Переработка нефти и газа — продукты переработки, технологии, будущее сектора

Нефть применяют в разных отраслях промышленности. Стоимость продукта влияет на экономику в мировом сообществе. Она почти всегда отправляется на переработку, ведь в чистом виде продукт использовать невозможно. Существует два уровня переработки сырья. Переработка осуществляется для того, чтобы сделать нефть доступной использования в качестве топлива или промышленного производства.

Мировые запасы

Сейчас мировые запасы нефти оцениваются достаточно высоко, хотя до 2019 года считалось, что они резко уменьшаются. На конец 2021 такой показатель составлял 1.545 триллиона баррелей.

Самое большое количество разведанной нефти находится в Венесуэле с показателем 303.468 миллиарда баррелей. 261.6 миллиарда баррелей числится за Саудовской Аравией. В Иране нашли 208.6 миллиарда.

После них идут Ирак, ОАЭ и Кувейт, а семёрку лучших замыкает Россия в количестве 80 000 000 000. Дальше в списке Ливия, США и Нигерия. При этом в сутки сейчас добывают примерно 69.64 миллиона баррелей.

Если смотреть рейтинг по запасам газа, то его объемы значительно выше. В странах Ближнего Востока нашли самое большое количество, а именно около 81075 миллиардов м³ природного газа.

Если брать страны, то рейтинг выглядит так:

• Объемы месторождений в России составляли почти 49 938 миллиардов м³.
• В Иране же нашли 34077 миллиарда кубов.
• В Катаре 23831 миллиард.
• Туркменистан 15365 млрд.
• США почти 13000 млрд. кубов «голубого топлива».

Месторождения в России и мире

В Уренгойском месторождении нашли самые крупные запасы природного газа в России с объемом 16 триллионов кубометров. Также крупными по запасах считаются Медвежье, Бованенковское, Заполярное, Штокмановское и Ямбургское.

В мире в 2020 году добыли почти 4 триллиона кубометров газа.

Нефтью также богата Российская Федерация и имеет много запасов нефти, которую нашли на территории крупных месторождений.

Выделяют следующие районы богатые на нефть в РФ:

• Сургутский регион;
• Ханты-Мансийский автономный округ;
• Нижневартовское месторождение;
• Регион в пределах реки Волги и Уральских гор;
• Ямальский полуостров;
• Регион Тюмени;
• Западно-Сибирская равнина.

Самым крупным по залежам месторождением с запасами в 7 миллиардов тонн нашли Самотлорские скважины.

В мире же есть также очень крупные месторождения нефти и газа. Преимущественно залежи расположены вместе, то есть есть нефть и газ есть в одном резервуаре.

Среди топ месторождений выделяют такие:

• Чиконтепек в Мексике — тут есть нефть и газ с запасами около 22.1 миллиарда тонн. Данный проект только в разработке.
• Аль-Гавар — запасы около 20 млрд. тонн. Ежегодно добывают 275 млн тонн. Расположено в Саудовской Аравии.
• Большой Бурган, который в Кувейте имеет 13 миллиардов. Добывают 84 млн за год. В данном регионе есть только нефть.
• Ещё одна гигантская нефтяная скважина расположена Бразилии и имеет название Кариока-Сахарная. Запасы нефти около 11 млрд. тонн. Сама нефть обнаружена на шельфе на глубине 5500 м.
• На Шельф Боливар в Венесуэле добывают 120 000 000 тонн. А запасов тут 8.3 млрд. Глубина варьируется от 160 до 4500 метров.
• Запасы 8.2 млрд тонн нашли в Саудовской Аравии в регионе Верхний Закум 8.2 млрд тонн.
• Запасов в 7 миллиардов тонн нефти с газом нашли на территории Катара и Ирана в месторождениях Северное/Южный Парс.
• Нефть и газ нашли на большой глубине и в Казахстане в местности Кашаган. Там есть примерно 6.4 млрд тонн. Средняя глубина залегания 4800 метров.
• 7 млрд тонн нефти и газа нашли в Китае в месторождении Дацин.

Страны добывающие нефть и газ

Со временем нефтяные вышки отойдут на второй план, но сейчас они держат «на плаву» экономику некоторых государств. На данный момент за день добывается примерно 88 миллионов баррелей нефти.

Среди топ добывающих государств стоит выделить. Показатель добычи в миллионах баррелей в день:

• Кувейт 2.686;
• Бразилия 3.026;
• Иран 3.84;
• ОАЭ 3.657;
• Китай 3.901;
• Ирак 4.114;
• Канада 5.135;
• Россия 10.667;
• Саудовская Аравия 11.039;
• США 16.476.

По добыче газа доминируют почти те же страны. Статистика взята за конец 2020. Показатель отображается в миллиардах кубов:

• США 948.423;
• Россия 649.144;
• Иран 253.770;
• Китай 187.390;
• Катар 184.880;
• Канада 183.002;
• Австралия 153.014;
• Саудовская Аравия 119;
• Норвегия 116.208;
• Алжир 85.119.

Среди экспортеров лидером является Россия с показателем практически 200 млрд м³, дальше США почти 150 млрд м³, Катар 143 млрд, Норвегия почти 113 млрд, Австралия 102.5 млрд.

Переработка нефти

Чтобы получить продукт для нужд промышленности или энергетики, его нужно подвергнуть процессу переработки. Сама нефть является жидкостью с зеленовато-коричневым оттенком. Первоначально её сохраняют в специальных резервуарах, где после отправляют на заводы по трубах или танкерами. На многих заводах сырую нефть разделяют по свойствам. Там рассчитывается количество продуктов, которые можно из нее сделать. Это будет объем:

• Мазута и парафина;
• Масел для смазки;
• Керосина;
• Бензина.

Также есть химическая, парафиновая, нафтеновая и асфальтеновая нефть. Переработка нефти осуществляется разными способами.

Среди техник переработки нефти выделяют:

• Поставка и прием нефти. Её поставляют магистральными нефтепроводами, с помощью цистерн по железной дороге и специальными танкерами по морю.
• Первичная переработка. В этом процессе нефть мешают с водой, чтобы убрать соли.
• Далее делают перегонку нефти, из которой удалили соль и воду. Перед её разделением на фракции нефть нагревают. Потом осуществляется атмосферная и вакуумная перегонка.

Оборудование для переработки

На заводах по переработке нефти есть соответствующее оборудование. На предприятиях применяют:

• Трубопроводные установки;
• Компрессоры;
• Обменники, генерирующие тепло;
• Турбины, выделяющие пар;
• Системы факельного типа;
• Жидкостные и газовые нагреватели;
• Фильтровые установки;
• Генераторы и резервуары, которые накапливают сырье.

Такое оборудование разделяет на фракции поступающую сырую нефть. При этом цикл перегонки осуществляется по трубам.

Хранение и транспортировка

Хранится нефть в специальных бункерах, которые разделяют на 3 типа:

• Подземные;
• Полуподземные;
• Наземные.

Чтобы соорудить любой бункер, нужно выполнить ряд требований. Самые популярные конструкции — это наземные. Их делают преимущественно из стали. Такие конструкции получили тип РВС.

В подземных и наземных коммуникациях класса РГС хранят нефть на небольших базах и АЗС под или над землёй.

Мазут сохраняют в специальных резервуарах железобетонного типа.

Конструкции типа РВС можно ставить в готовом виде на место склада. Емкость от 3 до 100 кубометров.

Чаще всего транспортировка проходит трубопроводами. Такой способ даёт ряд преимуществ:

• Утечка топлива практически равна нулю;
• Себестоимость низкая и автоматизация на максимальном уровне;
• Инженерные коммуникации возможно прокладывать на любые расстояния;
• Работает постоянно;
• Удобное хранение и транспортировка;
• Можно перекачивать на огромные территории.

Часто применяют речные и морские суда вместе с железнодорожным транспортом.

Процесс переработки

Перед переработкой происходит специальная подготовка. Она позволяет избавиться от примесей. Это могут быть: частицы газообразного типа, грунт, соляные отложения, вода и песок. Чтобы местонахождение сохранялось и из него можно было добывать много продуктов, применяют воду. Правда качество такой нефти будет хуже.

Если в нефти содержатся примеси, то доправить её до завода будет невозможно. Эти примеси уменьшают срок службы ёмкостей и теплообменных аппаратов.

Потому нефть очищают комплексно специальным оборудованием. Во время этого процесса отделяется нефть и газ. Таким процессом занимаются нефтяные сепараторы.

Чтобы очистить сырье, его заливают в герметичные резервуары и там его отстаивают.

Подготовка нефти

Среди этапов подготовки выделяют таковые:

• Перегонка с помощью атмосферного давления;
• Дистилляция вакуумным методом;
• Единоразовое испарение;
• Дистилляция фракционным способом (простая перегонка);
• Ректификация;
• С помощью испаряющего агента.

Каждый метод применяют параллельно с процедурой нагрева (правда температуры будут разными).

Варианты очистки нефти

Нефть очищают путем периодической перегонки, где её заправляют в цилиндрический перегонный аппарат. Правда чистые продукты таким методом часто не получаются, потому решили от этого метода отказаться.

Но со временем стали использовать трубчатые перегонные аппараты. Здесь есть система дистиллятов с разной температурой кипения. Такую систему применяют и нынче. Она нагревает нефть до 320°.

Разделение нефти и воды

После того, как первичная обработка закончилась, делают эмульсию, которую трудно растворить. Эмульсии выделяют 2 вида:

• Гидрофильная — некоторые частицы нефти расположены в воде.
• Гидрофобная — в составе эмульсии преимущественно нефть, но есть немного частиц воды.

Разрушают эмульсию химическим, электрическим или механическим методом. Если брать механический метод, то жидкость просто отстаивается путем подогрева до 120-160 градусов, а расслоение происходит за 2-3 часа. Тут главное, чтобы не испарялась вода.

В химическом методе нефть отделяется от воды с помощью специальных деэмульгаторов. Химический способ часто применяют совместно с электрическим.

Вторичная переработка

Данный вид переработки подразумевает химическое воздействие. Благодаря химии, характеристики нефтепродуктов улучшаются. Есть три вида переработки:

• Углубляющее;
• Облагораживающее;
• Нет общих черт.

Главная задача состоит в том, чтобы получить удобную для окисления форму. Выбор вида переработки зависит от того, какая будет конечная цель этого процесса.

Гидроочистка

Таким методом пользуются чаще всего. С его помощью обрабатывают нефть сернистого и высокого сернистого типа. После гидроочистки качество топлива станет лучше. Благодаря такому процессу удаляются кислотные соединения, азотистые и черные добавки. Обработку осуществляют в специальных катализаторах. Гидроочистка очищает 95-99% сырья.

Гидрокрекинг

Такой метод эффективен при воздействии высокого давления от 280 атмосфер и температуры 450°. В ходе процесса применяют оксиды молибдена.

Путем гидрокрекинга получают бензин и реактивное топливо. Регенерацию можно не делать 2-3 года, если применять качественные катализаторы.

Каталитический крекинг

Перегонку нефти проводят с использованием цеолитсодержащих катализаторов, которые нагревают до 550°. Этим способом очень эффективно проводить переработку сырья. После получается высокооктановый бензин для автомобилей от 40 до 60%. Также выходит 10-15% газа от имеющегося объема.

Каталитический риформинг

Делают его при температуре 500 градусов с давлением от 1 до 4 МПа. При этом внутри оборудования есть водородная среда. Таким образом, нафтеновые и парафиновые углеводороды становятся ароматическими. Выход чистого материала получается на уровне 73-90%.

Экстракция и деасфальтизация

Этими способами подготовленное сырье разделяют на нужные фракции. После экстракции проводится депарафинизация. Так снижается температура застывания масла. Дистдизельное топливо выходит после экстракции.

В результате деасфальтизации выходят смолисто-асфальтеновые соединения. Таким образом, получают битум.

Другие методы переработки

Среди других способов стоит выделить следующие:

1. Алкилирование. Его проводят с целью получения бензина. Олефиновые и парафиновые углеводороды при этом взаимодействуют. В конце выходит углекипящий водород с парафином.
2. Изомеризация. Её делают, чтобы получить вещества с более высоким октановым показателем.
3. Полимеризация. Здесь бутилены и пропилен превращают в олигомерные соединения. В итоге получают разные виды бензина.
4. Коксование. В результате перегонки нефти производится нефтяной кокс.

Переработка нефти в России

Добычей и экспортом сырой нефти занимается Россия. Половину нефтепродуктов наша страна перерабатывает сама. Переработкой нефти занимается 32 предприятия. Самым крупным является «Газпром нефть». Он перерабатывает 20 миллионов тонн в год.

Предприятия находятся вблизи мест с большой густотой населения. Также в стране есть много мини-заводов.

Переработка газа

Она нужна для того, чтобы очистить сырой природный газ от разных примесей. Если это сделать, то получится природный газ трубопроводного качества.

Сейчас довольно много популярных техник, где применяют низкотемпературные установки. Таким образом, из природного газа извлекается пропан и этан.

Переработка нефти и газа при 600 градусах цельсия

Такой процесс осуществляется на крекинг заводах. Здесь нефть нагревается до температуры кипения в 600° Цельсия. В результате из нефти получается керосин и бензин.

Но если проводить термический крекинг при высоких температурах, то бензин получит много примесей. Но если добавить катализаторы в процессе каталитического крекинга, то можно получить более качественный бензин.

Продукты переработки нефти и газа

Среди продуктов переработки нефти получают:

• Разные виды мазута;
• Масла для смазки;
• Газойль или топливо дизельного типа;
• Дистиллят в виде керосина;
• Фракции бензинового продукта;
• Газ пропан и бутан.

Также можно получить ацетон, эфиры, спирты, жирные кислоты, волокна в синтетической форме, средства для мытья разных поверхностей, пластмассы, азотные удобрения, каучук искусственный, масла и топливо.

Из природного газа можно получить также разные продукты. Например, из пентана, бутана, пропана и этана делают каучуки и полимеры. Смесь пропана и бутана закачивают в баллоны, чтобы использовать как готовое топливо.

Также из газа могут производить уксусную кислоту, присадки для топлива, краски, клеи, лаки, формальдегид и химические удобрения (среди них азотные удобрения).

Топливо

Топливо бывает таких видов: бензин, солярка, сжиженный природный газ, сернистая нефть, реактивное топливо, пнг — попутный нефтяной газ, СУГ — сжиженный углеводородный газ, сланцевая нефть и сланцевый газ (горючие сланцы).

Пластик

Из нефти и газа делают такие виды пластика:

• полиэтилентерефталат (он ещё называется ПЭТ) и применяется преимущественно для изготовления бутылок, упаковок для кетчупа, косметики и растительного масла.
• Полиэтилен высокой плотности низкого давления. Из него делают детские горки, дорожные отбойники, многоразовые бутылки, детские игрушки, пакуют моющие средства и молоко, делают пищевые контейнеры.
• (Поливинилхлорид) — из него делают пленки для бассейнов, сантехнические трубы, линолеум, садовые шланги, натяжные потолки и пластиковые окна.
• ПВД, ПНП — для мусорных мешков, детских игрушек, парниковых пленок, пищевых упаковок и нешуршащих пакетов.

Также есть много других видов пластика.

Синтетические ткани

Делают из продуктов переработки нефти, природного газа и угля. Если брать полиамидные ткани, то из них производят: капрон, анид и нейлон. Из полиуретановых производят неолан, лайкру и пандекс. Из Поливинилспиртовых изготавливают мтилан, куарон и винол.

Каучук

Его также делают из нефти. В результате получается резина. Для мягкой резины нужно 1-3% серы. Если добавить больше, то получится более твердый материал. Также могут изготавливать технические и бытовые предметы: электрические изоляторы, кружки и расчёски. Ещё делают разные волокна: нитрон, лайкра, синтепон и лавсан.

Пищевой блок

Делают из нефти лакокрасочные изделия, растворители и моющие средства. Также она содержится в косметике, шампунях, помадах, красках для волос, тенях для век, карандашах для губ с глазами, в зубных пастах, антиперспирантах и дезодорантах. Ещё делают антибиотики, антисептики и успокоительные.

Другие продукты

Среди других продуктов выделяют около 40 позиций. Среди главных это:

• Нефтяной кокс;
• Битум;
• Разные виды масел (в том числе смазочное и гидравлическое);
• Котельное топливо;
• Моторное топливо.

Производство с меньшим числом отходов

Чтобы было меньше отходов, проводят вакуумную переработку. При таком процессе температура кипения ниже, а ещё уменьшают давление. Этот процесс запускают в вакуумных роторных испарителях. В итоге получается гудрон, масла, парафины, мазут и топливо.

Стремление к евростандартам

Качество переработки нефти с газом регулярно становится лучше. Отечественные предприятия этим занялись всерьез. Теперь у нас более глубокая переработка нефти, получается больше светлых нефтепродуктов,а также становится меньше безвозвратных потерь. Техногенное воздействие на окружающую среду уменьшается.