществлена в 1883 г. на заводе братьев Нобель в Баку. На этих кубах были установлены дефлегматоры, устроенные в виде двух цилиндров, вложенных один в другой. В .1891 г. В.Г. Шухов и С.П. Гаврилов разработали аппарат для крекинг - процесса (проводимого при повышенных давлении и температурах). Они впервые предложили нагрев нефти осуществлять не в кубах, а в трубах печей при вынужденном её движении - прообраз современных трубчатых установок непрерывного действия. Их научные и