Нефтеперерабатывающая промышленность

 

 

 

Тема «Нефтеперерабатывающая промышленность»

 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Технологические основы промышленного  производства»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

3стр. – Ведение      

4 стр. – 1. Значение нефтяной промышленности в народном хозяйстве Российской Федерации. Топливный баланс страны, его структуры, удельный вес нефти в нем.

8 стр. – 2. Характеристика, технологические процессы, связи нефтяных предприятий по поставке сырья.

8 стр. – 2.1. Физические свойства нефти и нахождение её в природе.

10 стр. – 2.2. Добыча и подготовка нефти к переработке

11 стр. – 2.3. Прямая перегонка нефти

13 стр. – 2.4 Крекинг нефтепродуктов

16 стр. – 2.5. Место организации нефтеперерабатывающего завода.

17 стр. – 3. Технико-экономические показатели и совершенствование нефтеперерабатывающей промышленности.

20 стр. – Заключение

21 стр. – Список литературы

22 стр. – Приложения

 

 

 

Введение

Российский нефтеперерабатывающий  сектор является важнейшей составляющей топливно-энергетического комплекса  России. По объему первичной переработки  нефти Россия занимает четвертое  месте в мире, а по объему мощностей  – второе после США. В данной отрасли  долгое время наблюдалось недоинвестирование, вследствие чего основные фонды быстро устаревали, а российские предприятия  значительно отставали технологически от западных конкурентов. За последние  несколько лет ситуация в нефтепереработке улучшилась. Значительные объемы инвестиций в модернизацию производств со стороны  крупнейших вертикально интегрированных  нефтяных компаний привели к росту  переработки нефти и увеличению глубины ее переработки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Значение нефтяной промышленности в народном хозяйстве Российской Федерации. Топливный баланс страны, его структуры, удельный вес нефти в нем.

  Нефтяная промышленность  сегодня - это крупный народно-хозяйственный комплекс, который живет и развивается по своим закономерностям. Что значит нефть сегодня для народного хозяйства страны? Это: сырье для нефтехимии в производстве синтетического каучука, спиртов, полиэтилена, полипропилена, широкой гаммы различных пластмасс и готовых изделий из них, искусственных тканей; источник для выработки моторных топлив (бензина, керосина, дизельного и реактивных топлив), масел и смазок, а также котельно - печного топлива (мазут), строительных материалов (битумы, гудрон, асфальт); сырье для получения ряда белковых препаратов, используемых в качестве добавок в корм скоту для стимуляции его роста.

Нефть - наше национальное богатство, источник могущества страны, фундамент  ее экономики. В настоящее время  нефтяная промышленность Российской Федерации  занимает 3 место в мире. В 1993 году было добыто 350 млн. т нефти с газовым  конденсатом. По уровню добычи мы уступаем только Саудовской Аравии и США. Нефтяной комплекс России включает 148 тыс. нефтяных скважин, 48,3 тыс. км магистральных нефтепроводов, 28 нефтеперерабатывающих заводов  общей мощностью более 300 млн т/год  нефти, а также большое количество других производственных объектов. На предприятиях нефтяной промышленности и обслуживающих ее отраслей занято около 900 тыс. работников, в том числе  в сфере науки и научного обслуживания - около 20 тыс. человек.

Топливно-энергетический баланс (ТЭБ) это соотношение между добычей, производством и потреблением топливно-энергетических ресурсов. Все виды топлива и энергии  при расчете структуры ТЭБа переводятся  в условные единицы - тонны условного  топлива - с помощью показателя их теплотворной способности и условных коэффициентов. За последние десятилетия  в структуре топливной промышленности произошли коренные изменения, связанные  с уменьшением доли угольной промышленности и ростом отраслей по добыче и переработке  нефти и газа. Если в 1940 г. они составляли 20,5%, то в 1984г - 75,3% суммарной добычи минерального топлива. Теперь на первый план выдвигается  природный газ и уголь открытой добычи. Потребление нефти для  энергетических целей будет сокращено, напротив, расширится ее использование  в качестве химического сырья. В  настоящее время в структуре  ТЭБа на нефть и газ приходится 74%, при этом доля нефти сокращается, а доля газа растет и составляет примерно 41%. Доля угля 20%, оставшиеся 6% приходятся электроэнергию.

В понятие «нефтяная промышленность»  входят разведка нефтяных месторождений, бурение скважин, добыча нефти и  попутного газа, транспортировка, хранение и переработка продуктов добычи.

Впервые разработка нефти  началась в США в 1859 г. В России подобные работы начались в 1864 г. на Кубани, и к началу XX века наша страна занимала первое место в мире по добыче нефтепродуктов.

До революции почти  вся добыча нефти в нашей стране была сконцентрирована на Кавказе, где  добывалось 97 %  нефти. К 30-м гг. прошлого века на первое место вышли США, далее  Венесуэла и затем СССР.В этот период были открыты новые нефтяные месторождения — в Поволжье и  на Урале, но вплоть до Великой Отечественной  войны основным нефтедобывающим  районом был Кавказ. В 1940 – 1950-е  гг. добыча нефти на Кавказе вследствие истощения месторождений сократилась.Добыча нефти в Волго-Уральском районе наоборот сильно возросла, в результате чего этот район выдвинулся на первое место в нефтяной промышленности СССР. В 1988 г. было добыто 624 млн.  тонн нефти, что является рекордным показателем  за всю историю нефтедобычи. До недавнего  времени это был важнейший  по разведанным запасам нефти  район. Здесь были открыты такие  известные месторождения, как Ромашкинское, Бавлинское, Арланское, Туймазинское, Ишимбаевское, Мухановское, Китель-Черкасское, Бугурусланское, Коробковское. Добыча нефти в этом районе обходится  недорого, но нефть Башкирии содержит много серы (до 3 %), парафина и смол, что осложняет ее переработку  и снижает качество продукции. На севере и на юге к ним прилегают  Пермское и Оренбургское месторождения.

В 1960 г. было открыто первое нефтяное месторождение в Западной Сибири, а с начала 1960-х около 300 месторождений нефти и газа, расположенных  на обширной территории Западной Сибири, от Урала до Енисея. В Шаимском, Сургутском и Нижневартовском нефтеносных  районах находятся такие месторождения, как Самотлорское, Усть-Балыкское, Федоровское, Мегионское, Сосницко-Советское, Александровское  и др. В 1964 г. там началась промышленная добыча нефти. В последующие годы нефтяная промышленность Западной Сибири росла очень быстрыми темпами. Нефть  Западной Сибири отличается хорошим  качеством (много легких фракций, небольшое  содержание серы), высокой экономической  эффективностью добычи. В настоящее  время Западная Сибирь — главный  нефтедобывающий район страны. На северо-востоке европейской части России расположен Ухтинский нефтяной район. Он обеспечивает нефтью север европейской части страны. Недалеко от него, у места впадения реки Усы в Печору, разрабатывается группа месторождений нефти (Тимано — Печерская нефтегазоносная провинция). Часть добываемой здесь нефти по трубопроводу поступает в Ярославль.

Кроме основных нефтедобывающих  районов нефть добывают на севере острова Сахалин (месторождение  Оха). С Сахалина нефть по нефтепроводам  поступает на материк в Комсомольск-на-Амуре. В Калининградской области находится  месторождение нефти локального значения. Признаки нефтеносности имеются на обширной территории Севера, Восточной Сибири и Дальнего Востока. Нефтяная промышленность страны вступила в качественно новую, более сложную стадию развития, когда возникает необходимость резко увеличить объем поисково-разведочных работ, особенно в Восточной Сибири, в зонах глубин под газовыми месторождениями Западной Сибири, в шельфовых зонах морей, формирования необходимой для этого производственно-технической базы. Начата добыча нефти в Арктике, на шельфе у о. Колгуев (Песчаноозерское месторождение).

Россия является одним  из крупнейших мировых экспортеров  нефти. Основные потоки российской нефти  идут в европейские страны – Германию, Ирландию, Польшу, Швейцарию, Италию, Чехию, Украину, Венгрию, Словакию.

Нефтеперерабатывающая промышленность занимает по праву одно из ведущих  мест в народном хозяйстве страны. Нефть применяется в основном для получения топлива высокой  эффективности. Ее удельная теплота  сгорания 34...42 МДж/кг, то есть на 10—20 % выше, чем у лучших сортов угля; себестоимость  добычи нефти в пересчете на условное топливо в 3,5 раза ниже, а производительность труда в 9 раз выше, чем при добыче угля. Из нефти вырабатывают смазочные  и специальные масла широкого ассортимента, битумы, парафин и  восковые составы, сажу, кокс для электродов. Все эти продукты находят широкое  применение в машиностроении, химической, легкой и других отраслях промышленности, а также в строительстве. Особое значение как сырье для промышленности нефтехимического синтеза имеют  продукты переработки нефти. Из них  получают пластические массы, синтетические  волокна, каучук, моющие средства, ядохимикаты, красители, лекарственные препараты. Перспективным является использование  отходов нефтепереработки для биохимического синтеза белков и некоторых заменителей  пищевых продуктов.

2. Характеристика, технологические процессы, связи нефтяных предприятий по поставке сырья.
1. Физические свойства нефти и нахождение её в природе.

Согласно биогенной гипотезе нефть образовалась из илистых отложений древних морей. В толще земной коры под действием температуры, давления и в присутствии природных катализаторов органические вещества разлагаются на углеводороды различного строения и их соединения с другими элементами. Органическая часть нефти состоит в основном из углеводородов трех рядов: парафинового (алканы), нафтенового (цикланы) и ароматического (арены). Нефть представляет собой маслянистую жидкость обычно тёмного цвета со своеобразным запахом. Она немного легче воды и в воде не растворяется.

Парафиновые углеводороды при  нормальной температуре — жидкие вещества, молекулы которых содержат в цепи от 5 до 15 атомов углерода. Начиная  с гексадекана C16 нормальные парафиновые  углеводороды являются твердыми веществами и находятся в нефти в растворенном или кристаллическом виде; содержание их колеблется от 10 до 70 %.Нафтены —  наиболее распространенные углеводороды, входящие в состав нефти (их содержится в ней 25—75 %). В нефти обнаружены моноциклические (рядов циклогексана и циклопентана) и полициклические  нафтены с двумя, тремя и большим  количеством колец. Содержание в  нефти ароматических углеводородов, особенно первых членов ряда (бензол, толуол, этилбензол, ксилол), значительно меньше, чем парафиновых и нафтеновых. Кроме углеводородов в нефти  имеется ряд органических соединений, содержащих кислород, серу и азот. К  числу таких соединений относятся, например, смолистые и асфальтеновые  вещества (обычное их содержание 10—20 %, но иногда до 50—60 %). Сернистые и  кислородсодержащие вещества являются вредными примесями в нефти. Как  правило, они ухудшают качество нефтепродуктов и затрудняют их переработку. Вещества, входящие в состав нефти, в зависимости  от химической структуры и размеров молекул характеризуются различной  температурой кипения; в в связи  с этим они делятся на фракции  — группы веществ, выкипающих из смеси  при определенных температурах. Обычно различают светлые, или легкие фракции, выкипающие при температурах до 350 °С, и тяжелые. Первые в основном содержат низкомолекулярные углеводороды, входящие в состав светлого топлива (например, бензина, керосина); вторые — так  называемый мазут — высокомолекулярные углеводороды, входящие в состав масел, парафина, смолы. Как правило, содержание легких фракций в нефти не более 30—50 %.

Плотность нефти находится  в пределах 780...1040 кг/м3. Нефть плотностью ниже 900 кг/м3 называют легкой, выше 900 кг/м3 — тяжелой. Плотность нефти зависит  от содержания в ней легких фракций  и в первом приближении характеризует  ее состав, определяющий направление  переработки нефти, а также ассортимент  и качество вырабатываемой продукции. В основу химической классификации  нефти положен групповой состав фракций, выкипающих при температурах до 250…300 °С. При преобладании в нефти  углеводородов одного из рядов ее относят к классу парафиновых, нафтеновых или ароматических. Если групповой  состав фракций характеризуется  содержанием углеводородов разных рядов не менее 25 %, нефть относят  к одному из смешанных классов: парафинонафтеновым, нафтеноароматическим или парафинонафтеноароматическим. Технологическая классификация, предусмотренная  стандартом, строится на учете состава  нефти и потенциального содержания в ней основных компонентов. Согласно этой классификации по потенциальному содержанию топлива (45—30 % и менее) различают  нефть трех типов — T1, T2, Т3; по потенциальному содержанию масел (25...15 % и менее) —  групп M1, M2, М3 и М4; по содержанию серы (0,5—2 %) —трех классов (I, II, III); по содержанию парафина (1,5—6 %) — трех видов П1, П2, П3.

2.2. Добыча и  подготовка нефти к переработке

Нефть, просачиваясь через  рыхлые породы, задерживается в складках или сдвигах плотных пород  и формируется в залежи. Для  ее добычи бурятся скважины, глубина  которых обычно достигает 1—2 тыс. м; глубинное же бурение производится на 3—4 тыс. и даже 5 тыс. м. В основном применяется турбинное бурение  нефтяных скважин. Добыча нефти осуществляется двумя способами: фонтанным и  глубинно-насосным. При фонтанном  способе добычи нефть под пластовым  давлением до 40 МПа поднимается  к устью скважины и через специальную  арматуру высокого давления поступает  на очистку, а затем в герметизированные  емкости или нефтепроводы. При  глубинно-насосном способе на дно  скважины опускается специальный насос, который подает нефть вверх к  устью скважины. Фонтанный способ добычи нефти применим только в начальный  период существования скважин, когда  давление в пласте достаточно высокое. Он производителен (20—40 т в сутки) и дешев. По мере истощения залежи давление в пласте падает и скважину переводят на глубинно-насосный способ добычи, при этом дебет скважины снижается приблизительно в 8 раз (до 3—5 т в сутки). Поэтому при эксплуатации залежи стремятся как можно дольше поддерживать высокое давление в  пласте, применяя закачку в пласт  газа или воды, а также гидравлический разрыв пласта и др. Получаемая из скважин  нефть содержит примеси: воду (10—30 %), растворенные в ней соли, частицы  породы (3—5 %), а также газообразные фракции углеводородов — попутных газов (1—4 %). Попутные газы, находящиеся  в нефти в растворенном состоянии, при атмосферном давлении интенсивно испаряются, увлекая и часть низкокипящих фракций. Для предотвращения потерь этих фракций, а также самих газов  нефть, выходящая из скважины, направляется в специальные испарители — трапы, где и происходит отделение газов. Попутный газ либо утилизируется (используется как топливо), либо отправляется на химическую переработку. Вода находится  в нефти в свободном состоянии  или в виде капелек размером 0,1...0,01 мм, заключенных в оболочку из смолистых  или маслянистых веществ —  эмульгаторов. Свободная вода отделяется от нефти в отстойниках вместе с механическими примесями. Для  разрушения мелких капелек воды на нефть воздействуют переменным электрическим  полем в специальных аппаратах  — электродегидраторах. Внутри электродегидратора имеются сетки, образующие обкладки конденсатора, между которыми создается переменное электрическое поле. Напряжение на сетках 30—40 кВт. Эмульсия подается между сетками. Попадая в переменное электрическое поле высокого напряжения, капельки соленой воды, являющейся электропроводником, начинают интенсивно колебаться и в результате столкновений сливаются в более крупные капли, которые опускаются сквозь сетки вниз. Соленая вода отстаивается на дне аппарата и сливается. Обезвоженная нефть поднимается сквозь верхние сетки и выводится из верхней секции аппарата.