Текущая конфигурация действующего олефинового комплескса НКНХ мощностью 618 тыс. тонн этилена в год выглядит следующим образом.
Она потребляет как нафту, так и ШФЛУ с СУГ. В 2010 соотношение ШФЛУ/СУГ/нафта составляло 12%/36%/52%.
На строящейся 1-й очереди ЭП-1200 будет использоваться только одна нафта, обеспечивающая выход широкой палитры продуктов ее перереботки: 600 тыс. тонн. этилена, 270 тыс. тонн пропилена, 247 тыс. тонн бензола и 89 тыс. тонн бутадиена. Из материального баланса видно, что будет огромный выход топливного газа - 305 тыс. тонн, который пойдет на скармливание в ПГУ-ТЭС 495 мВт
Всей нефтегазохимии нужны только 4 вида ресурсов: нафта, СУГ, ШФЛУ и этан. Только из этих продуктов в ходе их дальнейшей переработке получаются высокомаржинальные продукты глубоких переделов. Государство стимулирует вовлекать нафту, СУГ, ШФЛУ и этан в дальнейшую переработку, а не гнать их на продажу за границу. На нафту уже давно предоставляется обратный акциз. На СУГ и этан он начнет предоставляться после принятия федерального закона.
Добыть ресурсы для нефтегазохимии можно только из природных полезных ископаемых, коих тоже 4: нефть, природный газ, ПНГ и газовый конденсат. НПЗ и ГПЗ как раз и занимаются переработкой природных ресурсов и поставляют 1-й передел на вход нефтегазохими
Исходным базовым понятием для понимания последующий цепочки превращений являются Алканы, являющимися инертными соединениями, которые входят в состав ПНГ, природного газа, растворены в газовом конденсате и нефти. Это этан СН4 и его гомологи, которые образуются добавлением секции СН2 к предшествующему члену ряда. Метан и этан летучи и плохо сжижаются, они образуют так называемый сухой газ. Начиная с пропана и далее - жирный газ.
А вот как выглядит божественная нафта с такими же линейными, без ответвления, связями, т.е нафта - это набор цепочек С5-С9 (от пентана и выше до С9).
В пиролизных печах под воздействием температуры и катализатора происходит превращение алканов и нафты в олефины, главными из которых являются этилен и пропилен. Это так называемые мономеры, которые являются сырьем для полимеров, образующихся при проведении реакции полимеризации.
Полимеризация мономера выглядит просто - происходит соединение молекул мономера (этилен, пропилен) в динные цепочки с образование полимера (полиэтилен, полипропилен).
А когда в реакции скрещивают бульдога с носорогом, т.е. используют мономеры разных видов, то проводят реакцию сополимеризации с выходом сополимера, который может обладать разными интересными потребительсткими свойсвами. Полимеры и сополимеры - это уже продвинутый 5-й передел с повышенной маржинальностью.
Принципиальные схемы производства полиэтилена и полипропилена выглядят так. Больше всего этилена и в дальнейшем полиэтилена образуется от переработки этана.
Еще один интересный полимер, производимый в НКНХ - полистирол. Тут по накатанной. При пиролизе нафты образуют бензол (ароматика), из которого алкилированием гонят этилбензол, а далее удаляют лишний водород (дегидрирование) и получают стирол, запускаемый в реакцию полимеризации.
А вот полимер поливинилхлорид на НКНХ не выпускают. Сырьем для него служит винилхлорид, в молекулярную цепочку которого внедрен хлор, и этилен. Обычно винилхлорид выпускают химзаводы по производству каустической соды методом электролиза обычной поваренной соли.
Ядром комплекса по производству этилена и пропилена является пиролизный комплекс из нескольких печей пиролиза. Нафта подогревается до испарения и подается на реакцию в печи пиролиза. После выхода из печи горячая газообразная смесь продуктов пиролиза (которая с этого момента носит название пирогаз) подвергается резкому охлаждению в так называемых закалочно-испарительных аппаратах (ЗИА). Охлаждение нужно для того, чтобы, снизив температуру, подавить протекание в продуктах пиролиза ненужных реакций.
В пирогазе помимо целевых этилена и пропилена содержатся образовавшиеся в ходе процесса, и непрореагировавшие этан и пропан, углеводороды С4, ароматика, тяжелые соединения (смола) и т. п. Вся эта разнообразная смесь подвергается дальейшей обработке на колонне первичного фракционирования, в которой происходит конденсация тяжелых остатков - тяжелой смолы пиролиза. Далее в колонне водной отмывке отделяют пироконденсат, состоящий в основном из углеводородов С5-С9 и ароматических углеводородов С6 -С8, и направляют его на собственный цикл переработки.
С верха водной колонны отмывки поступает облегченный пирогаз, который содержит главным образом этилен, пропилен, этан, пропан, водород, метан, углекислый газ, бутаны, бутадиен, бутилены, некоторое количество углеводородов С5-С8. Именно этот поток считается основным, так как он содержит важнейшие компоненты — олефины.
В дальнейшем пирогаз компримируют и очищают от водорода и метана, осушают от воды . Суть этой операции заключается в ступенчатом повышении давления пирогаза с помощью компрессоров.
На выходе из деметанизатора пирогаз состоит из целевых продуктов — этилена и пропилена, попутно образовавшихся в ходе пиролиза этана и пропана, фракции С4 (бутаны, бутилены, бутадиен) и остатков углеводородов С5 - С9. Дальнейшее разделение пиро-
газа с выделением товарного этилена, пропилена, фракции С4, пироконденсата и этана с пропаном (которые повторно идут в печи пиролиза в качестве рецикла) основано на ступенчатой ректификации.
После выделения и очистки целевые продукты комплекса пиролиза отправляются на продуктовые склады хранения. Пироконденсат- на производство ароматических соединений, фракция С4— для получения бутадиена и изобутилена, а фракция С5 даже может возвращаться на пиролиз в виде рецикла.
Главными же продуктами являются этилен и пропилен, которые накапливаются в изотермических хранилищах перед тем, как отправиться на следующий передел - полимеризацию.
Из парка хранения этилен и пропилен насосами по трубопроводам перекачивается в цех полимеризации. Как правило, этот цех располагается по соседству с комплексом пиролиза, чтобы снизить дистанцию транспорта этилена и пропилена.
Полиэтилен образуется в реакторе в виде расплава в результате реакции полимеризации по действием инициатора и растекается вдоль стенок и далее стекает в виде расплава вниз из реактора.
Далее расплавленный полиэтилен отправляется на экструдер. Этот аппарат по принципу своего действия очень похож на привычную мясорубку: вращающимся шнеком (то есть винтом с широким ходом зубцов) расплав полимера подается к решетке с многочисленными отверстиями, через которые полиэтилен продавливается в виде длинных тонких нитей. Они охлаждаются водой, а затем нити ножами режутся на гранулы и после осушки упаковываются в мешки в виде готового продукта
Глоссарий нефтеназохимии
Классы хим.соединений
Алканы (парафины, предельные углеводороды, насыщенные углеводороды) — ряд нециклических углеводородов, не содержащих двойных или тройных связей. Родоначальником гомологического ряда алканов является метан, последующие члены ряда (этан, пропан, бутан, пентан и т. д.) получаются добавлением к нему СН2-группы. Общая формула ряда CnH2n + 2.
Алкены, Олефины (непредельные углеводороды, ненасыщенные углеводороды, олефины) — ряд нециклических углеводородов, содержащих двойные связи. Простейший член ряда этилен содержит два атома углерода. Далее следуют пропилен, бутилены и т. д. Общая формула ряда CnH2n.
Ароматические углеводороды, Ароматика — органические соединения, содержащие в своей структуре цикл с сопряженными двойными связями. В нефтехимической промышленности под этим названием обычно подразумевают бензол, толуол и ксилолы (орто-, мета- и пара-)
Нормальные углеводороды — углеводороды неразветвленного, линейного строения цепи метан, этан, пропан, бутан и.т.д.
Заводы и установки
Газоперерабатывающий завод (ГПЗ) — предприятие, где происходят осушка, обессеривание (удаление сернистых соединений) и разделение попутного нефтяного или природного газа на компоненты - метан и прочие углеводороды.
Нефтеперерабатывающий завод (НПЗ)—перерабатывает нефть в топлива, масла, а также производит нефтехимическое сырье—прямогонный бензин, сжиженные газы, пропилен, бутан-бутиленовую фракцию, ароматические соединения и т. д.
Газофракционирование — технологический процесс разделения газовых смесей (например, ШФЛУ) на составляющие их индивидуальные углеводороды или более узкие смеси с получением сжиженных углеводородных газов.
(Центральная)Газофракционирующая установка (ГФУ, ЦГФУ)- применяется для разделения смесей легких углеводородов на индивидуальные компоненты или более узкие смеси - сжиженные углеводородные газы.
Разное
АБС пластик — акрилонитрил-бутадиен-стирольный сополимер
БББФ — бутан-бутилен-бутадиеновая фракция
ББФ - 1.бутилен-бутадиеновая фракция; 2. бутанбутиленовая фракция
БДФ — бутилен-дивинильная фракция (то же, что ББФ-1)
ДССК — бутадиен-стирольный каучук (растворная полимеризация)
Мономер — молекула, способная к полимеризации или поликонденсации, при образовании полимера становится составной его частью, структурным звеном. Обычно содержит одну (олефины) или две (диены) двойные связи, участвующие в полимеризации
Гомополимер — полимер, состоящий из мономеров одного типа
Полимеризация — химическая реакция (и также соответствующий технологический процесс) образования полимеров из составляющих частей — мономеров
Сополимер — полимер, состоящий из мономеров разного типа.
Сополимеризация — процесс образования полимерных цепочек из мономеров разного типа
Стереорегулярные полимеры — полимеры с четко структурированным положением звеньев в пространстве и по отношению друг к другу
Атактический полимер—полимер, у которого ориентация боковых фрагментов молекулярной цепи относительно оси цепи и друг
друга носит хаотический характер
Изотактический полимер — полимер, у которого все боковые
фрагменты молекулярной цепи ориентированы строго по одну сторону от оси цепи
Пирогаз — непосредственный продукт процесса пиролиза до разделения на компоненты.
Пироконденсат — группа продуктов процесса пиролиза, состоящая из углеводородов С5–С9 различного строения (предельных, нафтенов, ароматических и т. п.)
ППФ, Пропан-пропиленовая фракция — смесь газообразных углеводородов с числом атомов углерода 3, образующаяся в процессе каталитического крекинга при переработке нефти.
Прямогонный бензин (нафта) — продукт первичной перегонки нефти, фракция углеводородов нормального строения с числом атомов углерода обычно от 5 до 9 и температурами кипения до 180 °С.
Сухой отбензиненный газ (СОГ) — продукт переработки попутного нефтяного или природного газа. Представляет собой метан с незначительными примесями других углеводородов. Используется преимущественно в качестве топлива
Бензин газовый стабильный, БГС — продукт стабилизации газового конденсата. Смесь жидких углеводородов различного строения, представляющих собой бензин-керосиновые фракции нефти
Бутан-бутиленовая фракция (ББФ) — газообразный продукт процесса каталитического крекинга, содержащий нормальные (неразветвленные) алканы и олефины с числом атомов углерода 4
Термопласты, или термопластичные полимеры — полимерные материалы, способные при нагревании постепенно размягчаться и переходить сначала в высокоэластичное, а затем — в вязкотекучее состояние, что обеспечивает возможность их формования различными методами (литье, экструзия, термоформовка и т. д.). При охлаждении термопласты вновь затвердевают.
Термоэластопласты — полимерные материалы, которые проявляют как эластичные свойства, характерные для каучуков, так и свойства термопластов, то есть способность обратимо модифицироваться под действием температуры
Тяжелая смола пиролиза — группа продуктов процесса пиролиза,
главным образом тяжелые углеводороды с большой молекулярной массой и сложным строением. Применяется для производства технического углерода (сажи) и низкосортного котельного и печного топлива
Фракция С2+—смесь углеводородов с числом атомов углерода от 2
и выше. Чаще всего под этим понятием подразумеваются легкие углеводороды с числом атомом углерода до 5
Сопряженные диеновые углеводороды (диены)—нециклические углеводороды, содержащие две двойные связи, разделенные одинарной связью. Образуют гомологический ряд с общей формулой CnH2n-2. Простейшим представителем является 1,3-бутадиен
Изомерия — явление существования химических соединений (изомеров), имеющих одну и ту же молекулярную массу и состав, но различающихся по строению или положению атомов в пространстве или относительно друг друга, а потому различающихся по свойствам
Структурная изомерия — изомерия, проявляющаяся в различии химического строения веществ. Применительно к углеводородам наиболее распространен такой вид структурной изомерии, как изомерия углеродного скелета, то есть различия в порядке соединения атомовуглерода в молекуле. Именно этот вид изомерии обуславливает существование двух изомеров бутана (н-бутан и изобутан), трех изомеров пентана (н-пентан, изопентан и неопентан) и т. п.
Ингибитор — вещество, не расходуемое во время химической реакции, но принимающее в ней участие и замедляющее скорость протекания процесса. Антипод катализатора
Инициатор полимеризации — вещество, вводимое в процесс полимеризации для формирования активных частиц (ионов, радикалов) и запуска таким образом цепной реакции образования полимера
Катализатор — вещество, не расходуемое в ходе химической реакции, но принимающее в ней участие и ускоряющее протекание процесса либо влияющее на равновесие реакции, то есть позволяющее в ряде случаев исключить применение повышенных температур и / или давления
Деминерализованная вода — вода, прошедшая деминерали зацию, то есть не содержащая растворенных в ней солей металлов
Высокоэластичное состояние — состояние, в которое переходит твердый полимер при нагревании. Характеризуется способностью полимера в таком состоянии обратимо деформироваться при наложении небольшой нагрузки.
Вязкотекучее состояние — состояние, в которое переходит высокоэластичный полимер при нагревании. В этом состоянии полимеры могут течь
Химическое равновесие — состояние химической реакции, при котором концентрации продуктов и исходных реагентов не изменяются во времени. Соответствующие концентрации (или давления) носят название равновесных концентраций (или давлений)
Цепные реакции — химические реакции, в которых появление активной частицы вызывает большое число (цепь) последовательных превращений неактивных молекул
Экзотермическая реакция — химическая реакция, протекающая с выделением тепла
Эндотермическая реакция — химическая реакция, протекающая с поглощением тепла
Газгольдер — название резервуара для хранения газообразных веществ
Технологии
Алкилирование — процесс введения углеводородного заместителя в органическую молекулу. Применяется, например, при производстве этилбензола: в этом случае бензол алкилируют этиленом.
Вакуумная перегонка — технологический процесс разделения нефтяных углеводородных смесей на компоненты при пониженном давлении, основанный на различии в температурах их кипения. Использование пониженного давления позволяет снизить температуру кипения компонентов, поскольку при атмосферном давлении тяжелые компоненты разлагаются раньше, чем выкипают. Вакуумная перегонка используется для более тонкого разделения остатков атмосферной перегонки (мазута). Ее продуктами являются газойли и остатки (например, гудрон). Вакуумные газойли используются как компоненты дизельного топлива, а также как сырье для процесса каталитического крекинга и ряда других
Вулканизация — процесс образования резины из каучука под действием вулканизирующих агентов, например серы. Заключается в поперечной «сшивке» полимерных цепочек каучука между собой в единую пространственную сетку
Гомогенизация — технологический процесс усреднения характеристик продукции (полимеров), которые в ходе производства могут претерпевать случайные незначительные колебания. Реализуется путем многократного перемешивания партий продукции, поступающих в разные моменты времени
Дегидрирование—процесс отщепления молекулы водорода от органического соединения. В промышленности используется для получения олефинов и диенов
Деминерализация — технологический процесс удаления из воды растворенных в ней минеральных веществ— солей
Каталитический крекинг—вторичный процесс переработки нефти, суть которого заключается в расщеплении длинных углеводородных молекул на более короткие. Является источником нефтехимического сырья, такого, как пропан-пропиленовая фракция
Каталитический риформинг—вторичный процесс переработки нефти, суть которого заключается в превращении углеводородных цепочек в ароматические соединения — компоненты топлив и нефтехимическое сырье
Компримирование — технологический процесс повышения давления рабочей среды (пирогаза, попутного нефтяного газа, природного газа и т. п.)
Конверсия — мера превращения исходного реагента в продукт. Выражается в долях или процентах. Выражение «конверсия реагента составляет 60 %» означает, что 60 % реагента превратилось в продукт, а 40 % не приняло участие в реакции
Низкотемпературная абсорбция — технологический процесс переработки попутного нефтяного газа для отделения широкой фракции легких углеводородов от сухого отбензиненного газа. Принцип заключается в различии способности углеводородных газов растворяться в жидкостях (часто в жидком пропане). Компоненты сухого газа (преимущественно метан, а также этан) не растворяются, а компоненты с числом атомов углерода больше 2 растворяются
Низкотемпературная конденсация — технологический процесс переработки попутного нефтяного газа для отделения широкой фракции легких углеводородов от сухого отбензиненного газа. Технология основана на разделении компонентов сырья при их постепенном охлаждении и конденсации: при охлаждении ниже –42 °С компоненты ШФЛУ превращаются в жидкость, а компоненты сухого газа (метани этан) отделяются в газообразном состоянии.
Низкотемпературная ректификация — процесс разделения газов за счет их сжижения при низких температурах и ректификации получившейся низкотемпературной жидкой смеси
Перегонка (дистилляция) — физический и технологический процесс разделения смесей жидкостей, основанный на различиях в температурах кипения компонентов
Пиролиз—термический процесс разложения углеводородного сырья с получением этилена, пропилена, бензола, бутадиена, водорода и ряда других продуктов
Ректификация—процесс и технология разделения веществ, основанный на постепенном испарении и конденсации паров
Регенерация — процесс восстановления свойств тех или иных веществ путем химического или физического воздействия. Например, регенерации подвергаются катализаторы, которые в ходе своей работы теряют активность из-за, скажем, отложения на их поверхности кокса, окисления содержащихся в них металлов и т. п. Также регенерации подвергаются абсорбенты: в ходе работы они насыщаются абсорбируемым веществом и теряют свою впитывающую способность. В ходе регенерации абсорбенты освобождаются от абсорбированного вещества и восстанавливают свою работоспособность.
Экструзия—метод обработки полимерных материалов, заключающийся в продавливании расплава полимера через формующее отверстие той или иной геометрии (фильеру) и последующем охлаждении с получением вытянутого в длину изделия заданной формы. Применяется для получения гранул полимерного материала (экструзия через отверстие
с получением нити, которая затем охлаждается и режется), профильнопогонажных изделий (плинтуса, детали коробов пластиковых окон) и т. п.
Путеводитель по статьям
Основная статья
Экономика и финансы
Нижнекамскнефтехим: намечается рекордная прибыль за полугодие 2021
Производства
Производство метанола мощностью 500 тыс. тонн в год (статья написана 11.07.2020)
Нижнекамскнефтехим: ПГУ-ТЭС 495 МВт (статья написана 04.07.2020)
Нижнекамскнефтехим: ПГУ-ТЭС 495 МВт. Revision 2.0 (статья написана 24.04.2021)
Заводы-спутники 1-й очереди ЭП-1200 (статья написана 03.04.2021)
Популярная нефтегазохимия
Популярная нефтегазохимия (статья написана 19.07.2020)
Объединение с Сибуром
Нижнекамскнефтехим: объединение Таифа с Сибуром. Страхи и возможности миноритариев НКНХ (статья написана 15.05.2021)
Реорганизация АО Таиф для целей объединения с Сибуром (статья написана 29.05.21)
Сибур-Таиф: Who is Ms. TM LLC? (статья написана 05.06.2021)
Нижнекамскнефтехим: дивиденды в объединительный перииод с Сибуром и после
Таиф: рациональный тайминг для объединения с Сибуром (статья написана 14.06.2021)