CC BY
102
16 ПЕРЕРАБОТКА 14 (34) июнь 2007 г. ЭКСПОЗИЦИЯ
НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ В РОССИИ. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И КАТАЛИЗАТОРЫ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ
Отрадно отметить, что после катастрофического упадка и многолетнего застоя нефтепереработка в России последние годы находится на подъёме: растёт производство нефтепродуктов, улучшается их качество, повышается загрузка производственных мощностей, строятся и вводятся в эксплуатацию новые мощности. Как выглядит добыча и переработка нефти в России, видно из таб. 1.
Однако трудное положение в нефтепереработке окончательно не преодолено.
нефтепродуктов (особенно по экологическим характеристикам), что делает их неконкурентоспособными на мировом рынке;
1 низкая доля нефтяного сырья, используемого для получения продуктов нефтехимии (менее 3% против 6-7,5%в развитых странах и Китае);
отставание в уровне эффективности катализаторов ведущих каталитических процессов: гидроочистки, каталитического
Годы Добыча, млн.тн Переработка, млн. тн Загрузка мощностей НПЗ, %
1999 305,1 169,2 63
2000 323,3 173 64
2001 348,1 178,4 66
2002 379,6 185 68,1
2003 421,4 184,6 68
2004 459 194 71,6
2005 478 207,4 78
Таб. 1 Динамика добычи и переработки нефти в России в 1999-2005 г.г.
Такое мнение единодушно разделяют государственные деятели, руководители ведущих нефтяных компаний, представители отечественной науки и промышленности.
НЕДОСТАТКАМИ РОССИЙСКОЙ
НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ ЯВЛЯЮТСЯ:
• низкая глубина переработки нефти (около 71 % против 85-95 % на НПЗ развитых стран);
• низкая загрузка производственных мощностей - около 78 % (при суммарной мощности НИЗ РФ - 271 млн.т/г перерабатывается чуть более 200 млн.т/г);
• значительный износ основных фондов (около 80 % против 60-70 % в остальных областях ТЭК РФ);
• невысокое качество основных видов
риформинга, каталитического крекинга, гидрокрекинга, изомеризации дистиллятов и др.;
• неоптимальное размещение НПЗ по территории России, т.е. значительная удалённость от мест потребления нефтепродуктов и от морских портов, где осуществляется отгрузка нефтепродуктов (отсюда такие явления, как «северный завоз», необходимость сооружения мини-НПЗ и прочее) - неразвитая система нефтепродуктопроводов.
ОСНОВНЫЕ, НЕГАТИВНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ
РОССИИ:
1. Низкая глубина нефтепереработки (около 71%).
2. Невысокая загрузка производственных
Наименование Африка Азия Вост. Европа Сред. Восток Северная Америка Южная Америка Западная Европа Всего Россия
Прямая перегонка, 161 1031 510 322 1020 327 734- 4104 207
млн. т/год
Вакуумная перегонка 15,9 16,3 36,3 29,9 44,6 43 35,7 33,1 30-
Кат. крекинг 6,5 12 9,2 5,6 32,3 19,9 14,9 17,6 8,4
Кат. ри-форминг 143 8 14,8 10,2 323 6,5 14,6 13,8 8,3
Гидрокрекинг 1,9 0,3 2,6 9,9 8,4 ЗД 6,8 5>7 0,4
Гидроочистка 28,3 34,6 40 31,9 713 27,8 63,9 50,1 23,2
Таб. 2 Объём и структура по регионам (на 01.01.2005
процессов переработки нефти (% на прямую перегонку) г.)
мощностей (около 78-80%).
3. Значительный износ основных фондов (около 80%).
4. Низкое качество основных видов нефтепродуктов.
5. Низкая доля сырья, используемого для продуктов нефтехимии (менее 3%).
6. Отставание в уровне эффективности основных каталитических процессов.
7. Неоптимальное размещение НПЗ по территории России.
8. Неразвитая система продуктопроводов.
Создавшаяся ситуация обусловлена всей историей развития нефтепереработки в СССР, а затем - в России. В советские годы основным приоритетом являлось наращивание объёмов добычи нефти, и вслед за ним на НПЗ сооружались установки первичной перегонки с дополнением в виде установок каталитического риформинга бензина и неглубокой гидроочистки дизельного топлива. Вторичным, углубляющим процессам уделялось значительно меньше внимания и средств. Отсюда - такие факты: мощности каталитического крекинга составляют в США - 35 %, а в России 6,6 % от объёма переработки нефти, мощности гидрокрекинга - 9 % в США и 0,4 % в России от объёма переработки нефти и т.д.
НЕОБХОДИМО ВЫДЕЛИТЬ ДВЕ ГЛАВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РОССИЙСКОЙ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ:
1) углубление переработки нефти;
2) получение продуктов мирового уровня качества.
Рациональное использование нефти - задача национального значения для государства, в котором нефть является одним из краеугольных камней экономики.
Углубление переработки нефти - путь экономии этого невосполнимого стратегического ресурса. Этот путь позволяет из 1 т. нефти получить в 1,5 раза больше ценных продуктов, обеспечивает получение большой экономии затрат, сохраняет нефть как ресурс для её продажи и покрытия топливных нужд своей страны. В 90-ые годы было намечено довести показатель глубины переработки к 2000 г. до 75 %, но эта задача не была выполнена. В Государственной программе «Энергетическая стратегия России до 2020 года» декларируется необходимость к 2010 году достигнуть глубины переработки нефти 75 %, а к 2020 году - 85 %. Данная проблема может быть решена развитием деструктивных процессов переработки вакуумных дистиллятов и нефтяных остатков. Доля этих процессов (гидрокрекинг разных видов, каталитический крекинг, термические процессы) в схемах наших НПЗ в несколько
ЭКСПОЗИЦИЯ 14 (34) июнь 2007 г.
ПЕРЕРАБОТКА 17
раз ниже, чем в других странах. ( таб. 2.)
Реализация подобных проектов в России связана с коренной модернизацией отечественных нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ): опережающим освоением мощностей по углублению переработки нефти путём ввода в действие новых и реконструкции действующих установок каталитического крекинга, гидрокрекинга, коксования и пр., а также производств, позволяющих улучшить качество моторных видов топлива и вовлекать в производство продукты от деструктивных процессов переработки сырья.
Другая целевая задача, которая неминуемо встанет перед отраслью, - обеспечение сырьём растущих потребностей нефтехимической промышленности и увеличение экспорта продуктов для нефтехимических производств, цены на которые значительно выше цен на основные продукты нефтепереработки, (таб. 3.)
Решать эти проблемы нужно незамедлительно, пока цены на нефть на мировом рынке держатся на высоком уровне.
Возвращаясь к вопросу о глубине переработки нефти, следует отметить наше отставание прежде всего в гидрогенизаци-онных процессах переработки вакуумных дистиллятов и нефтяных остатков. Так, процесс гидрокрекинга вакуумных дистиллятов получил в России весьма малое развитие. В США и Западной Европе существуют многие десятки установок гидрокрекинга. Нефтеперерабатывающими заводами США освоено гидрогенизационное облагораживание нефтяных остатков (процессы «Н-Ойл», «Ти-Стар», «^С-файнинг»). В России лишь одна установка «Ти-Стар» сооружена в г. Перми, осуществлён ввод установки гидрокрекинга на НПЗ в г. Ярославле (компания «Славнефть») и намечается пуск установки в Ки-ришах (компания «Сургутнефтегаз»).
Наименование 2002 г. 2005 г. 2010 г. (прогноз)
Бензиновые фракции 5989 7000 10400
Газы углеводородные сжиженные 2794 3550 5500
Фракция изопентановая 374 570 700
ШФЛУ (пиролиз) 432 610 800
Этан 444 510 1400
Итого 10033 12240 18800
Газ природный (млн.м3) 18070 21740 24300
Таб. 3 Потребность нефтехимического комплекса РФ в углеводородном сырье, тыс.т
Чтобы решить данные задачи и обеспечить качество видов топлива и других нефтепродуктов на современном мировом уровне, требуется соорудить и модернизировать многие десятки технологических установок. Необходимо уже сейчас перестраивать отношение к нефтепереработке - в неё необходимо вкладывать средства.
Основным источником инвестиций следует рассматривать доходы от экспорта нефтяного сырья. Однако в условиях модернизации нефтеперерабатывающей отрасли вместо широко распространённого экспорта нефти необходимо постепенно переходить на экспорт нефтепродуктов.
Для этого необходимо разработать программу экспортозамещения. Разработка и реализация такой программы представляются нам реальными.
Важнейшей задачей является улучшение эксплуатационных и экологических характеристик моторных видов топлива. При этом необходимо широкое освоение процессов, обеспечивающих производство высокооктановых «экологически чистых» компонентов автомобильных бензинов, а также облагораживание средних нефтяных дистиллятов, в том числе полученных деструктивными процессами переработки остатков с выработкой глубокоочищенного дизельного топлива.
Достижениями в этой сфере являются сооружение комплексов глубокой переработки нефти на НПЗ в г. Перми (Н.К. «ЛУКойл»), г. Рязани (Н.К. «ТНК-ВР») и освоение каталитического крекинга на НПЗ в г. Нижнекамске, а также создание и реконструкция установок висбрекинга (г.г. Ярославль и Саратов, Н.К. «Славнефть» и «ТНК-ВР»),
Процесс Катализатор Улучшение показателей
Гидрирование бензолсо-держащих фракций каталитического риформинга Селективный гидрокрекинг бензиновых фракций Алюмо-платиновый катализатор Молибден на цеолите Позволяет снизить содержание бензола до 0,1% масс, без потери октанового числа Пповышает октановое число головных фракций прямо-гонного бензина на 10-15 пунктов
Глубокая гидроочистка бензинов термического крекинга и коксования в смеси с прямогонным дизельным топливом Алюмо-никель-молибдено-вый Позволяет получать высококачественное сырье для процесса каталитического риформинга
Селективная гидроочистка бензинов каталитического крекинга Алюмо-никель-молибдено-вый Снижение содержания серы от ОД-0,3 до 0,03-0,08 % масс, при сохранении высокого октанового числа
Таб. 4: Процессы для улучшения экологических характеристик бензинов.
каталитического риформинга (г. Кстово,
H.К. «ЛУКОЙЛ» - Нижегороднефтеоргсин-тез») и изомеризации бензинов (г. Хабаровск, Н.К. «Альянс»).
Для успешного решения данной проблемы нужно активное участие государства в делах всего нефтяного комплекса, в частности, эффективная акцизная и налоговая политика (без снижения налоговых поступлений). России необходима разработка Программы повышения качества моторных видов топлива и оценка необходимых инвестиций для её выполнения на ведущих НПЗ России, а также другие мероприятия государственного характера.
МЕРОПРИЯТИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО ХАРАКТЕРА, СТИМУЛИРУЮЩИЕ ПРОИЗВОДСТВО КАЧЕСТВЕННЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ:
I. Разработка Государственной программы повышения качества моторных видов топлива и продуктов нефтепереработки. Оценка необходимых инвестиций для решения этой задачи.
2. Программа экспортозамещения сырой нефти на качественные нефтепродукты.
3. Разработка стандартов и другой нормативной документации для производства и применения нефтепродуктов современного уровня качества.
4. Разработка акцизных и налоговых мероприятий, поощряющих производство качественных видов топлива и продуктов нефтехимии и препятствующих производству нефтепродуктов, не соответствующих уровню мирового качества.
В этой связи ближайшей задачей отечественного нефтегазового комплекса станет коренная перестройка перерабатывающей отрасли, целью которой будет замещение экспорта сырой нефти экспортом высококачественных нефтепродуктов. Это окажется возможным лишь при широком развитии на отечественных НПЗ производства видов топлива, отвечающих современным мировым требованиям. Для обеспечения подобного производства потребуется ряд мер, к числу которых должны относиться организационные и экономические. Так, следует вводить новые стандарты и другие нормативные документы, регламентирующие качество продукции на уровне мировых стандартов. При этом следует ограничить возможности нефтепереработчиков производить виды топлива, не соответствующие современному уровню качества. С другой стороны, необходимо экономически стимулировать производство «экологически чистой» продукции, что сделает невыгодным выработку моторных видов топлива, не отвечающих современным требованиям. У нефтеперерабатывающих предприятий России отсутствуют стимулы для производства как автобензинов, так и дизельных видов топлива с улучшенными экологическими характеристиками. В России не разработана законодательная база, ограничивающая выпуск видов топлива, не отвечающих современным и перспективным экологическим требованиям .
ОАО «ВНИИНП», являющийся головным институтом российской нефтепереработки, создал и успешно проверил целый
18 ПЕРЕРАБОТКА, СТРОИТЕЛЬСТВО
14 (34) июнь 2007 г. ЭКСПОЗИЦИЯ
ряд современных технологических процессов, которые при их широкой реализации на НПЗ РФ позволят вывести нефтеперерабатывающую отрасль из тупика, в котором она находится.
ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОРЕННОГО УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ ТРЕБУЕТСЯ РЕШЕНИЕ ДВУХ ОСНОВНЫХ ЗАДАЧ:
• удаление серы из основной массы бензинов в ходе термических процессов, в частности - висбрекинга и коксования, - и бензинов каталитического крекинга;
• формирование углеводородного состава автобензинов, т. е. удаление из них ароматических углеводородов и, в первую очередь, бензола, олефиновых углеводородов без потери октанового числа (что одновременно требует вовлечения высокооктановых эфиров и спиртов).
Для формирования качества дизельного топлива в соответствии с современными
требованиями необходимо достичь удаления серы из нефтяных дистиллятов до её остаточного содержания 50 ррт, а в последующем - 10 ррт. при одновременном снижении содержания ароматических углеводородов.
Решение указанных проблем связано с разработкой и внедрением новых технологических процессов (таб. 4, 5).
Особое внимание должно быть уделено новым катализаторам гидроочистки, крекинга, гидрокрекинга, каталитического риформинга, изомеризации и каталитической депарафини-зации. Эта проблема имеет большое государственное значение, т.к. затрагивает вопросы экономической независимости страны.
По нашему мнению, приоритетным направлением совершенствования нефтепереработки в России является разработка и создание катализаторов для основных каталитических процессов с высокой гидрообессе-ривающей активностью и гидрокрекирующей способностью, современных катализаторов риформинга, высокоэффективных реагентов,
Процесс Катализатор, условия Улучшение показателей
Глубокая гидроочистка-де-ароматизация прямогон-ных дизельных дистиллятов Глубокое деструктивное гидрирование и гидроочистка тяжелых и вторичных Алюмо-никель-молибденовый, 5-8 МПа Позволяет получать дизельное топливо, содержащее менее 0,005 % масс серы и менее! 1% масс полициклических ароматических углеводородов
дизельных дистиллятов При 15-30 МПа Получение дизельного топлива современного уровня качества
Мягкий гидрокрекинг вакуумного газойля Алюмо-никель-молибденовый, при 5-10 МПа Получение малосернистого дизельного топлива и сырья каталитического крекинга
Таб. 5 Процессы для повышения экологических характеристик дизельных видов топлива
адсорбентов и абсорбентов, а также новых видов высокооктановых кислородосодержа-щих добавок к бензинам (в частности - этилового спирта) и технологий их производства.
Аналогичные технологии есть и у зарубежных фирм, и сотрудничество с ними Институт считает весьма полезным. Однако, учитывая сложившуюся в России экономическую ситуацию, более низкую цену отечественного оборудования и необходимость поддержки отечественных производителей, представляется целесообразным пересмотреть сложившиеся подходы и в большей мере привлекать к решению указанных задач промышленные технологии, разработанные в России, тем более что к настоящему времени уже существуют и опроби-рованы в промышленности отечественные технологии, не уступающие по показателям западным аналогам.
Положительным примером является опыт Китая, создавшего и внедрившего в короткие сроки на основе собственных разработок установки каталитического крекинга, более чем в 2 раза превосходящие мощности по этому процессу в России.
В настоящее время можно с уверенностью подтвердить, что ОАО «ВВИИ НП» располагает оригинальными технологиями и процессами глубокой переработки нефти, катализаторами для нефтепереработки и нефтехимии, владеет процедурами испытания и допуска нефтепродуктов к применению, стандартизации и сертификации нефтепродуктов и оборудования, метрологии методов анализа нефтепродуктов.
Генеральный директор ОАО «ВНИИ НП» ГАЛИЕВ Р.Г, доктор технических наук. действительный член РАЕН
