CC BY
184
#- ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ УДК 66.012.77
https://doi.org/10.24412/2310-8266-2020-3-4-24-32
Этан - высокоэффективное сырье нефтехимии
Д.Х. Файрузов1, Р.А. Рахимкулов2, И.М. Герзелиев3
1 ООО «Газпром переработка Благовещенск», 108814, Москва, Россия ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5477-3330, E-mail: DHFairuzov@amurgpz.ru
2 ПАО «Газпром», 197110, г. Санкт-Петербург, Россия
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6937-1374, E-mail: R.Rakhimkulov@adm.gazprom.ru
3 Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, 119991, Москва, Россия ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9090-7906, E-mail: gerzeliev@ips.ac.ru
Резюме: Статья посвящена актуальной теме отечественной нефтегазовой отрасли - увеличению эффективности использования газовых ресурсов ПАО «Газпром». Газообразное сырье наилучшим образом отвечает современным требованиям, оно является наиболее экологичным, не содержит трудноутилизируемые тяжелые компоненты, помимо этого, при использовании в виде топлива газообразное сырье образует минимальное количество парниковых газов и вредных выбросов. Повышение доли газа, который подвергается высокотехнологичной переработке в продукты с высокой добавленной стоимостью, позволяет удовлетворить возрастающие потребности современного общества. В долгосрочной перспективе потребление полимерной продукции будет возрастать за счет увеличения численности и благосостояния населения планеты. В природном газе, транспортируемом по газотранспортной системе ПАО «Газпром», содержится существенный объем этановой фракции, которая является перспективным сырьем для производства полимеров. Наличие разветвленной газотранспортной системы в России позволяет доставлять природный газ к месту выделения этана и его квалифицированной переработки. Проведен анализ существующей системы транспорта этана в Российской Федерации и ее сравнение с системой транспорта и хранения в Северной Америке. Кроме транспортных систем, необходимо развивать системы хранения и распределения этана. Создание подобных систем будет являться эффективным с точки зрения производства и переработки этана. Использование этанового сырья для производства продуктов глубокого передела является наиболее эффективным. Сырье характеризуется высоким выходом товарной продукции и сопровождается незначительным количеством побочной продукции, способствует снижению капитальных и операционных затрат. Для реализации крупных проектов по переработке этанового сырья требуется создание инфраструктурных проектов по развитию транспортной сети и его хранению. Для концентрации производственных возможностей наиболее перспективным направлением является кластерное развитие центров переработки. Ключевые слова: этан, этансодержащий газ, СУГ, газоперерабатывающие заводы, транспорт, эффективность, нефтехимические кластеры.
Для цитирования: Файрузов Д.Х., Рахимкулов Р.А., Герзелиев И.М. Этан - высокоэффективное сырье нефтехимии // НефтеГазо-
Химия. 2020. № 3-4. С. 24-32.
D0I:10.24412/2310-8266-2020-3-4-24-32
ETHANE IS A HIGHLY EFFICIENT PETROCHEMICAL RAW MATERIAL Danis KH. Fayruzov1, Rustem A. Rakhimkulov2, Ilyas M. Gerzeliev3
1 Gazprom Pererabotka Blagoveshchensk LLC, 108814, Moscow, Russia ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5477-3330, E-mail: DHFairuzov@amurgpz.ru
2 Public Joint Stock Company Gazprom, 197110, St. Petersburg, Russia
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6937-1374, E-mail: R.Rakhimkulov@adm.gazprom.ru
3 A.V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis of the RAS, 119991, Moscow, Russia ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9090-7906, E-mail: gerzeliev@ips.ac.ru
Abstract: The article is devoted to the current topic of the domestic oil and gas industry-increasing the efficiency of using gas resources of Gazprom. Gaseous raw materials meet modern requirements in the best way, they are the most environmentally friendly, do not contain heavy components that are difficult to recycle, in addition, when used as fuel, gaseous raw materials form a minimum amount of greenhouse gases and harmful emissions. Increasing the share of gas that is processed into high-tech products with high added value allows us to meet the growing needs of modern society. In the long term, the consumption of polymer products will increase, due to an increase in the number and welfare of the world's population. Natural gas transported through the Gazprom gas transmission system contains a significant amount of ethane fraction, which is a promising raw material for polymer production. The presence of an extensive gas transmission system in Russia allows natural gas to be delivered to the place of ethane extraction and its qualified processing. The analysis of the existing ethane transport system in the Russian Federation (hereinafter-the Russian Federation) and its comparison with the transport and storage system in North America were carried out. In addition to transport systems, it is necessary to develop ethane storage and distribution systems. The creation of such systems will be effective in terms of production and processing of ethane. The use of ethane raw materials for the production of deep processing products is the most effective. Raw materials are characterized by a high yield of marketable products and are accompanied by a small amount of by-products, which helps to reduce capital and operating costs. Large-scale projects for processing ethane raw materials require the creation of infrastructure projects for the development of the transport network and its storage. For the concentration of production opportunities, the most promising direction is the cluster development of processing centers. Keywords: ethane, ethane-containing gas, LPG, gas processing plants, transport, efficiency, petrochemical clusters. For citation: Fayruzov D.KH., Rakhimkulov R.A., Gerzeliev I.M. ETHANE IS A HIGHLY EFFICIENT PETROCHEMICAL RAW MATERIAL. Oil & Gas Chemistry. 2020, no. 3-4, pp. 24-32. DOI:10.24412/2310-8266-2020-3-4-24-32
НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.NEFTEGAZOHIMIYA.RU
1ИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ
Население мира по регионам
Согласно докладу Организации Объединенных Наций [1] нынешнее население мира составляет 7,6 млрд человек. Как ожидается, к 2030 году оно существенно увеличится и достигнет 8,6 млрд, в дальнейшем рост сохранится и к 2050 году численность населения может достигнуть 9,8 млрд. Китай (1,4 млрд человек) и Индия (1,3 млрд) остаются двумя самыми густонаселенными странами, составляя 19 и 18% общей численности населения планеты. Ожидается, что в 2024 году население Индии по численности превысит население Китая. Аналогичным образом в Африке по-прежнему наблюдаются высокие темпы роста населения. Согласно прогнозам, в период с 2017 по 2050 год численность населения 26 африканских стран увеличится по меньшей мере вдвое по сравнению с нынешним уровнем. Африканский континент будет основным источником прироста населения (рис. 1).
Рост численности населения в развивающихся странах приводит к увеличению потребления. А экономический рост приводит к возрастающему потреблению высокотехнологичной продукции и изделий. Наглядным примером является динамика потребления химической продукции, которая существенно превосходит рост мирового ВВП (рис. 2) [2].
Цепочка создания стоимости химических веществ включает в себя последовательность событий, которые продвигают продукт на всех этапах производства до конечного потребителя. Глубокая переработка газа позволяет получить более 120 основных нефтехимических соединений, включая олефины, этилен, пропилен и бутадиен, а также ароматические углеводороды, бензол, толуол, ксилол и другие производные. Практически все аспекты жизни современного человека связаны с использованием результатов переработки углеводородного сырья. Улучшение уровня жизни приводит к повышению спроса на продукты глубоких переделов сырья. В современном обществе наблюдается тенденция, когда снижается (или остается на прежнем уровне) потребление углеводородного сырья в виде источника энергии, но в то же время опережающими темпами возрастает потребность в современных материалах и веществах высоких переделов. Таким образом, происходит изменение вектора развития многих отраслей промышленности.
Возрастающее проникновение полимеров в повседневную жизнь связано с уникальными свойствами полимерных изделий. Сочетание легкости и прочности позволяет использовать полимеры в качестве конструкционных материалов, вытесняя металлы и дерево. Композиционные материалы, полученные на основе базовых полимеров, обладают низкой звуко- и теплопередачей, что создает комфортные условия для жизни человека. Высокая биологическая инертность полиолефинов позволяет создавать медицинские изделия и полимерную упаковку обеспечивающую продолжительную сохранность продуктов. К тому
Динамика развития химической промышленности и ВВП в мире
же современное развитие техники позоляет осуществить полный рецикл полимеров.
Наиболее крупнотоннажным является мировой рынок базовых полимеров. Анализ глобальных торговых потоков полиэтилена и полипропилена позволяет проследить складывающиеся тенденции. Наибольший рост их потребления ожидается в Восточной и Юго-Восточной Азии, что связано с ростом численности населения, ростом промышленного производства. Более того, увеличивается скорость потребления в этих регионах. В остальных регионах мира скорость роста незначительная, но в любом случае положительная. Таким образом, мировое потребление базовых полимеров в среднесрочной перспективе будет расти.
Удовлетворение спроса будет осуществляться за счет регионов, обеспечивающих высокий объем производства полимеров (Северная Америка и Ближний Восток), которые имеют доступ к дешевому сырью, позволяющему поставлять продукцию по конкурентным ценам (рис. 3) [3].
Наиболее крупнотоннажным является мировой рынок полиэтилена.
Основной объем использования полиэтилена приходится на изготовление пленок и различных видов упаковочных изделий (рис. 4).
Существенное увеличение потребления полимерной упаковки, которая является неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, приводит к необходимости решать вопросы с ее вторичной переработкой. Опасения эколо-
гов направлены в основном не на саму полимерную упаковку, а на необходимость ее сбора и квалифицированной вторичной переработки. Для решения этого вопроса, на наш взгляд, существует два подхода:
1. Полимерная упаковка, кроме базового полимера, состоит из целого ряда химических добавок, придающих дополнительные свойства конечному продукту. Наибольшее распространение получили термо- и светостаби-лизаторы полимеров. Для получения товарного вида конечным изделиям содержание добавок нужно увеличивать, но в то же время это приводит к существенному увеличению стабильности полимерного изделия в природных условиях, увеличению срока его разложения от естественных природных факторов. Для квалифицированного решения этого вопроса необходимо производить широкий марочный ассортимент базовых полимеров с выделением специальных групп (с низким содержанием термо- и светоста-билизаторов), предназначенных для
ускоренной деградации в естественной природной среде и с выделением марочного ассортимента полимеров для производства изделий долгосрочного применения.
2. Другое направление - это сбор и утилизация полимерной продукции. Основным вектором развития упаковочной продукции является уменьшение толщины полимерных изделий, при этом создаются изделия с толщиной около 15 мкм. Благодаря уникальным качествам полиэтилена это позволяет обеспечить барьерные свойства упаковки и способствует низким затратам, но сбор и переработка таких изделий является затратным мероприятием. Поэтому необходимо разработать ряд нормативных инициатив, направленных на регулирование оборота полимерной упаковки, обеспечивающих баланс интересов производителей упаковки и соблюдение экологических норм.
В настоящее время отсутствуют альтернативы полимерной продукции и по мере улучшения благосостояния населения будет возрастать объем потребления полимеров. С ростом рынка полимерных изделий естественным образом происходит расширение марочного состава базовых полимеров. Появляются все более узконаправленные марки, обладающие специфическими свойствами, наилучшей иллюстрацией этого является структура потребления полимеров для производства пленок (рис. 5) [2].
Как было показано на рис. 3, наиболее распространенным базовым полимером является полиэтилен. Мощности по производству полиэтилена сосредоточены в непосредственной близости к производствам этилена, являющегося основным сырьем. Наибольшее сосредоточение мировых мощностей производства этилена находится в четырех основных регионах: Северная Америка, Северо-Восточная Азия, Центральная Азия и Западная Европа. Причем основной рост производства будет наблюдаться только в Северной Америке и Северо-Восточной Азии. Основная причина роста производства этилена в Северо-Восточной Азии - это спрос на продукты переработки этилена в Китае (в первую очередь полиэтилен для упаковки товаров) (рис. 6).
Спрос на этилен в Китае существенно превышает предложение, что приводит к увеличению импорта, с одной
Объемы потребления базовых полимеров и направления поставки в 2014, 2018 гг. и прогноз на 2028 г.
Структура рынка полиэтилена по продуктам переработки в 2016 г., % [4]
Структура потребления полимеров в производстве пленок
Рис. 4
Рис. 5
НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.NEFTEGAZOHIMIYA.RU ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ
шо-
Мировое производство этилена по регионам [5]
Обеспеченность сырьем и мощность пиролизов ключевых стран - производителей нефтехимии [2]
Добыча УВ, млн т.н.э. 1400 1
США
1200
1000
800
400
400
200
РФ
Иран
>
Япония Германия^ J Корея
Саудовская Аравия
Китай
10 12 16 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 Мощность пиролизных установок (по этилену), млн т
Существующие и перспективные мощности по производству этилена, тыс. т/год [6]
стороны, и к диверсификации способов производства, с другой. Существенно возрастает доля этилена, произведенная по технологиям «уголь в олефины» (СТО - coal to olefins) и метанол в олефины (МТО - methanol to olefins). В отличие от Китая драйвером этиленовой индустрии в Северной Америке является сланцевый газ, который получают в большом объеме при производстве сланцевой нефти
и который является дешевым сырьем. На рис. 7 приведена инфографика мощностей пиролиза в зависимости от объемов добычи углеводородного сырья. Показано, что, имея сырьевые запасы, Российская Федерация существенно отстает от объемов глубокой переработки углеводородного сырья.
Пиролизные мощности Российской Федерации можно разделить на два основных типа. К первому типу можно отнести пиролизы, построенные во времена СССР, которые характеризуются небольшой единичной мощностью. В современных условиях компании, эксплуатирующие пиролизные мощности, поддерживают их в приемлемом состоянии и модернизируют для соответствия современным экономическим условиям. Ко второму типу можно отнести современные проекты, которые реализуются в наши дни, они характеризуются большими единичными мощностями (более 1 млн т этилена в год) и преобладанием этана в качестве сырья (рис. 8).
Спрос на этан в качестве сырья пиролиза будет расти в ближайшее время как в Российской Федерации, так и во всем мире, при этом к 2030 году доля этана возрастет с 14 до 19%, в то же время доля нафты и сжиженных углеводородных газов напротив снизится на 5 и 1% соответственно. В России в структуре спроса на сырье пиролиза произойдет рост использования этана с 12 до18% (рис. 9) [7].
Существующая структура спроса на сырье пиролиза является с технологической точки зрения неоптимальной и сложилась исторически вследствие доступности сырьевых источников и транспортной инфраструктуры. В табл. 1 приведены выходы продуктов пиролиза в зависимости от используемого сырья.
В табл. 1 и на рис. 10 приведено сравнение пиролизных производств, использующих различное сырье. Пиролиз этана характеризуется высоким выходом этилена и малым объемом побочной продукции. Эти преимущества позволяют существенно сократить капитальные и операционные затраты на всех стадиях производства, обеспечив тем самым низкую себестоимость продукции. При пиролизе бензиновых фракций образуется большое количество различных продуктов пиролиза, но основными маржинальными продуктами являются этилен и пропилен, остальные реализуются по более низким ценам.
Соответственно этан является наиболее предпочтительным сырьем для современных нефтехимических производств.
В качестве примера эффективности пиролиза можно привести исследование [2], которое показывает эффек-
Рис. 6
Рис. 7
Рис. 8
тивность пиролизного производства с использованием СУГ в сравнении с пиролизом нафты (с учетом налоговых преференций) (рис. 11-12).
По состоянию на 31 декабря 2018 года на территории России запасы углеводородов Группы «Газпром» по категориям А + В1 + С
Структура нефтехимического сырья в Российской Федерации (2017 год), млн т
классификации) „3
1 (по рос-составили
сийской
35 195,3 млрд м3 природного газа 1604,4 млн т газового конденсата и 2015,7 млн т нефти. По объемам добычи газа Группа «Газпром», на долю которой приходится 12% мировой добычи, занимает 1-е место среди нефтегазовых компаний мира. В 2018 году ею добыто 497,6 млрд м3 природного и попутного газа, 15,9 млн т
Таблица 1
Выход продуктов пиролиза [2]
Выход основных продуктов пиролиза, вес %
Сравнение пиролизных производств
Сырье расход сырья на 1т этилена, т этилен пропилен бутилен-бутадиеновая фракция бензол
Этан 1,25 80 1 2 0,4
Пропан 2,79 35 16 4 3
Н-бутан 2,94 34 15 12 3
Легкий бензин 3,44 29 15 10 7
Прямогонный бензин НК-180 3,8 26 14 8 10
Экономика существующего и нового нефтехимического производства на базе СУГ [2]
Существующее производство
Выручка (netback)
ОРЕХ (вкл. сырье) Прочие затраты EBITDA
1
ш
1
24
1
Новое производство
Выручка (пе(Ьаск) САРЕХ ОРЕХ (вкл. сырье) Налог на прибыль Прочие затраты МРУ
239 [
104
7
unnn nvfi
АЗавод расположен в Западной Сибири, мощность пиролиза - 300 тыс. т этилена, удаленные инвестиции - $6,9 тыс/т. затраты пиролиза - $60/т. затраты полимеризации ■ $180/т, цена ПЭ - $1400/т. цена ПП - ЫЗОО/т
Источник; VYGON Consulting
Рис. 9
Рис. 10
Рис. 11
НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.NEFTEGAZOHIMIYA.RU ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ
£ ■о-
Экономика существующего и нового нефтехимического производства на базе нафты [2]
Существующее производство
Новое производство
Выручка (netback)
ОРЕХ (вкл. сырье)
Прочие затраты
EBITDA
возврат акцизов
Таможенная субсидия
EBITDA (с учетом субсидий)
Выручка (netback)
САРЕХ
ОРЕХ (вкл. сырье)
Таможенная субсидия NPV
(с учетом субсидий)
млрд руб.
'Завод расположен в Западной Сибири, мощность пиролиза - 300 тыс. т этилена, удаленные инвестиции - $7,5 тыс/т затраты пиролиза - SSO/т, затраты полимеризации $180/т, цена ПЭ - $1400/т. цена ПП - 81300/т
Источник. VYGON Consulting
Инфраструктура по транспорту этана в Российской Федерации
газового конденсата и 40,9 млн т нефти. Протяженность магистральных газопроводов Газпрома на территории Российской Федерации составляет 172,6 тыс. км [8]. Группа «Газпром» обладает существенными объемами этана и СУГ, которые находятся в составе природного газа, поставляемого по газотранспортной системе, и в настоящее время используются в основном в составе топлива.
Качество природного газа, поставляемого потребителям, должно обеспечиваться в соответствии с СТО Газпром 089-2010, где определены основные качественные характеристики. Для обеспечения требований к качеству газа в ряде случаев необходимо произвести его комплексную переработку. Для переработки природных газов сложного состава в составе ПАО «Газпром» эксплуатируются Оренбургский ГПЗ, Оренбургский ГЗ и Астраханский ГПЗ.
Основная часть углеводородов С2+ выделяется при сепарации пластового газа. Технологический процесс, лежащий в основе ступенчатой сепарации природного газа, заключается в ступенчатом снижении пластового давления через дросселирующие устройства (за счет падения давления, при котором осуществляется захола-живание газа). Пройдя дросселирующие устройства, газ поступает в сепараторы, где происходит выделение сконденсированной жидкой фазы. Особенности этой схемы заключаются в том, что дросселирование осуществляется за счет пластового давления (падение составляет 50-55 кг/см2), а достигаемое охлаждение -25...30 °С. Такие параметры позволяют практически полностью извлечь из транспортного газа углеводороды С5+ (газовый конденсат), частично его нестабильную часть С3-С4, а этан практически не извлекается, он остается в осушенном газе и направляется в газотранспортную сеть.
Для выделения этана необходимо строительство объектов по криогенной ректификации природного газа с выделением этана и оставшихся в природном газе углеводородов С3-С4. В случае размещения новых блоков по выделению этана на существующих газоперерабатывающих заводах необходимо решать задачи по транспорту этана до мест его потребления. Физические свойства этана позволяют его рентабельно транспортировать только трубопроводным транспортом.
В Российской Федерации эксплуатируются два этанопровода, которые находятся в составе ПАО «Газпром» (рис. 13).
Этанопровод Оренбург-Казань. Транспортировка этановой фракции от Оренбургского гелиевого завода (ОГЗ) до пункта регазификации этана осуществляется при давлении от 9,1 до 5,35 МПа и температуре, равной температуре грунта. Поскольку критическая температура этана выше максимально возможного значения температуры грунта на глубине заложения трубопровода (в данном климатическом поясе от -3 °С зимой до 16,0 °С летом), этан после компримирования охлаждается в трубопроводе за счет
Рис. 12
Рис. 13
теплообмена с грунтом и далее транспортируется в однофазном сверхкритическом состоянии высокой плотности (в состоянии «сверхкритической жидкости»). Это и обуславливает более высокую эффективность данного способа перекачки углеводородного сырья по сравнению с перекачкой в газообразном состоянии. Движение этана по трубопроводу сопровождается интенсивным снижением температуры, транспортируемая среда переходит в псевдожидкое состояние на головном участке трубопровода протяженностью от 3 до 30 км в зависимости от расхода и температуры грунта. Этановая фракция поступает на пункт регазификации этана, расположенный в селе Аппаково (Республика Татарстан). На пункте регазификации происходит перевод ее в газообразное состояние. Далее этановая фракция совместно с газо- Основываясь на отраслевой базе данных, в Соединенных образным этаном Минибаевского газоперерабатывающего Штатах насчитывается около 54 000 миль документирован-завода по этанопроводу Миннибаево-Казань направляется ных трубопроводов для углеводородов С2-С5. Чуть более на ООО «Казаньоргсинтез». Технологическая схема транс- 6600 миль предназначено для индивидуальных углеводоро-порта разработана с учетом особенностей изменения те- дов, входящих в группу С2-С5. Примерно 47 000 миль тру-плофизических свойств этановой фракции по трассе при бопроводов предназначено для продуктов переработки. ее транспортировке в сверхкритических параметрах. Тру- Одной из ключевых составляющих систем транспорта бопровод проложен в однониточном исполнении, имеет этана являются подземные хранилища этана. Хранение протяженность более 433 км, диаметр основного коллекто- особенно важно для бесперебойного снабжения установок ра 325 мм, после узла регазификации диаметр коллектора пиролиза, которые являются сложными технологическими составляет уже 530 мм, а на отдельных участках 720 мм. агрегатами. В случае перебоя в поставках сырья происхо-Для обеспечения ООО «Газпром нефтехим Салават» дит холодный останов пиролизов, а дальнейший пуск свя-этановой фракцией имеется трубопровод газообразного зан с безвозвратными потерями углеводородных ресурсов, этана Оренбург-Салават. Длина трубопровода составля- что приводит к существенным увеличениям операционных ет 213 км, рабочее давление составляет 2,5 МПа, диаметр затрат. Наличие этанового сырья в хранилище помогает 350 мм. Этан поступает на ООО «Газпром нефтехим Са- обеспечить непрерывную работу и приводит к высоким ко-лават» в газообразном состоянии и с температурой окру- эффициентам использования мощностей пиролиза. жающей среды. Пропускная способность этанопровода В США существует целая сеть подземных хранилищ Оренбург-Салават существенно ниже, чем этанопровода этана. Они представляют собой полости, образованные в Оренбург-Казань. Следует отметить, что ранее трубопро- глубокозалегающих соляных пластах, куда закачиваются вод был предназначен для транспорта широкой фракции углеводороды С2-С5, и по мере необходимости происхо-легких углеводородов, а в 2007 году был модернизирован дит его потребление. В качестве примера можно привести для перекачки этана. центр Mont Belvieu, который является крупнейшим храниВ отличие от Российской Федерации трубопроводный лищем углеводородов С2-С5 в Северной Америке, где име-транспорт этана наиболее развит в США. Трубопроводная ется возможность хранения более 240 млн барр. углеводо-система по поставкам сжиженных углеводородных газов родов [9].
состоит из следующих основных этапов: сбор жирного Наличие существующей инфраструктуры и обеспечение природного газа с месторождений; транспорт газа до круп- доступности этанового сырья приводят к тому, что даже ных узлов переработки, где происходит выделение этана существующие пиролизные производства, ранее перера-и других СУГ. Этан далее транспортируется трубопровод- батывающие пропановое сырье, переходят на потребле-ным транспортом в центры переработки (в основном рас- ние этана. Как пример можно привести компанию Westlake положенные на берегу Мексиканского залива и в Канаде), Chemical, расположенную в г. Калверт, штат Кентукки. где на мощностях пиролиза вырабатывается этилен. СУГ Первоначально установка пиролиза использовала пропан транспортируется всеми видами транспорта (железнодо- в качестве исходного сырья, получая его по трубопроводу. рожным, авто-, водным и трубопроводным) для дальней- В начале 2014 года была проведена реконструкция произ-шей переработки. В последнее время трубопроводный водства с целью использования 100% этана в качестве сы-транспорт этана получил новый стимул развития в связи рья. Одновременно была проведена работа по перепрофи-с увеличением добычи жирного сланцевого газа в севе- лированию трубопроводов на поставку этана вместо ранее ро-западной части США и наличием действующей пиро- перекачиваемого пропана. Отход от использования пропа-лизной инфраструктуры на берегу Мексиканского залива на в виде сырья привел к исключению выпуска товарно-(рис. 14). го пропилена. Но решение о переходе на этан оказалось Оценки общей пропускной способности трубопроводов экономически оправданным и позволило пиролизному пров США трудно установить с какой-либо определенностью. изводству уменьшить затраты на сырье, снизить риски по-Трубопроводы, как правило, регулярно меняют продукты ставок, улучшив экономику завода, что в итоге привело к и рабочее состояние, и поэтому цифры будут колебаться. возможности дальнейшего расширения мощностей [9].
Транспортная инфраструктура нефтехимического сырья США [8]
Рис. 14
НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.NEFTEGAZOHIMIYA.RU ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ
£ ■о-
Объемы экспортно-импортных операций с углеводородами С2-С5 в США [8]
Кроме поставки этана трубопроводным транспортом, в США получили распространение заводы по выделению этана из природного газа. Преимущество этих заводов заключается в том, что трубопроводный транспорт природного газа имеет в США широкую сеть, а выделение этана из природного газа можно организовать в непосредственной близости от центров переработки. Расположение мощностей в припортовой зоне позволяет выделяющиеся при производстве этана углеводороды С3-С5 отправлять морским транспортом на премиальные рынки и сосредоточить пиролизные мощности на переработке труднотранспорти-руемого этана. Рис. 15 показывает, что выбранная стратегия транспорта и переработки углеводородов С2-С5 для Северной Америки оказалась правильной и позволила на рубеже 2009-2011 годов превратиться в нетто экспортера и существенно нарастить объемы экспорта углеводородов
В Российской Федерации мы наблюдаем образование современных нефтехимических кластеров. Реализуется проект газопровода «Сила Сибири» и связанный с ним Амурский ГПЗ. Природный газ с Ковыктинского и Чаяндинского месторождений будет поступать на ГПЗ для извлечения ценных углеводородов. Часть углеводородов С3-С5 - направляться на экспортные рынки, а основная часть вместе с этаном будет перерабатываться на Амурском газохимическом комплексе (проект реализует СИБУР), а продукция глубокого передела будет экспортироваться.
В районе порта Усть-Луга развивается современный производственно-логистический центр. В планах развития порта значатся проекты по производству метанола (ООО «Бал-современный газоперерабатывающий :<РусХимАпьянс» - совместное
На
С2-С5.
Как было отмечено ранее, глубокая переработка природного газа связана с необходимостью строительства значительного объема инфраструктурных проектов по сбору, транспорту и разделению природных газов. Для концентрации производственных возможностей в определенной географической точке мировая практика показывает высокую эффективность создания производственных кластеров. Как описал Майкл Портер из Гарвардской школы бизнеса, «кластеры - это концентрация узкоспециализированных навыков и знаний, учреждений, конкурентов, связанных предприятий и опытных клиентов в конкретной стране или регионе. Близость в географическом, культурном и институциональном плане обеспечивает особый доступ, особые отношения, лучшую информацию, мощные стимулы и другие преимущества в производстве, что приводит к росту производительности, которые трудно использовать на расстоянии. В результате в кластере целое больше, чем сумма частей [9]».
тийский метанол» комплекс компании РХА
предприятие ПАО «Газпром» и ООО «РусГазДобыча» площадке РХА из природного газа, направляемого в трубопроводы «Северный поток - 1» и «Северный поток - 2», будут извлекаться углеводороды С2-С5. При этом в составе комплекса будет производство сжиженного природного газа, объединенное в единый технологический комплекс. Этан будет направляться на ООО «Балтийская нефтехимическая компания» для производства экспортно ориентированной полимерной продукции. Продукция нефтехимического комплекса будет отгружаться морским транспортом.
Во всех этих проектах ПАО «Газпром» является поставщиком сырья, обеспечивающим проекты стабильными поставками углеводородов требуемого качества на многие годы. Поставки сырья осуществляются по газотранспортной системе, сезонные колебания потребления сглаживаются сетью подземных хранилищ газа. Промышленный потенциал ПАО «Газпром» обеспечивает существующие и перспективные потребности народного хозяйства в голубом топливе.
Выводы
Показано, что этан является наиболее эффективным сырьем нефтехимических производств. Его потребление будет возрастать как в России, так и во всем мире. Для реализации крупных нефтехимических проектов необходимо создавать технологические кластеры, включающие газоперерабатывающий и газохимический заводы (пиролиз этана) и нефтехимический комплекс (полимеризация этилена и другие производства потребляющие олефин). При кластерном размещении производств будет создаваться синергетический эффект, обеспечивающий высокую эффективность инвестиций.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. World population projected to reach 9.8 billion in 2050, and 11.2 billion in 2100. Доклад ООН URL: https://www.un.org/development/desa/en/ news/population/world-population-prospects-2017.html (дата обращения 16.03.2020).
2. Нефтехимическая отрасль России: стоит ли ждать перемен? URL: https:// vygon.consulting/products/issue-1142/ (дата обращения 16.03.2020).
3. Волкова А.В. Рынки крупнотоннажных полимеров. URL: https://dcenter.hse. ru/data/2020/07/07/1595325171/%D0%A0%D1%8B%D0%BD%D0%BE%D0%
BA%20%D0%BA%D1%80%D1%83%D0%BF%D0%BD%D0%BE%D1%82%D 0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D0%B6%D0%BD%D1%8B%D1%85%20 %D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%BE% D0%B2-2020.pdf (дата обращения 16.03.2020). S. Lewandowski., Ethylene-Global. IHS Markit., Asia Chemical Conference., 2016. URL: https://cdn.ihs.com/www/pdf/Steve-Lewandowski-Big-Changes-Ahead-for-Ethylene-Implications-for-Asia.pdf (дата обращения 16.03.2020). Жагфаров Ф.Г., Геяси П.А.Ф. Современное состояние производства эти-
Рис. 15
лена // Мат. II Межд. науч.-практ. конф. «Булатовские чтения»: Сб. статей, 2018. Т. 5. С. 88-90.
6. Акишин Д., Тыртов Е. Трудная нефтехимия // Oil&Gas Journal Russia. 2018. Декабрь. С. 6-71.
7. ПАО «Газпром». URL: https://www.gazprom.ru/about/production/ (дата обращения 16.03.2020).
8. Natural Gas Liquids: The Unknown Hydrocarbons. Congressional Research
Servise. URL: https://crsreports.congress.goV/product/pdf/R/R45398 (дата обращения 16.03.2020).
9. Ethane Storage and Distribution Hub in the United States. Report to Congress., November 2018. U/S DEPARTMENT of ENERGE. Page 28, 34, 50., URL: https:// www.energy.gov/sites/prod/files/2018/12/f58/Nov%202018%20D0E%20 Ethane%20Hub%20Report.pdf (дата обращения 16.03.2020).
REFERENCES
1. World population projected to reach 9.8 billion in 2050, and 11.2 billion in 2100. UN Report Available at: https://www.un.org/development/desa/en/news/ population/world-population-prospects-2017.html (accessed 16 March 2020).
2. Neftekhimicheskaya otrasl' Rossii: stoit lizhdat peremen? (The petrochemical industry in Russia: is it worth waiting for changes?) Available at: https://vygon. consulting/products/issue-1142/ (accessed 16 March 2020).
3. Volkova A.V. Rynki krupnotonnazhnykh polimerov (Large-scale polymer markets) Available at: https://dcenter.hse.ru/data/2020/07/07/1595325171/%D 0%A0%D1%8B%D0%BD%D0%BE%D0%BA%20%D0%BA%D1%80%D1%8 3%D0%BF%D0%BD%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B 0%D0%B6%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D 0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B2-2020.pdf (accessed 16 March 2020).
4. Lewandowski S.. Ethylene-Global. IHS Markit. Asia Chemical Conference, 2016 Available at: https://cdn.ihs.com/www/pdf/Steve-Lewandowski-Big-Changes-Ahead-for-Ethylene-Implications-for-Asia.pdf (accessed 16 March 2020).
5. Zhagfarov F.G., Geyasi P.A.F. Sovremennoye sostoyaniye proizvodstva etilena [The current state of ethylene production]. Trudy II Mezhd. nauch.-prakt. konf. Bulatovskiye chteniya [Proc. of II Int. scientific-practical conf. Bulatov readings]. 2018, pp. 88-90.
6. Akishin D., Tyrtov YE. Difficult petrochemistry. Oil&Gas Journal Russia, 2018, Dec., pp. 6-71 (In Russian).
7. PAO «Gazprom» (Gazprom PJSC) Available at: https://www.gazprom.ru/about/ production/ (accessed 16 March 2020).
8. Natural Gas Liquids: The Unknown Hydrocarbons. Congressional Research Service Available at: https://crsreports.congress.gov/product/pdf/RZR45398 (accessed 16 March 2020).
9. Ethane Storage and Distribution Hub in the United States. Report to Congress., November 2018. U/S DEPARTMENT of ENERGE. Page 28, 34, 50 Available
at: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2018/12/f58/Nov%202018%20 D0E%20Ethane%20Hub%20Report.pdf (accessed 16 March 2020).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ / INFORMATION ABOUT THE AUTHOR
Файрузов Данис Хасанович, главный инженер - первый заместитель генерального директора, ООО «Газпром переработка Благовещенск». Рахимкулов Рустем Ахтямович, к.т.н., заместитель начальника управления -начальник отдела, ПАО «Газпром».
Герзелиев Ильяс Магомедович, к.х.н., завсектором, Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН.
Danis KH. Fayruzov, Chief Engineer - First Deputy General Director, Gazprom Pererabotka Blagoveshchensk LLC.
Rustem A. Rakhimkulov, Cand. Sci. (Tech.), Deputy Head of Department, Public Joint Stock Company Gazprom.
Ilyas M. Gerzeliev, Cand. Sci. (Chem.), Oversector, A.V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis of the RAS.
