Нефтеперерабатывающая промышленность

2.3. Прямая перегонка  нефти

Прямая перегонка нефти  представляет собой процесс разделения ее на отдельные фракции, отличающиеся между собой в первую очередь  температурой кипения. Для этого  нефть нагревают, а образующиеся пары отбирают и конденсируют по частям. В результате перегонки получают топливные дистилляты и остаток, называемый мазутом, который в дальнейшем может быть использован для химической переработки или получения смазочных  масел.

Процесс прямой перегонки нефти проводят на установках непрерывного действия, позволяющих в едином технологическом процессе осуществить испарение и фракционирование дистиллятов. Процесс разделения нефти на топливные дистилляты и затем мазута на масляные дистилляты происходит следующим образом.

Подаваемая насосом нефть  под давлением около 1 МПа поступает  в небольшую испарительную колонну, откуда легкокипящая часть идет в  ректификационную колонну, а основная масса поступает в трубчатую печь. Нефть, проходя по змеевику, плавно нагревается поточными газами, до температуры 330 … 350 °C, а затем частично испаряется. Смесь паров нефти и неиспарившейся ее части из змеевика трубчатой печи поступает в ректификационную колонну.

Пары нефти поднимаются  в верхнюю часть колонны, которая  разделена металлическими тарелками  с отверстиями, прикрытыми колпачками. Поднимающаяся вверх в колонне  смесь паров нефти охлаждается  и конденсируется на соответствующих  тарелках. Сверху колонны подается орошение; в качестве оросителя используется часть легкокипящей фракции.

В результате первой перегонки  получают топливные дистилляты при  соответствующих температурах нагрева: бензиновый – 40 … 200 °С; керосиновый  – 140 … 300 °С; газойлевый – 250 … 350 °С. В  остатке получают мазут, который  далее используют для получения  масляных дистиллятов по аналогичной  схеме, только мазут нагревают до температуры 420 … 430 °С.

После отгона из мазута масляных дистиллятов в остатке получают гудрон или полугудрон. Применяя глубокую обработку гудронов и полугудронов серной кислотой получают высоковязкие оста- точные смазочные масла (в основном авиационные).

Рис. 1 Схема атмосферной  установки для перегонки нефти (см. приложение 1)

2.4 Крекинг нефтепродуктов

Выход бензина из нефти  можно значительно увеличить (до 65-70 %) путем расщепления углеводородов  с длинной цепью, содержащихся, например, в мазуте, на углеводороды с меньшей  относительной молекулярной массой. Такой процесс называется крекингом (от англ. Crack- расщеплять). Крекингом  называется процесс расщепления  углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле.

Крекинг изобрел русский  инженер В.Г. Шухов в 1891 г. В 1913 г  изобретение Шухова начали применять  в Америке. В настоящее время  в США 65% всех бензинов получается на крекинг - заводах. Историческая справка. Владимир Григорьевич Шухов (1853-1939). Строитель и механик, нефтяник и  теплотехник, гидротехник и судостроитель, ученый и изобретатель. По проектам Шухова было построено более 500 стальных мостов. Шухов впервые предложил  использовать вместо сложных шарниров простые соединения на заклепках. Чрезвычайно  интересны работы Шухова по сооружению металлических сетчатых оболочек. Изобрел  крекинг нефти. Нефтепроводы, по которым  нефть перекачивается, также сделаны  по его формулам. Резервуары для  хранения нефти также его заслуга.

Аппаратура крекинг - заводов  в основном та же, что и для  перегонки нефти. Это - печи, колонны. Но режим переработки другой. Сырье  тоже другое. Процесс расщепления  ведется при более высоких  температурах (до 6000 С), часто при  повышенном давлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов  раздробляются на более мелкие.

Мазут густ и тяжел, его  удельный вес близок к единице. Это  потому, что он состоит из сложных  и крупных молекул углеводородов. Когда мазут подвергается крекингу, часть составляющих его углеводородов  распадаются на более мелкие, а  из мелких углеводородов как раз  и составляются легкие нефтяные продукты - бензин, керосин.

При крекинге нефть подвергается химическим изменениям. Меняется строение углеводородов. В аппаратах крекинг - заводов происходят сложные химические реакции. Эти реакции усиливаются, когда в аппаратуру вводят катализаторы.

Одним из таких катализаторов  является специально обработанная глина. Эта глина в мелком раздробленном  состоянии - в виде пыли - вводится в  аппаратуру завода. Углеводороды, находящиеся  в парообразном состоянии, соединяются  с пылинками глины и раздробляются  на их поверхности. Такой крекинг  называется крекингом с пылевидным катализатором. Этот вид крекинга широко распространен. Катализатор потом  отделяется от углеводородов. Углеводороды идут своим путем на ректификацию и в холодильники, а катализатор - в свои резервуары, где его свойства восстанавливаются.

Процесс крекинга происходит с разрывом углеводородных цепей  и образованием более простых  предельных и непредельных углеводородов, например:

С16Н34 С8Н18 + С8Н16

гексадекан октан октен 

образовавшиеся вещества могут разлагаться далее:

С8Н18 С4Н10 + С4Н8

октан бутан бутен 

С4Н10 С2Н6 + С2Н4 бутан этан этилен (этен)

Выделившийся в процессе крекинга этилен широко используется для производства полиэтилена и  этилового спирта. Расщепление молекул  углеводородов протекает по радикальному механизму. Вначале образуются свободные  радикалы:

СН3 - (СН2)6 - СН2:СН2 - (СН2)6 - СН3 t

t CН3 - (СН2)6 - СН2 . + . СН2 - (СН2)6 - СН3

Свободные радикалы химически  очень активны и могут участвовать  в различных реакциях. В процессе крекинга один из радикалов отщепляет  атом водорода (а), а другой - присоединяет (б):

а) CН3 - (СН2)6 - СН2 . СН3 - (СН2)5 - СН=СН2 + НО

октен

б) CН3 - (СН2)6 - СН2 . + СН3 - (СН2)6 - СН3

октан

Различают 2 вида крекинга: термический  и каталитический.

Рис. 2 Схема крекинг нефти (см. приложение 2)

Для получения нефтепродукта, свойства которого отвечают требованиям  установленных норм, прибегают к  смешиванию ряда компонентов. Те из них, которые являются носителями основных свойств получаемого продукта, называются базовыми. Компоненты, вводимые в состав продукта для корректирования отдельных  его эксплуатационных показателей, называются добавками. Кроме них  в состав продукта входят так называемые присадки — вещества, зачастую не нефтяного  происхождения, вводимые в продукт  в небольших дозах с целью  улучшения или сохранения на длительный срок его эксплуатационных свойств (антидетонаторы, модификаторы нагара, антиокислители, ингибиторы коррозии, стабилизаторы, депрессоры, вязкостные присадки к маслам и др.).

2.5. Место организации  нефтеперерабатывающего завода.

Выбор точки строительства  зависит от ряда факторов, главный  из которых — потребность близлежащих  районов в нефтепродуктах. Разумеется, желательно, чтобы вблизи завода имелись  источники сырья — нефти. Однако, как показал технико-экономический  анализ, транспорт нефти более  рентабелен, чем перевозка готовых  нефтепродуктов с заводов, расположенных  вблизи нефтепромыслов, к месту их потребления. Поэтому сейчас новые  заводы строятся и в тех районах, где совершенно отсутствуют нефтяные месторождения, но очень велика потребность  в нефтепродуктах.

Потребностью экономического района в нефтепродуктах того или  иного ассортимента определяется в  основном и выбор направления  переработки нефти на заводе. Качество сырья при этом уже не имеет  такого значения, как это было раньше, поскольку разработаны процессы, позволяющие получать большинство  нефтепродуктов, в том числе и  высокого качества, из любой нефти.

В зависимости от ассортимента получаемой продукции и характера  технологической схемы НПЗ делятся  на топливные, топливно-масляные, заводы с нефтехимическими производствами. Принято также характеризовать  заводы по глубине переработки нефти  — уровню отбора светлых нефтепродуктов.

 

 

 

3. Технико-экономические показатели и совершенствование нефтеперерабатывающей промышленности.

В нефтеперерабатывающей  промышленности к основным относятся  следующие статьи затрат:

а. Сырьё и материалы

б. Полуфабрикаты собственного производства

в. Потери и отходы безвозвратно

г. Заработная плата основных рабочих

д. Страховые взносы

е. Топливо и энергия на технические нужды.

К накладным расходам относятся затраты на освоение производства, общепроизводственные расходы, коммерческие расходы.

Основные затраты считаются  по действующим на заводе нормам и  расчетам. На накладные расходы составляют специальные сметы, а затем их общая сумма распределяется на продукцию.

На нефтеперерабатывающим предприятии себестоимость продукции определяется по установкам, а затем определяется фабрично - заводская и полная себестоимость по предприятию в целом.

Главными резервами снижения  при сохранении высокого качества продукции  и хороших условий труда является:

− рациональное и экономическое использование сырья, материалов, топлива, энергии;

− внедрение высоко-производственного оборудования;

− совершенствование организации;

− улучшение работы с персоналом;

− повышение качества и внедрение системы ИСО9000-9004.

Растущие потребности  экономики, как мировой, так и  российской, стимулируют наращивание  использования нефти, нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов для  нужд транспорта, отраслей промышленности и электроэнергетики. Фактически рынок  нефти и нефтепродуктов в России является олигопольным. Он территориально поделен между крупными вертикально  интегрированными нефтяными холдингами, которые доминируют по оптовым поставкам  нефтепродуктов на региональных рынках.

Неблагоприятное финансовое положение, в котором оказалось  множество нефтеперерабатывающих  предприятий, усугублялось и внешними факторами: падением мировых цен  на нефть, высокими налогами, возрастающей угрозой со стороны зарубежных конкурентов  и т.д. Стоит отметить, что в  настоящее время в России действует  достаточно неэффективная система  налогообложения, которая не стимулирует  развитие нефтепереработки (увеличение мощностей и глубины переработки). Поэтому можно говорить об относительной  нехватке высококачественных нефтепродуктов, что автоматически повышает их стоимость.

Важнейшее значение для нефтеперерабатывающей  промышленности страны имеют внешнеэкономические  операции. Значительная часть произведенных  в стране нефтепродуктов реализуется  посредством экспорта. Однако в последнее  время отмечается сокращение объемов  экспортных поставок нефтепродуктов российскими  производителями. На экспорт из России в основном поставляют мазут и  дизельное топливо. Основные объемы автомобильных бензинов потребляют на внутреннем рынке.

Как отмечается в исследованиях, в 2009 кризисном году совокупный оборот компаний отрасли снизился на 25% по сравнению с 2008 годом, однако в 2010 году был зафиксирован рост выручки, которая не только превзошла показатели 2009 года, но и практически сравнялась с выручкой докризисного 2008 года. Необходимо также отметить, что, несмотря на кризисные явления, выручка в 2008 - 2010 годах сохранялась на уровне выше докризисного 2007 года. По мнению специалистов агентства, в 2013 году ожидается увеличение выручки компаний отрасли с темпом прироста порядка 9-11%.

По прогнозам экспертов, в ближайшие годы объем потребления  нефтепродуктов в России будет расти. А значит, будет расти и отрасль  нефтеперерабатывающих предприятий, соответственно, компании будут стремиться наращивать объемы производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Нефть сегодня - это сырьё  для химической промышленности, которая  выпускает необходимые потребителям товары: полиэтилен, битумы, широкую гамму различных пластмасс, искусственных тканей и т.д. Поэтому нефть добывают все страны, в недрах которых она обнаружена.

Однако большие прибыли  приносит не только добыча, но и переработка  нефти. Многие страны, занимающие транзитное положение на путях транспортировки нефти, предпочитают устраивать на своей территории нефтеперерабатывающие заводы, что приносит им огромные доходы. Но наиболее выгодной считается переработка нефти в местах потребления потому, что при этом приходится использовать не много разных, перевозящих продукты транспортов, а один: перевозящий нефть.

Я считаю, что нашей планете  ещё на долгие годы хватит разведанной  и неразведанной нефти, но человечество должно научиться использовать другие альтернативные источники сырья для своей промышленности, иначе наша цивилизация не избежит в будущем экологической катастрофы.

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. Бабина Ю.В., Москвин  В.В. Экономическая география  России. – Москва, 2005.

2. Байков Б. Нефть СССР. - Москва, 1987

3. Березин В.Л. Нефть  и газ Западной Сибири. - Москва, 1990