CC BY
46
УДК 665.622.43.0666
А. Р. Музафарова, Н. В. Котова
РАЗВИТИЕ НЕФТЕХИМИИ В ЯМАЛО-НЕНЕЦКОМ АВТОНОМНОМ ОКРУГЕ
Ключевые слова: нефтехимия, этилен, производственные мощности, модернизация, строительство.
В статье рассматриваются основное состояние и проблемы, сдерживающие развитие нефтехимии в России, развитие Новоуренгойского газохимического комплекса.
Keywords: petrochemical, ethylene, capacities, modernization, construction.
In article the main state and problems constraining development of petrochemistry in Russia, development of Novy Urengoy Gas Chemical Complex are considered.
Введение
Этилен и пропилен являются важнейшими мономерами промышленного органического синтеза. Поэтому производство низших олефинов осуществляется в крупных масштабах и непрерывно растет. Для их производства могут быть использованы различные источники углеводородного сырья. Их можно выделять из нефтезаводских газов. Прямое выделение этилена из нефтезаводских газов НПЗ обеспечивает объем производства этилена около 0,4% мас. на перерабатываемую нефть. Поэтому в настоящее время большую часть низших олефинов получают на специальных установках путем пиролиза этана, пропана, бутанов, бензина, керосино-газойлевых фракций и сырой нефти. Уровень развития нефтехимии оценивается объемом производства этилена [1, 24].
В период с 1991 -2013 гг. Россия была одним из лидеров по нефтехимии и занимала 5 место по производству этилена с мощностью 2,8 млн. тонн в год, но к 2013 году Россия утратила лидерские позиции в мировой нефтехимии и обосновалась лишь на 15 месте с производительностью 3,3 млн. тонн этилена [2].
Основными проблемами, сдерживающими развитие нефтехимии в России в данный момент, являются [3]:
- недостаточный уровень развития инфраструктуры регионов;
- высокие доходы от экспорта сырья, то есть необходимость альтернативной ее переработки в стране производителя;
- неоптимальная структура сырья, доступного в основном регионе переработки, где основным регионом является Поволжье;
- капиталоемкость проектов нефтехимии при высокой цене капитала;
- проблема кадров, то есть происходит смена поколений;
- высокая стоимость и дороговизна промышленного строительства;
- низкая эффективность производственно-технологических мощностей и, как результат, в 3 -4 раза более низкая производительность труда по сравнению с развитыми зарубежными странами,
- устаревшая производственно-технологическая структура и в связи с этим явно
недостаточная конкурентоспособность выпускаемой продукции [4].
Наряду с этим необходимо также отметить основные причины для развития нефтехимии в России. Этими причинами могут являться:
- потребности внутреннего рынка в продуктах нефтехимии;
- конкурентные преимущества в доступе и цене на нефтехимическое сырье;
- необходимость срочной модернизации или полной реконструкции промышленных активов нефтехимии, построенных в 1960-70-е гг.;
- ограниченные возможности роста экспорта нефти и газа, происходит насыщение рынка Европы, а также диверсификация источников;
- необходимость утилизации попутного нефтяного газа и жирных фракций природного газа.
Процесс термического пиролиза углеводородного сырья остаётся основным способом получения низших олефинов - этилена и пропилена [5-13]. Крупнейшие российские компании - производители этилена и пропилена представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Крупнейшие российские компании -производители этилена и пропилена
Компания Мощность по этилену, тыс. т/год Мощность по пропилену, тыс. т/год
ОАО «Нижнекамскнефтехим» 450 280
ОАО «Казаньоргсинтез» 640 102
ООО «Ставролен» 350 140
ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» 300 140
ОАО «Ангарская НХК» 300 140
ЗАО «Сибур-Нефтехим» 300 140
ОАО «Томский НХЗ» 300 140
ОАО «Уфаоргсинтез» 210 185
ООО «Нефтехимия» (Самарская обл.) 180 40
ЗАО «Сибур-Химпром» 45 46
ОАО «Московский НПЗ» - 100
ОАО «Омский каучук» - 52
Всего 3075 1505
Как видно из таблицы, уровень развития пиролиза в России крайне низок, причем с 1970 - 1976 гг. после строительства установки ЭП-450 в г. Нижнекамске не было построено ни одной установки. Наращивание мощности в Российской Федерации, на данный момент, осуществляется за счёт
реконструкции или модернизации существующих установок пиролиза, как например это произошло после реконструкции этиленового комплекса «Эти-лен-450» ОАО «Нижнекамскнефтехим» увеличение мощности по плану составило с 450 тыс. тонн/год до 600 тыс. тонн/год.
Также, стоит упомянуть о решении руководством ОАО «Нижнекамскнефтехим», которое решилось на строительство новой этиленовой установки мощностью 700 тыс. тонн/год с дальнейшим наращиванием мощности до 1 млн. тонн/год, что составит треть производимого этилена в стране [13,14]. Эту политику уже поддержал ОАО "КА-ЗАНЬОРГСИНТЕЗ", который запустил «ЭТИЛЕН-500», что позволяет увеличить мощность производства этилена в 1,5 раза. С запуском нового производства на этиленовом комплексе и увеличением мощности с 420 тыс. тонн до 640 тыс. тонн компания завершила первый этап программы развития ОАО "КАЗАНЬОРГСИНТЕЗ" [16 - 18].
В 1993г. было принято решение о строительстве крупнейшего в России комплекса по производству полиэтилена в г.Новый Уренгой, расположенном на севере Западной Сибири в Ямало-Ненецком автономном округе. ОАО "Газпром" стало инвестором этого объекта. Было создано ООО "НОВОУРЕНГОЙСКИЙ ГАЗОХИМИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС" "НГХК"- управляющая компания, координирующая процесс строительства [19].
Производственная площадка комплекса расположена на территории Надым-Пуртазовского региона, где в настоящее время добывается до 90% российского голубого топлива. В непосредственной близости от комплекса располагается Уренгойское нефтегазоконденсатное месторождение. В соответствии с разрабатываемой Генеральной схемой развития газовой отрасли на период до 2030 г. проект направлен на повышение эффективности использования природных ресурсов, основан на международных принципах проектного финансирования. ОАО «Газпром» прогнозирует к 2020 г. прирост добычи природного газа с высоким содержанием этана, пропана, бутана с 90 до 160 млрд. куб. м.
Попутные нефтяные газы и легкие углеводородные газы (этан и частично пропан), образующиеся при подготовке газового конденсата к транспортировке и являющиеся уникальным сырьем для производства полиолефинов, а также развитая инфраструктура региона делают Новый Уренгой естественным и преимущественным местом для размещения газохимического комплекса [20].
Установка этилена мощностью 340 тыс.т была разработана и спроектирована фирмой Линде примерно десять лет назад. Оборудование и материалы были поставлены на площадку. Все оборудование, трубный материал, арматура, КИП и т.д. в настоящее время хранятся на площадке в Новом Уренгое.
Согласно договоренности, достигнутой между ООО «Новоуренгойский газохимический комплекс» и фирмой Линде на московской встрече в октябре 2004 года, был выбран вариант проекта, предусматривающий работу на сырье с повышенным содержанием этана (39,75% по весу). Также было решено
увеличить первоначальную планируемую мощность с 340 тыс.т до 420 тыс.т, и 17 мая 2005 года ООО "Новоуренгойский газохимический комплекс" поручил фирме Линде выполнить концептуальные исследования по этому вопросу.
По новому варианту проекта планируется две очереди. Первая очередь комплекса состоит из установок по компримированию, осушке и удалению СО2, паровой пиролизной крекинг-установки, установок по очистке и разделению газов, а также завода по производству полиэтилена низкой плотности производительностью 420 тыс. т/год.
Исходным сырьем для первой очереди комплекса является природный газ, расход которого составляет приблизительно 1412 тыс. т/год. Его химический состав содержит примерно 40 весовых процентов этана и 46 весовых процентов метана. Газовая фракция с высоким содержанием этана, поступает на границу установки этилена по трубопроводу длиной в 32 км от завода по подготовке газового конденсата к транспортировке.
Основным продуктом установки является 99,9% этилен, используемый для производства полиэтилена низкой плотности. Побочными продуктами являются:
- метановая фракция (587,2 тыс. тонн/год);
- фракция С3+ (178,5 тыс. тонн/год);
Метановая фракция (товарный газ) дожимается
до 6,2 - 7,5 МПа и поступает на узел редуцирования газа и используется НГХК в качестве топливного газа, также возможна ее подача в магистральный газопровод «Заполярное Уренгой».
Изначально фракция С3+ поступает в парк резервуаров хранения ШФЛУ. Предусматривается, в будущем, использовать поток данной фракции в качестве исходного сырьевого продукта для 1-ой очереди.
Максимальная проектная мощность завода по производству полиэтилена составляет 420 тыс.тонн/год полиэтилена низкой плотности различных марок.
Гранулированный полиэтилен по выбранной технологии вырабатывается на трех параллельных линиях мощностью по 135 тыс. тонн каждая. Основное назначение производства - выпуск полиэтилена плёночных марок. Кроме того будут выпускаться композиции полиэтилена с термо- и светостабилиза-торами, композиции с антиадгезионными, скользящими и антистатическими присадками.
ПЭВД и ШФЛУ, производимые на 1-ой очереди комплекса, будут транспортироваться железнодорожным транспортом со станции «Этилен». Железнодорожный транспорт позволяет обеспечить доставку продукции во все регионы РФ, в страны СНГ и дальнего зарубежья.
Вторая очередь комплекса будет располагаться на территории существующего завода. В ее составе спроектированы новые промышленные объекты по производству полиолефинов с общей дополнительной проектной мощностью на уровне до 1000 тыс. т/год.
Вторая очередь комплекса НГХК будет осуществлять переработку сжиженного углеводородного
газа и легких фракций газового конденсата, являющихся исходным сырьем для новой паровой крекинг-установки. Фракция C3+ (богатая олефинами), являющаяся побочным продуктом производства этилена в первой очереди комплекса, может использоваться в установке по очистке и разделению газов во второй очереди комплекса. Объем поступаемого сжиженного углеводородного газа и легких фракций газового конденсата ожидается на уровне приблизительно 1781 тыс. т/год. Поток C3+ от первой очереди комплекса ожидается на уровне приблизительно 219 тыс. т/год. Поскольку первая очередь комплекса производит полиэтилен низкой плотности, ожидается, что целевыми продуктами производства второй очереди комплекса станут линейный полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности и полипропилен. Основным назначением производства станет процесс выработки этилена и пропилена на паровой крекинг-установке [21].
Для реализации масштабного стратегического проекта НГХК привлечены первоклассные проектировщики, поставщики и строители, обладающие большим опытом создания подобных объектов. Проект разработан на базе передовых зарубежных технологий и предусматривает объединение в единую технологическую цепочку производство этилена из смесевого углеводородного газа и последующее производство ПЭНП. Технология производства этилена разработана компанией Linde AG (Германия). Технологическую линию производства ПЭНП разработала компания «Satzgitter AG» (Германия). Производство полиэтилена высокого давления обеспечивается лицензией компании «BASF» (в настоящее время - лицензиар «Basell Polyolefine GmbH»). В связи с увеличением мощности производства полиэтилена до 400 тыс. тонн в год компания «Tecnimont SpA» выполнила работы по пред-проектному и расширенному базовому проектированию [22].
Комплекс находится в высокой степени готовности - на строительную площадку поставлено практически все импортное оборудование, выполнена часть строительно-монтажных работ, создана инфраструктура, необходимая для окончания строительства. Завершен первый этап - строительство первоочередных объектов, которые необходимы для обеспечения строительной площадки водой, энергоносителями, транспортом, инфраструктурой для приема грузов и выполнения работ по ревизии оборудования технологических установок. К таким объектам относятся: водоснабжение, водоподготов-ка, пожарное депо, паровая котельная с объектами энергоснабжения, объекты газоснабжения. В настоящий момент введено в эксплуатацию 40 объектов капитального строительства [23].
На данный момент завершен первый этап проекта - строительство первоочередных объектов, которые необходимы для обеспечения строительной площадки энергоносителями, транспортом, инфраструктурой для приема грузов и выполнения работ по ревизии оборудования технологических установок. На этих объектах выполнен весь комплекс строительно-монтажных работ, заканчиваются пус-
ко-наладочные работы, объекты готовятся для сдачи приемной комиссии.
Идет второй этап строительства - проводятся работы по объектам основного производства и объектам общезаводского хозяйства [24].
Особенностью комплекса является сокращенный технологический цикл, позволяющий получать этилен с концентрацией 99,9% непосредственно из этана, который включает следующие стадии: извлечение этана из сырьевого газа; получение этилена посредством высокотемпературного пиролиза этана с последующей очисткой газов пиролиза от примесей; низкотемпературное разделение газов пиролиза по фракциям с выделением этилена; получение полиэтилена на трех технологических линиях полимеризацией этилена в трубчатом реакторе под высоким давлением в присутствии в качестве инициатора процесса кислорода [25].
Уникальность проекта Новоуренгойского комплекса - в его беспрецедентных мерах экологической безопасности. По экологическим требованиям технология производства полиэтилена высокого давления соответствует самым современным мировым стандартам. Для обеспечения экологического благополучия комплекса и прилегающих территорий разработаны мероприятия технологического, противоаварийного и архитектурно-планировочного характера по снижению воздействия на окружающую среду. В проект включены объекты природоохранного назначения - канализационные очистные сооружения, комплекс по термической переработке и регенерации жидких и твердых отходов, а также организация экологического мониторинга предприятия [23].
Отгрузка готовой продукции планируется в основном железнодорожным транспортом со станции «Этилен». На станции будут выполняться операции по приему и подготовке крытых вагонов и морских контейнеров, отправлению грузовых поездов, формированию составов для подачи в места погрузки и разгрузки и отправки во внешнюю сеть. Максимальное количество одновременной подачи и отправки вагонов по станции «Этилен» составит 40 вагонов. Транспортировка продукции ж/д транспортом позволит доставить готовую продукцию во все регионы России и страны дальнего и ближнего зарубежья как до конечных потребителей, так и до ближайших речных и морских портов. Наличие автотранспортной магистрали позволит отгружать готовую продукцию автомобильным транспортом. Рассмотрена возможность перевозки продукции по речному или морскому пути от близлежащего порта «Коротчаево», расположенного в 40 км от комплекса [23].
Заключение
Развитие нефтехимии в России обуславливается высоким мировым ростом потребления полимеров, в том числе, полиэтилена. Спрос на него растет со скоростью, опережающей рост ВВП. Наибольшими темпами растет спрос в развивающихся странах Азии, особенно в Китае. Эксперты прогнозируют
увеличение потребления до 4-7% ежегодно. Ожидается, что в ближайшие 20 лет потребуется ввод производственных мощностей ПЭНП в объеме свыше 10 млн. тонн в год. Согласно прогнозам, страны Европы и азиатско-тихоокеанского региона будут наращивать импорт полиэтилена, так как им не хватает своего сырья для его производства. Стратегия по маркетингу продукции Новоуренгойского газохимического комплекса сориентирована на переработчиков гранулированного полиэтилена в регионах РФ, в странах СНГ, Европы и Китае [23].
Литература
1. Аннотация статьи из портала «НИИ КМ». [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.niikm.ru/articles/element_articles/ethylene
2. Салимгареев Р.Р., Рачковская С.В. Характеристика производства этилена // Вестник КТУ, 2014г., №11 -С.178-179
3. Тюрденев К. Сможет ли Россия стать нефтехимической «сверхдержавой»?// Материал для конференции «Большая Химия 2014». — Уфа, 2014г
4. Стратегия социально-экономического развития Приволжского федерального округа на период до 2020 года [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.rg.ru/2011/02/22/privoljye-site-dok.html
5. Булкатов А.Н.Основные направления развития технологий для производства этилена и пропилена // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2008г.№ 2. С. 7-10.
6. Ларионова А. Статья «ЛУКОЙЛ снизил проектную мощность ГХК по этилену до 225 тыс. тонн в год». [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www. mrcplast.ru/news-news_open-310157.html
7. Ларионова А. Статья «Уфаоргсинтез изучает возможность увеличения мощностей по выработке этилена на 20-30%». [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.mrcplast.ru/news-news_open-307182.html
8. Аннотация статьи из портала «ХимОнлайн». [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.himonline.ru/n/4918B
9. Мубаракшин Р.Р., Барнягина О.В., Мещеряков Е.П., Агафонова А.И., Казаков Ю.М., Коваль Е.О., Галибеев С.С., Майер Э.А. Разработка и организация производства новых марок статистических сополимеров пропилена с этиленом в ООО «ТОМСКНЕФТЕХИМ» // Пластические массы. 2011 г. № 11. С. 42-44
10. Булкатов А.Н. Низшие олефины этилен и пропилен -основа нефтехимии // Промышленное производство и использование эластомеров. 2008г. № 3. С. 3-7.
11. Мазин А.Н.Обзор российского рынка технических газов // Нефтегазохимия. 2014г. № 2. С. 10-14.
12. Климов И.Г. Модернизация технологического процесса «РОЫМШ» производства полиэтилена в ООО
«ТОМСКНЕФТЕХИМ» // Известия Томского политехнического университета. 2010г. № 3. С. 169-174.
13. Вечкасова М.В., Дебердиева Е.М., Штербова Ж.В. Современное состояние российской нефтегазохимии: результаты swot-анализа // В сборнике: Нефть и газ Западной Сибири Материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения Косухина Анатолия Николаевича. Тюмень, 2015г. С. 25-28
14. Слизкий Ю.А., Заббаров Р.Р. Модернизация установки получения этилена // Вестник КТУ, 2014г., №17 - С.158-159
15. Сафин Д.Х., Петухов А.А., Швец В.Ф.Современное состояние производств оксидов этилена и пропилена, продуктов их переработки в ОАО НИЖНЕКАМСК-НЕФТЕХИМ// Химическая промышленность сегодня., 2005г. № 8. С. 45-50
16. Приймак Е.В., Биктагиров Р.И. Производство полимеров этилена и стирола в Республике Татарстан в условиях конкуренции со стороны иностранных производителей // Вестник КТУ, 2013, №9 - С.279-281
17. Аннотация статьи из портала «Аналитический портал химической технологии». [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www. newchemistry .ru/letter. php?n_id=7503
18. Хуснутдинов И.Ш., Ахметзянов А.М., Журавлева М.В., Гончарова И.Н.Перспективная реконструкция отделения газоразделения производств этилена // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2007г. № 7. С. 108-109.
19. Аннотация статьи из портала «Торговая площадка промышленности России». [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://pr-prom.ru/site/5/6/novourengoyskiy-gazokhimicheskiy-kompleks-ngkhk
20. Гребенников М. Чтобы не потерять рынки, российским производителям придется срочно наращивать мощности. // Нефтегазовая вертикаль. 2008г. № 11. С. 101-104.
21. Общая пояснительная записка комбинированной установки производства этан/этилена мощностью 420 тыс. тн в год/ ОАО «ВНИПИнефть». - М., 2006. - 460 с.
22. Аннотация статьи из портала «Wikimapia». [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://wikimapia.org/7400550
23. Аннотация статьи из портала «НОВОУРЕНГОЙСКИИ ГАЗОХИМИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС». [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.pfvis.ru/upload/iblock/b74/b74e00e4a9f8c50124 8b7514bd1dea8e.pdf
24. Аннотация статьи из портала «ХимКнига». [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://himkniga.com/science_news/1848
© А. Р. Музафарова - студент кафедры химической технологии переработки нефти и газа КНИТУ, AigylMuza@yandex.ru; Н. В. Котова - доцент кафедры химической технологии переработки нефти и газа КНИТУ, kotova.ninavital@mail.ru.
© A. R. Muzafarova - Master of the Department of Chemical Engineering of Oil and Gas KNRTU, AigylMuza@yandex.ru; N. V. Kotova - Associate Professor of the Department of Chemical Engineering of Oil and Gas KNRTU, kotova.ninavital@mail.ru.
