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
|