В последние годы наша страна совершила колоссальный прорыв в переработке добываемых в стране нефти и газа
На территории России построены такие гиганты нефтегазопереработки, как "Танеко", "Тобольск-Полимер", "Запсибнефтехим" и другие. Строятся такие мегаперерабатывающие заводы, как Амурский газохимический комплекс, Амурский газоперерабатывающий завод, комплекс ЭП-600 на площадке "Нижнекамскнефтехима", завод полимеров в Усть-Куте.
Еще ряд крупных проектов по переработке нефти и газа находится в стадии разработки в различных регионах страны.
Ведется активная модернизация действующих НПЗ, при этом многие из них находятся в процессе реконструкции: по сути, они были построены с чистого листа на старых мощностях. Степень глубины переработки нефти в России выросла с 64% в начале 90-х годов до более чем 84% сегодня, а на некоторых НПЗ этот показатель достигает 98-99%. Это значит, что у страны появляются новые ресурсы для развития нефтехимического комплекса и, соответственно, для изготовления отечественных товаров.
Более половины добываемой в России нефти, вопреки сложившемуся стереотипу, мы самостоятельно перерабатываем. Например, в 2022 году из 534 млн тонн отечественной нефти было переработано 271,7 млн тонн, и это достаточно хороший уровень: в мире нет другой крупной нефтедобывающей страны, которая бы перерабатывала всю собственную нефть. Между тем, всем понятно, что чем больше нефти мы будем перерабатывать сами, тем лучше. И нам, безусловно, есть, куда расти.
Для сравнения, глубина переработки нефти в России, как я уже писал выше, составляет около 85%, и это довольно приличный уровень, примерно такой же, как в Европе или в Китае. В США, например, средняя глубина переработки нефти по стране составляет более 95%. Есть к чему стремиться, не так ли? Но есть одна проблема. Нефть делится на легкую и тяжелую - первую гораздо легче перерабатывать. Нефть из крупных сланцевых месторождений США - легкая и малосернистая, поэтому у нее такая высокая степень переработки. В России все наоборот.
Нефть в основном тяжелая и высокосернистая. Ее трудно и дорого перерабатывать, но тяжелые энергоносители необходимы для производства ряда важных нефтепродуктов. Из этого следует два вывода.
Во-первых, России необходимо развивать нефтеперерабатывающую промышленность, модернизируя производство.
Во-вторых, если удастся углубить переработку тяжелой нефти, в стране будет больше отечественной продукции, необходимой для развития промышленности. Важно пояснить.
Продукты нефтепереработки являются не только топливом, но и служат сырьем для производства тысяч товаров, в том числе деталей промышленного оборудования, автомобилей и самолетов, строительных материалов и т.д.
Это связано с тем, что переработка нефти редко ограничивается одним этапом. Например, мазут сначала может быть отделен от сырья. Затем он химически преобразуется в битум, который может использоваться на дальнейших этапах переработки для производства дорожного покрытия, гидроизоляционной мастики, смазки для машин и т.д.
Однако производственная цепочка может быть прервана и раньше, на этапе добычи мазута. Тогда продукт первичной переработки станет, например, топливом для промышленных печей. Хотя даже в этом случае энергетический ресурс фактически будет участвовать в процессе производства тысяч товаров.
С технологической точки зрения углубление переработки нефти более выгодно при меньших затратах. Это выражается в увеличении количества продуктов, производимых притом же количестве используемого сырья.
Например, тот же мазут остается после отделения бензиновой, керосиновой и газойлевой фракций, кипящих до 350-360°C, от нефти или ее вторичных продуктов.
Раньше вопроса "Что с этим делать?" не возникало, его благополучно сжигали в топках электростанций, котельных или в котлах кораблей и катеров, не слишком задумываясь об экологичности. Но дело было не только в экологии. Мазут может составлять до половины переработанного масла, т.е. фактически половина масла была просто сожжена.
Конечно, в последние десятилетия нефтеперерабатывающие заводы все чаще подвергают мазут дальнейшей переработке, перегоняя дистилляты под вакуумом, кипятя при 350-420, 350-460, 350-500 и 420-500°C.
Вакуумные дистилляты используются в качестве сырья для производства моторных топлив и смазочных масел. Оставшийся после вакуумной перегонки мазут используется для переработки на установках термического крекинга и коксования, для производства смазочных масел и битума.
И хотя все это вполне нужные и полезные продукты, хотелось бы получить еще что-нибудь. Кроме того, такое производство требует дорогостоящих катализаторов и большого количества энергии. К счастью, наши отечественные ученые, похоже, нашли способ получше.
Ученые из Нижегородского государственного технического университета имени Алексеева (НГТУ, Нижний Новгород) собрали крупнейшую в мире установку для плазменного пиролиза нефти. Эта установка позволяет перерабатывать жидкие углеводороды, в том числе мазут.
Плазменные реакторы не требуют дорогостоящих катализаторов или водорода. При плазменном пиролизе нефти в результате электрических разрядов образуются высокореакционные соединения: радикалы и ионы. Эти радикалы возбуждают органические молекулы в нефти, запуская специфические реакции, которые расщепляют крупные молекулы на более мелкие, которые затем могут быть использованы во многих химических процессах.
В то же время этот метод гораздо более эффективен, чем печи и высокотемпературные пиролизные установки, используемые в настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах. Энергопотребление при плазменном пиролизе ниже, а выход ценных газообразных углеводородов выше, чем в обычных установках.
Ученые также обнаружили в твердофазных продуктах неупорядоченный графит и многослойные углеродные нанотрубки, которые могут быть использованы в электронике.
Кроме того, твердофазные продукты содержали атомы серы, кислорода, ванадия и никеля, что делает эти структуры привлекательными для использования в промышленности в качестве ускорителей химических реакций.
"В нашей дальнейшей работе мы постараемся улучшить глубину переработки мазута и повысить производительность и экономическую эффективность плазмохимического пиролиза. Также мы планируем исследовать углеродные наноструктуры на предмет их использования в качестве катализаторов и адсорбентов", - говорит руководитель проекта Евгений Титов, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник НГТУ.
В процессе работы были выделены водород, ацетилен, этилен, метан и углеводороды, содержащие от трех до пяти атомов углерода. Все они широко используются в химической промышленности, например, при производстве различных полимеров, которые, в свою очередь, применяются в авиастроении и других отраслях.
Таким образом, новая технология сулит очень интересные перспективы в развитии нефтепереработки, увеличении разнообразия получаемых из нее полезных продуктов и, как следствие, повышении благосостояния россиян.
Спасибо, что дочитали до конца! Если вам понравилась статья поделитесь заметкой с друзьями в социальные сети, Одноклассники, WhatsApp, Telegram или другие мессенджеры.
Подписывайтесь на мой канал и узнаете первыми, о свежих новостях. Буду рад вашему лайку, ведь ваша активность помогает продвижению публикаций.
У вас есть, чем поделиться, пишите в комментариях. (Продолжение следует)...