Химическая технология переработки нефти и газа

Заведующий кафедрой – доктор химических наук, профессор Андрей Алексеевич Пимерзин.

Кафедра «Общая химическая технология и технология нефти газа» была организована в декабре 1949 года в составе нефтяного факультета Куйбышевского индустриального института. Как самостоятельное подразделение кафедра «Технология переработки нефти и газа (ТПНГ)» образована в 1950 году. В период с 1968 по 1985 год формируется новый коллектив, кафедра была переименована в кафедру «Химическая технология переработки нефти и газа («ХТПНГ»).

Профессорско-преподавательский состав кафедры – 17 человек, из которых 3 доктора наук, 9 кандидатов наук.

Основным научным направлением кафедры является совершенствование технологии действующих нефтеперерабатывающих производств и разработка новых катализаторов для процессов переработки нефтяных фракций. Параллельно на кафедре развиваются исследования в области термодинамики и химического равновесия органических реакций, разработки методов прогнозирования физико-химических и термодинамических свойств органических соединений.

В настоящее время кафедра проводит обучение студентов по следующим направлениям подготовки:

    18.03.01 «Химическая технология» по профилю «Химическая технология природных энергоносителей и

Углеродных материалов». Срок обучения – 4 года. Квалификация выпускника – бакалавр. 18.04.01 «Химическая технология». Срок обучения – 2 года. Квалификация выпускника – магистр.

Кафедра осуществляет подготовку кадров высшей квалификации – аспирантов по специальности 02.00.13 – «Нефтехимия». В настоящее время в аспирантуре кафедры обучаются 5 аспирантов.

Для выполнения учебных и научно-исследовательских работ студентами и аспирантами кафедра располагает специализированными лабораториями с современным оборудованием и установками:

    Учебные лаборатории: «Химия нефти», «Катализ в нефтепереработке», «Теоретические основы химической технологии топлив и углеродных материалов», «Основы нефтехимического синтеза», «Основы технологии производства углеродных материалов», «Химическая технология топлив и углеродных материалов»; Научно-исследовательские лаборатории «Катализаторов нефтепереработки и нефтехимии», «Опытных установок», «Хроматографическая лаборатория», «Технологии производства катализаторов», «Синтеза и исследования катализаторов». Установки испытания каталитической активности гетерогенных катализаторов: Микроимпульсная установка (масса катализатора до 1.0 г), проточные установки с микро реактором (масса катализатора до 10.0 г).

Лаборатории кафедры оснащены современным оборудованием, которое позволяет проводить научные исследования на мировом уровне и готовить квалифицированных специалистов.

В подготовке студентов кафедра сотрудничает с рядом промышленных предприятий и организаций, которые являются базами практик и местами их будущего трудоустройства: ОАО «Куйбышевский НПЗ», ЗАО «Химпром» (г. Волгоград), ОАО «Сызранский НПЗ», ООО «Балаковрезинотехника» (г. Балаково), ООО «Новокуйбышевский завод масел и присадок», ОАО «Самаранефтехимпроект», ЗАО «Таркетт» (г. Отрадный), ООО «Тольяттикаучук», ОАО «Новокуйбышевский завод катализаторов», ОАО «КуйбышевАзот», холдинг САНОРС (ЗАО «Нефтехимия», ООО «Самараоргсинтез», ЗАО «Новокуйбышевская нефтехимическая компания»), ОАО «Полиэф» (г. Благовещенск), ОАО «Гипровостокнефть» и другие.

За время работы сотрудниками кафедры опубликовано более 500 статей в специализированных отечественных и зарубежных журналах, изданы монографии и учебные пособия, получено 15 патентов на изобретение и полезные модели. Результаты научной работы постоянно представляются как на региональных, так всероссийских и международных конференциях, форумах, выставках и конгрессах.

Http://htpng. samgtu. ru/

Сайт Машиностроительного техникума Тюменского государственного нефтегазового университета. Отделения техникума: автоматизации (техник), экологии и управления (менеджер, техник, охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов). История, структура техникума. Информация о преподавательском составе и администрации. Условия приема для абитуриентов, рабочие места. Форум, фотогалерея, полезные ссылки.

Тип материала: Учреждения начального и среднего профессионального образования; | Аудитория: Учащийся; Преподаватель; Абитуриент; | Уровень образования: Среднее профессиональное;

Приведены методические указания к разделу "Нефть и ее переработка" курса "Химическая технология". Разработаны на химическом факультете Казанского государственного университета.

Тип материала: Методические указания; | Аудитория: Учащийся; Преподаватель; | Уровень образования: Высшее;

Федеральный государственный образовательный стандарт среднего профессионального образования (ФГОС СПО) представляет собой совокупность требований, обязательных при реализации основных профессиональных образовательных программ по специальности 240134 – "Переработка нефти и газа" всеми образовательными учреждениями профессионального образования на территории Российской Федерации, имеющими право на реализацию основной профессиональной образовательной программы по данной специальности, имеющими государственную аккредитацию.

Тип материала: Образовательный стандарт; | Аудитория: Преподаватель; Менеджер; | Уровень образования: Среднее профессиональное;

Представлен материал по основам теории коррозионных процессов, коррозионной стойкости металлических и неметаллических материалов, необходимый при изучении курса "Химическое сопротивление и защита от коррозии". Пособие предназначено для подготовки инженеров, занимающихся вопросами проектирования и расчета оборудования химических, нефтеперерабатывающих и смежных с ними производств.

Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по нефтегазовому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 130603 "Оборудование и агрегаты нефтегазового производства" направления подготовки специалистов 130600 "Оборудование и агрегаты нефтегазового производства".

Тип материала: Учебник, учебное пособие; | Аудитория: Учащийся; Преподаватель; | Уровень образования: Высшее;

Даны общие сведения об оптимизации применяемых решений при конструировании оборудования нефтегазопереработки, методы оптимального проектирования емкостного оборудования с учетом эксплуатационных факторов и некоторые закономерности в области технологии. Приведены примеры решения формализованных инженерных задач.

Предназначено для студентов всех форм обучения, занимающихся расчетами и проектированием нефтяного оборудования. Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по нефтегазовому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 130603 "Оборудование нефтегазопереработки" направления подготовки дипломированных специалистов 130600 "Оборудование и агрегаты нефтегазового производства".

Тип материала: Учебник, учебное пособие; | Аудитория: Учащийся; Преподаватель; | Уровень образования: Высшее;

Салахова Г. Ф., учитель химии и биологии МБОУ "Сатламышевская СОШ" Апастовского муниципального района Республики Татарстан

С каждым годом научные идеи и труды Д. И. Менделеева привлекают всё возрастающее внимание разнообразных специалистов – историков, философов, педагогов. Из года в год растёт число печатных работ, посвящённых трудам великого учёного. Всё это не случайно: какой бы научной области и практики ни касался учёный, он повсюду устанавливал свои "основы" и находил новые решения самых сложных задач. Цель настоящей работы – исследовать теоретический материал о роли Д. И. Менделеева в развитии нефтяной промышленности России и проанализировать использование нефти в современном обществе.

Тип материала: Научные материалы; | Аудитория: Учащийся; Преподаватель; | Уровень образования: Дополнительное; Высшее;

Журнал "Нефтехимия" публикует оригинальные статьи и обзоры теоретических и экспериментальных исследований, посвященных современным проблемам нефтехимии и переработки нефти. журнал издается Международной Академической Издательской Компанией (МАИК) "Наука/Интерпериодика", выходит шесть раз в году одновременно на двух языках – русском и английском (Petroleum Chemistry). На сайте доступно содержание номеров. Электронная версия журнала доступна по подписке на сайте http://www. maikonline. com.

Тип материала: Оглавление печатных изданий; | Аудитория: Учащийся; Преподаватель; Исследователь; | Уровень образования: Высшее; Послевузовское; Переподготовка и повышение квалификации;

В учебно-методическом комплексе рассмотрены основные физические методы исследования, применяемые анализа продуктов нефтехимического синтеза: спектральные и хроматографические методы, а также стандартизованные ГОСТом. В частности, приведены физические основы методов инфракрасной, ультрафиолетовой (и видимой) спектроскопии, метода комбинационного рассеяния света, высокоэффективной жидкостной хроматографии, устройства приборов, методики снятия спектров и хроматограмм, способы их описания и краткие рекомендации к их обработке. В конце каждой главы приведены примеры решения задач и лабораторные работы.

Электронный учебно-методический комплекс предназначен для студентов ННГУ, обучающихся по направлению подготовки 020100 "Химия" и специальностям 020101 "Химия" и 020801 "Экология", изучающих курс "Химия нефти".

Тип материала: Учебные материалы; | Аудитория: Учащийся; Преподаватель; | Уровень образования: Высшее;

Статьи и авторефераты диссертаций по научно-техническим, производственным, экономическим, социальным и образовательным проблемам нефтяной и газовой отрасли. Доступ к статьям свободный. Статьи публикуются в формате PDF. Поиск по материалам сайта. Представлен перечень кандидатских и докторских диссертаций, защищенных в диссертационных советах УГНТУ с 1969 по 2000 годы. Новости. Сведения о редакционной коллегии. Правила для авторов.

Тип материала: Полнотекстовое издание; | Аудитория: Учащийся; Преподаватель; Исследователь; | Уровень образования: Высшее;

Журнал публикует оригинальные статьи и обзоры, отражающие результаты теоретических и экспериментальных исследований по актуальным проблемам химии нефти и газа, информацию о научных конференциях и другие. История журнала. Состав редколлегии. Правила по подготовке рукописей. Сообщения о присуждении премий.

Тип материала: Оглавление печатных изданий; | Аудитория: Учащийся; Преподаватель; Исследователь; | Уровень образования: Высшее;

Http://window. edu. ru/catalog/resources? p_rubr=2.2.75.25.25

Кафедра осуществляет подготовку дипломированных специалистов по направлениям 18.03.01 «Химическая технология» (бакалавры) и 18.04.01 «Химическая технология» (магистры).

Заведующий кафедрой – доктор технических наук, профессор Тараканов Геннадий Васильевич.

Кафедра располагает двумя топливными, масляной и газовой лабораториями, лабораториями нефтехимического синтеза, термокаталитических процессов, процессов и аппаратов химической технологии. Имеется также специализированная научно-исследовательская лаборатория для преподавателей, аспирантов и студентов, оборудованная современными лабораторными установками для изучения технологических процессов переработки и облагораживания нефтяного и газоконденсатного сырья и нефтехимического синтеза, в том числе и проточного типа, компьютерами и необходимыми аналитическими приборами.

Численность научно-педагогических работников составляет 13 человек, из них 3 человека – доктора наук, профессора и 9 человек – кандидаты наук, доценты.

На кафедре функционирует аспирантура по двум направлениям: 18.06.01 «Химическая технология» (направленность – «Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ») и 04.06.01 «Химические науки» (направленность – «Нефтехимия»). В ней постоянно обучается от 5 до 10 человек. Научными руководителями аспирантуры являются:

Тараканов Геннадий Васильевич, доктор технических наук, профессор, действительный член Российской инженерной академии. Основные направления научной деятельности – глубокая переработка углеводородного сырья, технология ректификации и перегонки нефтяного и газоконденсатного сырья, технологии облагораживания нефтепродуктов. Под его научным руководством обучаются два аспиранта и успешно защищены пять кандидатских диссертаций.

Пивоварова Надежда Анатольевна, доктор технических наук, профессор. Основные направления научной деятельности – изучение процессов углубленной переработки нефтей и газовых конденсатов под влиянием внешних волновых воздействий. Под ее научным руководством обучается два аспиранта и успешно защищены пять кандидатских диссертаций.

Каратун Ольга Николаевна, доктор технических наук, профессор. Основные направления научной деятельности – изучение процессов переработки низкомолекулярных углеводородов и разработка для них катализаторов. Под ее научным руководством обучается два аспиранта и успешно защищены четыре кандидатские диссертации.

Пыхалова Наталья Владимировна, кандидат технических наук, доцент. Основные направления научной деятельности – изучение составов нефтепродуктов, процессов депарафинизации и экстракционного облагораживания нефтяных фракций. Под ее научным руководством обучается один аспирант и успешно защищена одна кандидатская диссертация.

Чудиевич Дария Алексеевна, кандидат технических наук, доцент. Основные направления научной деятельности – интенсификация процессов очистки углеводородных газов от кислых компонентов. Под ее научным руководством обучается два аспиранта и успешно защищена одна кандидатская диссертация.

Кириллова Лариса Борисовна, кандидат химических наук, доцент. Основные направления научной деятельности – изучение процессов переработки и облагораживания углеводородного сырья и их интенсификация. Под ее научным руководством обучается два аспиранта.

Http://astu. org/Content/Page/3579/

Химическая технология нефти и газа Лекция № 7 Нефтеперерабатывающий завод. Первичная перегонка нефти. Лектор – к. т.н., доцент кафедры ХТТ Юрьев Е. М.

Основные понятия В нефтеперерабатывающей промышленности выделяют три типа профиля нефтеперерабатывающего завода, в зависимости от схемы переработки нефти: Топливный Топливно-масляный Топливно-нефтехимический Топливный профиль На НПЗ топливного профиля основной продукцией являются различные виды топлива и углеродных материалов: моторное топливо, мазуты, горючие газы, битумы, нефтяной кокс и т. д. Набор установок включает в себя: обязательно – перегонку нефти, риформинг, гидроочистку; дополнительно вакуумную дистилляцию, каталитический крекинг, изомеризацию, гидрокрекинг, коксование и т. д. Примеры НПЗ: МНПЗ, Ачинский НПЗ и т. д. Глубокая переработка – если есть процессы каткрекинга или гидрокрекинга; Неглубокая переработка – если отсутствуют процессы превращения темных дистиллятов в светлые.

Основные понятия Топливно-масляный профиль На НПЗ топливно-масляного профиля помимо различных видов топлив и углеродных материалов производятся смазочные материалы: нефтяные масла, смазки, твердые парафины и т. д. Набор установок включает в себя: установки для производства топлив и установки для производства масел и смазок (деасфальтизации гудрона, селективной очистки, депарафинизации ). Примеры: Омский нефтеперерабатывающий завод, Ярославнефтеоргсинтез, Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез и т. д.

Основные понятия Топливно-нефтехимический профиль На НПЗ топливно-нефтехимического профиля помимо различных видов топлива и углеродных материалов производится нефтехимическая продукция: полимеры, реагенты и т. д. Набор установок включает в себя: установки для производства топлив и установки для производства нефтехимической продукции (пиролиз, производство полиэтилена, полипропилена, полистирола, риформинг направленный на производство индивидуальных ароматических углеводородов и т. д.). Примеры: Салаватнефтеоргсинтез; Уфанефтехим.

Назначение первичной переработки нефти Из нефти, поступающей с установок промысловой подготовки на нефтеперерабатывающий завод, получают широкий спектр различной продукции (высокооктановые бензины, дизельные топлива, авиационные керосины, битумы, масла, котельные топлива и многое другое). Но предварительно нефть должна быть разделена на фракции – составляющие, различающиеся по температурам кипения (дистилляты). Для этого на НПЗ существуют установки первичной переработки нефти. Нефть Первичная переработка нефти Фракции нефти Облагораживающий или углубляющий процесс переработки Товарные продукты

Общие сведения о первичной переработке нефти Установки первичной переработки нефти составляют основу всех нефтеперерабатывающих заводов, от работы этих установок зависят качество и выходы получаемых компонентов топлив, а также сырья для вторичных и других процессов переработки нефти. На Омском НПЗ действуют установки первичной переработки нефти АВТ-6, АВТ-7, АВТ-8, АТ-9, АВТ-10 Общий вид установки первичной переработки нефти

Перегонка нефти Перегонка нефти — начальный процесс переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах, основанный на том, что при нагреве нефти образуется паровая фаза, отличающаяся по составу от жидкости. Компоненты жидких смесей, имеют при одинаковом внешнем давлении различные температуры кипения. Благодаря этому в процессе испарения жидкой смеси ее компоненты проявляют различное стремление к переходу в парообразное состояние, т. е. обладают различной летучестью. Наиболее летучим является компонент с наиболее низкой индивидуальной температурой кипения (низкокипящий компонент, НКК). Наименее летучим является высококипящий компонент (ВКК). Следовательно, при испарении жидкой смеси концентрация низкокипящего компонента в образующихся парах больше, чем в жидкой фазе (закон Kоновалова). В паре больше НКК, чем ВКК В жидкости больше ВКК, чем НКК

Перегонка нефти Перегонка нефти осуществляется методами однократного испарения (равновесная дистилляция – испарение нефти в испарителе + ввод нефтегазовой смеси в сепаратор) или постепенного испарения (простая перегонка, или фракционная дистилляция); с ректификацией и без неё; в присутствии перегретого водяного пара —испаряющего агента; при атмосферном давлении и под вакуумом. В лабораторной практике в основном применяется простая перегонка нефти, иногда с ректификацией паровой фазы на установках периодического действия.

Фракционный состав нефти Фракционный состав является важным показателем качества нефти. В процессе перегонки при постепенно повышающейся температуре из нефти отгоняют части — фракции, отличающиеся друг от друга пределами выкипания. «Разгонка» нефти на фракции осуществляется в ректификационной колонне. Общий вид ректификационной колонны

Нефть «разгоняют» до температур 300–350 оС при атмосферном давлении (атмосферная перегонка) и до 500 – 550 оС под вакуумом(вакуумная перегонка). Все фракции, выкипающие до 300–350 оС, называют светлыми. Остаток после отбора светлых дистиллятов (выше 350 оС) называют мазутом. Мазут разгоняют под вакуумом. Фракционный состав нефти Внешний вид различных фракций нефти: чем выше температура кипения фракции, тем темнее цвет.

В промышленности используется перегонка нефти с однократным испарением в сочетании с ректификацией паровой и жидкой фаз. Такое сочетание позволяет проводить перегонку нефти на установках непрерывного действия и добиваться высокой чёткости разделения нефти на фракции, экономного расходования топлива на её нагрев. Перегонка нефти в промышленных условиях Основные термины: Шлем (голова) колонны – верх колонны, где расход газа выше, чем расход жидкости; Куб колонны – низ колонны, где расход жидкости выше чем расход газа. Дистиллят – верхний продукт колонны, обогащенный НКК; Кубовый остаток – нижний продукт колонны, обогащенный ВКК. Флегма – часть дистиллята, возвращаемая в шлем колонны в виде жидкости. Боковой отбор (боковой дистиллят) – дистиллят определённых пределов выкипания, отбираемый из средней части колонны. Питательная секция – участок в колонне, куда подводится свежее сырье. Концентрационная (укрепляющая) секция – часть колонны выше тарелки питания. Отгонная (исчерпывающая) секция – часть колонны ниже тарелки питания.

Перегонка нефти в промышленных условиях Основные термины на производстве: АВТ – атмосферно-вакуумная «трубчатка» – комбинированная установка, сочетающая нагрев в трубчатой печи, ректификацию при атмосферном давлении и ректификацию при пониженном давлении (вакууме). АТ – атмосферная «трубчатка», ВТ – вакуумная «трубчатка»; ЭЛОУ – электрообессоливающая установка; ЭЛОУ-АВТ – комбинированная установка, сочетающая обезвоживание/обессоливание нефти и ее ректификацию. ЭЛОУ может присутствовать как на НПЗ, получающем нефть из нефтепровода, так и на НПЗ, получающего нефть с куста НМ; ЭЛОУ обеспечивает: Содержание воды в нефти до 0,1 % масс. (диаметр остаточных капель воды менее 4,3 мкм); Содержание солей – 3-5 мг/л; Снижение содержания солей Ni и V в 2-3 раза.

Физико-химические основы процесса ректификации Разделение процесса на фракции происходит посредством процесса ректификации. Ректификацией называется массообменнный процесс разделения жидких смесей на чистые компоненты, различающиеся по температурам кипения, за счет противоточного многократного контактирования паров и жидкости.

Физико-химические основы процесса ректификации Ректификацию можно проводить периодически или непрерывно. Ректификацию проводят в башенных колонных аппаратах (до 60 м высотой), снабженных контактными устройствами (тарелками или насадкой) ректификационных колоннах. Расположение тарелок внутри ректификационных колоннах Внешний вид насадки: насадка, заполняющая колонну, может представлять собой металлические, керамические, стеклянные и другие элементы различной формы

Принцип работы ректификационной колонны Место ввода в ректификационную колонну нагретого перегоняемого сырья называют питательной секцией (зоной), где осуществляется однократное испарение. Часть колонны, расположенная выше питательной секции, служит для ректификации парового потока и называется концентрационной (укрепляющей), а другая – нижняя часть, в которой осуществляется ректификация жидкого потока, – отгонной (или исчерпывающей) секцией. Укрепляющая часть колонны Отгонная (исчерпывающая, кубовая) часть колонны Питательная секция

Исходная смесь (нефть), нагретая до температуры питания в паровой, парожидкостной или жидкой фазе поступает в колонну в качестве питания. Зона, в которую подаётся питание называют эвапарационной, так как там происходит процесс эвапарации – однократного отделения пара от жидкости. Эвапарационная зона Принцип работы ректификационной колонны

Пары поднимаются в верхнюю часть колонны, охлаждаются и конденсируются в холодильнике-конденсаторе и подаются обратно на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения. Таким образом в верхней части колонны (укрепляющей) противотоком движутся пары (снизу вверх) и стекает жидкость (сверху вниз). Холодильник-конденсатор Принцип работы ректификационной колонны

Стекая вниз по тарелкам жидкость обогащается высококипящим (высококипящими) компонентами, а пары, чем выше поднимаются в верх колонны, тем более обогащаются легкокипящими компонентами. Таким образом, отводимый с верха колонны продукт обогащен легкокипящим компонентом. Продукт, отводимый с верха колонны, называют дистиллятом. Часть дистиллята, сконденсированного в холодильнике и возвращенного обратно в колонну, называют орошением или флегмой. Дистиллят Флегма (орошение) Принцип работы ректификационной колонны

Для создания восходящего потока паров в кубовой (нижней, отгонной) части ректификационной колонны часть кубовой жидкости направляют в теплообменник, образовавшиеся пары подают обратно под нижнюю тарелку колонны. Кубовая часть колонны Теплообменник (подогреватель) Принцип работы ректификационной колонны

В работающей ректификационной колонне через каждую тарелку проходят 4 потока: 1) жидкость – флегма, стекающая с вышележащей тарелки; 2) пары, поступающие с нижележащей тарелки; 3) жидкость – флегма, уходящая на нижележащую тарелку; 4) пары, поднимающиеся на вышележащую тарелку. Пары Жидкость Светлые фракции Остаток (мазут) Принцип работы ректификационной колонны

При установившемся режиме работы колонны уравнение материального баланса представляется в следующем виде: F=D+W, тогда для низкокипящего компонента F·xF = D·xD + W·xW.

Флегмовое число (R) соотношение жидкого и парового потоков в концентрационной части колонны (R = L/D; L и D – количество флегмы и ректификата).

Паровое число (П) отношение контактируемых потоков пара и жидкости в отгонной секции колонны (П = G / W; G и W – количество соответственно паров и кубового остатка).

Теоретическая тарелка При количественном рассмотрении работы ректификационных колонн обычно используется концепция теоретической тарелки. Под такой тарелкой понимается гипотетическое контактное устройство, в котором устанавливается термодинамическое равновесие между покидающими его потоками пара и жидкости.

Число тарелок определяется числом теоретических тарелок, обеспечивающим заданную четкость разделения при принятом флегмовом (и паровом) числе, а также эффективностью контактных устройств (обычно КПД реальных тарелок или удельной высотой насадки, соответствующей одной теоретической тарелке).

Четкость погоноразделения В нефтепереработке в качестве достаточно высокой разделительной способности колонны перегонки нефти на топливные фракции считается налегание температур кипения соседних фракций в пределах 10–30 °С (косвенный показатель четкости разделения). Бензиновая фракция: температура кипения 32-180 °C Масляная фракция: температура кипения 300—600 °C

20-40°С Трубчатая печь Ректификационная колонна (давление 0,14-0,16 МПа) Конденсатор ВКК НКК Процессы на тарелках ректификационной колонны Кипятильник 365°С 146°С 342°С 30-70°С 350°С 116°С Бензин 100-180°С 206°С Керосин 180-240°С 292°С Дизельное топливо 240-350°С Мазут >350°С Легкий бензин <100°С Флегма Перегонка нефти в промышленных условиях

Перегонка нефти в промышленных условиях Исторически при промышленной перегонке нефти получали: – Конец 19-начало 20 вв. – керосин (осветительный, готовое топливо); Первая половина 20 вв. – бензин, керосин, дизельное топливо – как готовые топлива; Вторая половина 20 вв. – дистилляты различного состава, не менее 5 фракций; Сейчас АВТ играет роль диспетчера на НПЗ. АВТ – головной процесс, первичный процесс (первичная перегонка). ВСЕ получаемые дистилляты далее идут на вторичную переработку: ДТ – очистка от серы, депарафинизация; Бенз. Фр. – повышение октанового числа (облагораживание); Керосин – очистка от серы; Мазут – снижение вязкости (висбрекинг). Мощность современных АВТ – 3-8 млн. т в год. Энергоемкость – 20-35 кг топлива (получаемого из нефти) на 1 т нефти. На заводе может быть несколько установок АВТ или ЭЛОУ-АВТ (например, на Киришском НПЗ 4 шт.: 1 – АВТ-3, 3 – АВТ-6, общая мощность НПЗ по нефти 21 млн. т. В год) При переходе к укруп­ненной установке взамен двух или нескольких уста­новок меньшей пропускной способности эксплуата­ционные расходы и первоначальные затраты на 1 т перерабатываемой нефти уменьшаются, а производи­тельность труда увеличивается

Перегонка нефти в промышленных условиях Прямую перегонку осуществляют при атмосферном или несколько повышенном давлении, а остатков — под вакуумом. AT и ВТ строят отдельно друг от друга или комбинируют в составе одной установки (АВТ). AT подраз­деляют в зависимости от технологической схемы на следующие группы: 1) установки с однократным испарением нефти; 2) установки с двукратным испарением нефти; 3) установки с предварительным испарением в эвапораторе легких фракций и последующей ректификацией. ВТ подразде­ляют на две группы: 1) установки с однократным испарением мазута;. 2) установки с двукратным, испарением мазута (двухступенчатые). Широко распростра­нены установки с предварительной отбензинивающей колонной и основной ректификационной атмосфер­ной колонной, работоспособные при значительном изменении содержания в нефтях бензиновых фракций и растворенных газов. Процесс первичной переработки нефти наиболее часто комбинируют с процессами обезвоживания и обессоливания, вторичной перегонки и стабилизации бензиновой фракции: ЭЛОУ—АТ, ЭЛОУ—АВТ, ЭЛОУ—АВТ — вторичная перегонка, АВТ — вто­ричная перегонка.

Ректификационные колонны Простые колонны используются для разделения исходной смеси (сырья) на два продукта. Сложные колонны разделяют исходную смесь больше, чем на два продукта: 1-я – ректификационная колонна с отбором дополнительной фракции непосредственно из колонны в виде боковых погонов (1,2,3); 2-я – ректификационная колонна, у которой дополнительные продукты отбираются из специальных отпарных колонн (стриппингов). Сложные колонны ректификации стриппинги 2 1 3

Установки первичной переработки нефти Ректификационные установки по принципу действия делятся на периодические и непрерывные. В установках непрерывного действия разделяемая сырая смесь поступает в колонну и продукты разделения выводятся из нее непрерывно. В установках периодического действия разделяемую смесь загружают в куб одновременно и ректификацию проводят до получения продуктов заданного конечного состава.

Способы регулирования температурного режима ректификационных колонн Регулирование теплового режима – отвод тепла в концентрационной (укрепляющей) зоне, подвод тепла в отгонной (исчерпывающей) секции колонн и нагрев сырья до оптимальной температуры.

Отвод тепла использование парциального конденсатора (кожухотрубчатый теплообменный аппарат; применяется в малотоннажных установках; трудность монтажа) Цилиндрические теплообменники

Отвод тепла организация испаряющегося (холодного) орошения (наиболее распространенного в нефтепереработке)

Отвод тепла организация неиспаряющегося (циркуляционного) орошения, используемого широко и не только для регулирования температуры наверху, но и в средних сечениях сложных колонн.

Подвод тепла в отгонной секции нагрев остатка ректификации в кипятильнике с паровым пространством

Подвод тепла в отгонной секции циркуляция части остатка, нагретого в трубчатой печи

Установки первичной переработки нефти Ректификацию осуществляют на трубчатых установках: атмосферная трубчатая установка (АТ); вакуумная трубчатая установка (ВТ); атмосферно-вакуумная трубчатая установка (АВТ). Внешний вид установки первичной переработки нефти на Московском НПЗ

Установки первичной переработки нефти. Атмосферная трубчатая установка (АТ) Является наипростейшей схемой первичной перегонки нефти. На установках АТ осуществляют неглубокую перегонку нефти с получением топливных (бензиновых, керосиновых, дизельных) фракций и мазута. Внешний вид атмосферной трубчатой установки

Установки первичной переработки нефти. Принципиальная схема АТ трубчатая печь для нагрева куба колонны Для перегонки легких нефтей и фракций до 350 ?С (I) применяют АТ: установки с предварительной отбензинивающей колонной (1) и сложной ректификационной колонной (2) с боковыми отпарными секциями (3) для разделения частично отбензиненной нефти на топливные фракции (III, IV, V, VI) и мазут (VII). конденсатор-холодильник

Установки первичной переработки нефти. Вакуумные трубчатые установки (ВТ) Установки ВТ предназначены для перегонки мазута. При вакуумной перегонке из мазута получают вакуумные дистилляты, масляные фракции и тяжелый остаток – гудрон. Полученный материал используется в качестве сырья для получения масел, парафина, битумов. Остаток (концентрат, гудрон) после окисления может быть использован в качестве дорожного и строительного битума или в качестве компонента котельного топлива. Внешний вид вакуумной трубчатой установки

Установки первичной переработки нефти. Принципиальная схема ВТ Мазут, отбираемый с низа атмосферной колонны блока АТ прокачивается параллельными потоками через печь 2 в вакуумную колонну 1. Смесь нефтяных и водяных паров поступают в вакуумсоздающую систему. После конденсации и охлаждения в конденсаторе-холодильнике она разделяется в газосепараторе на газ и жидкость. Газы отсасываются вакуумным насосом 3, а конденсат поступает в отстойник для отделения нефтепродуктов от водяного конденсата. Верхним боковым погоном отбирают фракцию легкого вакуумного газойля (соляра) (II), вторым боковым погоном – широкую газойлевую фракцию (масляную) (III), с низа колонны отбирается гудрон (V).

Установки первичной переработки нефти. Атмосферно-вакуумная трубчатая установка (АВТ) Атмосферные и вакуум­ные трубчатые установки (AT и ВТ) строят отдельно друг от друга или комбинируют в составе одной установки (АВТ). АВТ состоит из следующих блоков: блок обессоливания и обезвоживания нефти; блок атмосферной и вакуумной перегонки нефти; блок стабилизации бензина; блок вторичной перегонки бензина на узкие фракции.

Принципиальная схема блока стабилизации и вторичной перегонки бензина установки ЭЛОУ-АВТ-6 Прямогонные бензины после стабилизации сначала разделяются на 2 промежуточные фракции н. к.-150 ?С и 105-180 ?С, каждая из которых в дальнейшем направляется на последующее разделение на узкие целевые фракции. Нестабильный бензин из блока АТ поступает в колонну стабилизации. С верха колонны 1 отбираются сжиженные газы. Из стабильного бензина в колонне 2 отбирают фракцию н. к.-105 ?С. В колонне 3 происходит разделение на фракции н. к.-62 ?С и 62-105 ?С. В колонне 4 происходит дальнейшее разделение на фракции 62-85 ?С (бензольная) и 85-105 ?С (толуольная). Остаток колонны 2 направляют на разделение в колонну 5 на фракции 105-140 ?С и 140-180 ?С.

Технологический режим и характеристика ректификационных колонн блока стабилизации и вторичной перегонки

Материальный баланс блока стабилизации и вторичной перегонки бензина

Расходные показатели установки ЭЛОУ-АВТ-6 На 1 тонну перерабатываемой нефти:

Материальный баланс перегонки нефти и использование дистиллятов Общий материальный баланс: выход (% мас.) всех конечных продуктов перегонки от исходной нефти, количество которой принимают за 100 %. Поступенчатый баланс: за 100 % принимают выход (% мас.) продуктов перегонки на данной ступени (продукты могут быть промежуточные).

Принципиальная технологическая схема ЭЛОУ-АВТ блок обессоливания и обезвоживания нефти вакуумная колонная атмосферная перегонка блок вторичной перегонки бензина

Материальный баланс перегонки нефти и использование дистиллятов Нефть (I) (100 %) поступает на установку с содержанием минеральных солей от 50–300 мг/л и воды 0,5–1,0 % (мас.) Углеводородный газ (II). В легкой нефти (? = 0,80–0,85) – 1,5–1,8 % (мас.). Для тяжелой – 0,3–0,8 % (мас.) Сжиженная головка стабилизации бензина (IV) содержит пропан и бутан с примесью пентанов (0,2–0,3 % мас.), используется для бытовых нужд (сжиженный газ) или в качестве газового моторного топлива для автомобилей (СПБТЛ или СПБТЗ).

Легкая головка бензина (V) – фракция бензина Н. К. (начало кипения) – 85 °С (4–6 % мас.); О. Ч.М (октановое число по моторному методу) не более 70. Бензиновая фракция (VI) 85–180 °С. Выход ее от нефти в зависимости от фракционного состава обычно составляет 10–14 % мас. Октановое число (О. Ч.М = 45–55). Керосин (Х): 1) отбор авиационного керосина – фракция 140–230 °С (выход 10–12 % мас.); 2) компонент зимнего или арктического дизельного топлива (фракции 140–280 или 140–300 °С), выход 14–18 % (мас.) Материальный баланс перегонки нефти и использование дистиллятов

Дизельное топливо (XI) – атмосферный газойль 180–350 °С (выход 22–26 % мас., если потоком (Х) отбирается авиакеросин или 10–12 % (мас.), если потоком (Х) отбирается компонент зимнего или арктического дизельного топлива. Легкая газойлевая фракция (XIV) (выход 0,5–1,0 % мас. Легкий вакуумный газойль (XV) – фракция 240–380 °С, выход этой фракции составляет 3–5 % мас. Материальный баланс перегонки нефти и использование дистиллятов

Первичная прямая перегонка нефти даёт сравнительно мало бензина (выход от 4 до 25 %). Увеличение выхода бензина достигается применением вторичной переработки более тяжёлых нефтяных фракций, а также мазута с помощью деструктивных методов.

Перегонка нефти в промышленных условиях Атмосферно-вакуумная перегонка нефти с отбензинивающей колонной ЭЛОУ ОТБЕНЗ. АТ ВТ Стаб. Бенз. ЭЖЕКТ

Перегонка нефти в промышленных условиях Тепловой режим в колонне, промежуточное орошение Виды острого орошения в атмосферной колонне: Верх – верхний дистиллят; различные точки по высоте колонны — несколько промежуточных циркуляционных орошений: 1) Промежуточное орошение чаще всего отводят в выносную отпарную колонну с одной из тарелок, расположенных ниже или выше точки вывода бокового дистиллята. 2) В качестве промежуточного орошения используют сам боковой погон, который после охлаждения возвращают в колонну выше или ниже точки ввода в нее паров из отпарной выносной колонны. Применяя орошение, рационально используют избыточное тепло колонны для подогрева нефти, при этом выравниваются нагрузки по высоте колонны, и это обеспечивает оптимальные условия ее работы.

Перегонка нефти в промышленных условиях Материальный баланс (для установки типа АТ) Отбензинивающую колонну применяют при высоком содержании легких УВ: газы – не менее 1,5-2,2 %, бензиновые фракции – не менее 20-30 %, в целом светлые фракции – не менее 50-60 %.

Перегонка нефти в промышленных условиях Особенности процесса: Максимальная температура нагрева – 350-390 °С. Если температура выше усиливаются реакции термического крекинга (для мазута): снижается выход продуктов, образуются твердые нерастворимые пробки в трубопроводах. Чем выше нагрев, тем короче расстояние от печи до колонны по трансферному трубопроводу (меньше время нахождения нефти при данной температуре). Куб колонны работает в двух режимах: в куб колонны подают перегретый водяной пар вместо горячего кубового продукта (создается необходимый тепловой поток, не происходит разложения УВ); возвращения кубового потока в виде пара не происходит – отпарная колонна. 3) Питающая тарелка должна быть сконструирована таким образом, чтобы: – Равномерно распределить сырье по сечению колонны; – уловить капли жидкости, уносимые паровой фазой.

Особенности нефти как сырья процессов перегонки Невысокая термическая стабильность нефти, ее высококипящих фракций (?350–360 °С). Поэтому необходимо ограничение температуры нагрева (для повышения относительной летучести – перегонка под вакуумом, перегонка с водяным паром – для отпаривания более легких фракций). С этой целью используют, как минимум, две стадии: атмосферную перегонку до мазута (до 350 °С) и перегонку под вакуумом.

Особенности нефти как сырья процессов перегонки Нефть – многокомпонентное сырье с непрерывным характером распределения фракционного состава и соответственно летучести компонентов. Поэтому в нефтепереработке отбирают широкие фракции (°С): бензиновые; керосиновые; дизельные; вакуумный газойль; гудрон. Иногда ограничиваются неглубокой перегонкой нефти с получением остатка (мазута, выкипающего выше 350 °С).

Особенности нефти как сырья процессов перегонки Высококипящие и остаточные фракции нефти содержат значительное количество гетероорганических смолисто-асфальтеновых соединений и металлов (ухудшают товарные характеристики продуктов и усложняют дальнейшую переработку дистиллятов).

Контактные устройства Тарелка с туннельными колпачками Колпачковая тарелка Тарелка с S-образными элементами: а — общий вид; 6 — схема Клапанно-прямоточная тарелка

Контактные устройства Двух – (б) и четырехпоточная (в) тарелки с переливным устройством Тарелка с просечно-вытяжными отверстиями

Контактные устройства Требования, предъявляемые к тарелкам: обеспечение на их поверхности (плато) соответствующего запаса жидкой фазы (т. наз. задержка жидкости); достижение необходимой разделит. способности при изменении нагрузок по газу или жидкости; малое гидравлическое сопротивление газовому потоку; минимальный брызгоунос (с нижних тарелок на верхние); возможность подвода теплоты непосредственно в зону контакта фаз и отвода из нее теплоты (достигается установкой над плато тарелок спец. змеевиков); возможность проводить процесс в вакууме (до 8 Па); Различают барботажный и струйный гидродинамические режимы работы тарелок. В барботажном режиме на тарелках поддерживается слой жидкости (сплошная фаза), через который барботирует восходящий поток газа (дисперсная фаза), распределяясь в жидкости пузырьками. С повышением нагрузок по газу происходит инверсия фаз, при которой в сплошной (газовой) фазе распределена в виде капель и струй дисперсная (жидкая) фаза; такой режим наз. струйным.

Вакуумная перегонка нефти в промышленных условиях Конденсационно-вакуумсоздающая система Остаточное давление – 10-15 кПа (80-100 мм. рт. ст.) Эжектор Эжектор – устройство, в котором в процессе смешения сред происходит передача кинетической энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой. Согласно закону Бернулли, в сужающемся сечении создаётся пониженное давление одной среды, что вызывает подсос в поток другой среды, которая затем переносится и удаляется от места всасывания энергией первой среды

Технологические процессы на НПЗ Считается, что на НПЗ средней мощности (5…7 млн т/год) каждый процесс должен быть представлен 1 технологической установкой. При этом связи между процессами становятся весьма жесткими, резко повышаются требования к надежности оборудования, системе контроля и автоматизации, сроку службы катализаторов. В совр. практике проектирования и строительства НПЗ большой мощности (10…15 млн т/год) предпочтение отдают двухпоточной схеме переработки нефти: каждый процесс представлен двумя одноименными технологическими установками. При этом процесс, для которого ресурсы сырья ограничены при данной мощности НПЗ, может быть представлен одной технологической установкой (алкилирование, коксование, висбрекинг, производство серы и др.).

Технологические процессы на НПЗ Исходя из принятой оптимальной мощности НПЗ топливного профиля, равной 12 млн т/год, на основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации современного отечественных и зарубежных заводов принята оптимальной мощность головной установки АВТ, равная 6 млн т/год. Наиболее часто комбинируют следующие процессы: ЭЛОУ-АВТ (AT), гидроочистка (ГО) бензина — каталитический риформинг (КР), гидроочистка вакуумного газойля — каталитический крекинг (КК) — газоразделение, сероочистка газов — производство серы; ГО — КК — газофракционирование и др. Наибольшую трудность представляет переработка гудронов с высоким содержанием смолисто-асфальтеновых веществ, металлов и гетеросоединений – с получением таких нетопливных нефтепродуктов, как битум, нефтяные пеки.

Http://keepslide. com/auto/23471

-.основные производства переработки нефти и газа, принципы организации нефтехимического производства и методы оценки его эффективности;

-.общие закономерности процессов переработки нефти и газа, нефтехимической технологии и методы их расчета;

– способы построения и оптимизации технологической схемы производства;

-.типовые системы автоматического управления в нефтехимической промышленности, методы и средства диагностики и контроля основных технологических параметров;

– основы проектирования, моделирования и оптимизации нефтехимических производств;

-.основы безопасности жизнедеятельности, средства и методы повышения безопасности технических средств и технологических процессов.

-.рассчитывать параметры и выбирать аппаратуру для конкретного химико-технологического процесса переработки нефти и газа;

-.применять методы вычислительной математики и математической статистики для решения конкретных задач расчета, проектирования, моделирования, идентификации и оптимизации процессов нефтехимической технологии;

– рассчитывать основные характеристики химического процесса, выбирать рациональную схему производства заданного продукта, оценивать технологическую эффективность производства;

-.оценивать экономическую эффективность, экологическую безопасность; выбирать наиболее рациональную схему автоматизации.

– нефть, газ, нефтепродукты и продукты нефтехимии, материалы и препараты на их основе, технологические процессы получения этих соединений и переработки нефти и газа, установки и аппараты для проведения технологических процессов, приборы и методы исследования свойств сырья и продуктов его переработки в лабораторных и промышленных условиях;

– предприятия по переработке природного и попутного нефтяного газа;

– предприятия подготовки и переработки нефти, попутного и природного газов;

– физико-химические методы анализа нефтепродуктов и продуктов нефтехимии;

– технологические жидкости и составы для нефтяной и газовой промышленности;

– теоретические основы химико-технологических процессов в нефтепереработке;

– термокаталитические процессы переработки нефти, газа и газоконденсата;

– методические основы расчётов составов, свойств и балансов переработки углеводородов;

Http://studopedia. ru/16_105476_himicheskaya-tehnologiya-htb. html

1 МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ по дисциплине «Химическая технология глубокой переработки нефти и газа» Направление ( ) Химическая технология

2 1 Методические рекомендации для студентов по организации самостоятельной работы 1. Самостоятельная работа как важнейшая форма учебного процесса. Самостоятельная работа – планируемая учебная, учебноисследовательская, научно-исследовательская работа студентов, выполняемая во внеаудиторное (аудиторное) время по заданию и при методическом руководстве преподавателя, но без его непосредственного участия (при частичном непосредственном участии преподавателя, оставляющем ведущую роль за работой студентов). Самостоятельная работа студентов в ВУЗе является важным видом учебной и научной деятельности студента. Самостоятельная работа студентов играет значительную роль в рейтинговой технологии обучения. Государственным стандартом предусматривается, как правило, 50% часов из общей трудоемкости дисциплины на самостоятельную работу студентов (далее СРС). В связи с этим, обучение в ВУЗе включает в себя две, практически одинаковые по объему и взаимовлиянию части процесса обучения и процесса самообучения. Поэтому СРС должна стать эффективной и целенаправленной работой студента. Концепцией модернизации российского образования определены основные задачи профессионального образования – "подготовка квалифицированного работника соответствующего уровня и профиля, конкурентоспособного на рынке труда, компетентного, ответственного, свободно владеющего своей профессией и ориентированного в смежных областях деятельности, способного к эффективной работе по специальности на уровне мировых стандартов, готового к постоянному профессиональному росту, социальной и профессиональной мобильности". Решение этих задач невозможно без повышения роли самостоятельной работы студентов над учебным материалом, усиления ответственности преподавателей за развитие навыков самостоятельной работы, за стимулирование профессионального роста студентов, воспитание творческой активности и инициативы. К современному специалисту общество предъявляет достаточно широкий перечень требований, среди которых немаловажное значение имеет наличие у выпускников определенных способностей и умения самостоятельно добывать знания из различных источников, систематизировать полученную информацию, давать оценку конкретной финансовой ситуации. Формирование такого умения

3 происходит в течение всего периода обучения через участие студентов в практических занятиях, выполнение контрольных заданий и тестов, написание курсовых и выпускных квалификационных работ. При этом самостоятельная работа студентов играет решающую роль в ходе всего учебного процесса. Формы самостоятельной работы студентов разнообразны. Они включают в себя: изучение и систематизацию официальных государственных документов – законов, постановлений, указов, нормативно-инструкционных и справочных материалов с использованием информационно-поисковых систем "Консультант-плюс", "Гарант", глобальной сети "Интернет"; изучение учебной, научной и методической литературы, материалов периодических изданий с привлечением электронных средств официальной, статистической, периодической и научной информации; подготовку докладов и рефератов, написание курсовых и выпускных квалификационных работ; участие в работе студенческих конференций, комплексных научных исследованиях. Самостоятельная работа приобщает студентов к научному творчеству, поиску и решению актуальных современных проблем. 2. Цели и основные задачи СРС Ведущая цель организации и осуществления СРС должна совпадать с целью обучения студента подготовкой специалиста и бакалавра с высшим образованием. При организации СРС важным и необходимым условием становятся формирование умения самостоятельной работы для приобретения знаний, навыков и возможности организации учебной и научной деятельности. Целью самостоятельной работы студентов является овладение фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по профилю, опытом творческой, исследовательской деятельности. Самостоятельная работа студентов способствует развитию самостоятельности, ответственности и организованности, творческого подхода к решению проблем учебного и профессионального уровня. Задачами СРС являются: систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов; углубление и расширение теоретических знаний; формирование умений использовать нормативную, правовую, справочную документацию и специальную литературу; развитие познавательных способностей и активности студентов: творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;

4 формирование самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации; развитие исследовательских умений; использование материала, собранного и полученного в ходе самостоятельных занятий на семинарах, на практических и лабораторных занятиях, при написании курсовых и выпускной квалификационной работ, для эффективной подготовки к итоговым зачетам и экзаменам. 3. Виды самостоятельной работы В образовательном процессе высшего профессионального образовательного учреждения выделяется два вида самостоятельной работы аудиторная, под руководством преподавателя, и внеаудиторная. Тесная взаимосвязь этих видов работ предусматривает дифференциацию и эффективность результатов ее выполнения и зависит от организации, содержания, логики учебного процесса (межпредметных связей, перспективных знаний и др.): Аудиторная самостоятельная работа по дисциплине выполняется на учебных занятиях под непосредственным руководством преподавателя и по его заданию. Внеаудиторная самостоятельная работа выполняется студентом по заданию преподавателя, но без его непосредственного участия. Основными видами самостоятельной работы студентов без участия преподавателей являются: формирование и усвоение содержания конспекта лекций на базе рекомендованной лектором учебной литературы, включая информационные образовательные ресурсы (электронные учебники, электронные библиотеки и др.); написание рефератов; подготовка к семинарам и лабораторным работам, их оформление; составление аннотированного списка статей из соответствующих журналов по отраслям знаний (педагогических, психологических, методических и др.); подготовка рецензий на статью, пособие; выполнение микроисследований; подготовка практических разработок; выполнение домашних заданий в виде решения отдельных задач, проведения типовых расчетов, расчетно-компьютерных и индивидуальных работ по отдельным разделам содержания дисциплин и т. д.; компьютерный текущий самоконтроль и контроль успеваемости на базе электронных обучающих и аттестующих тестов.

5 (В зависимости от особенностей факультета перечисленные виды работ могут быть расширены, заменены на специфические). Основными видами самостоятельной работы студентов с участием преподавателей являются: текущие консультации; коллоквиум как форма контроля освоения теоретического содержания дисциплин: (в часы консультаций, предусмотренных учебным планом); прием и разбор домашних заданий (в часы практических занятий); прием и защита лабораторных работ (во время проведения л/р); выполнение курсовых работ (проектов) в рамках дисциплин (руководство, консультирование и защита курсовых работ (в часы, предусмотренные учебным планом); выполнение учебно-исследовательской работы (руководство, консультирование и защита УИРС); прохождение и оформление результатов практик (руководство и оценка уровня сформированности профессиональных умений и навыков); выполнение выпускной квалификационной работы (руководство, консультирование и защита выпускных квалификационных работ) и др. 4. Организация СРС Методика организации самостоятельной работы студентов зависит от структуры, характера и особенностей изучаемой дисциплины, объема часов на ее изучение, вида заданий для самостоятельной работы студентов, индивидуальных качеств студентов и условий учебной деятельности. Процесс организации самостоятельной работы студентов включает в себя следующие этапы: подготовительный (определение целей, составление программы, подготовка методического обеспечения, подготовка оборудования); основной (реализация программы, использование приемов поиска информации, усвоения, переработки, применения, передачи знаний, фиксирование результатов, самоорганизация процесса работы); заключительный (оценка значимости и анализ результатов, их систематизация, оценка эффективности программы и приемов работы, выводы о направлениях оптимизации труда). Организацию самостоятельной работы студентов обеспечивают: факультет, кафедра, учебный и методический отделы, преподаватель, библиотека, ТСО, ИВТ, издательство и др.

6 Деятельность студентов по формированию и развитию навыков учебной самостоятельной работы. В процессе самостоятельной работы студент приобретает навыки самоорганизации, самоконтроля, самоуправления, саморефлексии и становится активным самостоятельным субъектом учебной деятельности. Выполняя самостоятельную работу под контролем преподавателя студент должен: освоить минимум содержания, выносимый на самостоятельную работу студентов и предложенный преподавателем в соответствии с Государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования (ГОС ВПО/ГОС СПО) по данной дисциплине. планировать самостоятельную работу в соответствии с графиком самостоятельной работы, предложенным преподавателем. самостоятельную работу студент должен осуществлять в организационных формах, предусмотренных учебным планом и рабочей программой преподавателя. выполнять самостоятельную работу и отчитываться по ее результатам в соответствии с графиком представления результатов, видами и сроками отчетности по самостоятельной работе студентов. студент может: сверх предложенного преподавателем (при обосновании и согласовании с ним) и минимума обязательного содержания, определяемого ГОС ВПО/ГОС СПО по данной дисциплине: самостоятельно определять уровень (глубину) проработки содержания материала; предлагать дополнительные темы и вопросы для самостоятельной проработки; в рамках общего графика выполнения самостоятельной работы предлагать обоснованный индивидуальный график выполнения и отчетности по результатам самостоятельной работы; предлагать свои варианты организационных форм самостоятельной работы; использовать для самостоятельной работы методические пособия, учебные пособия, разработки сверх предложенного преподавателем перечня; использовать не только контроль, но и самоконтроль результатов самостоятельной работы в соответствии с методами самоконтроля, предложенными преподавателем или выбранными самостоятельно. Самостоятельная работа студентов должна оказывать важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется студентом самостоятельно. Каждый студент самостоятельно определяет режим своей

7 работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием по каждой дисциплине. Он выполняет внеаудиторную работу по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий. 5. Общие рекомендации по организации самостоятельной работы Основной формой самостоятельной работы студента является изучение конспекта лекций, их дополнение, рекомендованной литературы, активное участие на практических и семинарских занятиях. Но для успешной учебной деятельности, ее интенсификации, необходимо учитывать следующие субъективные факторы: 1. Знание школьного программного материала, наличие прочной системы зияний, необходимой для усвоения основных вузовских курсов. Это особенно важно для математических дисциплин. Необходимо отличать пробелы в знаниях, затрудняющие усвоение нового материала, от малых способностей. Затратив силы на преодоление этих пробелов, студент обеспечит себе нормальную успеваемость и поверит в свои способности. 2. Наличие умений, навыков умственного труда: а) умение конспектировать на лекции и при работе с книгой; б) владение логическими операциями: сравнение, анализ, синтез, обобщение, определение понятий, правила систематизации и классификации. 3. Специфика познавательных психических процессов: внимание, память, речь, наблюдательность, интеллект и мышление. Слабое развитие каждого из них становится серьезным препятствием в учебе. 4. Хорошая работоспособность, которая обеспечивается нормальным физическим состоянием. Ведь серьезное учение – это большой многосторонний и разнообразный труд. Результат обучения оценивается не количеством сообщаемой информации, а качеством ее усвоения, умением ее использовать и развитием у себя способности к дальнейшему самостоятельному образованию. 5. Соответствие избранной деятельности, профессии индивидуальным способностям. Необходимо выработать у себя умение саморегулировать свое эмоциональное состояние и устранять обстоятельства, нарушающие деловой настрой, мешающие намеченной работе. 6. Овладение оптимальным стилем работы, обеспечивающим успех в деятельности. Чередование труда и пауз в работе, периоды отдыха, индивидуально обоснованная норма продолжительности сна, предпочтение

8 вечерних или утренних занятий, стрессоустойчивость на экзаменах и особенности подготовки к ним, 7. Уровень требований к себе, определяемый сложившейся самооценкой. Адекватная оценка знаний, достоинств, недостатков – важная составляющая самоорганизации человека, без нее невозможна успешная работа по управлению своим поведением, деятельностью. Одна из основных особенностей обучения в высшей школе заключается в том, что постоянный внешний контроль заменяется самоконтролем, активная роль в обучении принадлежит уже не столько преподавателю, сколько студенту. Зная основные методы научной организации умственного труда, можно при наименьших затратах времени, средств и трудовых усилий достичь наилучших результатов. Эффективность усвоения поступающей информации зависит от работоспособности человека в тот или иной момент его деятельности. Работоспособность – способность человека к труду с высокой степенью напряженности в течение определенного времени. Различают внутренние и внешние факторы работоспособности. К внутренним факторам работоспособности относятся интеллектуальные особенности, воля, состояние здоровья. К внешним: – организация рабочего места, режим труда и отдыха; – уровень организации труда – умение получить справку и пользоваться информацией; – величина умственной нагрузки. Выдающийся русский физиолог Н. Е. Введенский выделил следующие условия продуктивности умственной деятельности: – во всякий труд нужно входить постепенно; – мерность и ритм работы. Разным людям присущ более или менее разный темп работы; – привычная последовательность и систематичность деятельности; – правильное чередование труда и отдыха. Отдых не предполагает обязательного полного бездействия со стороны человека, он может быть достигнут простой переменой дела. В течение дня работоспособность изменяется. Наиболее плодотворным является утреннее время (с 8 до 14 часов), причем максимальная работоспособность приходится на период с 10 до 13 часов, затем послеобеденное – (с 16 до 19 часов) и вечернее

9 (с 20 до 24 часов). Очень трудный для понимания материал лучше изучать в начале каждого отрезка времени (лучше всего утреннего) после хорошего отдыха. Через 1-1,5 часа нужны перерывы по мин, через 3-4 часа работы отдых должен быть продолжительным – около часа. Составной частью научной организации умственного труда является овладение техникой умственного труда. Физически здоровый молодой человек, обладающий хорошей подготовкой и нормальными способностями, должен, будучи студентом, отдавать учению 9-10 часов в день (из них 6 часов в вузе и 3-4 часа дома). Любой предмет нельзя изучить за несколько дней перед экзаменом. Если студент в году работает систематически, то он быстро все вспомнит, восстановит забытое. Если же подготовка шла аврально, то у студента не будет даже общего представления о предмете, он забудет все сданное. Следует взять за правило: учиться ежедневно, начиная с первого дня семестра. Время, которым располагает студент для выполнения учебного плана, складывается из двух составляющих: одна из них – это аудиторная работа в вузе по расписанию занятий, другая – внеаудиторная самостоятельная работа. Задания и материалы для самостоятельной работы выдаются во время учебных занятий по расписанию, на этих же занятиях преподаватель осуществляет контроль за самостоятельной работой, а также оказывает помощь студентам по правильной организации работы. Чтобы выполнить весь объем самостоятельной работы, необходимо заниматься по 3-5 часов ежедневно. Начинать самостоятельные внеаудиторные занятия следует с первых же дней семестра, пропущенные дни будут потеряны безвозвратно, компенсировать их позднее усиленными занятиями без снижения качества работы и ее производительности невозможно. Первые дни семестра очень важны для того, чтобы включиться в работу, установить определенный порядок, равномерный ритм на весь семестр. Ритм в работе – это ежедневные самостоятельные занятия, желательно в одни и те же часы, при целесообразном чередовании занятий с перерывами для отдыха. Вначале для того, чтобы организовать ритмичную работу, требуется сознательное напряжение воли. Как только человек втянулся в работу, принуждение снижается, возникает привычка, работа становится потребностью. Если порядок в работе и ее ритм установлены правильно, то студент изо дня в день может работать, не снижая своей производительности и не перегружая себя. Правильная смена одного вида работы другим позволяет отдыхать, не прекращая работы.

10 Таким образом, первая задача организации внеаудиторной самостоятельной работы это составление расписания, которое должно отражать время занятий, их характер (теоретический курс, практические занятия, графические работы, чтение), перерывы на обед, ужин, отдых, сон, проезд и т. д. Расписание не предопределяет содержания работы, ее содержание неизбежно будет изменяться в течение семестра. Порядок же следует закрепить на весь семестр и приложить все усилия, чтобы поддерживать его неизменным (кроме исправления ошибок в планировании, которые могут возникнуть из-за недооценки объема работы или переоценки своих сил). При однообразной работе человек утомляется больше, чем при работе разного характера. Однако не всегда целесообразно заниматься многими учебными дисциплинами в один и тот же день, так как при каждом переходе нужно вновь сосредоточить внимание, что может привести к потере времени. Наиболее целесообразно ежедневно работать не более чем над двумя-тремя дисциплинами. Начиная работу, не нужно стремиться делать вначале самую тяжелую ее часть, надо выбрать что-нибудь среднее по трудности, затем перейти к более трудной работе. И напоследок оставить легкую часть, требующую не столько больших интеллектуальных усилий, сколько определенных моторных действий (черчение, построение графиков и т. п.). Самостоятельные занятия потребуют интенсивного умственного труда, который необходимо не только правильно организовать, но и стимулировать. При этом очень важно уметь поддерживать устойчивое внимание к изучаемому материалу. Выработка внимания требует значительных волевых усилий. Именно поэтому, если студент замечает, что он часто отвлекается во время самостоятельных занятий, ему надо заставить себя сосредоточиться. Подобную процедуру необходимо проделывать постоянно, так как это является тренировкой внимания. Устойчивое внимание появляется тогда, когда человек относится к делу с интересом. Следует правильно организовать свои занятия по времени: 50 минут – работа, 5-10 минут – перерыв; после 3 часов работы перерыв минут. Иначе нарастающее утомление повлечет неустойчивость внимания. Очень существенным фактором, влияющим на повышение умственной работоспособности, являются систематические занятия физической культурой. Организация активного отдыха предусматривает чередование умственной и физической деятельности, что полностью восстанавливает работоспособность человека.

11 6. Самостоятельная работа студента – необходимое звено становления исследователя и специалиста Прогресс науки и техники, информационных технологий приводит к значительному увеличению научной информации, что предъявляет более высокие требования не только к моральным, нравственным свойствам человека, но и в особенности, постоянно возрастающие требования в области образования обновление, модернизация общих и профессиональных знаний, умений специалиста. Всякое образование должно выступать как динамический процесс, присущий человеку и продолжающийся всю его жизнь. Овладение научной мыслью и языком науки является необходимой составляющей в самоорганизации будущего специалиста исследователя. Под этим понимается не столько накопление знаний, сколько овладение научно обоснованными способами их приобретения. В этом, вообще говоря, состоит основная задача вуза. Специфика вузовского учебного процесса, в организации которого самостоятельной работе студента отводятся все больше места, состоит в том, что он является как будто бы последним и самым адекватным звеном для реализации этой задачи. Ибо во время учебы в вузе происходит выработка стиля, навыков учебной (познавательной) деятельности, рациональный характер которых будет способствовать постоянному обновлению знаний высококвалифицированного выпускника вуза. Однако до этом пути существуют определенные трудности, в частности, переход студента от синтетического процесса обучения в средней школе, к аналитическому в высшей. Это связано как с новым содержанием обучения (расширение общего образования и углубление профессиональной подготовки), так и с новыми, неизвестными до сих пор формами: обучения (лекции, семинары, лабораторные занятия и т. д.). Студент получает не только знания, предусмотренные программой и учебными пособиями, но он также должен познакомиться со способами приобретения знаний так, чтобы суметь оценить, что мы знаем, откуда мы это знаем и как этого знания мы достигли. Ко всему этому приходят через собственную самостоятельную работу. Это и потому, что самостоятельно приобретенные знания являются более оперативными, они становятся личной собственностью, а также мотивом поведения, развивают интеллектуальные черты, внимание, наблюдательность, критичность, умение оценивать. Роль преподавателя в основном заключается в руководстве накопления знаний (по отношению к первокурсникам), а в последующие годы учебы, на старших курсах, в совместном установлении

12 проблем и заботе о самостоятельных поисках студента, а также контролирования за их деятельностью. Отметим, что нельзя ограничиваться только приобретением знаний предусмотренных программой изучаемой дисциплины, надо постоянно углублять полученные знания, сосредотачивая их на какой-нибудь узкой определенной области, соответствующей интересам студента. Углубленное изучение всех предметов, предусмотренных программой, на практике является возможным, и хорошая организация работы позволяет экономить время, что создает условия для глубокого, систематического, заинтересованного изучения самостоятельно выбранной студентом темы. Конечно, все советы, примеры, рекомендации в этой области, даваемые преподавателем, или определенными публикациями, или другими источниками, не гарантируют никакого успеха без проявления собственной активности в этом деле, т. е. они не дают готовых рецептов, а должны способствовать анализу собственной работы, ее целей, организации в соответствии с индивидуальными особенностями. Учитывая личные возможности, существующие условия жизни и работы, навыки, на основе этих рекомендаций, возможно, выработать индивидуально обоснованную совокупность методов, способов, найти свой стиль или усовершенствовать его, чтобы изучив определенный материал, иметь время оценить его значимость, пригодность и возможности его применения, чтобы, в конечном счете, обеспечить успешность своей учебе с будущей профессиональной деятельности 7. Методические рекомендации для студентов по отдельным формам самостоятельной работы. С первых же сентябрьских дней на студента обрушивается громадный объем информации, которую необходимо усвоить. Нужный материал содержится не только в лекциях (запомнить его это только малая часть задачи), но и в учебниках, книгах, статьях. Порой возникает необходимость привлекать информационные ресурсы Интернет. Система вузовского обучения подразумевает значительно большую самостоятельность студентов в планировании и организации своей деятельности. Вчерашнему школьнику сделать это бывает весьма непросто: если в школе ежедневный контроль со стороны учителя заставлял постоянно и систематически готовиться к занятиям, то в вузе вопрос об уровне знаний вплотную встает перед студентом только в период сессии. Такая ситуация оборачивается для некоторых соблазном весь семестр посвятить свободному времяпрепровождению («когда будет нужно выучу!»), а когда приходит пора экзаменов, материала, подлежащего усвоению, оказывается так много, что

13 никакая память не способна с ним справиться в оставшийся промежуток времени. Работа с книгой. При работе с книгой необходимо подобрать литературу, научиться правильно ее читать, вести записи. Для подбора литературы в библиотеке используются алфавитный и систематический каталоги. Важно помнить, что рациональные навыки работы с книгой – это всегда большая экономия времени и сил. Правильный подбор учебников рекомендуется преподавателем, читающим лекционный курс. Необходимая литература может быть также указана в методических разработках по данному курсу. Изучая материал по учебнику, следует переходить к следующему вопросу только после правильного уяснения предыдущего, описывая на бумаге все выкладки и вычисления (в том числе те, которые в учебнике опущены или на лекции даны для самостоятельного вывода). При изучении любой дисциплины большую и важную роль играет самостоятельная индивидуальная работа. Особое внимание следует обратить на определение основных понятий курса. Студент должен подробно разбирать примеры, которые поясняют такие определения, и уметь строить аналогичные примеры самостоятельно. Нужно добиваться точного представления о том, что изучаешь. Полезно составлять опорные конспекты. При изучении материала по учебнику полезно в тетради (на специально отведенных полях) дополнять конспект лекций. Там же следует отмечать вопросы, выделенные студентом для консультации с преподавателем. Выводы, полученные в результате изучения, рекомендуется в конспекте выделять, чтобы они при перечитывании записей лучше запоминались. Опыт показывает, что многим студентам помогает составление листа опорных сигналов, содержащего важнейшие и наиболее часто употребляемые формулы и понятия. Такой лист помогает запомнить формулы, основные положения лекции, а также может служить постоянным справочником для студента. Различают два вида чтения; первичное и вторичное. Первичное – эти внимательное, неторопливое чтение, при котором можно остановиться на трудных местах. После него не должно остаться ни одного непонятного олова. Содержание не всегда может быть понятно после первичного чтения. Задача вторичного чтения полное усвоение смысла целого (по счету это чтение может быть и не вторым, а третьим или четвертым). Правила самостоятельной работы с литературой. Как уже отмечалось, самостоятельная работа с учебниками и книгами (а также

14 самостоятельное теоретическое исследование проблем, обозначенных преподавателем на лекциях) это важнейшее условие формирования у себя научного способа познания. Основные советы здесь можно свести к следующим: Составить перечень книг, с которыми Вам следует познакомиться; «не старайтесь запомнить все, что вам в ближайшее время не понадобится, советует студенту и молодому ученому Г. Селье, запомните только, где это можно отыскать» (Селье, С. 325). Сам такой перечень должен быть систематизированным (что необходимо для семинаров, что для экзаменов, что пригодится для написания курсовых и дипломных работ, а что Вас интересует за рамками официальной учебной деятельности, то есть что может расширить Вашу общую культуру. ). Обязательно выписывать все выходные данные по каждой книге (при написании курсовых и дипломных работ это позволит очень сэкономить время). Разобраться для себя, какие книги (или какие главы книг) следует прочитать более внимательно, а какие просто просмотреть. При составлении перечней литературы следует посоветоваться с преподавателями и научными руководителями (или даже с более подготовленными и эрудированными сокурсниками), которые помогут Вам лучше сориентироваться, на что стоит обратить большее внимание, а на что вообще не стоит тратить время. Естественно, все прочитанные книги, учебники и статьи следует конспектировать, но это не означает, что надо конспектировать «все подряд»: можно выписывать кратко основные идеи автора и иногда приводить наиболее яркие и показательные цитаты (с указанием страниц). Если книга Ваша собственная, то допускается делать на полях книги краткие пометки или же в конце книги, на пустых страницах просто сделать свой «предметный указатель», где отмечаются наиболее интересные для Вас мысли и обязательно указываются страницы в тексте автора (это очень хороший совет, позволяющий экономить время и быстро находить «избранные» места в самых разных книгах). Если Вы раньше мало работали с научной литературой, то следует выработать в себе способность «воспринимать» сложные тексты; для этого лучший прием научиться «читать медленно», когда Вам понятно каждое прочитанное слово (а если слово незнакомое, то либо с помощью словаря, либо с помощью преподавателя обязательно его узнать), и это может занять немалое время (у кого-то до нескольких недель и даже месяцев); опыт показывает, что

15 после этого студент каким-то «чудом» начинает буквально заглатывать книги и чуть ли не видеть «сквозь обложку», стоящая это работа или нет. «Либо читайте, либо перелистывайте материал, но не пытайтесь читать быстро. Если текст меня интересует, то чтение, размышление и даже фантазирование по этому поводу сливаются в единый процесс, в то время как вынужденное скорочтение не только не способствует качеству чтения, но и не приносит чувства удовлетворения, которое мы получаем, размышляя о прочитанном», советует Г. Селье (Селье, С ). Есть еще один эффективный способ оптимизировать знакомство с научной литературой следует увлечься какой-то идеей и все книги просматривать с точки зрения данной идеи. В этом случае студент (или молодой ученый) будет как бы искать аргументы «за» или «против» интересующей его идеи, и одновременно он будет как бы общаться с авторами этих книг по поводу своих идей и размышлений. Проблема лишь в том, как найти «свою» идею. Чтение научного текста является частью познавательной деятельности. Ее цель извлечение из текста необходимой информации. От того на сколько осознанна читающим собственная внутренняя установка при обращении к печатному слову (найти нужные сведения, усвоить информацию полностью или частично, критически проанализировать материал и т. п.) во многом зависит эффективность осуществляемого действия. Выделяют четыре основные установки в чтении научного текста: 1. информационно-поисковый (задача найти, выделить искомую информацию) 2. усваивающая (усилия читателя направлены на то, чтобы как можно полнее осознать и запомнить как сами сведения излагаемые автором, так и всю логику его рассуждений) 3. аналитико-критическая (читатель стремится критически осмыслить материал, проанализировав его, определив свое отношение к нему) 4. творческая (создает у читателя готовность в том или ином виде как отправной пункт для своих рассуждений, как образ для действия по аналогии и т. п. использовать суждения автора, ход его мыслей, результат наблюдения, разработанную методику, дополнить их, подвергнуть новой проверке). С наличием различных установок обращения к научному тексту связано существование и нескольких видов чтения: 1. библиографическое просматривание карточек каталога, рекомендательных списков, сводных списков журналов и статей за год и т. п.;

16 2. просмотровое используется для поиска материалов, содержащих нужную информацию, обычно к нему прибегают сразу после работы со списками литературы и каталогами, в результате такого просмотра читатель устанавливает, какие из источников будут использованы в дальнейшей работе; 3. ознакомительное подразумевает сплошное, достаточно подробное прочтение отобранных статей, глав, отдельных страниц, цель познакомиться с характером информации, узнать, какие вопросы вынесены автором на рассмотрение, провести сортировку материала; 4. изучающее предполагает доскональное освоение материала; в ходе такого чтения проявляется доверие читателя к автору, готовность принять изложенную информацию, реализуется установка на предельно полное понимание материала; 5. аналитико-критическое и творческое чтение два вида чтения близкие между собой тем, что участвуют в решении исследовательских задач. Первый из них предполагает направленный критический анализ, как самой информации, так и способов ее получения и подачи автором; второе поиск тех суждений, фактов, по которым или в связи с которыми, читатель считает нужным высказать собственные мысли. Из всех рассмотренных видов чтения основным для студентов является изучающее именно оно позволяет в работе с учебной литературой накапливать знания в различных областях. Вот почему именно этот вид чтения в рамках учебной деятельности должен быть освоен в первую очередь. Кроме того, при овладении данным видом чтения формируются основные приемы, повышающие эффективность работы с научным текстом. Основные виды систематизированной записи прочитанного: 1. Аннотирование предельно краткое связное описание просмотренной или прочитанной книги (статьи), ее содержания, источников, характера и назначения; 2. Планирование краткая логическая организация текста, раскрывающая содержание и структуру изучаемого материала; 3. Тезирование лаконичное воспроизведение основных утверждений автора без привлечения фактического материала; 4. Цитирование дословное выписывание из текста выдержек, извлечений, наиболее существенно отражающих ту или иную мысль автора; 5. Конспектирование краткое и последовательное изложение содержания прочитанного. Конспект сложный способ изложения содержания книги или статьи в логической последовательности. Конспект аккумулирует в себе предыдущие

17 виды записи, позволяет всесторонне охватить содержание книги, статьи. Поэтому умение составлять план, тезисы, делать выписки и другие записи определяет и технологию составления конспекта. Методические рекомендации по составлению конспекта: 1. Внимательно прочитайте текст. Уточните в справочной литературе непонятные слова. При записи не забудьте вынести справочные данные на поля конспекта; 2. Выделите главное, составьте план; 3. Кратко сформулируйте основные положения текста, отметьте аргументацию автора; 4. Законспектируйте материал, четко следуя пунктам плана. При конспектировании старайтесь выразить мысль своими словами. Записи следует вести четко, ясно. 5. Грамотно записывайте цитаты. Цитируя, учитывайте лаконичность, значимость мысли. В тексте конспекта желательно приводить не только тезисные положения, но и их доказательства. При оформлении конспекта необходимо стремиться к емкости каждого предложения. Мысли автора книги следует излагать кратко, заботясь о стиле и выразительности написанного. Число дополнительных элементов конспекта должно быть логически обоснованным, записи должны распределяться в определенной последовательности, отвечающей логической структуре произведения. Для уточнения и дополнения необходимо оставлять поля. Овладение навыками конспектирования требует от студента целеустремленности, повседневной самостоятельной работы. Практические занятия. Для того чтобы практические занятия приносили максимальную пользу, необходимо помнить, что упражнение и решение задач проводятся по вычитанному на лекциях материалу и связаны, как правило, с детальным разбором отдельных вопросов лекционного курса. Следует подчеркнуть, что только после усвоения лекционного материала с определенной точки зрения (а именно с той, с которой он излагается на лекциях) он будет закрепляться на практических занятиях как в результате обсуждения и анализа лекционного материала, так и с помощью решения проблемных ситуаций, задач. При этих условиях студент не только хорошо усвоит материал, но и научится применять

18 его на практике, а также получит дополнительный стимул (и это очень важно) для активной проработки лекции. При самостоятельном решении задач нужно обосновывать каждый этап решения, исходя из теоретических положений курса. Если студент видит несколько путей решения проблемы (задачи), то нужно сравнить их и выбрать самый рациональный. Полезно до начала вычислений составить краткий план решения проблемы (задачи). Решение проблемных задач или примеров следует излагать подробно, вычисления располагать в строгом порядке, отделяя вспомогательные вычисления от основных. Решения при необходимости нужно сопровождать комментариями, схемами, чертежами и рисунками. Следует помнить, что решение каждой учебной задачи должно доводиться до окончательного логического ответа, которого требует условие, и по возможности с выводом. Полученный ответ следует проверить способами, вытекающими из существа данной задачи. Полезно также (если возможно) решать несколькими способами и сравнить полученные результаты. Решение задач данного типа нужно продолжать до приобретения твердых навыков в их решении. Самопроверка После изучения определенной темы по записям в конспекте и учебнику, а также решения достаточного количества соответствующих задач на практических занятиях и самостоятельно студенту рекомендуется, используя лист опорных сигналов, воспроизвести по памяти определения, выводы формул, формулировки основных положений и доказательств. В случае необходимости нужно еще раз внимательно разобраться в материале. Иногда недостаточность усвоения того или иного вопроса выясняется только при изучении дальнейшего материала. В этом случае надо вернуться назад и повторить плохо усвоенный материал. Важный критерий усвоения теоретического материала – умение решать задачи или пройти тестирование по пройденному материалу. Однако следует помнить, что правильное решение задачи может получиться в результате применения механически заученных формул без понимания сущности теоретических положений. Консультации Если в процессе самостоятельной работы над изучением теоретического материала или при решении задач у студента возникают вопросы, разрешить которые самостоятельно не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения у него разъяснений или указаний. В своих вопросах студент

19 должен четко выразить, в чем он испытывает затруднения, характер этого затруднения. За консультацией следует обращаться и в случае, если возникнут сомнения в правильности ответов на вопросы самопроверки. Подготовка к экзаменам и зачетам. Изучение многих общепрофессиональных и специальных дисциплин завершается экзаменом. Подготовка к экзамену способствует закреплению, углублению и обобщению знаний, получаемых, в процессе обучения, а также применению их к решению практических задач. Готовясь к экзамену, студент ликвидирует имеющиеся пробелы в знаниях, углубляет, систематизирует и упорядочивает свои знания. На экзамене студент демонстрирует то, что он приобрел в процессе обучения по конкретной учебной дисциплине. Экзаменационная сессия – это серия экзаменов, установленных учебным планом. Между экзаменами интервал 3-4 дня. Не следует думать, что 3-4 дня достаточно для успешной подготовки к экзаменам. В эти 3-4 дня нужно систематизировать уже имеющиеся знания. На консультации перед экзаменом студентов познакомят с основными требованиями, ответят на возникшие у них вопросы. Поэтому посещение консультаций обязательно. Требования к организации подготовки к экзаменам те же, что и при занятиях в течение семестра, но соблюдаться они должны более строго. Вопервых, очень важно соблюдение режима дня; сон не менее 8 часов в сутки, занятия заканчиваются не позднее, чем за 2-3 часа до сна. Оптимальное время занятий, особенно по математике – утренние и дневные часы. В перерывах между занятиями рекомендуются прогулки на свежем воздухе, неутомительные занятия спортом. Во-вторых, наличие хороших собственных конспектов лекций. Даже в том случае, если была пропущена какая-либо лекция, необходимо во время ее восстановить (переписать ее на кафедре), обдумать, снять возникшие вопросы для того, чтобы запоминание материала было осознанным. В-третьих, при подготовке к экзаменам у студента должен быть хороший учебник или конспект литературы, прочитанной по указанию преподавателя в течение семестра. Здесь можно эффективно использовать листы опорных сигналов. Вначале следует просмотреть весь материал по сдаваемой дисциплине, отметить для себя трудные вопросы. Обязательно в них разобраться. В заключение еще раз целесообразно повторить основные положения, используя при этом листы опорных сигналов. Систематическая подготовка к занятиям в течение семестра позволит использовать время экзаменационной сессии для систематизации знаний.

20 Правила подготовки к зачетам и экзаменам: Лучше сразу сориентироваться во всем материале и обязательно расположить весь материал согласно экзаменационным вопросам (или вопросам, обсуждаемым на семинарах), эта работа может занять много времени, но все остальное это уже технические детали (главное это ориентировка в материале!). Сама подготовка связана не только с «запоминанием». Подготовка также предполагает и переосмысление материала, и даже рассмотрение альтернативных идей. Готовить «шпаргалки» полезно, но пользоваться ими рискованно. Главный смысл подготовки «шпаргалок» это систематизация и оптимизация знаний по данному предмету, что само по себе прекрасно это очень сложная и важная для студента работа, более сложная и важная, чем простое поглощение массы учебной информации. Если студент самостоятельно подготовил такие «шпаргалки», то, скорее всего, он и экзамены сдавать будет более уверенно, так как у него уже сформирована общая ориентировка в сложном материале. Как это ни парадоксально, но использование «шпаргалок» часто позволяет отвечающему студенту лучше демонстрировать свои познания (точнее ориентировку в знаниях, что намного важнее знания «запомненного» и «тут же забытого» после сдачи экзамена). Сначала студент должен продемонстрировать, что он «усвоил» все, что требуется по программе обучения (или по программе данного преподавателя), и лишь после этого он вправе высказать иные, желательно аргументированные точки зрения. Правила написания научных текстов (рефератов, курсовых и дипломных работ): Важно разобраться сначала, какова истинная цель Вашего научного текста – это поможет Вам разумно распределить свои силы, время и. Важно разобраться, кто будет «читателем» Вашей работы. Писать серьезные работы следует тогда, когда есть о чем писать и когда есть настроение поделиться своими рассуждениями. Как создать у себя подходящее творческое настроение для работы над научным текстом (как найти «вдохновение»)? Во-первых, должна быть идея, а для этого нужно научиться либо относиться к разным явлениям и фактам несколько критически (своя идея как иная точка зрения), либо научиться увлекаться какими-то известными идеями, которые нуждаются в доработке (идея как оптимистическая позиция и направленность на дальнейшее

21 совершенствование уже известного). Во-вторых, важно уметь отвлекаться от окружающей суеты (многие талантливые люди просто «пропадают» в этой суете), для чего важно уметь выделять важнейшие приоритеты в своей учебноисследовательской деятельности. В-третьих, научиться организовывать свое время, ведь, как известно, свободное (от всяких глупостей) время важнейшее условие настоящего творчества, для него наконец-то появляется время. Иногда именно на организацию такого времени уходит немалая часть сил и талантов. Писать следует ясно и понятно, стараясь основные положения формулировать четко и недвусмысленно (чтобы и самому понятно было), а также стремясь структурировать свой текст. Каждый раз надо представлять, что ваш текст будет кто-то читать и ему захочется сориентироваться в нем, быстро находить ответы на интересующие вопросы (заодно представьте себя на месте такого человека). Понятно, что работа, написанная «сплошным текстом» (без заголовков, без выделения крупным шрифтом наиболее важным мест и т, п.), у культурного читателя должна вызывать брезгливость и даже жалость к автору (исключения составляют некоторые древние тексты, когда и жанр был иной и к текстам относились иначе, да и самих текстов было гораздо меньше не то, что в эпоху «информационного взрыва» и соответствующего «информационного мусора»). Объем текста и различные оформительские требования во многом зависят от принятых в конкретном учебном заведении порядков. Содержание основных этапов подготовки курсовой работы Курсовая работа – это самостоятельное исследование студентом определенной проблемы, комплекса взаимосвязанных вопросов, касающихся конкретной финансовой ситуации. Курсовая работа не должна составляться из фрагментов статей, монографий, пособий. Кроме простого изложения фактов и цитат, в курсовой работе должно проявляться авторское видение проблемы и ее решения. Рассмотрим основные этапы подготовки курсовой работы студентом. Выполнение курсовой работы начинается с выбора темы. Затем студент приходит на первую консультацию к руководителю, которая предусматривает: – обсуждение цели и задач работы, основных моментов избранной темы; – консультирование по вопросам подбора литературы; – составление предварительного плана; – составление графика выполнения курсовой работы. Следующим этапом является работа с литературой. Необходимая литература подбирается студентом самостоятельно.

22 После подбора литературы целесообразно сделать рабочий вариант плана работы. В нем нужно выделить основные вопросы темы и параграфы, раскрывающие их содержание. Составленный список литературы и предварительный вариант плана уточняются, согласуются на очередной консультации с руководителем. Затем начинается следующий этап работы – изучение литературы. Только внимательно читая и конспектируя литературу, можно разобраться в основных вопросах темы и подготовиться к самостоятельному (авторскому) изложению содержания курсовой работы. Конспектируя первоисточники, необходимо отразить основную идею автора и его позицию по исследуемому вопросу, выявить проблемы и наметить задачи для дальнейшего изучения данных проблем. Систематизация и анализ изученной литературы по проблеме исследования позволяют студенту написать первую (теоретическую) главу. Выполнение курсовой работы предполагает проведение определенного исследования. На основе разработанного плана студент осуществляет сбор фактического материала, необходимых цифровых данных. Затем полученные результаты подвергаются анализу, статистической, математической обработке и представляются в виде текстового описания, таблиц, графиков, диаграмм. Программа исследования и анализ полученных результатов составляют содержание второй (аналитической) главы. В третьей (рекомендательной) части должны быть отражены мероприятия, рекомендации по рассматриваемым проблемам. Рабочий вариант текста курсовой работы предоставляется руководителю на проверку. На основе рабочего варианта текста руководитель вместе со студентом обсуждает возможности доработки текста, его оформление. После доработки курсовая работа сдается на кафедру для ее оценивания руководителем. Защита курсовой работы студентов проходит в сроки, установленные графиком учебного процесса. 8. Самостоятельная работа студентов в условиях балльнорейтинговой системы обучения. Рейтинговая система обучения предполагает многобалльное оценивание студентов, но это не простой переход от пятибалльной шкалы, а возможность объективно отразить в баллах расширение диапазона оценивания индивидуальных способностей студентов, их усилий, потраченных на выполнение того или иного вида самостоятельной работы. Существует

23 большой простор для создания блока дифференцированных индивидуальных заданий, каждое из которых имеет свою «цену». Правильно организованная технология рейтингового обучения позволяет с самого начала уйти от пятибалльной системы оценивания и прийти к ней лишь при подведении итогов, когда заработанные студентами баллы переводятся в привычные оценки (отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно). Кроме того, в систему рейтинговой оценки включаются дополнительные поощрительные баллы за оригинальность, новизну подходов к выполнению заданий для самостоятельной работы или разрешению научных проблем. У студента имеется возможность повысить учебный рейтинг путем участия во внеучебной работе (участие в олимпиадах, конференциях; выполнение индивидуальных творческих заданий, рефератов; участие в работе научного кружка и т. д.). При этом студенты, не спешащие сдавать работу вовремя, могут получить и отрицательные баллы. Вместе с тем, поощряется более быстрое прохождение программы отдельными студентами. Например, если учащийся готов сдавать зачет или писать самостоятельную работу раньше группы, можно добавить ему дополнительные баллы. Рейтинговая система это регулярное отслеживание качества усвоения знаний и умений в учебном процессе, выполнения планового объема самостоятельной работы. Ведение многобалльной системы оценки позволяет, с одной стороны, отразить в балльном диапазоне индивидуальные особенности студентов, а с другой объективно оценить в баллах усилия студентов, затраченные на выполнение отдельных видов работ. Так каждый вид учебной деятельности приобретает свою «цену». Получается, что «стоимость» работы, выполненной студентом безупречно, является количественной мерой качества его обученности по той совокупности изученного им учебного материала, которая была необходима для успешного выполнения задания. Разработанная шкала перевода рейтинга по дисциплине в итоговую пятибалльную оценку доступна, легко подсчитывается как преподавателем, так и студентом: 85%- 100% максимальной суммы баллов оценка «отлично», 70%-85% оценка «хорошо», 50%-70% «удовлетворительно», 50% и менее от максимальной суммы «неудовлетворительно». При использовании рейтинговой системы: основной акцент делается на организацию активных видов учебной деятельности, активность студентов выходит на творческое осмысление предложенных задач; во взаимоотношениях преподавателя со студентами есть сотрудничество и сотворчество, существует психологическая и практическая готовность

24 преподавателя к факту индивидуального своеобразия «Я-концепции» каждого студента; предполагается разнообразие стимулирующих, эмоциональнорегулирующих, направляющих и организующих приемов вмешательства (при необходимости) преподавателя в самостоятельную работу студентов; преподаватель выступает в роли педагога-менеджера и режиссера обучения, готового предложить студентам минимально необходимый комплект средств обучения, а не только передает учебную информацию; обучаемый выступает в качестве субъекта деятельности наряду с преподавателем, а развитие его индивидуальности выступает как одна из главных образовательных целей; учебная информация используется как средство организации учебной деятельности, а не как цель обучения. Рейтинговая система обучения обеспечивает наибольшую информационную, процессуальную и творческую продуктивность самостоятельной познавательной деятельности студентов при условии ее реализации через технологии личностно-ориентированного обучения (проблемные, диалоговые, дискуссионные, эвристические, игровые и другие образовательные технологии). Большинство студентов положительно относятся к такой системе отслеживания результатов их подготовки, отмечая, что рейтинговая система обучения способствует равномерному распределению их сил в течение семестра, улучшает усвоение учебной информации, обеспечивает систематическую работу без «авралов» во время сессии. Большое количество разнообразных заданий, предлагаемых для самостоятельной проработки, и разные шкалы их оценивания позволяют студенту следить за своими успехами, и при желании у него всегда имеется возможность улучшить свой рейтинг (за счет выполнения дополнительных видов самостоятельной работы), не дожидаясь экзамена. Организация процесса обучения в рамках рейтинговой системы обучения с использованием разнообразных видов самостоятельной работы позволяет получить более высокие результаты в обучении студентов по сравнению с традиционной вузовской системой обучения. Использование рейтинговой системы позволяет добиться более ритмичной работы студента в течение семестра, а так же активизирует познавательную деятельность студентов путем стимулирования их творческой активности. Весьма эффективно использование тестов непосредственно в процессе обучения, при самостоятельной работе студентов. В этом случае студент сам проверяет свои знания. Не ответив сразу на тестовое задание, студент получает подсказку, разъясняющую логику задания и выполняет его второй раз.

25 Следует отметить и все шире проникающие в учебный процесс автоматизированные обучающие и обучающе-контролирующие системы, которые позволяют студенту самостоятельно изучать ту или иную дисциплину и одновременно контролировать уровень усвоения материала.

26 2.1 Лекции 2 Учебно-методические материалы Изучение дисциплины «Химическая технология глубокой переработки 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 «Химическая технология глубокой переработки 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, При самостоятельной подготовке с использованием курса лекций студентам рекомендуется – прорабатывать лекции совместно с материалами учебных пособий по химии и технологии нефти и газа.

27 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 действующих 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

28 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 % при колебаниях 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. Однако 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 не будет присутствовать на предприятии. 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.

29 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 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 млн. т/год, а экспорт составит млн.

30 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 млн. т/год с одновременным увеличением глубины переработки да 75 % к 2010 году и до % – 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 Удельная Коэффициент перевода в ископаемых энергоёмкость 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 0 С 34,30 ГДж/1000м 3 1,18 т/1000м 3 0,82 т/1000м 3 при 0 0 С 37,70 ГДж/1000м 3 1,30 т/1000м 3 0,90 т/1000м 3 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?

31 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 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 вв. были изобретены дизельный и бензиновый двигатели

32 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.

33 Неоценимый вклад в развитие отрасли внёс Дмитрий Иванович Менделеев ( гг.) – 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 ( ) – 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 ( ). 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 ( ) – 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

34 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 ( ) и работ его ученика Владимира Васильевича Морковникова ( ), 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 ( ) проводил исследования в области каталитических реакций при высоких температурах и давлениях, продолжил исследования А. А. Летнего. Николай Дмитриевич Зелинский ( ) – 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.

35 В Баку с 1904 года начинает работать Лев Гаврилович Гуревич ( ), 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 ( ) – 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 ( ) 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 ( ) – 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

36 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

37 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? Тема 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 % масс. и зависит

38 в основном от фракционного состава перерабатываемого нефтяного сырья. Выход котельного топлива составляет %. 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 % 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 заводов, способных вырабатывать 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.

39 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 инженерные решения были повторены У. М. Бартоном при сооружении крекинг – установки в США в гг. Изобретение в последней четверти 19 века двигателя внутреннего сгорания (бензинового и дизельного) и применение его во многих отраслях промышленности и на транспорте способствовали новому качественному скачку в развитии нефтепереработки. Бензин, ранее не находивший применения, стал одним из важнейших продуктов, увеличение производства которого требовало роста добычи нефти и совершенствования технологии её переработки. С развитием дизельного двигателя появилась необходимость в дизельном топливе, являющимся промежуточной фракцией нефти между керосином и мазутом. К 1917 г. нефтеперерабатывающие предприятия России были сосредоточены в основном на Кавказе: в Баку их было 53, в Грозном – 6. Больше половины добывающих и перерабатывающих нефть предприятий принадлежала иностранному капиталу. В 1928 г. нефтяная и нефтеперерабатывающая промышленности бывшего СССР завершили восстановительный период, вызванный последствиями гражданской войны. Началось интенсивное строительство новых нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ). Большое народнохозяйственное значение имело открытие месторождений нефти и газа в Волго-Уральской нефтегазоносной области. С целью приближения НПЗ к центрам потребления нефтепродуктов были построены 14 новых заводов: в Ишимбае, Уфе, Саратове, Краснодаре, Орске, Одессе, Херсоне и Хабаровске, Батуми, Ухте Туапсе, Бердянске и Москве. Взамен устаревших кубовых батарей на НПЗ внедрялись высокопроизводительные трубчатые установки прямой перегонки нефти (производительностью тыс. т в год), термического крекинга мазутов, производства авиационных и автотракторных масел. В годы Великой Отечественной войны гг. нефтеперерабатывающая промышленность обеспечивала фронт и тыл горючими и смазочными материалами. В годы Великой Отечественной войны многие южные НПЗ были эвакуированы в восточные районы страны (в Сызрань, Красноводск, Гурьев, Комсомольск-на – Амуре, Пермь). Интенсивному развитию нефтеперерабатывающей

40 промышленности в военные и послевоенные годы способствовало открытие и освоение крупных месторождений нефти в Урало-Поволжском районе. Так, Ишимбайский НПЗ был пущен в 1936 году, всего через год после начала промышленной добычи нефти на востоке страны. На этом НПЗ впервые в промышленных масштабах была освоена технология переработки сернистых нефтей. В 1938 г. вступил в эксплуатацию Уфимский крекинг – завод – крупнейший в то время и оснащённый передовой в мире технологии химической переработки сернистых, а затем и высокосернистых нефтей Урало – Поволжья. В послевоенный период в Российской Федерации создана мощная нефтеперерабатывающая промышленность, производящая моторные топлива, смазочные материалы, битумы, кокс, а также продукты нефтехимии. Нефтепереработка страны в послевоенные годы ( гг.) получила дальнейшее значительное развитие строительством ещё ряда новых мощных НПЗ: в Салавате, в Уфе (два), в Самаре (два), в Волгограде, в Рязани, в Омске, в Ачинске, в Ангарске, в Киришах, в Новополоцке и Мозыре (Белоруссия), в Кременчуге (Украина). С открытием новых крупнейших месторождений нефти в Западной Сибири были расширены мощности старых заводов и были построены новые НПЗ в Лисичанске (Украина), Мажейкяйе (Литва), Павлодаре и Чимкенте (Казахстан), Чарджоу (Туркменистан) и др. Современное состояние и проблемы развития нефтеперерабатывающей промышленности мира и России Общей современной тенденцией в структуре использования нефти в мировой экономике является снижение доли ее потребления в электро – и теплоэнергетике в качестве котельно-печного топлива и увеличение – в качестве транспортного моторного топлива и нефте-химимического сырья. Структура использования нефти в мировой экономике, % масс. Транспорт 52 в. т.ч. автомобильный 40 Электро – и теплоэнергетика (котельное топливо) 35 Нефтехимия 8,0 Неэнергитическое использование (масла, битум, парафины, кокс) 5,0 Объемы переработки нефти в мире за последние годы изменялись почти пропорционально темпам ее добычи. В период «нефтяного бума» ( гг.) при наличии дешевой ближневосточной и латиноамериканской нефти число и суммарные мощности НПЗ в мире увеличивались исключительно быстрыми темпами. При этом на НПЗ развитых стран (за исключением США), а также стран Латинской Америки, Ближнего и Среднего Востока и Африки преимущественное распространение получили схемы с неглубокой и умеренной глубиной нефтепепепаботки. В США вследствие традиционно

41 высокого уровня потребления моторных топлив и наличия дешевых ресурсов природного газа и угля осуществлялась глубокая переработка нефти. Качествевенный и количественный скачок в тенденциях развития мировой нефтепереработки произошел на рубеже гг., когда резкое повышение цен на нефть привело к сокращению ее добычи и потребления в качестве котельно-печного топлива и тем самым переориентации на углубленную переработку и глубокую переработку нефти. После 1979 г. объемы переработки нефти, суммарные мощности, а также число НПЗ постепенно уменьшались. При этом преимущественно закрывались маломощные, менее рентабельные НПЗ. Естественно, это привело к некоторому росту удельной мощности НПЗ. Снижение объемов нефтедобычи привело к появлению избытка мощности НПЗ, преимущественно по процессам прямой перегонки нефти, которые подвергались реконструкции под другие вторичные процессы. Однако вопреки пессимистическим прогнозам объемы добычи и переработки нефти в мире к концу истекшего века вновь несколько увеличились и достигли уровня 1979 г. – 3,2-3,3 млрд. т/год. По суммарным мощностям НПЗ и объемам перерабатываемой нефти ведущее место принадлежит США. Сверхглубокая степень переработки нефти, ярко выраженный «бензиновый» профиль НПЗ США достигается широким использованием вторичных процессов, таких как каталитический крекинг ( 36 %), каталитический риформинг ( 19 %), гидроочистка ( 41 %), гидрокрекинг (9,3 %), коксование, алкелирование, изомеризация и др. Наиболее массовый продукт НПЗ США автомобильный бензин (42 % на нефть). Соотношение бензин : дизельное топливо составляет 2:1. Котельное топливо вырабатывается в минимальных количествах 8 % на нефть. Глубокая ( 93 %) степень переработки нефти в США обусловлена применением прежде всего каталитического крекинга вакуумного газойля и мазутов, гидрокрекинга и коксования. По мощности этих процессов США существенно опережают другие страны мира. Из промышленно развитых стран наиболие крупные мошности НПЗ имеют: в Западной Европе – Италия, Франция, Германия и Великобритания; в Азии – Япония, Китай и Южная Корея. НПЗ развитых стран Западной Европы и Японии характеризуются меньшей, чем у США, глубиной переработки нефти, что обусловливается необходимостью по климатическим условиям производства большого количества печного топлива. Таблица 2 Технологическая структура мощностей переработки нефти в мире Мощность процесса Мир в Россия США Западная Япония целом Европа Первичная переработка нефти, млн. т/г 4059,6 273,1 831,0 739,6 244,8 Углубляющие переработку нефти, % к мощности к первичной переработке Каталитический крекинг Гидрокрекинг 40,7 17,9 5,6 20,1 5,9 0,4 71,7 35,9 9,3 42,7 15,7 6,3 29,3 17,1 3,5

42 Термический крекинг+ висбрекинг Коксование Производства битутума масел прочих Повышающие качество продукции, % к мощности первичной переработке Каталитический риформинг Гидроочистка бензиновых фракций (без риформинга) дистиллятов остатков и тяжёлых газойлей Алкилирование Каталитическая изомеризация 3,3 5,5 2,7 1,0 2,7 45,0 11,8 4,4 20,9 4,4 1,9 1,3 0,3 5,3 1,9 3,7 1,5 1,4 36,36 11,3-24,5 0 0,1 0,4 0,06 0,4 14,7 3,7 1,1 6,6 75,0 18,6 4,6 38,5 4,1 5,8 2,7 0,7 12,3 2,6 3,0 1,0 1,8 60,0 12,6 10,7 27,1 5,7 1,3 2,2 0,4-2,1 2,9 0,9 2, ,9 3,3 48,2 23,1 0,7 0,3 0,1 Производство МТБЭ Все вторичные процессы, % к мощности первичной переработки 85,7 56,46 146,7 102,74 117,9 Соотношение бензин : дизельное топливо на НПЗ Западной Европы в пользу дизельного топлива, поскольку в этих странах осуществляется интенсивная дизелизация автотранспорта. По насыщенности НПЗ вторичными процессами, прежде всего углубляющими переработку нефти, западноевропейские страны значительно уступают США. Доля углубляющих нефтепереработку процессов (КК, ТК, ГК и алкелирование) на НПЗ США и Западной Европы составляет соответственно 72 и 43 %. Для увеличения выхода моторных топлив в ряде стран мира реализуется программа широкого наращивания мощностей процессов глубокой переработки нефти, прежде всего установок каталитического крекинга. Так, доля каталитического крекинга от мощности первичной переработки нефти на начало XX в. достигла (в%): Колумбия 38,1 США 35,9 Китай 31,9 Австралия 30,0 Аргентина 28,3 Бразилия 27,9 Великобритания 26,3 В странах-экспортерах нефти наиболие крупными мощностями НПЗ обладают Саудовская Аравия, Мексика, Бразилия, Венесуэла и Иран. Характерная особенность нефтепереработки в этих странах – низкая глубина переработки нефти (выход светлых около 50 %) и соответственно малая насыщенность НПЗ вторичными процессами. Однако в последние годы и среди них наметилась тенденция к углублению нефтепереработки. Так, доля каталитического крекинга на НПЗ Бразилии и Венесуэлы к 1994 г. достигла соответственно 27 и 20 %. НПЗ бывшего СССР, построенные до 1950 г., были ориентированы на

43 достаточно высокую глубокую переработку нефти. В гг. в условиях наращивания добычи относительно дешевой нефти в Урало-Поволжье и Западной Сибири осуществлялось строительство новых НПЗ, преимущественно по схемам неглубокой переработки неыти и частично углубленной переработки нефти, особенно в Европейской части страны. Развитие отечественной нефтепереработки шло как количественно, т. е. путем строительства новых мощностей, так и качественно – за счет строительства преимущественно высокопроизводительных и комбинированных процессов и интенсификации действующих установок. Причем развитие отрасли шло при ухудшающемся качестве нефтей (так, в 1980 г. доля сернистых и высоко сернистых нефтей достигла 84 %) и неуклонно возрастающих требованиях к качеству выпускаемых нсфтепродуктов. В последние годы перед распадом Советского Союза правительство СССР основное внимание уделяло строительству новых высокоэффективных НПЗ последнего поколения в союзных республиках: Литве (Мажейкяйский, 1984 г. пуска, мощность 13,3 млн. т); Казахстане (Чимкентский, 1984 г. пуска, мощность 6,6 млн. т, Павлодарский, 1978 г. пуска, мощность 8,3 млн. т); Туркмении (Чарджоуский, 1989 г. пуска, мощность 6,5 млн. т) на базе комбинированных установок ЛК-6у, КТ-1 и др. России от бывшего СССР достались 26 морально и физически стареющих НПЗ. Из них восемь было пущено в эксплуатацию до Второй мировой войны, пять – построены до 1950 г, еще девять – до 1960 г. Таким образом, 23 из 26 НПЗ эксплуатируются более лет и, естественно, требуется обновление оборудования и технологии. Российским НПЗ необходимы срочная реконструкция, существенное увеличение мощности каталитических процессов, повышающих глубину переработки нефти и качество выпускаемых нефтепродуктов. Таблица 3 – Проектная характеристика НПЗ России НПЗ Наличие (+) вторичных процессов переработки Год выпуска Мощность КК ТК ГК ЗК КР ГО БП* МП** Ново-Ярославский, Ухтинский, Саратовский, Орский, Хабаровский, Московский, Уфимский, Грозненский, Комсомольский, Куйбышевский, Ново-Куйбышевский, Краснодарский, Туапсинский, Ново-Уфимский,

44 Салаватский, Омский, Ангарский, Кстовский, Волгогрэдский, Уфанефтехим, Пермский, Сызранский, Рязанский, Киришский, Нижнекамский, Ачинский, * – Битумное производство. ** – Масляное производство. Наиболее массовым нефтепродуктом в стране все еще остается котельное топливо ( 27 %). Первым по объему выпуска нефтепродуктов является дизельное топливо (28,4 %), Объем производства бензинов (15,6 %) ниже, чем дизельное топливо (соотношение бензин : дизельное топливо составляет – 1 : 1,8). Глубина нефтепепеработки за последнее десятилетие практически не изменилась и застыла на уровне 65 %. По оснащенности вторичными процессами, прежде всего углубляющими нефтепереработку, НПЗ страны значительно отстают от развитых стран мира. Так, суммарная доля углубляющих нефтепереработку процессов коксования, каталитического крекинга и гидрокрекинга в нефтепереработке России составляет всего 8,2 %, т. е. на порядок ниже, чем на НПЗ США. Более половины из установок прямой перегонки нефти не оснащены блоком вакуумной перегонки мазута. В составе отечественных НПЗ нет ни одного внедренного процесса по каталитической переработке гудронов в моторные топлива. Эксплуатируемые на НПЗ страны установки гидрокрекинга приспособлены лишь для переработки вакуумных газойлей. Таблица 4 – Структура производства нефтепродуктов в России Нефтепродукты млн. т % от нефти Переработка нефти 195,0 100,0 Выпуск нефтепродуктов: Моторные топлива 93,0 47,7 в т. ч. бензины 30,4 15,6 дизельные топлива 55,4 28,4 реактивные топлива 7,2 3,7 Котельные топлива 53,3 27,3 Битум 3.8 1,95 Кокс 1,1 0,56 Масла 2,64 1,36 Другие 41,2 21,1

45 На отечественных НПЗ относительно благополучное положение с оснащенностью процессами облагораживания топливных фракций нефти, такими как каталитический риформинг и гидроочистка, что позволяет обеспечить выпуск удовлетворительно качественных нефтепродуктов. Однако, несмотря на заметное повышение качества наших нефтепродуктов и продукции нефтихимии, они пока уступают лучшим мировым образцам. Мы уступаем и по важнейшим технико-экономическим показателям процессов: металлоёмкости, энергозатратам, занимаемой площади, уровню автоматизации производства, численности персонала и др. Даже разработанные и внедренные в последние годы высокопроизводительные процессы и каталитические системы существенно уступают по этим показателям лучшим зарубежным аналогам. Неудовлетворительно обстоит дело на НПЗ и в отношении отбора светлых нефтепродуктов от потенциала, что приводит к значительному недобору дизельных фракций на атмосферных колоннах. Отечественные катализаторы значительно уступают зарубежным аналогам по активности, стабильности, селективности и другим показателям. Одной из острейших на НПЗ России является проблема быстрейшего обновления и модернизации устаревшего оборудования, машин и отдельных процессов с доведением их до современного мирового уровня. Необходимы новые технологии и новая техника, замена физически и морально устаревших технологических процессов на более совершенные в техническом и более чистые в экологическом отношениях безотходные процессы глубокой и комплексной переработки нефтяного сырья. С учетом ключевых проблем отечественной нефтепереработки на перспективу можно сформулировать следующие основные задачи: – существенное углубление переработки нефти на основе внедрения малоотходных технологических процессов производства высококачественных экологически чистых моторных топлив из тяжёлых нефтяных остатков (ТНО) как наиболее эффективного средства сокращения ее расхода; – дальнейшее повышение и оптимизация качества нефтепродуктов; – дальнейшее повышение эффективности технологических процессов и НПЗ за счет технического перевооружения производств, совершенствования технологических схем, разработки и внедрении высокоинтенсивных ресурсо – и энергосберегающих технологий, активных и селективных катализаторов; – опережающее развитие производства сырьевой базы и продукции нефтехимии; – освоение технологии и увеличение объема переработки газовых конденсатов, природных газов и других альтернативных источников углев-дного сырья и моторных топлив. Развитие отрасли будет реализовываться на основе укрупнения единичных мощнностей, энерготехнологического комбинирования процессов и комплексной автоматизации с применением ЭВМ с обеспечением требуемой экологической безопасности производств. Эти направления являются генеральной линией технологической политики нефтепереработки и нефтехимической промышленности в стране.

46 Контрольные вопросы 1. Перечислить этапы развития отечественной нефтяной и газовой промышленности. 2. Перечислить основные направления переработки нефти. 3. Рассказать вкратце историю возникновения и развития отечественной нефтеперерабатывающей промышленности. Тема Сырьевая база нефтеперерабатывающей промышленности Сырьевая база нефтепереработки включает в себя: 1) нефть; 2) газовый конденсат (бензин – 45 %, керосиногазойлевая фракция – 27 %, мазут -28 %); 3) природный газ. Мировые извлекаемые запасы нефти оцениваются в 139,5 млрд. т (т. е. 208,5 млрд. т у. т.). Из них 66,4 % расположено в странах Ближнего и Среднего Востока. Для этого региона характерно не только наличие огромных запасов нефти, но и концентрация их преимущественно на уникальных (более 1 млрд. т) и гигантских (от 300 млн. т до 1 млрд. т) месторождениях с исключительно высокой продуктивностью скважин. Среди стран этого региона первое место в мире занимает Саудовская Аравия по этому показателю, где сосредоточено более четверти мировых запасов нефти. Огромными запасами нефти в этом регионе обладают Ирак, Иран, Кувейт, и Абу – Даби – арабские страны, каждая из которых владеет почти десятой частью мировых запасов. Второе место среди регионов мира занимает Американский континент – 15,3 % мировых извлекаемых запасов нефти. Наиболее крупными запасами нефти обладают Венесуэла, Мексика, США, Аргентина, Бразилия. Извлекаемые запасы нефти в Африке составляют 6,3 %, в т. ч. Ливии – 2,9; Нигерии – 1,5; Алжире – 0,9 %. До недавнего времени считалось, что Западная Европа бедна нефтью и газом. Но в последние три десятилетия были открыты крупные их месторождения в акватории Северного моря, главным образом в британских (0,5 млрд. т) и норвежских (1,5 млрд. т) территориях. В Азиатско-тихоокеанском регионе промышленными запасами нефти обладают Китай (2,35 %), Индонезия (0,5 %), Индия, Малайзия и Австралия (в сумме 1 % от мировых). Восточно-Европейские бывшие социалистические страны и бывший СССР владеют 5,8 % извлекаемых запасов нефти, в т. ч. бывший СССР – 5,6; Россия 4,76 %, т. е. 6,64 млрд. т.

47 В мире насчитывается в настоящее время более 25 тыс. нефтяных месторождений, имеющих промышленное значение, 29 из них являются уникальными сверхгигантами. Среди них в четырёх месторождениях сконцентрировано почти 30 млрд. т (22 %) извлекаемых запасов. Большинство уникальных и гигантских (их 45 в мире) месторождений нефти находятся в странах Среднего Востока и латинской Америки. Таблица 5 – Уникальные нефтяные месторождения мира (с запасом более 1 млрд. т) Месторождение Страна Начальные запасы, млрд. т Гавар Бурган Боливар Сафания – Харджи Румайла Ахваз Киркук Марун Гачсаран Ата – Джари Абхайк Чиконтечеп Манифа Латунильяс Прадхо – Бей Хасси – Мессауд Ферейдун – Марджин Биби – Хакиме Хуроме Катиф Бу – Хаса Бермудес Сарир Раудатайн Минас Шуайба Бери Экофиск Бачакеро Саудовская Аравия Кувейт Венесуэла Саудовская Аравия Ирак Иран Ирак Иран Иран Иран Иран Мексика Саудовская Аравия Венесуэла США (шт. Аляска) Алжир Иран Иран Саудовская Аравия Саудовская Аравия ОАЭ Мексика Ливия Иран Индонезия Саудовская Аравия Саудовская Аравия Норвегия Венесуэла 10,2 9,9 4,4 4,1 2,7 2,4 2,2 2,2 2,1 1,9 1,7 1,6 1,5 1,5 1,4 1,4 1,4 1,2 1,2 1,2 1,2 1,1 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Самыми крупными из уникальных нефтяных месторождений мира являются Гавар и Большой Бурган. Месторождение Гавар Саудовской Аравии с извлекаемым запасом нефти 10,2 млрд. т (что превышает суммарные запасы всех месторождений бывшего СССР) открыто в 1948 г. Длина его 225 км,

48 ширина от 16 до 25 км, глубина залегания пластов м. Дебит скважин достигает 1500 т/сут. Большой Бурган (Кувейт) с начальным извлекаемым запасом нефти 9,9 млрд. т выявлен в 1938 г. Глубина залегания пласта м. Суточный дебет скважин достигает т. Эти два месторождения представляют собой как бы гигантский подземный резервуар с нефтью и являются баснословным богатством для маленьких арабских стран. Если посмотреть на географию месторождений нефти и газа, то нетрудно заметить, что многие из них морские. Считается, что потенциальные морские ресурсы углеводородного сырья составляют более половины общемировых. В наши дни нефть и газ обнаружены на дне всех 5 океанов. В т. ч. Антарктиде. Сегодня добыча морской нефти достигла примерно одной трети от общей её добычи. Основная часть начальных разведанных запасов и современная добыча углеводородного сырья на шлейфе принадлежит пяти регионам: Персидский залив, озеро Маракаибо (принадлежит Венесуэле и Колумбии), мексиканский залив, Каспийское и Северное море. Мировые извлекаемые запасы природного газа оцениваются в 144,8 трлн. м 3 (171 млрд. т у. т.). По разведанным запасам природного газа первое в мире место занимает бывший СССР – 39% от мировых, в том числе Россия – 33 %. Почти одна треть общемировых его запасов приходится на Ближний и Средний Восток, где он добывается преимущественно попутно с нефтью, т. е. на страны, обладающие крупными месторождениями нефти: Иран (15,8 % от общемировых запасов – 2-е место в мире), Абу – Даби (4,0 %), Саудовская Аравия (3,7 %) и Кувейт (1,0 %). В Азиатско-тихоокеанском регионе значительными ресурсами газа обладают Индонезия, Малайзия, Китай, Индия, Австралия. Достаточно большие запасы (6,8 %) газа размещены в Африке, прежде всего в таких странах, как Алжир (2,6 %), Нигерия (2,2 %) и Ливия (0,9 %). Американский континент содержит 10,1 % от общемировых запасов природного газа, в т. ч. США – 3,2 % (5-е место), Венесуэла – 2,8 %, Канада – 1,3 % и Мексика – 1,2 %. Западная Европа обладает 3,3 % от мировых запасов природного газа, в т. ч. Норвегия – 1,0 %, Нидерланды – 1,2 % и Великобритания – 0,5 %. Уникальных месторождений природного газа в мире насчитывается 11, из них в России находится 7. Таблица 6 – Уникальные газовые месторождения мира (с запасом более 1 трлн. м 3 ) Уренгойское Ямбургское Месторождения Страна Начальные запасы, трлн. м 3 Россия Россия 4,00 3,78

49 Штокманское Медвежье Харасавейское Заполярное Астраханское Оренбургское Манхандл-Хьюготон Слохтерен Пазенун Хасси-Рмель Россия Россия Россия Россия Россия Россия США Нидерланды Иран Алжир 3,00 1,55-2,60-1,78 2,00 1,65 1,40 1,00 Контрольные вопросы 1. Каковы мировые извлекаемые запасы нефти, природного газа? 2. Сколько уникальных в мире и России месторождений нефти и газа можете назвать? 3. Назвать 10 наиболее крупных стран мира по извлекаемым запасам нефти и газа. Глава 2. 2 Углубление переработки нефти основная задача нефтеперерабатывающей промышленности 1. Динамика и география добычи горючих ископаемых. 2. Классификация процессов переработки нефти, газовых конденсатов и газов. 3. Необходимость углубления переработки нефти. Углубляющие процессы. 4. Вариант технологической схемы углубления переработки нефти (мазута). Тема Динамика и география добычи горючих ископаемых Таблица 7 – Динамика мировой добычи первичных энергоресурсов Энергоресурсы 1975 г г г г г г. Нефть, млрд. т Газ, трлн. м 3 Уголь каменный, млрд. т бурый, млрд. т 2,9 1,4 2,4 0,9 3,22 1,6 2,8 1,0 2,8 1,7 3,0 1,1 3,1 1,9 3,4 1,3 3,1 2,1 3,6 0,9 3, Наивысшего уровня млн. т мировая добыча нефти достигла в 1979 г. К 1985 г. она упала до 2800 млн. т, однако в последующие годы несколько повысилась и стабилизировалась. Основными причинами снижения темпов роста и объёмов производства нефти являются: 1. Ограниченность запасов нефти. При сохранении объёмов добычи на уровне 1979 г. и выше невозобновляемых запасов хватит всего лишь на несколько

50 десятилетий. 2. Неравномерность распределения запасов нефти. Основные запасы и добыча приходится на Ближний и Средний Восток (Саудовская Аравия, Иран, Ирак, Кувейт, Абу – Даби и др.), Северную Африку (Ливия, Алжир, Нигерия, Египет и др.), а также Латинскую Америку (Венесуэла, Мексика, Бразилия, Аргентина и др.). До организации ОПЭК – объединения 13 стран – экспортёров нефти (1960 г.), международные нефтяные монополии устанавливали низкие цены на нефть (например, всего 17 долларов за тонну в 1972 г.). Страны ОПЭК стали периодически повышать цену на нефти (до 248 долларов за тонну в 1980 г.), а также ограничивать её объёмы добычи. Однако в конце начале 1986 г. на международном рынке цены на нефть резко упали (до долларов за тонну, т. е. в 3-4 раза). Столь резкое падение мировых цен последовало из-за отсутствия должного единения среди ОПЭК и противодействия капиталистических стран, а также в результате разработки и реализации программы экономии нефти. Для противодействия ОПЭК в 1974 г. было создано международное агентство по энергетике (МЭА). Для подрыва позиций ОПЭК в конце 1985 г. США, Англия, Норвегия и некоторые другие страны стали поставлять ежедневно на рынок значительные количества нефти из стратегических запасов. В этой сложной ситуации страны ОПЭК предприняли меры по защите своих интересов, такие как дальнейшее сокращение квоты добычи нефти и др., что привело к повторному повышению мировых цен на нефть (в 1987 г. мировая цена на нефть повысилась до 131 доллара за тонну). 3. Удорожание добычи нефти. Старые нефтяные месторождения постепенно истощаются, и существенно снижается дебит скважин. Нефть приходится откачивать насосами, выдавливать из пластов водой, воздействовать на неё химическими реагентами. Тем не менее в недрах остаётся более половины нефти (современный коэффициент извлечения нефти в мире составляет %). Новые месторождения нефти открывают, как правило, в труднодоступных, малообжитых отдалённых районах (Сахара, Западная Сибирь) либо большей глубине морского шельфа. 4. Развитие атомной и гидроэнергетики, использование возобновляемых энергоресурсов (энергия солнца, моря, ветра, геотермальных вод, растительного сырья и др.). Широкое использование энергосберегающих технологий и снижение удельной энергоёмкости промышленных производств и процессов. Развитие применения альтернативных (нефтяных) топлив и др. Мировая добыча газа по сравнению с добычей нефти развивалась после 1945 г. более быстрыми темпами и достигла к 1985 г млрд. м 3, или в нефтяном эквиваленте (н. э.) млн. т н. э. Мировая добыча газа в отличие от нефти в последующие годы и до настоящего времени продолжала расти и достаточно быстрыми темпами. В 2000 г. добыча газа в мире достигла 2,37 трлн. м 3.

51 Добыча и переработка нефти в России е годы. Направленность на неглубокую переработку нефти. Но качество основных нефтепродуктов повышалось: с 1968 года начался выпуск АИ 93, доля неэтилированных бензинов составила до 40%, увеличивается доля малосернистых дизельных топлив. Качество масел и сейчас отстаёт от мирового уровня, в, основном, из-за недостатка мощностей по производству высокоэффективных присадок. Рост объёмов добычи и переработка нефти за 12 дет, с 1975 года по 1987 год составил 1,25 раза. В году наблюдается стабилизация в нефтепереработке, а затем спад, вызванный падением добычи нефти. В 90-х годах наблюдается спад в добыче и переработке нефти. Неплатежи, непомерные ставки за кредиты, отсутствие государственных инвестиций приводит к тому, что предприятия не могли производить работы по модернизации и реконструкции производств. В 1993 году снижение объёма переработки по сравнению с 1992 годом составило 14 %. Особую актуальность приобретают работы, которые при незначительных затратах дают некоторую отдачу. В 1994 году объём переработки нефти уменьшился по сравнению с 1993 г. на 38,2 млн. т. В 1995 году объём переработки нефти – 174,6 млн. т. Снижение по сравнению с 1994 годом незначительное и не по всем заводам («Салаватнефтеоргсинтез» – 113,6 %, Ново-Уфимский НПЗ – 94 %). В 1996 году объём производства продукции сократился на 0,8 % (в на 2,5 %). Суммарный объём добычи нефти и газового конденсата составил 301 млн. т. Экспорт российской нефти млн. т (на 6,2 % больше, чем в 1995 году). Кризис неплатежей продолжается. Предложено проводить взаимозачёты товарных нефтепродуктов, привлекать для таких продаж коммерческие структуры (по «Салаватнефтеоргсинтез» первичная переработка нефти составила 97,5 % по сравнению с 1995 годом). Важнейшая проблема – снижение содержания серы в котельном топливе до 3,5 %, что вызвано экологическими проблемами, коррозией и низким коэффициентом полезного действия тепловых установок. Многие виды вырабатываемых в стране нефтепродуктов не соответствуют мировому уровню, потребность крупнейших городов в неэтилированном бензине отстаёт от мирового уровня. Необходим быстрый выпуск дизельного топлива с содержанием серы менее 0,05 %. Доля процессов алкилирования и изомеризации, производство метилтретбутилового эфира значительно ниже мирового уровня. Экстенсивное развитие нефтепереработки привело к неблагоприятной возрастной структуре основных фондов. Нефтеперерабатывающая промышленность – крупнейший потребитель

52 энергоресурсов. Суммарное потребление энергии составляет 8-8,2 % от объёма переработки нефти. Необходимы затраты энергии разных видов: топливо %, тепловая энергия %, электроэнергия %. Всё это говорит о необходимости ведения работ по энергосбережению. Наличие значительного числа морально устаревшего оборудования приводит к значительным потерям нефти и нефтепродуктов: от 1,1 % до 1,7 % от объёма перерабатываемой нефти. Основные источники потерь: резервуары – 17,9 % от общих потерь, факелы – 18,1 %; коксообразование при термическом крекинге и каталитическом крекинге – 17,6 %; негерметичность оборудования – 16,4 %; очистные сооружения – 8,3 %; прочие потери (22 %). С 1990 года по 1995 объём переработки нефти снизился более чем на 120 млн. т. в год или более чем на 40 %. Объём производства моторных топлив снизился почти на 50 млн. т., смазочных масел и битумов – в 2 раза. За этот же период снижение использования действующих мощностей основных процессов нефтепереработки: – первичных с 92 % до 58 %, вторичных с 82 % до 60 %; – улучшающих качество топлив с 70 до 52 %, производства масел с 85 до 44 %; – загрузка ряда нефтеперерабатывающих заводов сырьём составила % их мощности. Нефтяные компании не принимают мер для укрепления хозяйственной и финансовой деятельности входящих в них предприятий. Финансовое состояние предприятий ухудшается. Имеет место тенденция увеличения экспорта сырой нефти за счёт снижения объёмов её переработки на российских заводах. Принятая ранее программа модернизации нефтеперерабатывающих заводов в гг. не осуществилась: освоение капитальных вложений составило 22 % от предусмотренных. Из намеченных для строительства 35 объектов введено в строй десять. Но идёт реконструкция, растёт выпуск высококачественной продукции. В стране есть разработанные высокоэффективные и конкурентоспособные отечественные технологии и оборудование. Необходимо ориентироваться прежде всего на свои возможности. И наша с вами задача осваивать новые технологии. Вам предстоит принять участие в подъёме промышленности страны. Контрольные вопросы 1. Указать причины снижения темпов роста и объёма производства нефти. 2. Какова динамика мировой добычи нефти и газа? 3. Назвать наиболее крупные нефте-, газодобывающие месторождения нефти и газа в России и мире. 4. В чём причина возрастания изношенности основных фондов нефтеперерабатывающих заводов?

53 5. Каково суммарное потребление электроэнергия нефтеперерабатывающей промышленности? 6. Какова структура энергопотребления на нефтеперерабатывающем заводе? 7. Из чего складываются потери нефтепродуктов? 8. Каковы причины снижения объёма переработки нефти в России в годы? Тема Классификация процессов переработки нефти, газовых конденсатов и газов Технологические процессы НПЗ принято классифицировать на следующие 2 группы: физические и химические. Физическими (массообменными) процессами достигается разделение нефти на составляющие компоненты (топливные и масляные фракции) без химических превращений и удаление (извлечение) из фракций нефти, нефтяных остатков, масляных фракций, газоконденсатов и газов нежелательных компонентов (полициклических ароматических, асфальтенов, тугоплавких парафинов), непредельных углеводородов. 1. Физические процессы по типу массообмена можно подразделять на следующие типы: гравитационные (ЭЛОУ); ректификационные (AT, ABT, ГФУ и др.); экстракционные (деасфальтизация, селективная очистка, депарафинизация кристаллизацией); адсорбционные (циалитная депарафинизация, контактная очистка); абсорбционные (АГФУ, очистка от Н 2 S, CO 2 ). 2. В химических процессах переработка нефтяного сырья осуществляется путём химических превращений с получением новых продуктов, не содержащихся в исходном сырье. Химические процессы, применяемые на современных НПЗ, по способу активации химических реакций подразделяются на: 2.1 термические. Термические процессы по типу протекающих химических реакций можно подразделить на следующие типы: термодиструктивные (термический крекинг, висбрекинг, пиролиз, пекование, производство технического углерода и др.); термоокислительные (производство битума, газификация кокса, углей и др.). В термодиструктивных процессах протекают преимущественно реакции распада (крекинга) молекул сырья на низкомолекулярные, а также реакции конденсации с образованием высокомолекулярных продуктов, например кокса,

54 пека и др Каталитические. Каталитические процессы по типу катализа можно классифицировать на следующие типы: гетеролитические, протекающие по механизму кислотного катализа (каталитический крекинг, алкилирование, полимеризация, производство эфиров и др.); гомолитические, протекающие по механизму окислительновосстановительного (электронного) катализа (производства водорода и синтез – газов, метанола, элементарной серы); гидрокаталитичесие, протекающие по механизму бифункциональног (сложного) катализа (гидроочистка, гидрокрекинг, каталитический риформинг, изомеризация, гидродеароматизация, селективная гидродепарафинизация и др.). Головным процессом переработки нефти (после ЭЛОУ – электрообессоливающей установки) является атмосферная перегонка (AT – атмосферная трубчатка), где отбираются топливные фракции (бензиновые, осветительного керосина, реактивного и дизельного топлив) и мазут, используемый либо как компонент котельного топлива, либо как сырьё для последующей глубокой переработки. Топливные фракции атмосферной перегонки далее подвергаются: гидроочистки от гетероатомных соединений, а бензин – каталитическому риформингу с целью повышения их качества или получения индивидуальных ароматических углеводородов – сырья нефтехимии (бензола, толуола, ксилолов и др.). Из мазута путём вакуумной перегонки (на установках ВТ вакуумной трубчатки) получают либо широкую фракцию ( С) вакуумного газойля – сырья для последующей переработки на установках каталитического крекинга или гидрокрекинга с получением, главным образом, компонентов моторных топлив, либо узкие дистиллятные масляные фракции, направляемые далее на последующие процессы очистки (селективная очистка, депарафинизация и др.). Остаток вакуумной перегонки – гудрон – служит при необходимости для получения остаточных масел или как сырьё для глубокой переработки с получением дополнительного количества моторных топлив, нефтяного кокса, дорожного и строительного битума или же в качестве компонента котельного топлива. Контрольные вопросы 1. Перечислить основные направления переработки нефти. 2. Перечислить основные технологические процессы переработки нефти и газа в соответствии с научной классификацией. 3. Назвать основные направления применения продуктов атмосферной и вакуумной перегонки.

55 Тема Необходимость углубления переработки нефти. Углубляющие процессы Начиная с 60-х годов в стране сложилась структура переработки нефти характеризующаяся малой её глубиной. Этому в основном способствовало: – форсирование добычи нефти, что обходилось дешевле наращивания мощностей деструктивных процессов. Глубина переработки нефти сокращалась вплоть до 1980г., затем изменившиеся условия добычи нефти, роста приведенных затрат на разведку и добычу, а также рост потребности в моторных топливах, продуктах нефтехимических производств заставили признать необходимость конструктивного решения проблемы углубления переработки нефти. В связи с переходом России от плановой экономики к рыночным отношениям, в её нефтяном комплексе в период с 1992 по 2001 год произошла структурная перестройка. На финансовой основе отечественные нефтеперерабатывающие заводы были объединены с нефтедобывающими предприятиями в вертикально – интегрированные компании. Сегодня в России мощности по первичной переработке нефти составляют около 315 млн. т/год. Прошедшие десятилетия, вплоть до 1999 года, характеризовались глубокими кризисными явлениями в нефтеперерабатывающей отрасли. Эти явления способствовали резкому падению объёма добычи нефти (на 214 млн. т за гг.) и снижению объёмов производства нефтепродуктов на 48,9 %. В этот же период в целом по отрасли степень использования действующих мощностей основных процессов переработки нефти снизилась в среднем на 30 %. В результате глубина переработки уменьшилась с 65,5 до 62,7 %. В мировом нефтяном комплексе Россия уступила своё место Японии и Китаю по фактическим загрузкам мощностей. Суммарная мощность российских нефтеперерабатывающих заводов по первичной переработки нефти в 3 раза ниже, чем в США. Таблица 8 – Структура нефтеперерабатывающих заводов Процессы Мощность, % к первичной переработке во всём мире в России в США в Западной Европе в Японии Первичной переработки нефти, млн. т/г 4059,6 273, ,6 244,8 Углубляющие переработку нефти каталитический крекинг гидрокрекинг термический крекинг+висбрегинг коксование 40,7 17,9 5,6 5,3 5,5 20,1 5,9 0,4 5,3 1,9 71,7 35,9 9,3 0,4 14,7 42,7 15,7 6,3 12,3 2,6 29,3 17,1 3,5-2,1

56 производство битума производство масел прочее Повышающие качество продукции риформинг гидроочистка бензиновых фракций (без риформинга) дистиллятов остатков и тяжёлого газойля алкилирование изомеризация производство МТБЭ 2,7 1,0 2,7 45,0 11,8 4,4 20,9 4,4 1,9 1,3 0,3 3,7 1,5 1,4 36,36 11,3-24,5 0 0,1 0,4 0,06 3,7 1,1 6,6 75,0 18,6 4,6 38,5 4,1 5,8 2,7 0,7 3,0 1,0 1,8 60,0 12,6 10,7 27,1 5,7 1,3 2,2 0,4 2,9 0,9 2,8 88,6 12,9 3,3 48,2 23,1 0,7 0,3 0,1 Все вторичные 85,7 56, ,7 117,9 Индекс нельсона – 5,2 11,7 8,3 – В тоже время средняя мощность одного российского завода превышает мощность среднего завода США в 2,4 раза. Однако общая техническая оснащённость отечественных заводов процессами, углубляющими переработку нефти, крайне низка. Так, мощности каталитического крекинга на заводах США превышает аналогичные мощности отечественных НПЗ в 17 раз, каталитического риформинга – в 1,4 раза; индекс комплексности Нельсона по России в 2,5 раза ниже, чем в США. За последние десять лет ( гг.) мощности первичной переработки нефти в России снизились с 316,8 до 273,1 млн. т/год. Глубину переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) определяет множество факторов. Основные из них: тип и качество нефти, структура и уровень загрузки эксплуатируемых мощностей, стоимость и качество поставляемых энергоресурсов и сырья, спрос и цены на нефтепродукты. При прямой перегонке нефти отбор светлых фракций, выкипающих до С – бензиновых, реактивного и дизельного топлив – составляет в среднем %. Остаток перегонки представляет собой атмосферный мазут. Увеличение выхода «светлых» можно достичь двумя способами: внедрение водорода в молекулы тяжёлых углеводородов и удалением углерода из этих молекул. Проблема углубления переработки нефти решается с учётом ухудшения качества нефти (увеличение содержания серы и уменьшения содержания лёгких фракций) и ужесточения требований к охране окружающей среды. Спрос на различные нефтепродукты изменялся неодинаково. Наиболее резко упал спрос на остаточное котельное топливо, которое сравнительно легко можно заменить на электростанциях и в промышленных печах природным газом, углём т. д. Реальная же альтернатива наиболее ценным светлым нефтепродуктам (моторным топливам и нефтехимическому сырью) пока не

57 найдена, в связи с чем, спрос на эти нефтепродукты сохраняется неизменным или даже возрастает. Расчёты показывают, что при углублении переработки нефти наиболее эффективна замена топочного мазута газом. Производство и применение бензина из нефтяного сырья характеризуется самыми низкими затратами, в том числе производственными. Увеличение глубины переработки с 63,5 до 75 % обеспечивает экономию более 30 млн. т нефти. Стратегической программой развития энергетики Российской Федерации до 2010 г. намечено довести глубину переработки нефти к 2005 г. – до %. В целях углубления переработки нефти, увеличения выработки высококачественных моторных топлив и сырья для нефтехимии осуществляется строительство комбинированных установок типа ТК, включающие блоки: вакуумной перегонки мазута, висбрекинга гудрона, гидроочистки и каталитического крекинга вакуумного мазута. Разрабатываются модификации установки ТК с включением процессов глубоковакуумной перегонки мазута, лёгкого гидрокрекинга, термодеасфальтизации гудрона. Однако глубина переработки мазута на этих установках ограничена: выход компонента котельного топлива – выше 30 % (масс.). Современное состояние технологии глубокой переработки нефтяных остатков в моторные топлива Наибольшую трудность в нефтепереработке представляет квалифицированная переработка гудронов (остатков вакуумной, а в последние годы глубокой вакуумной перегонки) с высоким содержанием смолисто-асфальтеновых веществ, металлов и гетеросоединений, требующая значительных капитальных и эксплуатационых затрат. В этой связи на ряде НПЗ страны и за рубежом часто ограничиваются неглубокой переработкой гудронов с получением таких нетопливных нефтепродуктов, как битум, нефтяной пек и котельное топливо. Из процессов глубокой химической переработки гудронов, основанных на удалении избытка углерода, в мировой практике наибольшее распространение получили следующие: 1) замедленное коксование (ЗК), предназначенное для производства кускового нефтяного кокса, используемого как углеродистое сырье для последующего изготовления анодов, графитированных электродов для черной и цветной металлургии, а также низкокачественных дистиллятных фракций моторных топлив и углеводородных газов; 2) термоконтактное коксование (ТКК), так называемый непрерывный процесс коксования в кипящем слое (за рубежом – флюид-кокинг), целевым назначением которого является получение дистиллятных фракций, газов и побочного порошкообразною кокса, используемого как малоценное энергетическое

58 топливо; 3) комбинированный процесс ТКК с последующей парокислородной (воздушной) газификацией порошкообразного кокса (процесс «Флексикокинг») с получением кроме дистиллятов синтез-газов; 4) процессы каталитического крекинга или гидрокрекинга нефтяных остатков после их предварительной деасфальтизации и деметаллизации посредством следующих некаталитических процессов: – сольвентной деасфальтизацией и деметализацией (процесс «Демекс» фирмы ЮОП, «Розе» фирмы «Керр-Макги» и др.) с получением деасфальтизатов с низкой коксуемостью и пониженным содержанием металлов и трудноутилизируемого остатка – асфальтита; они характеризуются высокой энергоемкостью, повышенными капитальными и эксплуатационными затратами; – процессы термоадсорбционная деасфальтизация и деметаллизация (ТАДД) (процессы термоадсорбционного облагораживания тяжёлого сырья каталитического крекинга APT в США, в Японии НОТ и ККИ, АКО, ЗД и др.) с получением облагороженного сырья для последующей каталитической переработки; – высокотемпературные процессы парокислородной газификации тяжёлых нефтяных остатков (ТНО) с получением энергетических или технологических газов, пригодных для синтеза моторных топлив, производства водорода, аммиака, метанола и др. Эти процессы характеризуются исключительно высокими капитальными и эксплуатационными затратами. Для безостаточной переработки тяжёлых нефтяных остатков в моторные топлива наиболее приемлемы термоконтактные процессы, осуществляемые при повышенных температурах крекинга и малом времени контакта на поверхности дешевого природного адсорбента в реакторах нового поколения и регенераторах-котлах с получением дистиллятных полупродуктов, направляемых на облагораживание и каталитическую переработку (так же, как APT, ЗД). С. А. Ахметовым и профессором Ж. Ф. Галимовым (Уфимский государственный нефтяной технический университет) разрабатываются технологические и конструктивные основы перспективного термоадсорбционного процесса безостаточной переработки тяжёлых нефтяных остатков ЭТКК (экспресстермоконтактный крекинг). Сущность этого технически легко реализуемого процесса состоит в его высокой интенсивности, достигаемой в условиях кратковременности (доли секунды) контакта тонкодиспергированного нсфтяного сырья с дешевым природным адсорбентом при температуре С в реакторе циклонного типа с последующей окислительной регенерацией накоксованного адсорбента. В реакторе осуществляется легкая (экспресс) конверсия, деметаллизация и частичная декарбонизация без

59 чрезмерного крекирования сырья с образованием преимущественно газойлевого дистиллята, направляемого для последующей каталитической переработки в моторные топлива (процессами каталитического крекинга или гидрокрекинга). Предлагаемый процесс позволяет осуществлять безостаточную экобезопасную переработку любого тяжёлого нефтяного остатка или битуминозных нефтей без ограничения требований к их качеству по коксуемости, сернистости и металлосодержанию. В качестве контактного адсорбента, на котором сорбируются металлы тяжёлых нефтяных остатков (никель, ванадий и др.), применяются пылевидные и порошкообразные природные рудные и нерудные материалы и отходы их переработки (железорудный концентрат, огарок обжига колчедана, горелая порода, каолин), а также отработанный катализатор крекинга, Часть отработанного контакта непрерывно выводится из системы с его циркуляцией между реактором и регенератором. Технологический режим процесса ЭТКК мазута В реакторе: температура С время контакта 0,05 0,1с кратность циркуляции адсорбента 7 15 кг/кг В регенераторе: температура С Примерный материальный баланс ЭТКК при переработке 47 % мазута западносибирской нефти (в % масс.) Сухой газ + H 2 S 1,5 Газ С 3 – С 4 4,0 Бензин (н. к С) 6,5 Лёгкий газойль ( С) 12,0 ТГ(>350 0 С) 67,5 Кокс 8,0 Потери 0,5 Для дальнейшего углубления переработки нефти создаётся комбинированная установка переработки мазута с получением моторных топлив и ценного сырья для нефтехимии. Установка включает блоки адсорбционно-каталитической очистки (АКО) мазута, гидроочистки газойлевой фракции АКО, каталитического крекинга тяжёлого газойля гидроочистки, каталитической конверсии углеводородных газов в высокооктановый компонент бензина, производства элементарной серы либо серной кислоты из сероводородсодержащих газов. Предусматривается также производство (концентрирование) водорода из водородосодержащего газа каталитической

60 конверсии. Возможны и другие варианты комбинирования процессов после адсорбционно-каталитической очистки мазута. Целевыми продуктами комбинированной установки являются высокооктановый компонент бензина, дизельное топливо, высокоиндексное сырьё для производства технического углерода. С целью получения максимального количества дизельного топлива широкая газойлевая фракция АКО может быть подвергнута лёгкому гидрокрекингу. Важнейшее преимущество комбинированной схемы – практически безостаточная переработка мазута в светлые продукты и сырьё для химических синтезов. Принципиально новыми процессами являются адсорбционно-каталитическая очистка остаточного нефтяного сырья и каталитическая конверсия углеводородных газов. Таблица 9 – Качество продуктов адсорбционно-каталитической очистки Показатели Сырьё, мазут бензин Продукты АКО лёгкий тяжёлый газойль газойль широкая газойлевая фракция Плотность при 20 0 С, кг/м Фракционный состав, 0 С н. к. 50 % (об.) 90 % (об.) к. к. до С, % (об.) Содержание серы, % (масс.) 1,96 0,4 1,7 1,94 1,87 Коксуемость (по Конрадсону), % 8-0,42 3,0 2,5 (масс.) Вязкость при С, мм 2 /с 36, 1-2,57 6,3 3,6 Иодное число, г I 2 /100 г,1 – – Октановое число (ИМ) – 88, Групповой углеводородный состав, % (об.) парафино-нафтеновые олефиновые ароматические смолы асфальтены Содержание тяжёлых металлов (ванадий + никель), мг/г 24,1-53,7 17,8 4,2 4,3 50,5 45, ,3-51,5 12,1 0,1 90-1,4 1,1 – Программа научно-технического сопровождения работ по реконструкции и коренной модернизации нефтеперерабатывающей промышленности на перспективу до 2010 года разработана в 2000 году нефть и при участии всех институтов отрасли. Нефтяным компаниям, предприятиям и организациям

61 отрасли рекомендовано в максимальной степени использовать отечественные разработки в области технологий, катализаторов и оборудования. Решение этих задач возможно при финансовой поддержке отечественных производителей нефтепродуктов. Намечены определяющие направления модернизации нефтеперерабатывающих заводов: опережающее развитие мощностей по углублению переработки нефти путём ввода в действие новых и реконструкции действующих установок каталитического крекинга, гидрокрекинга, коксования и др. строительство и реконструкция производства по улучшению качества моторных топлив и вовлечение в них продуктов вторичных процессов. Сокращение объёмов вредных выбросов и сбросов сточных вод. Примером рационального использования тяжёлых нефтяных остатков является применение асфальто – гудроновых смесей как сырья для получения пеков. Нефтяные пеки не уступают по технологичности каменноугольным электродным пекам – связующим, а по канцерогенноести менее опасны их в десятки раз. Возможна организация промышленного производства нефтяных пеков из смеси асфальтенов, отходов деасфальтизации гудрона, экстракта второй масляной фракции, следовательно, происходит увеличение глубины переработки сырья. Всемирная ассоциация по нефтепереработке (WRA – Word Refining Association) проводит ежегодный международный «круглый стол» для решения проблем нефтеперерабатывающей отрасли России и стран СНГ. В работе круглого стола принимают участие не только ведущие нефтяные компании России («ЮКОС», «ТНК», «ЛУКОЙЛ», «Сиданко», «Альянс» и др.), но и компании США, Германии, Великобритании, Австрии, Голландии и стран СНГ. С целью повышения эффективности российской нефтепереработки рядом ведущих зарубежных компаний предоставлены кредиты для существенного снижения выработки мазута, вовлечения больших объёмов вакуумного газойля в процессы каталитического крекинга и лёгкого гидрокрекинга. Таблица 10 – Результаты завершённых разработок, связанных с углублением переработки нефти Сырьё (режим) Фракция С с 0,2 % (масс.) Вакуумные дистилляты (4 5 Продукты (характеристика) НПЗ Компания Разработчик Каталитический крекинг (2 млн. т/г) Компонент бензина (ОЧ Ярославский «ЮКОС», ВНИИНП на 1 2 пункта, выход на Уфимский «Башнефте ВНИПИнефть 3 4 %, газа на 1 2 % химзаводы» больше, чем с Г ) Лёгкий крекинг Дизельное топливо – – ВНИИНП (выход 30 % на сырьё;

62 МПа, новые катализаторы) Смесь фракций С с лёгкими фракциями висбрекинга. Более 1,5 % (масс.) серы сера, % масс. в топливе 0,05 0,1; в остатке > С до 0,2) Гидроочистка Сырьё каталитического Можайский – ВНИИНП крекинга Висбрекинг (мощность в 1,5 раз выше обычной) Гудрон Котельное топливо М100 Уфимские «Башнефтехи м» Деасфальтизация Гудрон (растворитель пропан-бутан, усовершенствован ная схема его регенерации и компремирования ) Нефтяные остатки (температура в реакционной зоне С) Вакуумные дистилляты Деасфальтизат – производство масел. Асфальт связующие. Дорожные битумы. Уфимские «Башнефтехи м» Коксование. Прокаливание кокса (280 тыс. т/год) Кокс (выход 27,5 %) Омский «Сибнефть», Ангарский «ЮКОС», Волгоградский «ЛУКОЙЛ» Каталитическая депарафинизация в схемах производства масел Трансформаторные Ангарский «ЮКОС», масла. Волгоградский «ЛУКОЙЛ» Низкозастывающие гидравлические масла ИПНХП ИПНХП ИПНХП «Башгипронефте хим» ВНИИНП Контрольные вопросы 1. Указать причины, характеризующую малую глубину переработки нефти в России. 2. Факторы, определяющие глубину переработки нефти. 3. Какова объективная необходимость углубления переработки нефти? 4. Дать характеристику процессам, углубляющим переработку нефти. Тема Вариант технологической схемы углубления переработки нефти (мазута) НПЗ представляет собой совокупность основных нефтетехнологических процессов (установок, цехов, блоков), а также вспомогательных и обслуживающих служб, обеспечивающих нормальное функционирование

63 промышленного предприятия (товарно-сырьевые, ремонтно-механические цеха, цеха КИПиА, паро-, водо – и электроснабжения, цеховые и заводские лаборатории, транспортные, пожаро – и газоспасательные подразделения, медпункты, столовые, диспетчерская, дирекция, отделы кадров, финансов, снабжения, бухгалтерия и т. д.). Целевое назначение НПЗ – производство в требуемых объеме и ассортименте высококачественых нефтепродуктов и сырья для нефтехимии (в последние годы – и товаров народного потребления). Современное нефтеперерабатывающие предприятия характеризуется большой мощностью как НПЗ (исчисляемой миллионами тонн в год), так и составляющих их технологических процессов. В этой связи на НПЗ исключительно высоки требования к уровню автоматизации технологических процессов, надежности и безопасности оборудования и технологии, квалификации обслуживающего персонала. Мощность НПЗ зависит прежде всего от потребности в тех или иных нефтепродуктах экономического района их потребления, наличия ресурсов сырья и энергии, дальности транспортных перевозок и близости соседних аналогичных предприятий. Крупные предприятия экономически эффективнее, чем мелкие. На крупных НПЗ имеются благоприятные предпосылки для сооружения мощных высокоавтоматизированных технологических установок и комбинированных производств на базе крупнотоннажных аппаратов и оборудования для более эффективного использования сырьевых, водных и земельных ресурсов, и значительного снижения удельных капитальных и эксплуатационных затрат. Отличительной особенностью НПЗ является получение разнообразной продукции из одного исходного нефтяного сырья. Ассортимент нефтепродуктотов НПЗ исчисляется обычно сотнями наименований. Характерно, что в большинстве технологических процессов производят преимущественно только компоненты или полупродукты. Конечные товарные нефтепродукты получают, как правило, путем компаундирования нескольких компонентов, производимых на данном НПЗ, а также добавок и присадок. Это обусловливает необходимость иметь в составе НПЗ разнообразный набор технологических процессов с исключительно сложной взаимосвязью по сырьевым, продуктовым и энергетическим потокам. По ассортименту выпускаемых нефтепродуктов НПЗ делятся на группы: 1) НПЗ топливного профиля; 2) НПЗ топливно-масляного профиля; 3) НПЗ топливно-нефтехим. профиля (нефтехимкомбинаты); 4) НПЗ (нефтехимкомбинаты) топливно-масляно-нефтехимического профиля. Среди перечисленных выше нефтеперерабатывающих предприятий наибольше распространение имеют НПЗ топливного профиля, поскольку по объемам потребления и производства моторных топлив значительно превосходят как

64 смазочные масла, так и продукцию нефтехимического синтеза. Естественно, комплексная переработка нефтяного сырья (т. е. топливно-маслянонефтехимичнского) экономически более эффективна по сравнению с узкоспециализированной. Наряду с мошностью и ассортиментом нефтепродуктов, важным показателем НПЗ является глубина переработки нефти. Глубина переработки нефти – показатель, характеризующий эффективность использования сырья. По величине глубины переработки нефти можно косвенно судить о насыщенности НПЗ вторичными процессами и структуре выпуска нефтепродуктов. Разумеется, НПЗ с высокой долей вторичных процессов располагает большей возможностью для производства из каждой тонны сырья большего количества более ценных, чем нефтяной остаток, нефтепродуктов и, следовательно, для более углубленной переработки нефти. В мировой нефтепереработке до сих пор нет общепринятого и однозначного определения этого показателя. В отечественной нефтепереработке под глубиной переработки нефти (ГПН) подразумевается суммарный выход в процентах (%) на нефть всех нефтепродуктов, кроме непревращенного остатка, используемого в качестве котельного топлива (КТ): ГПН = КТ – (Т + П), где Т и П – соответственно удельные затраты топлива на переработку и потери нефти на НПЗ в % на сырье. В современной нефтепереработке принято подразделять НПЗ (без указания разграничивающих пределов ГПН) на два типа: с неглубокой переработкой нефти (НГП) и глубокой переработкой нефти (ГПН). Такая классификация недостаточно информативна, особенно относительно НПЗ типа ГПН: неясно, какие именно вторичные процессы могут входить в его состав. По признаку концентрирования остатка удобно классифицировать НПЗ на 4 типа: 1) НПЗ НГП; 2) НПЗ УПН (углубленная переработка нефти); 3) НПЗ ГПН; 4) НПЗ БОП (безостаточная переработка нефти). Таблица 11 – Связь между типом НПЗ и эффективностью использования нефти Показатель нефтепереработки Тип НПЗ НГП УПН ГПН БОП

65 Тип остатка Мазут Гудрон Тяжелый гудрон Нет остатка Выход остатка, % на нефть средней сортности Глубина переработки, % масс. (без учета Т и П) Эффективность использования нефти, баллы Качество перерабатываемого нефтяного сырья оказывает существенное влияние на технологическую структуру и технико-экономические показатели НПЗ. Легче и выгоднее перерабатывать малосернистые и легкие нефти с высоким потенциальным содержанием светлых, чем сернистые и высокосернистые (особенно с высоким содержанием смолисто – асфальтеновых веществ), переработка которых требует большей насыщенности НПЗ процессами облагораживания. Завышенные затраты на переработку низкосортных нефтей должны компенсироваться заниженными ценами на них. Одним из важных показателей НПЗ является также соотношение дизельное топливо : бензин на НПЗ НГП это соотношение не поддается регулированию и обусловливается потенциальным содержанием таких фракций в перерабатываемой нефти. На НПЗ УГП или ГПН потребное соотношение дизельное топливо : бензин регулируется включением в состав завода вторичных процессов, обеспечивающих выпуск компонентов автомобильного бензина и дизельного топлива в соответствующих пропорциях. Так, НПЗ преимущественно бензинопроизводящего профиля комплектуется, как правило, процессами каталитического крекинга и алкелирования. Для преобладающего выпуска дизельного топлива в состав НПЗ обычно включают процесс гидрокрекинга. Наиболие важным показателем структуры НПЗ является набор технологических процессов, который должен обеспечить оптимальную ГПН и выпуск заводом заданного ассортимента нефтепродуктов высокого качества с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами. Каждый из выбранных технологических процессов, их оборудование, уровень автоматизации и экологической безопасности должны соответствовать новейшим достижениям науки и техники. При минимизации капитальных и эксплуатационных затрат наиболее значительный эффект достигается, когда в проекте предусматривается строительство НПЗ на базе крупнотоннажных технологических процессов и комбинированных установок. При комбинировании нескольких технологических процессов в единую централизованно управляемую установку в сочетании с укрупнением достигают: – экономии капитальных вложений в результате сокращения резервуарных парков, трубопроводов, технологических коммуникаций и инженерных сетей,

66 более компактного расположения оборудования и аппаратов, объединения насосных, компрессорных, операторных, киповских и других помещений и тем самым увеличения плотности застройки; – экономии эксплуатационных затрат в результате снижения удельных расходов энергии, пара, топлива и охлаждающей воды за счет объединения стадий фракционирования, теплообмена, исключения повторных операций нагрева и охлаждения, увеличения степени утилизации тепла отходящих потоков и др., а также в результате сокращения численности обслуживающего персонала (т. е. повышения производительности труда) за счет централизации управления, более высокого уровня автоматизации и механизации и т. д.; – снижения потерь нефтепродуктов и количества стоков и, следовательно, количества вредных выбросов в окружающую среду. Считается, что на НПЗ средней мощности (5-7 млн. т/год) каждый процесс должен быть представлен одной технологической установкой. Однако при такой технологической структуре НПЗ связи между процессами становятся весьма жесткими, резко повышаются требования к надежности оборудования, системе контроля и автоматизации, сроку службы катализаторов. В современной практике проектирования и строительства НПЗ большой мощности (10-15 млн. т/год) предпочтение отдают двухпоточной схеме переработки нефти, когда каждый процесс представлен двумя одноименными технологическими установками. При этом процесс, для которого ресурсы сырья ограничены при данной мощнности НПЗ, может быть представлен одной технологическо установкой (алкелирование, коксование, висбрекинг, производство серы и др.). Исходя из принятой оптимальной мощности НПЗ топливного профиля, равной 12 млн. т/год, на основании технико-экономических расчетов и опыта эксплуатации современных отечественных и зарубежных заводов принята оптимальная мощность головной установки АВТ, равная 6 млн. т/год. Наиболее часто комбинируют процессы: ЭЛОУ-АВТ (AT), гидроочистка бензина каталитический риформинг, гидроочистка вакуумного газойля каталитический крекинг – газоразделение, сероочистка газов – производство серы; вакуумная перегонка – гидроочистк каталитический крекинг – газофракционирование и др. В отечественной нефтепереработке разработаны модели комбинированных установок: 1) неглубокая переработка нефти ЛК-6у – производительностью 6 млн. т/год; 2) углубленная переработка нефти ГК-3 – производительностью 3 млн. т/год; 3) переработка вакуумного газойля Г производительностью 2 млн. т/год; 4) переработка мазута КТ-1, включающая в свой состав комбинированную установку Г и секции вакуумной перегонки мазута и висбрекинга гудрона;

67 5) переработка мазута КТ-1у, отличающаяся от КТ-1 использованием процесса лёгкого гидрокрекинга вместо гидроочистки вакуумного газойля; 6) переработка мазута КТ-2, которая отличается от КТ-ly использованием вместо обычной вакуумной перегонки глубокую вакуумную перегонку с отбором фракции С (и отсутствием процесса висбрекинга). Модели 1-4 внедрены на ряде НПЗ страны и показали высокую эффективноть. Так, по сравнению с набором отдельно стоящих установок, на комбинированной установке КТ-1 капитальные и эксплуатационные затраты ниже соответственно на 36 и 40 %, площадь застройки меньше в 3 раза, а производительность труда выше в 2,5 раза. С использованием высокопроизводительных комбинированных установок, а именно ЛК-6у и КТ-1, были в последние годы сооружены и пущены в эксплуатацию высокоэффективные НПЗ нового поколения в г. Павлодаре, Чимкенте, Лисичанске и Чарджоу, на которых осуществляется углубленная переработка нефти. В их состав, кроме ЛК-6у и КТ-1, дополнительно входят такие процессы, как алкелированиие, коксование, произво водорода, серы, битума и т. д. Таблица 12 – Набор технологических процессов, входящих в состав отечественных комбинированных установок Технологический процесс ЛК-6у ГК-3 Г КТ-1 КТ-1у КТ-2 ЭЛОУ-АТ ЭЛОУ-АВТ Вакуумная перегонка мазута Глубокая вакуумная перегонка мазута Вторичная перегонка бензинов Гидроочистка бензина Гидроочистка керосина Гидроочистка дизельного топлива Гидроочистка вакуумного газойля Лёгкий гидрокрекинг вакуумного газойля Каталитический риформинг бензина Ккталитический крекинг вакуумного газойля Газофракционирование Висбрекинг гудрона Акционерное общество «Нижегороднефтеоргсинтез» – «НОРСИ» – испытывало трудности со сбытом мазута при постоянном недостатке светлых нефтепродуктов на местном рынке. Глубина переработки нефти составляла 56 %, что не позволяло работать прибыльно. Для интенсификации процессов была предложена схема комплекса глубокой переработки мазута. Получить льготный кредит через Минтопэнерго (1994 г.) не удалось. Получить кредит в полном

68 объёме за рубежом оказалось невозможно. Пришлось искать выход своими силами. Включили в состав комплекса некоторые существующие, не полностью загруженные установки. Концентрирование пропилена планировалось осуществить на установке ЭП и АГФУ. По новой, урезанной схеме гидроочистке будет подвергаться только 50 % сырья каталитического крекинга. После ввода в действие первой очереди комплекса планируется построить установку для гидроочистки остального количества, вакуумных дистиллятов и установку для производства водорода соответствующей мощности. Примерная стоимость комплекса млн. долл. США. Окупаемость капитальных вложений за счёт прироста прибыли составляет 3,1 года. Оборудование изготовляется на машиностроительных заводах России. Глубина переработки нефти возросла с 55,4 % до 78,3 % (по заводу). Внедрение в нефтепереработку термических и каталитических процессов, позволило увеличить выход светлых в 1,5-1,8 раза. Контрольные вопросы 1. Каков главный вид сырья, из которого можно получить светлые нефтепродукты, дополнительно к входящим в состав нефти? 2. Каковы основные технологические процессы, входящие в комплекс по глубокой переработке мазута? 3. Как изменяется глубина переработки нефти с введением в строй комплекса? 4. За счёт каких продуктов, и в каком количестве достигнуто углубление переработки нефти? 5. Какие продукты используются в качестве сырья для получения метилтретбутилового эфира? 6. Какие продукты и в каком количестве не входят в состав светлых нефтепродуктов, вырабатываемых на комплексе, и почему? 7. Укажите компоненты бензина, получаемые на установках, входящих в состав комплекса. 8. Укажите компоненты дизельного топлива, получаемые на установках, входящих в состав комплекса. РАЗДЕЛ 3 Повышение эффективности первичной переработки нефти

69 В результате изучения раздела студент должени: иметь представление: – о структуре схем переработки нефти в зависимости от её состава и направления переработки; – о направлениях поиска наиболее эффективного использования схемы трубчатой установки, работающей при атмосферном давлении; знать: – динамику изменений структуры перерабатываемого нефтяного сырья и условий добычи нефти; – нормы по содержанию солей в нефтях на выходе с промыслов и с блоков ЭЛОУ, меры по повышению эффективности процесса; – традиционные и нетрадиционные схемы АВТ, позволяющие улучшить технико-экономические показатели первичной перегонки нефти и НПЗ в целом; – мероприятия, направленные на повышение эффективности работы вакуумного блока; – энергосберегающие варианты процессов стабилизации бензина с получением целевых фракций; уметь: – выбирать наиболее эффективное оборудование и реагенты для обессоливания, первичной переработки нефти; – рассчитывать отбор от потенциала, уменьшение энергозатрат, сокращение потерь сжиженных газов с использованием мероприятий передового опыта. Глава 3. 1 Обессоливание и обезвоживание нефти. Первичная пергонка нефти 1. Подготовка нефтей к переработке. 2. Установка (блок) атмосферной перегонки нефти. 3. Установка (блок) вакуумной перегонки мазута. 4. Стабилизация бензинов. Тема Подготовка нефтей к переработке В соответствии с ГОСТ, поставляемые с промыслов на НПЗ нефти, по содержанию хлористых солей и воды делятся на 3 группы: Содержание воды, % масс. 0,5 1,0 1,0 Содержание хлористых солей, мг/л, до Содержание механических примесей,

70 % масс. менее 0,05 0,05 0,05 Подготовленная на промыслах нефть на НПЗ подвергается более глубокой очистки до содержания солей менее 5 мг/л, воды менее 0,1 %. При снижении содержания хлоридов из нефти почти полностью удаляются железо, кальций, магний, натрий, соединения мышьяка, содержание ванадия снижается более чем в 2 раза, что улучшает качества нефтепродуктов. Присутствие в нефти пластовой воды существенно удорожает её транспортировку по трубопроводам и переработку. С увеличением содержания воды в нефти возрастают энергозатраты на её испарение и конденсацию (в 8 раз больше по сравнению с бензином). Возрастание транспортных расходов обуславливается не только перекачкой балластной воды, но и увеличением вязкости нефти, образующей с пластовой водой эмульсию (вязкость ромашкинской нефти с увеличением содержания в ней воды от 5 до 20 % возрастает с 17 до 33,3 сст, т. е. почти вдвое). Механические примеси нефти, состоящие из взвешенных в ней высокодисперсных частиц песка, глины, известняка и других пород, адсорбируясь на поверхности глобул воды, способствуют стабилизации нефтяных эмульсий. Образование устойчивых эмульсий приводит к увеличению эксплуатационных затрат на обезвоживание и обессоливание промысловой нефти, а также оказывает вредное воздействие на окружающую среду. При отделении пластовой воды от нефти в отстойниках и резервуарах часть нефти сбрасывается вместе с водой в виде эмульсии, что загрязняет сточные воды. Та часть эмульсии, которая улавливается в ловушках, собирается и накапливается в земляных амбарах и нефтяных прудах, образуя так называемые «амбарные нефти», которые не находят рационального применения или утилизации. При большом содержании механических примесей усиливается износ труб и образование отложений в нефте – и теплоаппаратах, что приводит к снижению коэффициента теплопередачи и производительности установок. Ещё более вредное воздействие, чем вода и механические примеси, оказывают на работу установок промысловой подготовки и переработки нефти хлористые соли, содержащиеся в нефти. Хлориды, в особенности кальция и магния, гидролизуются с образованием соляной кислоты даже при низких температурах. Под действием соляной кислоты происходит разрушение (коррозия) металла аппаратуры технологических установок. Особенно интенсивно разъедаются продуктами гидролиза хлоридов конденсационнохолодильная аппаратура перегонных установок. Соли, накапливаясь в остаточных нефтепродуктах – мазуте, гудроне и коксе, ухудшают их качество. При переработке сернистых соединений, образуется сероводород, который в сочетании с хлористым водородом является причиной наиболее сильной

71 коррозии нефтеаппаратуры. Хлористое железо переходит в раствор (FeCl 2 ), а выделяющийся сероводород вновь реагирует с железом Fe + Н2S FeS + Н 2 FeS+2HCl FeCl 2 +H 2 S Таким образом, при совместном присутствии в нефтях хлоридов металлов и сероводорода во влажной среде происходит взаимно инициируемая цепная реакция разъедания металла. При отсутствии или малом содержании в нефтях хлористых солей интенсивность коррозии значительно ниже, поскольку образующаяся защитная плёнка из сульфида железа частично предохраняет металл от дальнейшей коррозии. На НПЗ США еще с 60-х годов обеспечивается глубокое обессоливание нефти до содержания хлоридов менее 1 мг/л и тем самым достигается бесперебойная работа установок прямой перегонки нефти в течение двух и более лет. На современных отечественных НПЗ считается вполне достаточным обессоливание нефтей до содержания хлоридов 3-5 мг/л и воды до 0,1 % масс. Чистая нефть, не содержащая неуглеводородных примесей, особенно солей металлов, и пресная вода взаимно нерастворимы, и при отстаивании эта смесь легко расслаивается. Однако при наличии в нефти примесей система «нефть – вода» образуют трудноразделимую нефтяную эмульсию. Эмульсии представляют собой дисперсные системы из двух взаимно мало – или нерастворимых жидкостей, в которых одна диспергированна в другой в виде мельчайших капель (глобул). Жидкость, в которой распределены глобулы, является дисперсионной средой, а диспергированная жидкость – дисперсной фазой. Различают два типа нефтяных эмульсий: нефть в воде (Н/В) – гидрофильная и вода в нефти (В/Н) – гидрофобная. В первом случае нефтяные капли образуют дисперсную фазу внутри водной среды, во втором – капли воды образуют дисперсную фазу в нефтяной среде. Образование эмульсий связано с поверхностными явлениями на границе раздела фаз дисперсной системы, прежде всего поверхностным натяжением силой, с которой жидкость сопротивляется увеличению своей поверхности. Вещества, способствующие образованию и стабилизации эмульсий, называются эмульгаторами. Вещества, разрушающие поверхностную адсорбционную плёнку стойких эмульсий – деэмульгаторами. Эмульгаторами обычно являются полярные вещества нефти, такие, как смолы, асфальтены, асфальтогенные кислоты и их ангидриды, соли нафтеновых кислот, а также различные органические примеси. На установках обезвоживания и обессоливания нефти широко применяются водорстворимые, водонефтерастворимые и нефтерастворимые деэмульгаторы.

72 Последние более предпочтительны, поскольку: – они легко смешиваются (даже при слабом перемешивании) с нефтью, в меньшей степени вымываются водой и не загрязняют сточные воды; – их расход практически не зависит от обводнённости нефти; – оставаясь в нефти, предупреждают образование стойких эмульсий и их «старение»; – обладают ингибирующими коррозию металлов свойствами; – являются легкоподвижными жидкостями с низкой температурой застывания и могут применяться без растворителей, удобны для транспортирования и дозировки. В качестве растворителей нефтерастворимого деэмульгатора применяются низкомолекулярные спирты (метиловый, изопропиловый и др.), ароматические углеводороды и их смеси в различных соотношениях. К современным деэмульгаторам предъявляются следующие основные требования: – они должны обладать максимально высокой деэмульгирующей активностью, быть биологически легко разлагаемы (если водорастворимые), нетоксичными, дешёвыми, доступными; – не должны обладать бактерицидной активность (от которой зависит эффективность биологической очистки сточных вод) и корродировать металл. Этим требованиям более полно удовлетворяют и потому нашли преобладающее применение неионогенные деэмульгаторы. Они почти полностью вытеснили раннее широко применяемые ионоактивные (в основном анионоактивные) деэмульгаторы. Неионогенные ПАВ (поверхностно-активные вещества) в водных растворах не распадаются на ионы. Их получают присоединением окиси алкилена (этилена или пропилена) к органическим соединениям с подвижным атомом водорода, то есть содержащим различные функциональные группы, такие как карбоксильная, гидроксильная, аминная, амидная и др. В качестве таковых соединений наибольшее применение нашли органические кислоты, спирты, фенолы, сложные эфиры, амины и амиды кислот. Для получения ПАВ, обладающего наибольшей деэмульгирующей активностью, необходимо достичь оптимального соотношения числа гидрофильных, то есть полиоксиэтилированной цепи, и гидрофобных групп. При удлинении оксиэтилированной цепи растворимость ПАВ в воде увеличивается. Гидрофобные свойства ПАВ регулируют присоединением к нему поликсипропиленовой цепи. При удлинении её растворимость ПАВ в воде снижается, и при молекулярной массе более 1000 оно практически в воде не растворяется. Изменяя при синтезе неионогенных ПАВ число групп окиси этилена (n) и окиси пропилена (m) в виде блоксополимеров, можно широко регулировать соотношение между гидрофобной и гидрофильной частями деэмульгатора и

73 тем самым их свойства. Используя в качестве исходных веществ вещества органические соединения с различными функциональными группами, можно получить блоксополимеры с двумя блоками типа А m В n тремя – типа В n А m В n или А m В n А m, четырьмя и более блоками, где А и В – соответственно гидрофобный и гидрофильный блоки. Промышленные деэмульгаторы являются обычно не индивидуальными веществами, а смесью полимеров разной молекулярной массы, то есть полимермолекулярными. В качестве промышленных неионогенных деэмульгаторов в нашей стране и за рубежом используются следующие оксиалкенилированные органические соединения: – оксиэтилированные жирные кислоты (ОЖК). Для синтеза ОЖК используется кубовый остаток синтетических жирных кислот (СЖК) с числом углеводородных атомов; более 20 (С n >20) или 25 (С n >25). Среди ОЖК более эффективен деэмульгатор, синтезированный из кислот > С25 > с содержанием окиси этилена % (не уступает по эффективности диссольвану 4411); – оксиэтилированные алкилфенолы (ОП – 10). Представляют собой продукты оксиэтилирования моно – и диалкилфенолов. По сравнению с ОЖК деэмульгатор ОП – 10 менее универсален и применяется для деэмульгирования ограниченного числа нефтей; – отечественные блоксополимеры полиоксиалкиленов являются наиболее эффективными и универсальными деэмульгаторами. Высокая их деэмульгирующая эффективность обуславливается тем, что гидрофобная часть (оксипропиленовая цепь) ПАВ направлена не в глубь нефтяной фазы, как у обычных деэмульгаторов типа ОЖК, а частично распространено вдоль межфазной поверхности эмульсии. Именно этим объясняется очень малый расход деэмульгаторов из блоксополимеров в процессах обезвоживания и обессоливания. В нашей стране для промышленного применения рекомендованы следующие типы блоксополимеров: 186 и на основе пропиленгликоля; 157, на основе этилендиамида (дипроксамин 157); 116 и на основе синтетических жирных кислот; 145 и на основе двухатомных фенолов. Деэмульгирующая активность и физико-химические свойства блоксополимеров оксиалкиленов существенно зависят от величины и соотношения гидрофильных и гидрофобных частей молекулы, а также от состава и строения исходных веществ. Так, расположение оксипропиленовых групп на концах молекулы делает ПАВ более гидрофобными, с более низкой температурой застывания, по сравнению с ПАВ такого состава и молекулярной массой, но с расположением оксипропиленовых групп в центре молекулы. Из деэмульгаторов Германии, применяемых в нашей стране, высокой деэмульгирующей активностью обладают диссольваны 4400, 4411, 4422 и 4433,

74 представляющие собой 65 %-ные растворы ПАВ в воде или метиловом спирте с молекулярной массой, которые синтезированны на основе алкиленгликолей, а также сепарол, бескол, прохалит и др. Отличные результаты показал диссольван: расход 4-4,5 граммов на тонну обрабатываемой нефти, в дренажных водах наблюдалась чёткая граница раздела фаз (при работе на отечественном ОЖК и дипроксамине границы не было). Расход отечественных деэмульгаторов составляет граммов на тонну. Экономический расчёт показал, что при использовании диссольванов затраты в два раза меньше, чем при использовании дипроксамина М вследствие меньшего расхода на 1 тонну нефти. При его использовании содержание солей и воды в обессоленной нефти наименьшее. Уменьшаются потери нефтепродукта со сточными водами ЭЛОУ. Для глубокого обессоливания нефти с минимальными затратами необходимо: обеспечить обильную промывку нефти в каждой ступени при уменьшении расхода свежей воды и сокращении стоков путём возврата воды со ступени на ступень и рециркуляции её внутри ступеней, а также путём вовлечения в состав промывной воды технологических конденсатов, обычно сбрасываемых в, канализацию (после специальной очистки); осуществить интенсивное смешение нефти с промывной водой. Качество обессоливания улучшается при тонком диспергировании промывной воды и при увеличении соотношения вода : нефть, достигаемом рециркуляцией воды в системе с помощью насосов или инжекторов. Наиболее эффективна рециркуляция воды внутри электродегидратора с помощью встроенных струйных смесителей. Нефть (с промывной водой) поступает в распределитель и истекает через сопло, инжектируя воду из прилегающего к соплу объёма (уровень воды в аппарате поддерживается выше уровня сопла). В смесительном патрубке происходит образование эмульсии с содержанием воды не менее 50 %. При турбулентном движении её происходит интенсивное смешение мелких капель высокоминерализованной воды в нефти с каплями промывной воды и воды, скопившейся в нижней части электродэгидратора. После выхода из смесителя эмульсия распадается. Струйный смеситель обеспечивает не только лучшее качество обезвоживания и обессоливания нефти, но и в два раза большую производительность. Для каждой ЭЛОУ опытным путём определение требуемого расхода деэмульгатора в зависимости от качества поступающей нефти и параметров обессоливания (на промыслах в нефть подают деэмульгатор).

75 1- распределитель сырья; 2 – сопло; 3, 5 – рёбра; 4 – смесительный патрубок; 6 – отражатель; стрелками показано направление движения потока эмульсии. Рисунок 1 – Схема струйного смесителя Контрольные вопросы 1. В каких пределах нормируется содержание воды и хлористых солей в нефтях, поставляемых с промыслов на НПЗ? 2. Что такое нефтяная эмульсия? Указать типы эмульсий. Объяснить механизм действия деэмульгаторов. 3. Дать краткую характеристику промышленным деэмульгаторам. 4. За счёт чего уменьшаются затраты на обессоливание нефти при использовании высокоэффективных деэмульгаторов? 5. Как влияет эффективность современных деэмульгаторов на качество сточных вод с электрообессоливающих установок? 6. Каковы пути снижения расхода воды на процесс электрообессоливания? Какое значение имеет тонкое диспергирование промывной воды при смешении с нефтью в процессе обессоливания? 7. Почему оптимальный расход деэмульгатора требуется определять конкретно для каждого потока сырой нефти, поступающей на электрообес-соливающую установку? 8. Каково назначение встроенного в электродегидратор струйного смесителя?

76 Тема Установка (блок) атмосферной перегонки нефти Технологические установки перегонки нефти предназначены для разделения на фракции и последующей переработки или использовании их как компоненты товарных нефтепродуктов. Они составляют основу всех НПЗ. На них вырабатываются практически все компоненты моторных топлив, смазочных масел, сырьё для вторичных процессов и нефтехимических производств. От их работы зависит ассортимент и качество получаемых компонентов и техникоэкономические показатели последующих процессов переработки нефтяного сырья. Процессы перегонки нефти осуществляют на так называемых атмосферных трубчатках (AT) и вакуумных трубчатках (ВТ) или атмосферно-вакуумных трубчатках (АВТ) установках. В зависимости от направления использования фракций установки перегонки нефти принято именовать топливными, масляными или топливно-масляными и соответственно этому – варианты переработки нефти. На установках AT осуществляют неглубокую перегонку нефти с получением топливных (бензиновых, керосиновых, дизельных) фракций и мазута. Установки ВТ предназначены для перегонки мазута. Получаемые на них газойлевые, масляные фракции и гудрон используют в качестве сырья процессов последующей (вторичной) переработки их с получением топлив, смазочных масел, кокса, битумов и других нефтепродуктов. Современные процессы перегонки нефти являются комбинированными с процессами обезвоживания и обессоливания, вторичной перегонки и стабилизации бензиновой фракции: ЭЛОУ – AT, ЭЛОУ – АВТ, ЭЛОУ – АВТ – вторичная перегонка и т. д. При выборе технологической схемы и режима атмосферной перегонки руководствуются главным образом её фракционным составом и, прежде всего, содержанием в ней газов и бензиновых фракций. Перегонку стабилизированных нефтей постоянного состава с небольшим количеством растворённых газов (до 1,2 % по С 4 включительно), относительно невысоким содержанием бензина (12-15 %) и выходом фракций до С не более 45 % энергетически наиболее выгодно осуществлять на установках (блоках) AT по схеме с однократным испарением, то есть с одной сложной ректификационной колонной с боковыми отпарными секциями. Они просты и компактны, благодаря осуществлению совместного испарения лёгких и тяжёлых фракций требуют минимальной температуры нагрева нефти для обеспечения заданной доли отгона, характеризуются низкими энергетическими затратами и металлоёмкостью. Основной их недостаток – меньшая технологическая гибкость и пониженный (на 2,5-3,0 %.) отбор светлых, по сравнению с двухколонной схемой, требуют более качественной подготовки нефти.

77 Для перегонки лёгких нефтей с высоким содержанием растворимых газов (1,5-2,2 %) и бензиновых фракций (до %) и фракций до С (50-60 %) целесообразно применять атмосферную перегонку двухкратного испарения, то есть установки с предварительной отбензинивающей колонной и сложной ректификационной колонной с боковыми отпарными секциями для разделения частично отбензиненной нефти на топливные фракции и мазут. Они обладают достаточной технологической гибкостью, универсальностью и способностью перерабатывать нефти различного фракционного состава, так как первая колонна, в которой отбирается % бензина от потенциала, выполняет функции стабилизатора, сглаживает колебания в фракционном составе нефти и обеспечивает стабильную работу основной ректификационной колонны. Применение отбензинивающей колонны позволяет также снизить давление на сырьевом насосе, предохранить частично сложную колонну от коррозии, разгрузить печь от лёгких фракций, тем самым несколько уменьшить требуемую тепловую её мощность. Недостатком двухколонной AT является более высокая температура нагрева отбензиненной нефти, необходимость поддержания температуры низа первой колонны горячей струёй, на что требуются затраты дополнительной энергии. Кроме того, установка оборудована дополнительной аппаратурой: колонной, насосами, конденсаторами – холодильниками и т. д. Практикой эксплуатации промышленных установок AT и АВТ были выявлены недостатки: – не обеспечиваются проектные показатели по температуре подогрева нефти на входе в К1, тем самым и по отбору лёгкого бензина в ней; – способ регулирования температуры низа К1 посредством горячей струи через печь требует повышенных энергозатрат на циркуляцию отбензиненной нефти. Особую актуальность приобретают работы, которые при незначительных затратах дают экономическую и технологическую отдачу. При подводе сырья двумя потоками, нагретыми до разных температур, наблюдается двухкратный выигрыш в количестве холодного орошения, который растёт с увеличением разности температур потоков. Вообще многоточечное питание эффективно. В схеме с двумя вводами можно уменьшить затраты на разделение. Работа отбензинивающей колонны настолько интенсифицируется, что появляется возможность вывода избыточной флегмы концентрационной секции в основную колонну. Поскольку часть низкокипящего компонента переходит прямо в основную колонну, минуя кубовую жидкость, то отбензиненная нефть имеет более высокую температуру и при этом снижается расход топлива. Схема позволяет выделить в отбензинивающей колонне фракцию с началом кипения 85 0 С, что исключает необходимость вторичной перегонки суммарной бензиновой фракции. При этом удаётся значительно повысить отбор бензина. Подача холодного (второго) питания на 6-8-ю сверху тарелки в количестве 20

78 – 25% от расхода нефти с t = С (или сразу после ЭЛОУ), а подача горячего (основного) питания подать на 2-5-ю (снизу) тарелки позволяет сократить бензиновое орошение К1 в 3-4 раза. Значительно сокращается расход горячей струи. Давление в К1 снижается на 0,05-0,07 МПа. Увеличивается выход светлых нефтепродуктов, так как рабочее давление в колонне К2 снижается на 0,02-0,04 МПа. На Рязанском нефтеперерабатывающем заводе поток нефти после нагрева в теплообменниках и печи вводили в нижнюю часть колонны К1 вместо «горячей струи». При этом производительность по нефти увеличивалась на %, поток через змеевик печи уменьшился, температура низа колонны повысилась, увеличился отбор бензина на 4-8 % на нефть. Атмосферные колонны К2 – это сложные колонны с полностью связанными материальными и тепловыми потоками. Они считаются наиболее термодинамически совершенными. При разделении смеси в таких колоннах энергозатраты ниже, чем в простых на %. На Новоуфимском нефтеперерабатывающем заводе разработана схема, позволяющая в К1 и К2 получить бензиновые фракции с началом кипения С и С. Фракцию с началом кипения С можно использовать как компонент бензина, а с началом кипения С – как сырьё каталитического риформинга. Фракцию с началом кипения С выводят из колонны К2 боковым погоном, а сверху колонны К2 выводят фракцию С и возвращают её в колонну К1 как дополнительное орошение. При утяжелении сырья атмосферной колонны давление в ней понижается на 0,02-0,04 МПа. Увеличивается выход светлых нефтепродуктов. Рационально отбензиненную нефть с куба К1 (часть) не нагревать в печи, а подавать в верхнюю часть колонны К2 как циркуляционное орошение на 3-5 тарелок и выше ввода сырья. Организация циркуляционного орошения в верхней части колонны К2 позволяет уменьшать соответственно острое орошение, понижать давление в колонне. При этом увеличивается доля отгона сырья, уменьшается подача водяного пара в куб колонны. Колонны с двумя вводами сырья работают на Сызранском, Пермском, Новогорьковском, Новоуфимском нефтеперерабатывающих заводах и др.

79 1 – теплообменник; 2 – ЭЛОУ; 3 – газосепаратор; 4 – конденсатор-холодильник; 5 – колонна; 6 – печь ; 1 – сырая нефть ; 2 – обессоленная нефть; 3 – отбензиненная нефть; 4 – «горячая струя»; 5 – парогазовая смесь ; 6 – орошение; 7 – дистиллят; 8 – газы. Рисунок 2 Схема ректификации в колонне К1

80 1 – теплообменник; 2 – ЭЛОУ; 3 – газосепаратор; 4 – конденсатор-холодильник; 5 – колонна; 6 – печь; 1 – сырая нефть; 2 – обессоленная нефть; 3 – отбензиненна нефть; 4 – «горячая струя»; 5 – парогазовая смесь; 6 – орошение; 7 – дистиллят; 8 – газы. Рисунок 3 – Схема ректификации с многопоточным питанием Контрольные вопросы 1. За счет, каких мероприятий достигается увеличение отбора светлых нефтепродуктов в процессе атмосферной перегонки нефти? 2. Почему использование холодного потока части сырья отбензинивающей колонны приводит к экономии охлаждающей воды для верхнего продукта

81 колонны? 3. Почему при утяжелении состава сырья атмосферной колонны в схеме атмосферной трубчатки увеличивается выход светлых нефтепродуктов? 4. Каковы пути снижения рабочего давления в отбензинивающей и атмосферной колоннах? 5. Какое влияние оказывает рабочее давление в колоннах атмосферной перегонки нефти на отбор светлых нефтепродуктов? 6. Можно ли сократить потери углеводородных газов при подаче части сырья отбензинивающей колонны в холодном виде в верхнюю часть колонны? 7. Какие нефтеперерабатывающие заводы практикуют работу ректификационных колонн с двумя вводами сырья? Тема Установка (блок) вакуумной перегонки мазута Основное назначение установки (блока) вакуумной перегонки мазута топливного профиля – получение вакуумного газойля широкого фракционного состава ( С), используемого как сырьё установок каталитического крекинга, гидрокрекинга или пиролиза и в некоторых случаях – термического крекинга с получением дистиллятного крекинг – остатка, направляемого далее на коксование с целью получения нефтяных коксов. О чёткости разделения мазута обычно судят по фракционному составу и цвету вакуумного газойля. Последний показатель косвенно характеризует содержание смолисто – асфальтеновых веществ, то есть коксуемость и содержание металлов. Металлы, особенно никель и ванадий, оказывают отрицательное влияние на активность, селективность и срок службы катализаторов процессов гидрооблагораживания и каталитической переработки газойлей. Поэтому при эксплуатации промышленных установок ВТ исключительно важно уменьшить унос жидкости (гудрона) в концентрационную секцию вакуумной колонны в виде брызг, пены, тумана и т. д. В этой связи вакуумные колонны по топливному варианту имеют при небольшом числе тарелок (или невысоком слое насадки) развитую питательную секцию: отбойники из сеток и промывные тарелки, где организуется рециркуляция затемнённого продукта. Для предотвращения попадания металлорганических соединений в вакуумный газойль иногда вводят в сырьё в небольших количествах антипенную присадку типа силоксан. В процессах вакуумной перегонки, помимо проблемы уноса жидкости, усиленное внимание уделяется обеспечению благоприятных условий для максимального отбора целевого продукта без заметного его разложения. Многолетним опытом эксплуатации промышленных установок ВТ установлено, что нагрев мазута в печи выше С вызывает интенсивное образование газов разложения, закоксовывание и прогар труб печи, осмоление

82 вакуумного газойля. При этом, чем тяжелее нефть, тем более интенсивно идёт газообразование и термодиструкция высокомолекулярных соединений сырья. Вследствие этого при нагреве мазута до максимально допустимой температуры уменьшают время его пребывания в печи, устраивая многопоточные змеевики (до четырёх), применяют печи двустороннего облучения, в змеевик печи подают водяной пар и уменьшают длину трансферного трубопровода (между печью и вакуумной колонной). Для снижения температуры низа колонны организуют рецикл (квенчинг) частично охлаждённого гудрона. С целью снижения давления на участке испарения печи концевые змеевики выполняют из труб большего диаметра и уменьшают перепад высоты между вводом мазута в колонну и выходом его из печи. В вакуумной колонне применяют ограниченное количество тарелок с низким гидравлическим сопротивлением или насадку; используют вакуусоздающие системы, обеспечивающие достаточно глубокий вакуум. Количество тарелок в отгонной секции также должно быть ограниченно, чтобы обеспечить малое время пребывания нагретого гудрона. С этой целью одновременно уменьшают диаметр куба колонны. В процессах вакуумной перегонки мазута по топливному варианту преимущественно используют схему однократного испарения, применяя одну сложную ректификационную колонну с выводом дистиллятных фракций через отпарные колонны или без них. При использовании отпарных колонн по высоте основной вакуумной колонны организуют несколько циркуляционных орошении. В последние годы в мировой нефтепереработке всё более широкое распространение при вакуумной перегонки мазута получают насадочные контактные устройства регулярного типа, обладающие, по сравнению с тарельчатыми, наиболее важными преимуществом – весьма низким гидравлическим сопротивлением на единицу теоретической тарелки. Это достоинство регулярных насадок позволяет конструировать вакуумные ректификационные колонны, способные обеспечивать более глубокий отбор газойлевых (масляных) фракций с температурой конца кипения вплоть до С, либо при заданной глубине отбора существенно повысить чёткость фракционирования масляных дистиллятов. Применяемые в настоящее время высокопроизводительные вакуумные колонны с регулярными насадками по способу организации относительно движения контактирующих потоков жидкости и пара можно подразделить на следующие 2 типа: противоточные и перекрёстноточные. Противоточные вакуумные колонны с регулярными насадками конструктивно мало отличаются от традиционных малотоннажных насадочных колонн: только вместо насадок насыпного типа устанавливаются блоки или модули из регулярной насадки и устройства для обеспечения равномерного распределения

83 жидкостного орошения по сечению колонны. В сложных колоннах число таких блоков (модулей) равно числу отбираемых фракций мазута. Вакуумная насадочная колонна противоточного типа фирмы «Гримма» (ФРГ) предназначена для глубокой вакуумной перегонки мазута с отбором вакуумного газойля с температурой конца кипения до С. Отмечаются следующие достоинства этого процесса: – высокая производительность – до 4 млн. т/год по мазуту; – возможность получения глубоковакуумного газойля с температурой конца кипения более С низкими коксуемостью (менее 0,3 % масс. по Кондрадсону) и содержанием металлов менее 2,5 ppm; – пониженная (на С) температура нагрева мазута после печи; – более чем в 2 раза снижение потери давления в колонне; – существенное снижение расхода водяного пара на отпарку. На некоторых отечественных НПЗ внедрена и успешно функционирует принципиально новая высокоэффективная технология вакуумной перегонки мазута в перекрёстноточных насадочных колоннах (разработчики – профессор Уфимского государственного нефтяного технического университета К. Ф. Богатых с сотрудниками). 1 – мазут; II – легкий вакуумный дистиллят; III – глубоковакуумный газойль; IV – гудрон; V – водяной пар; VI – газы и пары к вакуумсоздающей системе. Рисунок 4 – Принципиальная конструкция противоточной

84 насадочной колонны Гидродинамические условия контакта паровой и жидкой фаз в перекрёстноточных насадочных колоннах (ПНК) существенно отличаются от таковых при противотоке. В противоточных насадочных колоннах насадка занимает всё поперечное сечение колонны, а пар и жидкость движутся навстречу друг другу. В ПНК насадка занимает только часть поперечного сечения колонны (в виде различных геометрических фигур: кольцо, треугольник, четырёхугольник, многоугольник и т. д.). Перекрёстноточная регулярная насадка изготавливается из традиционных для противоточных насадок материалов: плетёной или вязаной металлической сетки (так называемые рукавные насадки), просечно – вытяжных листов, пластин и т. д. Она проницаема для паров в горизонтальном направлении и для жидкости в вертикальном направлении. По высоте ПНК разделена распределительной плитой на несколько секций (модулей), представляющих собой единую совокупность элемента регулярной насадки с распределителем жидкостного орошения. В пределах каждого модуля организуется перекрёстноточное (поперечное) контактирование фаз, то есть движение жидкости по насадке сверху вниз, а пара – в горизонтальном направлении. Следовательно, в ПНК жидкость и пары проходят различные независимые сечения, площади которых можно регулировать (что даёт проектировщику дополнительную степень свободы), а при противотоке – одно и то же сечение. Поэтому перекрёстноточный контакт фаз позволяет регулировать в оптимальных пределах плотность жидкого и парового орошения изменением толщины и площади поперечного сечения насадочного слоя и тем самым обеспечить почти на порядок превышающую при противотоке скорость паров (в расчёте на горизонтальное сечение) без повышения гидравлического сопротивления и значительно широкий диапазон устойчивой работы колонны при сохранении в целом по аппарату принципа и достоинств противотока фаз, а также устранить такие дефекты, как захлёбывание, образование байпасных потоков, брызгоунос и другие, характерные для противоточных или тарельчатых колонн. Экспериментально установлено, что перекрёстноточный насадочный блок конструкции Уфимского государственного нефтяного университета (УГНТУ), выполненный из металлического сетчато-вязанного рукава, высотой 0,5 м, эквивалентен одной теоретической тарелке и имеет гидравлическое сопротивление в пределах всего 1 мм рт. ст. (133,3 Па), то есть в 3-5 раз ниже по сравнению с клапанными тарелками. Это достоинство особенно важно тем, что позволяет обеспечить в зоне питания вакуумной ПНК при её оборудовании насадочным слоем, эквивалентным тарелкам, остаточное давление менее мм рт. ст. (27-40 ГПа) и, как следствие, значительно углубить отбор вакуумного газойля и тем самым существенно расширить ресурсы сырья

85 для каталитического крекинга или гидрокрекинга. Так, расчёты показывают, что при глубоковакуумной перегонке нефтей типа заподно – сибирских выход утяжелённого вакуумного газойля С составит 34,1 % (на нефть), что в 1,5 раз больше по сравнению с отбором традиционного вакуумного газойля С (выход которого составляет 24,2 %). С другой стороны, процесс в насадочных колоннах можно осуществлять в режиме обычной вакуумной перегонки, но с высокой чёткостью погоноразделения, например масляных дистиллятов. Низкое гидравлическое сопротивление регулярных насадок позволяет «вместить» в вакуумную колонну стандартных типоразмеров в 3-5 раза большее число теоретических тарелок. Возможен и такой вариант эксплуатации глубоковакуумной насадочной колонны, когда перегонка мазута осуществляется с пониженной температурой нагрева или без подачи водяного пара. Возможность организации в ПНК высокоплотного жидкостного орошения важна для эксплуатации высокопроизводительных установок вакуумной или высоковакуумной перегонки мазута, оборудованных колонной большого диаметра. В ПНК, в отличие от противоточных колонн, насадочный слой занимает только часть её горизонтального сечения на порядок и более меньшую. В этом случае для организации жидкостного орошения в вакуумной ПНК потребуется 250 м 3 /ч жидкости, даже при плотности орошения 50 м 3 /м 3 ч, что энергетически выгоднее и технически проще. 1 – телескопическая трансферная линия; 2 – горизонтальный отбойник; 3 – блок перекрестноточной регулярной насадки квадратного сечения; 4 – распределительная плита; I – мазут; II – вакуумный газойль; III – гудрон; IV –

86 затемненный газойль; V – газы и пары. Рисунок 5 – Принципиальная конструкция вакуумной перекрестноточной насадочной колонны АВТ На рисунке 5 представлена принципиальная конструкция вакуумной перекрёстноточной насадочной колонны, внедрённой на АВТ – 4 ОАО «Салаватнефтеоргсинтез». Она предназначена для вакуумной перегонки мазута с отбором широкого вакуумного газойля – сырья каталитического крекинга. Она представляет собой цилиндрический вертикальный аппарат с расположением насадочных модулей внутри колонны по квадрату. Диаметр колонны 8 м, высота укрепляющей части около 16 м. В колонне смонтирован телескопический ввод сырья, улита, отбойник и шесть модулей регулярной насадки УГНТУ. Четыре верхних модуля предназначены для конденсации вакуумного газойля, пятый является фракционирующим, а шестой служит для фильтрации и промывки паров. Для снижения крекинга в нижнюю часть колонны вводится охлаждённый до С и ниже гудрон в виде квенчинга. Поскольку паровые и жидкостные нагрузки в ПНК различны по высоте, насадочные модули выполнены различными по высоте и ширине в соответствии с допустимыми нагрузками по пару и жидкости. Предусмотрены циркуляционное орошение, рецикл затемнённого продукта, надёжные меры против засорения сетчатых блоков механическими примесями, против вибрации сетки и проскока брызгоуноса в вакуумный газойль. Давление в зоне питания колонны составило мм рт. ст. (27-40 ГПа), а температура верха С; конденсация вакуумного газойля была почти полной: суточное количество конденсата лёгкой фракции ( С) в ёмкости – отделителе воды – составило менее 1 т. В зависимости от требуемой глубины переработки мазута ПНК может работать как с нагревом его в глубоком вакууме, так и без нагрева за счёт самоиспарения сырья в глубоком вакууме, а также в режиме сухой перегонки. Способы улучшения работы вакуумных колонн. Для улучшения работы вакуумных колонн можно использовать несколько процессов: – понижение остаточного давления на верху колонн до 6-8 кпа (как правило, кпа). Нужно сократить содержание фракций до С в мазуте. Но на Уфимском НПЗ считают, что не следует добиваться исчерпывающего отбора дизельных фракций в атмосферной колонне, да это и недостижимо. Отбор дизельных фракций в вакуумной колонне позволяет разгрузить атмосферную часть установки, экономить энергоресурсы и добиться практически полного отбора этих фракций; – использовать контактные устройства с минимальным гидравлическим сопротивлением, а следовательно, перейти к регулярным насадкам. Применение регулярной насадки позволяет получать высокую эффективность и низкое гидравлическое сопротивление, на 30 % уменьшает энергоёмкость за счёт уменьшения гидравлического сопротивления и сокращений расхода

87 водяного пара; – необходимо полное отделение паровой фазы от жидкой в зоне ввода сырья в колонну. Специальных устройств для этого нет. Отсюда закоксовывание, забивка каплеуловителей. Этого можно избежать при применении некоторых сепарирующих устройств. Модернизация вакуумной колонны установки АВТ – 4 была произведена в АО «Нижегороднефтеоргсинтез» по контракту с швейцарской фирмой. В вакуумной колонне, содержащей 17 желобчатых тарелок, отбираются только две масляных фракции: средней вязкости и высокой вязкости. Это фракции невысокого качества. Вынос дизельных фракций и перегрузка вакуум создающей аппаратуры при узком диапазоне изменения нагрузок вызвали необходимость проведения модернизации с целью получения фракции дизельного топлива, и трёх масляных фракций хорошего качества. В процессе модернизации – произвели замену тарелок на 5 слоев насадки, смонтировали 3- х секционную отпарную колонну с тарелками. Результатом модернизации явилась стабильная работа колонны при нагрузках от 60 % до 120 % мощности. Уменьшились энергозатраты, так как температура мазута на выходе из печи снижена с 395 до С, температура верха вакуумной колонны с С до С и сократились выбросы. Качество получаемых масляных дистиллятов соответствует требованиям технологического процесса. Есть другой вариант модернизации: в основной вакуумной колонне отбирают вакуумный газойль С с обычным отбором от потенциала (70-80 %). Остаток из колонны направляют в испарительную колонну, где давление такое же, как наверху основной колонны, а в низ вводится водяной пар (в низ основной колонны пар не подаётся). Это позволяет получить дополнительное – количество вакуумного газойля с началом кипения до С и довести отбор до % от потенциала. Контрольные вопросы 1. Каково назначение и особенности процесса вакуумной перегонки мазута? 2. Какие требования предъявляются к качеству вакуумного газойля и как они обеспечиваются? 3. Каковы преимущества регулярной насадки по сравнению с ректификационными тарелками при эксплуатации вакуумных колонн? 4. Каков недостаток регулярной насадки? 5. Какое влияние оказывают отпарные колонны на качество масляных погонов вакуумной колонны? 6. Каковы пути увеличения отбора вакуумного дистиллята при работе вакуумного блока установки атмосферно-вакуумной трубчатки? 7. Каковы пути уменьшения энергозатрат при работе вакуумного блока атмосферно-вакуумной трубчатки?

88 Тема Стабилизация бензинов Во фракциях лёгкого и тяжёлого бензинов, отбираемых с верха соответственно отбензинивающей и атмосферной колонн, содержатся растворённые углеводородные газы (С 1 – С 4 ). Поэтому прямогонные бензины должны подвергаться вначале стабилизации с выделением сухого (С 1 – С 3 ) и сжиженного (С 2 – С 4 ) газов и последующим их рациональным использованием. Прямогонные бензины после предварительной стабилизации не могут быть использованы непосредственно как автомобильные бензины ввиду их низкой детонационной стойкости. Для регулирования пусковых свойств и упругости паров товарных автобензинов обычно используется только головная фракция бензина н. к (85 0 С), которая обладает к тому же достаточно высокой детонационной стойкостью. Для последующей переработки стабилизированные бензины подвергаются вторичной перегонке на фракции, направляемые как сырьё процессов каталитического риформинга с целью получения высокооктанового бензина или индивидуальных ароматических углеводородов – бензола, толуола и ксилолов. При производстве ароматических углеводородов исходный бензин разделяют на следующие фракции с температурными пределами выкипания: С (бензольную), (120 0 С) (толуольную) и 105 (120) С (ксилольную). При топливном варианте переработки прямогонные бензины достаточно разделить на 2 фракции: н. к С и С. Для стабилизации и вторичной перегонки прямогонных бензинов с получением сырья каталитического риформинга топливного направления применяют в основном двухколонные схемы, включающие колонну стабилизации и колонну вторичной перегонки бензина на фракции н. к С и С. Как наиболее экономически выгодной схемой разделения стабилизированного бензина на узкие ароматические фракции признана последовательно – параллельная схема соединения колонн вторичной перегонки, как это принято в блоке стабилизации и вторичной перегонки установки ЭЛОУ – АВТ – 6. В соответствии с этой схемой прямогонный бензин после стабилизации разделяется сначала на 2 промежуточные фракции (н. к С и С), каждая из которых затем направляется на последующее разделение на узкие целевые фракции. Повышение качества продуктов разделения при стабилизации прямогонного бензина. Фракция С 5 – С 6 стабильного бензина является балластом для каталитического риформинга. Она же в составе головки стабилизации является нежелательным компонентом для газофракционирующих установок, так как снижает детонационную стойкость лёгкого бензина, получаемого на этих установках. Для устранения этого нежелательного эффекта (при отсутствии на заводе блока

89 вторичной перегонки бензина) нужно выводить фракцию С 5 – С 6 боковым погоном из колонны стабилизации бензина на установке атмосферновакуумной трубчатки из укрепляющей секции. Это возможно при наличии достаточно большого числа тарелок в данной секции. Выведение фракции С 5 – С 6 весьма положительно влияет на работу и адсорбционной газофракционирующей установки и на процесс каталитического риформинга. Имеется пример Уфимского нефтеперерабатывающего завода практического применения колонны с двумя вводами сырья при стабилизации бензина. На Рязанском нефтеперерабатывающем заводе ввод небольшого количества холодного потока нестабильного бензина в стабилизатор на 10-ю тарелку выше ввода основной массы сырья позволил отказаться от увеличения поверхности конденсатора-холодильника. При совместной стабилизации бензинов колонн К1 и К2 рациональнее в качестве верхнего потока сырья использовать лишь бензин колонны К1, содержащий больше лёгких углеводородов, чем бензин К2. Контрольные вопросы 1. Пути уменьшения расхода энергоресурсов в блоке стабилизации бензина. 2. Пути увеличения отбора сжиженных газов (и сокращение потерь газов) в блоке стабилизации бензина. 3. Какой вид сырья колонны стабилизации бензина в схеме атмосферной трубчатки целесообразно использовать в качестве холодного потока сырья и почему? 4. Укажите варианты работы колонны стабилизации бензина с получением фракции С как сырья каталитического риформинга. 5. Почему фракция С 5 – С 6 является нежелательным компонентом сырья риформинга? 6. На наших отечественных нефтеперерабатывающих заводах есть опыт практической работы колонны стабилизации бензина с двумя вводами сырья? РАЗДЕЛ 4 Процессы глубокой переработки вторичного сырья, их совершенствование и перспективы развития В результате изучения раздела студент должени: иметь представление: – о различных вариантах и типах процессов вторичной переработки нефти с использованием различных видов сырья; – об основах технологии производства современных катализаторов; знать: – значение термических и термокаталитических процессов в решении задач углубления переработки нефтяного сырья;

90 – влияние типа сырья на параметры процессов вторичной переработки нефтяных фракций; – химиз и мезанизм химических превращений нефтяного сырья вторичных процессов переработки нефти и углеводородных газов; – типы реакционных устройств и оборудование процессов углубления переработки нефти; – зависимость качества продуктов вторичной переработки от качества сырья и параметров процесса; – роль катализаторов и современные катализаторы для термокаталитических процессов вторичной переработки нефтяного сырья; – необходимость и пути расшерения сырьевой базы; – основы технологий и технологические схемы процессов глубокой переработки нефтяного сырья; уметь: – выбирать лучшее сырьё из нескольких видов по показаниям качества и их составу; – выбирать катализатор, соответствующий по характеристики поставленным задачам производства; – выбирать схему и способы переработки нефтяного сырья; – составлять и рассчитывать материальные балансы процессов глубокой переработки нефтяного сырья; – выбирать оптимальные варианты и параметры процессов глубокой переработки. Глава 4.1 Термические процессы. Термодиструктивные процессы 1. Типы и назначение термических процессов. 2. Пиролиз. 3. Термический крекинг. 4. Висбрекинг тяжёлого сырья. 5. Коксование. 6. Производство технического углерода (сажи). Тема Типы и назначение термических процессов Под термическими процессами подразумевают процессы химических превращений нефтяного сырья – совокупности реакций крекинга (распада) и уплотнения, осуществляемые термически, то есть без применения катализаторов. Основные параметры термических процессов, влияющих на ассортимент, материальный баланс и качество получаемых продуктов – качество сырья, давление, температура и продолжительность термолиза (термин, применяемый к термическим процессам по аналогии с катализом в

91 каталитических процессах). В современной нефтепереработке применяются следующие типы термических процессов: 1. Термический крекинг высококипящего дистиллятного или остаточного сырья при повышенном давлении (2-4 МПа) и температуре С с получением газа и жидких продуктов. С начала возникновения и до середины XX в. Основным назначением этого «знаменитого» в своё время процесса было получение из тяжёлых нефтяных остатков дополнительного количества бензинов, обладающих, по сравнению с прямогонными, повышенной детонационной стойкостью (60-65 пунктов по ОЧММ – октановое число по моторному методу), но низкой химической стабильностью. В связи с внедрением и развитием более эффективных каталитических процессов, таких как каталитический крекинг, каталитический риформинг, алкилирование и др., процесс термического крекинга остаточного сырья как бензин производящий ныне утратил своё промышленное значение. В настоящее время термический крекинг применяется преимущественно как процесс термоподготовки дистиллятных видов сырья для установок коксования и производства термогазойля. Применительно к тяжёлым нефтяным остаткам промышленное значение в современной нефтепереработке имеет лишь разновидность этого процесса, получивший название висбрекинга – процесс лёгкого крекинга с ограниченной глубиной термолиза, проводимый при пониженных давлениях (1,5-3 МПа) и температуре с целевым назначением снижения вязкости котельного топлива. 2. Коксование – длительный процесс термолиза тяжёлых остатков или ароматизированных высококипящих дистиллятов при невысоком давлении и температурах С. Основное целевое назначение коксования – малоценный газ, бензины низкого качества и газойли. 3. Пиролиз – высокотемпературный ( С) термолиз газообразного, лёгкого или среднедистиллятного углеводородного сырья, проводимый при низком давлении и исключительно малой продолжительности. Основным целевым назначением пиролиза является производство олефин – содержащих газов. В качестве побочного продукта при пиролизе получают высокоароматизированные жидкости широкого фракционного состава с большим содержанием непредельных углеводородов. 4. Процесс получения технического углерода (сажи) – высокотемпературный (свыше С) термолиз тяжёлого высокоароматизированного дистиллятного сырья, проводимый при низком давлении и малой продолжительности. Этот процесс можно рассматривать как жёсткий пиролиз, направленный не на получение олефинсодержащих газов, а на производство твёрдого высокодисперсного углерода – продукта глубокого термического разложения углеводородного сырья по существу на составляющие элементы.

92 5. Процесс получения нефтяных пеков (пекование) – новый внедряемый в отечественную нефтепереработку процесс термолиза (карбонизации) тяжёлого дистиллятного или остаточного сырья, проводимый при пониженном давлении, умеренной температуре ( С) и длительной продолжительности. Помимо целевого продукта – пека – в процессе получают газы и керосиногазойлевые фракции. 6. Процесс получения нефтяных битумов – среднетемпературный продолжительный процесс окислительной дегидроконденсации (карбонизации) тяжёлых нефтяных остатков (гудронов, асфальтитов деасфальтизации), проводимый при атмосферном давлении и температуре С. В качестве сырья термодиструктивных процессов нефтепереработки, кроме пиролиза, используются остатки прямой перегонки (мазуты, полу – гудроны, гудроны), термического крекинга, пиролиза (смолы), деасфальтизации (деасфальтизат или асфальтит) и высококипящие ароматизированные концентраты и газойли, получаемые на основе дистиллятных продуктов (экстракты масляного производства, тяжёлые газойли каталитического крекинга, коксования, дистиллятные крекинг – остатки и др.). В процессах пиролиза наилучшим видом сырья являются парафиновые углеводороды, дающие максимальный выход олефинов: газообразные (этан, пропан, бутан и их смеси) и жидкие (низкооктановые бензины и керосиногазойлевые фракции). Тяжёлые нефтяные остатки (ТНО) представляют собой сложную многокомпонентную и полидисперсную по молекулярной массе смесь высокомолекулярных углеводородов и гетеросоединений, включающих, кроме углерода и водорода, серу, азот, кислород и металлы, такие как ванадий, никель, железо, молибден и др. Основными компонентами первичных (нативных) ТНО являются масла, смолы (мальтены) и асфальтены. Во вторичных ТНО, подвергнутых термодиструктивному воздействию, могут присутствовать, кроме перечисленных компонентов, карбены и карбоиды. Качество ТНО как сырья термодиструктивных (а также каталитических) процессов, кроме группового их состава, определяется в значительной степени и содержанием в них гетеросоединений. Как правило, с утяжелением нативных ТНО практически все основные гетероатомные элементы концентрируются в высокомолекулярной их части. Содержание гетеросоединений в ТНО колеблется в широких пределах в зависимости от качества исходной нефти, глубины отбора и технологии получения остатков. Основными типами сернистых соединений в ТНО являются высокомолекулярные сульфиды с углеводородной частью парафинового, нефтяного, ароматического и смешанного строения, а также гомологи тиофанов и теофенов. Молекулярная масса сернистых соединений составляет основная часть сернистых соединений в ТНО связана с ароматическими и смолисто-асфальтовыми структурами, в состав которых могут входить и другие гетероатомы. Проявляются следующие закономерности в распределении

93 гетеросоединений: в нативых ТНО с высоким содержанием смол и асфальтенов (то есть с высокой коксуемостью) содержится больше сернистых, азотистых, кислородных и металлорганических (преимущественно ванадия и никеля) соединений. Содержание азота в ТНО составляет 0,2-0,6 % масс. Установлено, что азотосодержащие соединения в ТНО относятся преимущественно к структурам с третичным атомом азота. Среди них преобладают алкил – и циклоалкилпроизводные пиридинов, хинолинов, акридинов и нейтральные соединения типа пиррола, индола и карбазола. В остатках высокосернистых нефтей распределение основных азотистых соединений примерно следующее (в % от общего их содержания): Хинолины и их нафтеновые гомологи Бензохинолины и их нафтеновые гомологи Бензтиозолы и их нафтеновые гомологи Кислородные соединения в ТНО входят в состав смол и асфальтенов. Основная часть металлорганических соединений концентрируется также в смолисто-асфальтовых компонентах ТНО. В масляной части ванадий практически полностью отсутствует, а часть никеля присутствует в дистиллятах. Содержание ванадия в ТНО тем больше, чем выше содержание серы, а никеля – чем выше содержание азота. В ТНО малосернистых нефтей содержание никеля выше, чем ванадия. Установлено, что основное количество ванадия и никеля представлено в нефтяных остатках в виде металлорганических соединений непорфиринового характера (например, 62 и 60 % соответственно в мазуте ромашкинской нефти), а меньшая их часть – в виде металлопорфириноввых комплексов (27 и 33 % соответственно). На практике для оценки качества сырья термодиструктивных процессов, пользуются такими показателями как, вязкость, температура размягчения, индекс корреляции, плотность, коксуемость, элементарный состав, групповой химический состав. Контрольные вопросы 1. Перечислить типы термических процессов в современной нефтепереработке и их назначения. 2. Дать краткую характеристику сырья термодиструктивных процессов. 3. Каково влияние качество сырья на процесс термолиза нефтяных остатков? Тема Пиролиз Назначение процессов пиролиза, получивших в современной мировой нефтехимии широкое распространение, является производство низших олефинов, преимущественно этилена, являющихся ценным сырьём (мономером) для синтеза важнейших нефтехимических продуктов.

94 Процесс пиролиза в зависимости от целевого назначения может быть направлен на максимальный выход этилена (этиленовые установки), пропилена или бутиленов и бутадиена. Наряду с газом в процессе образуется некоторое количество жидкого продукта, содержащего значительные количества моноциклических (бензол, толуол, ксилолы и др.) и полициклические (нафталин, антрацен и др.) ароматические углеводородов. Получаемый при пиролизе этилен используется для производства оксида этилена, этилового спирта, полимеров (полиэтилена), стирола, пластмасс и др. Пропилен является исходным мономером для производства полипропилена, акрилонитрила и бутадиена. Основные направления использования жидких продуктов пиролиза – бензола и других ароматических углеводородов, нефтеполимерных смол, как компонент автобензинов, котельных топлив, сырья для производства технического углерода, пеков, высококачественных коксов и др. Сырьём в процессах пиролиза служат газообразные и жидкие углеводороды: газы, лёгкие бензиновые фракции, газоконденсаты, рафинаты каталитического риформинга и реже керосиногазойлевые фракции. От сырья и технологического режима пиролиза зависят выходы продуктов. Наибольший выход этилена получается при пиролизе этана. По мере утяжеления сырья выход этилена снижается и увеличивается выход жидких продуктов смол пиролиза. Из технологических параметров на выход низших олефинов наибольшее влияние оказывает температура, время контакта и парциальное давление углеводородов в реакционной зоне. При данной температуре с увеличением времени контакта (τ) концентрация олефина в пиролизе (следовательно, и его выход) растёт, достигает максимального значения при τ опт, затем падает. С повышением температуры величина максимума выхода олефинов растёт, и этот максимум достигается при меньших значениях τ опт. Причём для каждого индивидуального олефина имеется свой оптимальный режим пиролиза, обеспечивающий максимум его выхода (этиленовый, пропиленовый или бутиленовые режимы пиролиза). Увеличению выхода олефинов способствует также снижение парциального давления сырья в реакционной зоне путём разбавления его водяным паром или, что более эффективно, водородом. Разбавление сырья пиролиза водяным паром и особенно водородом приводит не только к увеличению выхода этилена, но, и, что исключительно важно, эффективно замедляет скорость вторичных реакций синтеза, приводящих к образованию пироуглерода. Водород в условиях пиролиза является не только разбавителем, но и гидрирующим компонентом, тормозящим образование тяжёлых продуктов конденсации, в том числе пироуглерода. Промышленное оформление процесса

95 На современных высокопроизводительных этиленовых установках (ЭП – 300, ЭП производительностью соответственно 300 и 450 тыс. т этилена в год) применяются мощные пиролизные печи, специально сконструированные для условий интенсивного высокотемпературного нагрева (до С) с временем пребывания сырья в реакционных змеевиках в пределах 0,01-0,1 с. Они характеризуются вертикальным расположением труб радиантных змеевиков в виде однорядного экрана с двухсторонним облучением панельными горелками беспламенного горения (или с факельными горелками с настильным пламенем). Проход по трубам радиантного змеевика организован в виде нескольких (от 4 до 12) параллельных потоков (секций). Каждая секция состоит из нескольких жаропрочных труб (от 3 до 12) длиной от 6 до 16 мм диаметром мм. Мощность одной пиролизной печи достигает до 50 тыс. т этилена в год. Следующий по значимости аппарат пиролиза – закалочный аппарат, предназначенный для осуществления быстрого охлаждения продуктов процесса. Ранее для этой цели применяли закалочные аппараты, в которых быстрое охлаждение достигалось за счёт впрыскивания водяного конденсата. На современных пиролизных установках применяют закалочно-испарительные аппараты (ЗИА), представляющие собой газотурбинные котлы-утилизаторы. В результате высокой линейной скорости продуктов пиролиза, движущихся по трубам, предотвращается оседание твёрдых частиц на их стенках, увеличивается коэффициент теплопередачи и достигается быстрое (за 0,015-0,03 с) охлаждение до С. За счёт этого тепла из водяного конденсата, поступающего в ЗИА, регенерируется пар высокого давления (11-13 МПа), который отделяется в паросборнике, перегревается до С в одной из секций пиролизной печи и затем используется для турбокомпрессора. Сырьём установки служит фракция С прямогонного бензина и фракция С бензина – рафината каталитического риформинга. Предусмотрен также пиролиз этана и пропана, получаемых в процессе и с заводских ГФУ. Материальный баланс установки ЭП – 300, % масс. Продукты Водород метановая фракция 17,7 Этилен 25,5 Пропилен 16,2 Пропан 1,0 Бутан бутилены 12,2 Фракция н. к С 19, С 1,5 Остаток > С 3,3 Потери 2,7

96 Технологическая схема Бензин после нагрева в теплообменниках подаётся в девять параллельно работающих трубчатых печей (на схеме показана одна), а этан – пропановая фракция подаётся в десятую печь. На выходе из камеры конвекции в сырьё вводится водяной пар в количестве 50 % масс. по бензину и 30 % масс. по этан – пропану. Температура на выходе из змеевиков печи С, продолжительность реакции 0,3-0,6 с. Продукты пиролиза далее поступают в тубы закалочных аппаратов ЗИА. Охлаждённые до С пиропродукты затем направляются в низ промывочной колонны К1, где контакте с охлаждённым квенчингом (фракцией С) охлаждается до С и отмывается от твёрдых частиц углерода. Тяжёлый конденсат с низа К1 подаётся на ректификацию в колонну К2. Газы и пары, поднимающиеся из нижней части К1, проходят глухую тарелку и подвергаются ректификации на верхних тарелках колонны. Конденсат с аккумулятора К1 подаётся также в колонну К2. Выходящий с верха колонны К1 пирогаз с парами лёгких фракций пироконденсата охлаждается в водяном холодильнике до 30 0 С и поступает в газосепаратор С1. Лёгкий конденсат подаётся на орошение верха К1 и на ректификацию К 2. Выводимый с верха С1 пирогаз подаётся на моноэтаноламиновую очистку и далее на ГФУ. Из К2 выводится с установки пиробензин (фракция н. к С), лёгкая смола ( С) и тяжёлая смола (> С). Часть лёгкой смолы циркулирует в качестве квенчинга через колонну К1. I – сырье; II – конденсат; III – газы пиролиза; IV – бензиновая фракция (н. к С); V – легкая смола; VI – тяжелая смола; VII – водяной пар. Рисунок 6 – Принципиальная схема установки пиролиза бензина

97 Контрольные вопросы 1. Каково целевое назначение и сырьё процессов пиролиза? 2. Объяснить влияние технологических параметров пиролиза на выход олефинов. 3. Привести принципиальную технологическую схему установки пиролиза, её режимные параметры и материальный баланс. Тема Термический крекинг Процесс термического крекинга тяжёлых нефтяных остатков в последние годы в мировой нефтепереработке практически утратил своё «бензинопроизводящее» значение. В настоящее время этот процесс получил новое назначение – термоподготовка дистиллятных видов сырья для установок коксования и производства термогазойля – сырья для последующего получения технического углерода (сажи). В качестве сырья установки термического крекинга дистиллятного сырья (ТКДС) предпочтительно используются ароматизированные высококипящщие дистилляты: тяжёлые газойли каталитического крекинга, тяжёлая смола пиролиза и экстракты селективной очистки масел. При ТКДС за счёт преимущества протекания реакций дегидроконденсации аренов, образующихся при крекинге парафино-нафтеновых углеводородов, а также содержащихся в исходном сырье, происходит дальнейшая ароматизация сырья. Основными целевыми продуктами ТКДС являются термогазойль (фракция С) и дистиллятный крекинг – остаток – сырьё установок замедленного коксованная – с целью получения высококачественного кокса, например, игольчатой структуры. В процессе получают также газ и бензиновую фракцию. Наиболее важными показателями качества термогазойля являются индекс корреляции, содержание серы, коксуемость, фракционный состав, вязкость и температура застывания. Индекс корреляции термогазойля (И к ) принято рассчитывать в зависимости от плотности (d 20 4 ) и средней температуры кипения (Т кип ) по формуле И к = 474 d, /Т кип. Между индексом корреляции и коэффициентом арамотизированности (А) сырья установлена следующая зависимость где А = К о С о ; И к =0,58 А+9,

98 К о – число ароматических колец в кипотетической молекуле сырья; С о – содержание углеводорода в циклической структуре, %. Эта формула даёт удовлетворительные результаты при изменении А в пределах или К и в диапазоне Выход сажи и её дисперсность зависит прежде всего от индекса корреляции термогазойля. Поэтому потребители газового сырья предъявляют повышенные требования к его ароматизованности и плотности. В термогазойле ограничивают коксуемость, зольность и содержание смолисто – асфальтовых веществ. Кроме термической ароматизации, индекс корреляции термогазойля возможно значительно повысить путём вакуумной перегонки продукта ТКДС (от 90 до 150 и выше). При этом одновременно с повышением качества термогазойля происходит увеличение его выхода почти вдвое. В этой связи на ряде отечественных НПЗ установки ТКДС были дооборудованы вакуумной колонной. По технологическому оформлению установки ТКДС практически мало, чем отличаются от своих предшественников – установок двухпечного крекинга нефтяных остатков бензинового профиля. Это объясняется тем, что в связи с утратой бензинопроизводящего назначения крекинг – установок появилась возможность для использования их без существенной реконструкции по новому назначению, переняв при этом богатейший опыт многолетней эксплуатации таких нелёгких в управлении процессов. Причём переход на дистиллятное сырьё, которое выгодно отличается от остаточного сырья меньшей склонностью к закоксовыванию, значительно облегчает эксплуатацию установок ТКДС. Ещё в ранний период создания крекинг – процессов было установлено, что при однократном крекинге не удаётся достичь требуемой глубины термолиза тяжёлого сырья из-за опасности закоксовывания змеевиков печи и выносных реакционных аппаратов. Большим достижением в совершенствовании их технологии является разработка двухступенчатых систем термического крекинга, в котором в одной из печей проводится мягкий крекинг легко крекируемого исходного сырья, а во второй – жёсткий крекинг более термостойких средних фракций термолиза. На современных установках ТКДС сохранён оправдавший себя принцип двухкратного селективного крекинга исходного сырья и рециркулируемых средних фракций крекинга, что позволяет достичь требуемой глубины ароматизации термогазойля. Технологическая схема Установка состоит из следующих секций: реакторное отделение, включающее печи крекинга тяжёлого П1 и лёгкого П2 сырья и выносную реакционную колонну К1; отделение разделения продуктов крекинга, которое включает

99 испарители высокого давления К2 и низкого К4 давления для отделения крекинг – остатка, комбинированную ректификационную колонну высокого давления К3, вакуумную колонну К5 для отбора вакуумного термогазойля и тяжёлого крекинг – остатка и газосепараторов С1 и С2 для отделения газа от нестабильного бензина. Исходное сырьё после нагрева в теплообменниках поступает в нижнюю секцию колонны К3. Она разделена на 2 секции полу-глухой тарелкой, которая позволяет перейти в верхнюю секцию только парам. Продукты конденсации паров крекинга в верхней секции накапливаются в аккумуляторе (кармане) внутри колонны. Потоки тяжёлого и лёгкого сырья, отбираемые соответственно с низа и из аккумулятора К3, подаются в змеевики трубчатых печей П1 и П2, где нагреваются до температуры соответственно 500 и С и далее поступают для углубления крекинга в выносную реакционную камеру К1. Продукты крекинга затем направляются в испаритель высокого давления К2. Крекинг – остаток и термогазойль через редукционный клапан поступают в испаритель низкого давления К4, а газы и пары бензино – керосиновых фракций – в колонну К3. Уходящие с верха, К3 и К4 газы и пары бензиновой фракции охлаждаются в конденсаторе – холодильнике и поступают в газосепараторы С1 и С2. Затем газы направляются на разделение на ГФУ, а балансовое количество бензинов – на стабилизацию. Крекинг – остаток, выводимый с низа К4, подвергается вакуумной разгонке в колонне К5 на вакуумный термогазойль и вакуумный дистиллятный крекинг – остаток.

100 I – сырье; II – бензин на стабилизацию; Ш – тяжелый бензин из К-4; IVвакуумный отгон; V – термогазойль; VI – крекинг-остаток; VII – газы на ГФУ; VIII – газы и водяной пар к вакуум – системе; IX – водяной пар. Рисунок 7 – Принципиальная технологическая схема установки термического крекинга дистиллятного сырья Технологические показатели установки термического крекинга дистиллятного сырья с получением вакуумного термогазойля Температура, С Давление, МПа Печь П1 вход,0-5,6 выход,2-2,8 Печь П2 вход,0-6,0 выход,3-2,9 Реакционная камера К1 верх,0-2,6 низ Испаритель высокого давления К2 верх,0-1,3

101 низ Ректификационная колонна К3 верх аккумулятор,9-1,3 низ Испарительная колонна низкого давления К4 верх низ,25-0,40 Вакуумная колонна К5 вход,007-0,013 верх низ Материальный баланс установки ТКДС при получении серийного (1) и вакуумного термогазойля (2) 1 2 Головка стабилизации бензина 1,3 1,3 Стабильный бензин 20,1 20,1 Термогазойль 24,2 52,6 Дистиллятный крекинг – остаток 48,3 19,9 Потери 1,1 1,1 Контрольные вопросы 1. Каково влияние качества сырья на процесс термолиза нефтяных остатков? 2. Как влияют температура и давление на процесс термолиза нефтяных остатков? 3. Каковы назначения термокрекинга дистиллятного сырья (ТКДС) и требования к термогазойлю? 4. Принципиальная технологическая схема процесса ТДК. 5. Указать технологические параметры в аппаратах. Тема Висбрекинг тяжёлого сырья Наиболее распространённый приём углубления переработки нефти – это вакуумная перегонка мазута и раздельная переработка вакуумного газойля (каталитическим и гидрокрекингом) и гудрона. Получающийся гудрон, особенно в процессе глубоковакуумной перегонки, непосредственно не может быть использован как котельное топливо из-за высокой вязкости. Для получения товарного котельного топлива из таких гудронов без их переработки требуется большой расход дистиллятных разбавителей, что сводит практически на нет достигнутое вакуумной перегонкой углубление переработки нефти. Наиболее простой способ неглубокой переработки гудронов – это висбрекинг с

102 целью снижения вязкости, что уменьшает расход разбавителя на % масс., а также соответственно общее количество котельного топлива. Обычно сырьём для висбрекинга является гудрон, но возможна и переработка тяжёлых нефтей, мазутов, даже асфальтов процессов деасфальтизации. Висбрекинг проводят при менее жёстких условиях, чем термокрекинг, вследствие того, что, во – первых, перерабатывают более тяжёлое, следовательно, легче крекируемое сырьё; во – вторых, допускаемая глубина крекинга ограничивается началом коксообразования (температура С, давление 1,4-3,5 МПа). Исследованиями установлено, что по мере увеличения продолжительности (то есть углубления) крекинга вязкость крекинг – остатка вначале интенсивно снижается, достигает минимума и затем возрастает. Экстремальный характер изменения зависимости вязкости остатка от глубины крекинга можно объяснить следующим образом. В исходном сырье (гудроне) основным носителем вязкости являются натиевые асфальтены «рыхлой» структуры. При малых глубинах превращения снижение вязкости обусловливается образованием в результате термодеструктивного распада боковых алифатических структур молекул сырья более компактных подвижных вторичных асфальтенов меньшей молекулярной массы. Последующее возрастание вязкости крекинг – остатка объясняется образованием продуктов уплотнения – карбенов и карбоидов, также являющихся носителями вязкости. Считается, что более интенсивному снижению вязкости крекинг – остатка способствует повышение температуры при соответствующем сокращении продолжительности висбрекинга. Этот факт свидетельствует о том, что температура и продолжительность висбрекинга не полностью взаимозаменяемые между собой. Этот вывод вытекает также из данных о том, что энергия активации для реакции распада значительно выше, чем реакции уплотнения. Следовательно, не может быть полной аналогии в материальном балансе и особенно по составу продуктов между различными типами процессов висбрекинга. В последние годы в развитии висбрекинга в нашей стране и за рубежом определились два основных направления. Первое – это «печной» (или висбрекинг в печи с сокинг – секцией), в котором высокая температура ( С) сочетается с коротким временем пребывания (1,5-2 мин.). Второе направление – висбрекинг с выносной реакционной камерой, который, в свою очередь, может различаться по способу подачи сырья в реактор на висбрекинг с восходящим потоком и с нисходящим потоком. В висбрекинге второго типа требуемая степень конверсии достигается при более мягком температурном режиме ( С) и длительном времени пребывания (10-15 мин.). Низкотемпературный висбрекинг с реакционной камерой более экономичен, так как при одной и той же степени конверсии тепловая нагрузка на печь ниже. Однако при «печном» крекинге получается более стабильный крекинг – остаток с меньшим выходом газа и бензина, но зато

103 с повышенным выходом газойлевых фракций. В последние годы наблюдается устойчивая тенденция утяжеления сырья висбрекинга в связи с повышением глубины отбора тяжёлых нефтей с высоким содержанием асфальто – смолистых веществ повышенной вязкости и коксуемости, что существенно осложняет их переработку. Эксплуатируемые отечественные установки висбрекинга несколько различаются между собой, поскольку были построены либо по типовому проекту, либо путём реконструкции установок AT или термического крекинга. Различаются они по числу и типу печей, колонн, наличием или отсутствием выносной реакционной камеры. Материальный баланс висбрекинг висбрекинг с вакуумной перегонкой Газ 3,7 3,0 Головка стабилизации 2,5 2,5 Бензин 12,0 8,5 Висбрекинг остаток 81,3 Лёгкий вакуумный газойль 6,0 Тяжёлый вакуумный газойль 20,0 Вакуумный висбрекинг остаток 59,5 Потери 0,5 0,5 Технологическая схема Остаточное сырьё (гудрон) прокачивается через теплообменники, где нагревается за счёт тепла отходящих продуктов до температуры С и поступает в нагревательно – реакционные змеевики параллельно работающих печей. Продукты висбрекинга выводятся из печей при температуре С и охлаждаются подачей квенчинга (висбрекинг остатка) до температуры С и направляются в нижнюю секцию ректификационной колонны К1. С верха этой колонны отводится парогазовая смесь, которая после охлаждения и конденсации в конденсаторах – холодильниках поступает в газосепаратор С1, где разделяется на газ, воду и бензиновую фракцию. Часть бензина используется для орошения верха К1, а балансовое количество направляется на стабилизацию.

104 I – сырье; II – бензин на стабилизацию; III – керосино – газойлевая фракция ( С); IV – висбрекинг – остаток; V – газы ГФУ; VI – водяной пар. Рисунок 8 – Принципиальная технологическая схема установки висбрекинга гудрона Из аккумулятора К1 через отпарную колонну К2 выводится фракция лёгкого газойля ( С) и после охлаждения в холодильниках направляется на смешение с висбрекингом – остатком или выводится с установки. Часть лёгкого газойля используется для создания промежуточного циркуляционного орошения колонны К1. Кубовая жидкость из К1 поступает самотёком в колонну К3. За счёт снижения давления с 0,4 до 0,1-0,05 МПа и подачи водяного пара в переток из К1 в К3 происходит отпарка лёгких фракций. Парогазовая смесь, выводимая с верха К3, после охлаждения и конденсации поступает в газосепаратор С2. Газы из него направляются к форсункам печей, а лёгкая флегма возвращается в колонну К1. Из аккумулятора К3 выводится тяжёлая флегма, которая смешивается с исходным гудроном, направляемым в печи. Остаток висбрекинга с низа К3 после охлаждения в теплообменниках и холодильниках выводится с установки. Для предотвращения закоксовывания реакционных змеевиков печей (объёмно-

105 настильного пламени) в них предусмотрена подача турбулизатора – водяного пара на участке, где температура потока достигает С. Висбрекинга с вакуумной перегонкой На ряде НПЗ (Омском и Ново-Уфимском) путём реконструкции установок термического крекинга разработана и освоена технология комбинированного процесса висбрекинга гудрона и вакуумной перегонки крекинг – остатка на лёгкий и тяжёлый вакуумные газойли и тяжёлый висбрекинг – остаток. Целевым продуктом процесса является тяжёлый вакуумный газойль, характеризующийся высокой плотностью ( кг/м 3 ), содержащий % полициклических углеводородов, который может использоваться как сырьё для получения высокоиндексного термогазойля или электронного кокса, а также в качестве сырья процессов каталитического или гидрокрегинга и термокрекинга как без, так и с предварительной гидроочисткой. Лёгкий вакуумный газойль используется преимущественно как разбавитель тяжёлого гудрона. В тяжёлом висбрекинг – остатке концентрированные полициклические ароматические углеводороды, смолы и асфальтены. Поэтому этот продукт может найти применение как пек, связующий и вяжущий материал, компонент котельного и судового топлива и сырьё коксования. Для повышения степени ароматизации газойлевых фракций и сокращения выхода остатка процесс висбрекинга целесообразно проводить при максимально возможной высокой температуре и сокращённом времени пребывания. Комбинирование висбрекинга с вакуумной перегонкой позволяет повысить глубину переработки нефти без применения вторичных каталитических процессов, сократить выход остатка на %. Контрольные вопросы 1. Каковы целевые назначения и разновидности процесса висбрекинга. 2. Принципиальная технологическая схема установки висбрекинга гудрона. 3. Режимные параметры и материальный баланс установки висбрекинга гудрона. Тема Коксование Среди термических процессов наиболее широкое распространение в нашей стране и за рубежом получил процесс замедленного коксования, который позволяет перерабатывать самые различные виды ТНО с выработкой продуктов, находящих достаточно квалифицированное применение в различных отраслях народного хозяйства. Другие разновидности процессов коксования ТНО – периодическое коксование в кубах и коксование в псевдоожиженном слое порошкообразного кокса – нашли ограниченное применение.

106 Основное целевое назначение УЗК – производство крупно – кускового нефтяного кокса. Наиболее массовыми потребителями нефтяного кокса в мире и в нашей стране являются производства анодной массы и обожжённых анодов для алюминиевой промышленности и графитированных электродов для электросталеплавления. Широкое применение находит нефтяной кокс при изготовлении конструкционных материалов, в производстве цветных металлов, кремния, абразивных (карбидных) материалов, в химической и электротехнической промышленностях, космонавтике, в ядерной энергетике и др. Кроме кокса на УЗК получают газы, бензиновую фракцию и коксовые (газойлевые) дистилляты. Газы коксования используют в качестве технологического топлива или направляют на ГФУ для извлечения пропан – бутановой фракции – ценного сырья для нефтехимического синтеза. Получающиеся в процессе коксования бензиновые фракции (5-16 % масс.) характеризуются невысоким октановым числом (60 по ММ) и низкой химической стабильностью (> 100 г I 2 /l00 г), повышенным содержанием серы (до 0,5 % масс.) и требует дополнительного гидрогенизационного и каталитического облагораживания. Коксовые дистилляты могут быть использованы без или после гидрооблагораживания как компоненты дизельного, газотурбинного и судового топлив или в качестве сырья каталитического или гидрокрекинга, для производства малозольного электродного кокса, термогазойля и т. д. Сырьём установок коксования являются остатки перегонки нефти – мазуты, гудроны; производства масел – асфальты, экстракты; каталитических процессов – крекинг – остатки, тяжёлая смола пиролиза, тяжёлый газойль каталитического крекинга и др. За рубежом, кроме того, используются каменноугольные пеки, сланцевая смола, тяжёлые нефти и др. Основными показателями качества сырья являются плотность, коксуемость по Конрадсону, содержание серы и металлов и групповой химический состав. Коксуемость сырья определяет, прежде всего, выход кокса, который практически линейно изменяется в зависимости от этого показателя. При замедленном коксовании остаточного сырья выход кокса составляет 1,5-1,6 от коксуемости сырья. В зависимости от назначения к нефтяным коксам предъявляются различные требования. Основными показателями качества коксов являются: содержание серы, золы, летучих, гранулометрический состав, пористость, истинная плотность, механическая прочность, микроструктура. По содержанию серы коксы делятся на малосернистые (до 1 %), сернистые (до 1,5 %), сернистые (до 4 %) и высокосернистые (выше 4,0 %); по гранулометрическому составу – на кусковой (фракция с размером кусков свыше 25 мм), «орешек» (фракция 8-25 мм) и мелочь (менее 8 мм); по содержанию золы – на малозольные (до 0,5 %), среднезольные (0,5-0,8 %) и высокозольные

107 (более 0,8 %). Содержание серы в коксе зависит почти линейно от содержания её в сырье коксования. Малосернистые коксы получают из остатков малосернистых нефтей или подвергнутых гидрооблагораживанию. Как правило, содержание серы в коксе всегда больше её содержания в сырье коксования. Содержание золы в коксе в значительной мере зависит от глубины обессоливания нефти перед её переработкой. Первые промышленные установки замедленного коксования были построены за рубежом в середине 30-х гг. и предназначались в основном для получения дистиллятных продуктов. Кокс являлся побочным продуктом и использовался в качестве топлива. Однако в связи с развитием электрометаллургии и совершенствованием технологии коксования кокс стал ценным целевым продуктом нефтепереработки. В нашей стране УЗК эксплуатируются с 1955 г. (УЗК на Ново-Уфимском НПЗ) мощностью 300, 600 и 1500 тыс. т/г по сырью. Средний выход кокса на отечественных УЗК ныне составляет около 20 % масс. на сырьё (в США w = 30,7 % масс.), в то время как на некоторых передовых НПЗ, например на УЗК НУНПЗ, выход кокса значительно выше (30,9 % масс.). Низкий показатель по выходу кокса на многих УЗК обуславливается низкой коксуемостью перерабатываемого сырья, поскольку на коксование направляется преимущественно гудрон с низкой температурой начала кипения (< С), что связано с неудовлетворительной работой вакуумных колонн АВТ, а также, что часто из-за нехватки сырья в переработку вовлекается значительное количество мазута. Название «замедленное» коксование связано с особыми условиями работы реакционных змеевиков трубчатых печей и реакторов (камер) коксования. Сырьё необходимо предварительно нагреть в печи до высокой температуры ( С), а затем подать в необогреваемые, изолированные снаружи коксовые камеры, где коксование происходит за счёт тепла, приходящего с сырьём. Поскольку сырьё представляет собой тяжёлый остаток, богатый смолами и асфальтами (то есть коксогенными компонентами), имеется большая опасность, что при такой высокой температуре оно закоксуется в змеевиках самой печи. Поэтому для обеспечения нормальной работы реакционной печи процесс коксования должен быть «задержан» до тех пор, пока сырьё, нагревшись до требуемой температуры, не поступит в коксовые камеры. Это достигается благодаря обеспечению небольшой длительности нагрева сырья в печи (за счёт высокой удельной теплонапряжённости радиантных труб), высокой скорости движения по трубам печи, специальной её конструкции, подачи турбулизатора и т. д. Опасность закоксовывания реакционной аппаратуры, кроме того, зависит от качества исходного сырья, прежде всего от его агрегативной устойчивости. Так, тяжёлое сырьё, богатое асфальтенами, но с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов, характеризуется низкой

108 агрегативной устойчивостью, и оно быстро расслаивается в змеевиках печи, что является причиной коксоотложения и прогара труб. Для повышения агрегативной устойчивости на современных УЗК к сырью добавляют такие ароматизированные концентраты, как экстракты масляного производства, тяжёлые газойли каталитического крекинга, тяжёлая смола пиролиза и др. Процесс замедленного коксования является непрерывным по подаче сырья коксования и по выходу газообразных и дистиллятных продуктов, но периодическим по выгрузке кокса из камер. Установки замедленного коксования включают в себя следующие 2 отделения: нагревательно – реакционно – фракционорующее, где осуществляется собственно технологический процесс коксования сырья и фракционирование его продуктов; отделение по механической обработке кокса, где осуществляется его выгрузка, сортировка и транспортировка. В зависимости от производительности УЗК различаются количеством и размерами коксовых камер, количеством и мощностью нагревательных печей. На установках первого поколения приняты печи шатрового типа и 2 или 3 камеры коксования с диаметром 4,6 м и высотой 27 м, работающие поочерёдно по одноблочному варианту. УЗК последующих поколений преимущественно являются двухблочными четырёхкамерными, работающими попарно. На современных модернизированных УЗК используются печи объёмно – настильного и вертикально – факельного пламени и коксовые камеры большого диаметра ( 5,5-7,0 м; высота м ). В них предусмотрены высокая степень механизации трудоёмких работ и автоматизация процесса. По технологическому оформлению УЗК всех типов различают между собой незначительно и преимущественно работают по следующей типовой схеме: первичное сырьё > нагрев в конвекционной секции печи > нагрев в нижней секции ректификационной колонне теплом продуктов коксования > нагрев вторичного сырья в радиантной секции печи > коксовые камеры > фракционирование. Технологическая схема Сырьё – гудрон или крекинг – остаток (или их смесь) нагревается в теплообменниках и конвекционных змеевиках печи и поступает на верхнюю каскадную тарелку колонны К1.Часть сырья подаётся на нижнюю каскадную тарелку для, регулирования коэффициента рисайкла, под нижнюю каскадную тарелку этой колонны подаются газы и пары продуктов коксования из коксовых камер. В результате контакта сырья с восходящим потоком газов и паров продуктов коксования сырьё нагревается (до температуры С), при этом низкокипящие его фракции испаряются и смешиваются с сырьём, образую так называемое вторичное сырьё.

109 I – сырье; II стабильный бензин; III легкий газойль; IV – тяжелый газойль; V – головка стабилизации; VI – сухой газ; VII – кокс; VIII – пары отпарки камер; IX – водяной пар. Рисунок 9 – Принципиальная технологическая схема двухблочной установки замедленного коксования Вторичное сырьё с низа колонны К1 забирается печным насосом и направляется в реакционные змеевики печей (их две, работают параллельно), расположенные в радиантной их части. В печах вторичное сырьё нагревается до С и поступает через четырёхходовые краны двумя параллельными потоками в две работающие камеры; две другие в это время находятся в цикле подготовки. Входя в них камер, горячее сырьё постепенно заполняет их; так как объём камер большой, время пребывания сырья в них также значительно и там происходит крекинг сырья. Пары продуктов коксования непрерывно уходят из камер в колонну К1, а утяжелённый остаток задерживается в камере. Жидкий остаток постепенно превращается в кокс. Фракционирующая часть УЗК включает основную ректификационную колонну К1, отпарные колонны К2 и К3, фракционирующий абсорбер К4 для деэтанизации газов коксования и колонну стабилизации бензинов. Колонна К1 разделена полу-глухой тарелкой на две части: нижнюю, которая является как бы конденсатором смешения, а не отгонной секцией колонны; и

Http://docplayer. ru/40936931-Metodicheskie-materialy-po-discipline-himicheskaya-tehnologiya-glubokoy-pererabotki-nefti-i-gaza-napravlenie-himicheskaya-tehnologiya. html

Сотрудникам Академии наук Узбекистана способствовал заслуженный деятель науки и техники Узбекистана, доктор химических наук, профессор Абдулла Султонов. Этот человек был первым заведующим кафедрой. Султанов кроме возглавления кафедры в 1964-1974 годах был директором Среднеазиатского нефтепереработывающего научно-исследовательского института (в данное время УзKФИТИ им. А. Султонова). В 1969 году первые 17 студентов кафедры получили степень инженера-технолога по направлению «Технология основного органического и нефтехимического синтеза»,

С апреля 1971 года кафедру возглавил известный изобретатель Узбекистана, доктор химических наук, профессор О. Сафаев. С этого года начали преподавять А. Кадыров, доцент Х. К. Салимова, асс. Ж. Сайдалиев, асс. O. Ғ. Азимов. С 1985 года кафедра готовит специалистов в области «Технология переработки нефти и газа» для нефтегазоперерабатывающей промышленности. С 1986 по 1996 год кафедрой руководил кандидат химических наук, доцент А. А. Кадыров.

С 1996 по 1997 год кафедру возглавлял кандидат химических наук Ш. Ф. Нуруллаев, с 1997 по 2011 год кандидат химических наук, доцент Д. Н.Исматов, с 2011 по 2012 год кандидат химических наук, доцент Э. У. Тешабаева, С 2012 года по май 2017 год кандидат технических наук, доцент О. Э. Зиядуллаев. С мая 2017 года кафедру возглавляет доктор технических наук, профессор Ибадуллаев Ахмаджон Собирович.

До настоящего времени кафедра подготовила более 2500 специалистов для химической, нефтегазоперерабатывающей промышленности и научно-исследовательских институтов по двум специальностям.

1. Приоритетные направления научноИсследовательской деятельности.

Кафедра занимается главным образом структурой нефти и природного газа, их химией и физикой, а также технологическими процессами переработки нефти и газа, их управлением, контролем, дополнительными реакциями по процессам переработки нефти и нефтепродуктов, основными и промежуточными продуктами, образовавшимися в процессе, их разделение, очистка, внедрение экологических методов очистки, нахождение новых методов и технологии для синтеза новых органических соединений, которые заменит импорт нефти и газа, внедрением их на практике и созданием экономически недорогих технологий. Проведению научно-практических исследований. Кроме того, было проведено много исследований по оборудованию, установкам, инструментам и проектам, используемых для нефти, нефтепродуктов и природного газа.

2. Результаты проделанных работ на основе составленных хоздоговоров между предприятими и учреждениями относищиеся к соответствующие……………..

Соответствующие области экономики и т. Д. Сигнал явставляется состоявшимся в содружестве с предпринимательствами и учебами по согласования.

Профессора и преподаватели кафедры планируют заключить бизнес-контракты на нефтегазовую промышленность и новые современные технологии.

На сегодняшний день на профессора кафедры – доцент Т. У.Тураев и Н. Г.Игамкулова проводят исследования по диссертации.

О. Ю. Арипджанов Л. А. Юсупова Ш. Мендлиев, Х. Ш. Ботаев работают над своей кандидатской диссертацией.

На кафедре участвовал в кружке «Нефтегазовые химики», организованный студентами кафедры, 2-4-летними студентами и 1-2 мастерами курса. Им назначаются научные темы и научные руководители и проводятся исследования в лаборатории кафедры. Он активно участвовал в нескольких научно-технических конференциях по научным исследованиям и публиковал статьи в сборниках.

На кафедре 5321300- масло и технологии переработки нефти и газа в направлении бакалавра 5A321302 – И г azni переработка нефти и химическая технология светского, 5A321303 – Процессы и оборудование для переработки нефти и газа, олее 50 научно-методических и учебно-методических пособий для магистерских специальностей.

5321300- Масло И направление технологии переработки нефти и газа

– переработка нефти и газа Специальная конструкция оборудования, расчет и эксплуатация

– переработка нефти и газа проектирование специального оборудования; учет и проектные фазы

– Машина для каталитической переработки нефти и газа и устройство;

– Процессы обработки отходов при переработке нефти и газа оборудование;

Кафедра имеет научно-практическое сотрудничество с несколькими промышленными предприятиями и научно-исследовательскими институтами. В частности, Бухарский нефтеперерабатывающий завод, Фергана Нефтеперерабатывающий завод, Алтыарский нефтеперерабатывающий завод, Джаркурган Шуртанский газовый химический комплекс и Шуртанское унитарное предприятие, Институт общей и неорганической химии УЗФА, УзКФИТ им. А. Султанова, УзЛИТИ Нефтегаз ИТИ и Московские тонкоизмерительные химикаты имени Ломоносова технологический институт и Российский химико-технологический университет им. Д. И.Менделеева.

Ежегодно Департамент обычной квалификации в республике, так и за рубежом, связанных помощи и предприятий и т. д. Партнерство с различными научной и научно-технических конференций, семинаров, выставок связи и круглый Suh пользуется.

Http://mail. tkti. uz/ru/pages/info/175

6. Специальные главы химической технологии переработки нефти и газа

Способы очистки топливных фракций. Способы очистки масляных фракций. Очистка нефтяных фракций щелочью (светлых и масляных дистиллятов). Очистка топливных дистиллятов в электрическом поле. Мерокс-процесс. Очистка нефтяных фракций серной кислотой. Схемы установок очистки масляных дистиллятов серной кислотой. Утилизация отходов щелочной и сернокислотной очистки. Физико-химические основы очистки и разделения сырья избирательными растворителями. Деасфальтизация остатков перегонки нефти пропаном. Колонны деасфальтизации. Технологические схемы установок деасфальтизации пропаном (одно – и двухступенчатые). Селективная очистка масляных фракций и остатков. Температурный градиент экстракции. Схема установки очистки нефтяного сырья избирательными растворителями (секции экстракции, секции регенерации (3 шт)). Очистка фурфуролом. Очистка фенолом. Очистка парными растворителями ( Дуосол-процесс). Выделение ароматических углеводородов из нефтяного сырья. Депарафинизация нефтяного сырья. Физико-химические основы прцесса. Схемы установок депарафинизации. Факторы депарафинизации. Депарафинизация в растворе кетон-ароматических растворителей. Депарафинизация в растворе пропана. Депарафинизация в растворе дихлорэтан-метилхлорид, депарафинизация «дилчил», низкотемпературная депарафинизация. Обезмасливание гача и петролатума. Совмещенные процессы депарафинизации и обезмасливания. Депарафинизация с использованием карбамида. Факторы процесса карбамидной парафинизации. Технологические схемы установок депарафинизации карбамидом. Новые способы депарафинизации нефтяного сырья. Физико-химические основы очистки и разделения нефтяного сырья адсорбентами. Основные процессы очистки и разделения нефтяного сырья при помощи адсорбентов: контактная доочистка, доочистка фильтрованием, в движущемся слое адсорбента, цеолитами, процессы «молекс», «изосив», «парекс». Гидроочистка нефтяного сырья. Основные факторы процессов. Расход водорода и выход продуктов гидроочистки. Гидроочистка топливных дистиллятов. Гидроочистка депарафинированных масляных рафинатов. Технологическая схема установки гидроочистки. Гидрокрекинг высоковязкого масляного сырья. Производство и применение присадок к топливам. Присадки к маслам. Основные процессы производства присадок. Принципиальная схема производства ДФ-11. Приготовление товарных топлив. Автомобильные и авиационные бензины. Топлива для реактивных двигателей. Топлива для дизельных и газотурбинных двигателей. Котельное топливо. Производство товарных масел.

Первым способом очистки нефтяных продуктов являлась очистка керосина серной кислотой с целью уменьшения копоти при сжигании. Следующим продуктом, который подвергался очистке, был бензин, получаемый с помощью термического крекинга. Для удаления из бензина наиболее реакционноспособные углеводородов использовали кислотно-щелочную очистку и парофазную очистку отбеливающими землями (глинами).

Следующим способом очистки была очистка топлива от сернистых соединений. С этой целью были разработаны способы очистки от H2S и меркаптанов с помощью обработки растворами щелочей.

Следующим процессом очистки топлив является гидроочистка и депарафинизация. Применение процесса гидрирования позволяет перевести все сернистые соединения в H2S который легко удаляется из топлива вместе с газами. Процесс депарафинизации позволяет резко улучшить низкотемпературные свойства топлив. Наибольшее распространение получил способ удаления парафинов с помощью карбамида. Процесс депарафинизации используется так же для получения сырья используемого в микробиологической промышленности.

Для разделения топливных фракций используют различные растворители, особенно для выделения индивидуальных ароматических углеводородов.

Http://vunivere. ru/work95674

АО Шаньдунский завод горного машиностроения Синьхай ( тикер: 836079) был основан в 1997 году, и он был известным как ООО Яньтайский завод горного машиностроения Синьхай, занимается выполнением проекта по обогащению руд под ключ, включая ислледование и проектирование, изготовление оборудования, закупки оборудования, услуги по управлению и эксплуатации рудника, управление закупки расходных материалов и объединение префессиональных ресурсов. Основные продукты включают:”введение в добычу медивведение в добычу меди”. До сих бор Синьхай уже выполнил более 200 проектов по обогащению под ключ и накопил богатый опыт по добыче и обогащению больше 70 видов руд, мы обладаем 20 патентов. На данный момент Синьхай уже открыл оффисы за границей в Судане, Зимбабве, Танзании, Перу и Индонезии, и оборудование уже экспортировалось в более 20 стран.

11 янв 2018 . Основные факторы для меди введение в строй ряда крупных проектов (Кобре Панама, Быстринское, рестарт мощностей Гленкора в Африке, рост добычи в Чили) может привести к росту предложения на 4 5%, что ставит цены на медь в опасную зависимость от ситуации со спросом в.

Коагуляция введение в сточные воды коагулянтов (солей аммония, железа, меди, шламовых отходов и пр.) для образования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаляются;; сорбция способность некоторых веществ (бентонитовых глин, активированного угля, цеолитов, силикагеля, торфа и др.

2 апр 2013 . медной подложке. При осаждении Re Ni W покрытий на медной подложке из сернокислых фторидных электроли тов при плотности тока. 1500 А/м2, .. Нефедов Н. В. Интенсификация добычи нефти методом обработки.. меди. Введение глюкозы в количестве более 2 моль на 1 моль.

В материалах конференции изложены результаты исследова тельских и опытно конструкторских работ по широкому кругу во просов. В состав второго тома вошли материалы работы секций: «Ма териаловедение, машиностроение и методы неразрушающего кон троля», «Автомобильно дорожные.

НЧ ZnCu сферической формы, размером 95,7±3,1 нм; состав: 39,8 % цинк и 60,2 % медь. Скармливание молодняку крупного рогатого скота препаратов наночастиц металлов микроэлементов сопровождается изменениями в рубцовом пищеварении. Причём наиболее значительно при использовании.

Введение краун эфира в состав фенантролиновых производных 3 и 4 приводит к появлению дополнительного места связывания. В качестве катиона была выбрана медь (II). Одной из.. и меди. Введение катионного ПАВ в систему содержащую сульфид никеля позволяет достичь максимального.

4 сен 2015 . Керамические порошки подвергались термодиффузионному модифицированию в присутствии легирующего элемента меди. Введение данной металлической составляющей способствует пластификации покрытия и улучшает его антифрикционные свойства. Получение порошки были.

10 дек 2010 . вероятность образования при последующих стадиях, например, при нанесении CrO3, хроматов меди с Cu+ очень мала. Учитывая, что медная.. что введение небольшого количества (0,3 3 г/л) водного раствора силиката натрия в состав бетона, приводит к увеличению прочности бетона.

С рационом животные получали только 23,0 мг меди. Введение в рационы животных алунитовой и каолиновой му ки увеличило содержание меди в среднем до 23,02 мг/день, т. е. его концентрация возросла на 0,17 %. Во многом это обусловлено особен ностью обмена меди в животных. Молодняк свиней.

Http://kaz. hotelolimporesort. com/2018-04-17/20713.html

Рост числа химических производств привел к тому, что в данный момент химической промышленностью выпускается десятки тысяч продуктов, а изучить такие производства в одном курсе химической технологии невозможно, но с другой стороны, успехи науки и техники позволяют установить общие закономерности для многих производств, так как типовые химические методы, приемы работы и аппараты используются во многих областях химической промышленности. Важно, чтобы будущий специалист знал основные закономерности химической технологии, наиболее типовые технологии и процессы и соответствующие им реакционные аппараты. Взаимосвязь процессов с комплектацией соответствующим технологическим оборудованием может быть изучена на сравнительно небольшом перечне производств.

Поэтому в данном курсе Мы изучим общие основы и наиболее распространенные производства химической технологии, а именно: общие закономерности химико-технологических процессов, общие сведения о химических реакторах, производствах и аппаратурном оформлении технологий серной кислоты и фосфорных (в том числе сложных) минеральных удобрений. Изучение данных химических процессов и технологических аппаратов является Основной задачей дисциплины «Технологические основы химических производств».

Для изучения дисциплины “Технологические основы химических производств” необходимое усвоение всех фундаментальных, а также общих технических дисциплин:

    Физика. Физические свойства идеальных и реальных газов. Кинетическая теория газов. Физические свойства жидкостей и твердых тел. Энергетические свойства веществ. Законы сохранения массы, энергии, количества движения, момента импульса. Свойства газов и жидкостей в зависимости от температуры и давления. Высшая математика. Дифференцирование, интегрирование, решение дифференциальных и интегральных уравнений, математическое моделирование. Химия. Атомно-молекулярное учение и химические элементы. Расчеты атомных и молекулярных масс. Закономерности прохождения химических реакций. Окислительно-восстановительные реакции. Гидравлика и гидропневмопривод. Гидростатика, уравнение движения жидкости. Гидродинамика, уравнение неразрывности потока. Уравнение Бернулли для реального потока. Гидравлический расчет трубопроводов. Перемещение жидкостей насосами. Конструкции насосов. Основные параметры и характеристики насосов. Физическая химия. Химическая термодинамика, законы термодинамики, термодинамика фазовых преобразований. Определение равновесия в газовой (паровой) и жидкой фазах. Основные законы равновесия. Свойства сжатых газов и жидкостей. Общая химическая технология. Химико-технологические системы, равновесие технологических процессов. Сырье, вода, энергия. Комплексное использование сырья. Получение серной кислоты. Производство аммиака. Производство сырья.

В механической технологии переработки рассматривают процессы, в которых меняется форма или внешний вид и физические свойства материала, а в химической – процессы изменения состава, свойств и внутреннего строения вещества.

Такое разделение – условное, так как при изменении вида материала часто изменяется и его состав и его химические свойства. Например, процессы измельчения твердых материалов относятся к механической технологии, но при тонком измельчении могут протекать химические реакции (механохимические процессы). Химические процессы, в свою очередь, во многих производствах часто сопровождаются тепловыми и массообменными процессами.

Рассмотрим значение химических производств на отдельных примерах.

Химическая технология серной кислоты позволяет получать разные сорта серной кислоты. Без серной кислоты невозможная работа современной металлургии, а также зависимых от металлургии областей народного хозяйства, а именно производство цветных металлов, которые широко используются в машиностроении. Серная кислота используется для очищения нефтепродуктов и минеральных масел, а без бензина, лигроина и других моторных топлив была бы невозможной работа авиационного и автомобильного транспорта. С использованием серной кислоты связано получение красителей, лаков и красок, минеральных пигментов, спиртов, взрывных веществ и других, необходимых для жизнедеятельности человека продуктов.

Особое значение имеют минеральные удобрения, без которых невозможное возделывание растительной продукции в сельском хозяйстве.

То есть химическая промышленность дает для народного хозяйства десятки тысяч продуктов, без которых жизнь современного общества невозможна.

Http://dl. sumdu. edu. ua/textbooks/22875/126054/index. html

Добавить комментарий