Развитие нефтепереработки и нефтехимии в России: Гидропереработка тяжелого нефтяного сырья, как перспективное направление

Введение
Переработка нефти и нефтехимия – крупнейшие отрасли промышленности России. Благодаря большому количеству месторождений нефти и газа, данная отрасль является одной из ведущих. В последние годы отрасль явно имеет положительную тенденцию развития. Растет не только количество добываемых веществ, но и существенно улучшается их качество. Постоянно осуществляется строительство новых комплексов для первичной и глубокой переработки нефти.
Несмотря на то, что в последние годы состояние отрасли улучшилось, российская нефть все еще отстает от западной. Качество нефтепродуктов ниже, поэтому на экспорт идет преимущественно сырая нефть.
Основными проблемами данной сферы являются:
• Низкая глубина залегания нефти в скважинах.
• Использование старых технологий обработки.
• Низкое качество оборудования.
• Большой показатель энергопотребления.
• Низкое качество готовых нефтепродуктов.
Из-за использования на многих предприятиях старого, изношенного оборудования глубина переработки нефти небольшая, отличается малой конверсией сырья. Показатели качества бензина, топлива и дизеля российского производства ниже, чем в Иране, Объединенных Арабских Эмиратах и некоторых других странах, но специалисты отрасли активно работают над их улучшением.
Актуальность задачи по снижению выработки котельных топлив для нефтеперерабатывающей отрасли России объясняется как государственной политикой, направленной на увеличение глубины переработки углеводородного сырья (нефти, или газового конденсата), так и стратегическими целями ведущих отечественных нефтяных компаний, ориентированными на эффективное использование углеводородного сырья
Гидроконверсия является наиболее эффективным способом преобразования тяжелого маслянистого сырья в дистилляты, пригодные для использования в качестве топлива для транспорта.
Обзор технологий переработки тяжелого нефтяного сырья с исторической точки зрения позволит глубже понять проблему и оценить насколько данная проблема изучена и какие пути ее решения существуют

Содержание
Введение 2
1.Становление химии нефти как науки 3
2.Тенденции развития нефтепереработки в России 7
3.Развитие технологий гидропереработки тяжелого нефтяного сырья 11
Заключение 18
Список литературы 19

Развитие технологий гидропереработки тяжелого нефтяного сырья
Актуальность задачи по снижению выработки котельных топлив для нефтеперерабатывающей отрасли России объясняется как государственной политикой, направленной на увеличение глубины переработки углеводородного сырья (нефти, или газового конденсата), так и стратегическими целями ведущих отечественных нефтяных компаний, ориентированными на эффективное использование углеводородного сырья [18]. В связи с этим роль вторичных процессов в переработке нефтяных и газоконденсатных остатков (мазутов) атмосферной перегонки, являющихся основными компонентами товарных котельных топлив, постоянно возрастает.
Большинство подходов к переработке остаточных углеводородных фракций, ориентированных на получение светлых нефтепродуктов и удаление примесей (обессеривание, деазотирование и деметаллизация), основано на использовании каталитических процессов гидрирования, поскольку продукты таких процессов отличаются от технологий, связанных с удалением углерода из сырья, своими качественными и количественными характеристиками [19].
Гидроконверсия является наиболее эффективным способом преобразования тяжелого маслянистого сырья в дистилляты, пригодные для использования в качестве топлива для транспорта. С химической точки зрения этот процесс состоит из разрушения самых больших молекул в тяжелых маслах или не превращенных остатках и реорганизации первичных фрагментов и молекул для увеличения фракции в диапазоне желаемых температур кипения. Общее увеличение отношения H / C достигается добавлением водорода.
Гидрирование (гидрогенизация) — химическая реакция, включающая присоединение водорода к органическому веществу. В ходе данной реакции молекула водорода присоединяется к двойной или тройной связи молекулы. Если в результате гидрирования происходит разрыв связи углерод — углерод или углерод — гетероатом, то такой процесс называется гидрогенолизом[20].
Гидрирование широко применяется для получения органических веществ как в лаборатории, так и в промышленном масштабе. Оно также используется в некоторых процессах очистки, например, для удаления следов ацетилена из этилена или примесей кислорода из различных систем [20].
Первая описанная в литературе реакция каталитического гидрирования была проведена в 1874 году. Она заключалась в превращении ацетилена и этилена в этан. Расцвет каталитического гидрирования был связан с работами Поля Сабатье, который превратил гидрирование в универсальный метод и в 1912 году получил за это Нобелевскую премию. В оригинальной работе водород и пары органического вещества пропускали над медным или никелевым катализатором при температурах 100—300 °C. В данное время такой метод гидрирования не используется
Наиболее важными примерами гидрирования в промышленности являются синтез Фишера— Тропша(гидрирование оксида углерода(II) для получения метанола и углеводородов), гидрирование угля, использовавшееся во времена Второй мировой войны для получения жидкого топлива, а также гидрирование азота с образованием аммиака (процесс Габера — Боша)
Первый коммерческий процесс гидрокрекинга был реализован концерн. IG Farben Industrie в 1927 году для производства лигнитного бензина, а первый современный дистилляционный гидрокрекинг в нефтеперерабатывающей промышленности был использован в концерне Chevron в 1958 году.

Мановян А. К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. – М. : " Химия", 2001.
2. Рябов В. Д. Химия нефти и газа. М.: Изд-во «Техника», ТУМА ГРУПП. 2004. 153 с. 215
3. Соколов В.А. Нефть. М.: Изд-во «Недра», 1970. 384 с
4. Калинко М. К. Тайны образования нефти и горючих газов. М.: Недра, 1981. 192 с.
5. Браун Дж. Семь элементов, которые изменили мир / пер. с англ. В. Кузина. М.: КоЛибри, Азбука-Аттикус, 2014. 278 с.
6. Сыркин А. М., Мовсумзаде Э. М. Основы химии нефти и газа. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2002. 109 с.
7. Баренбаум А. А. Научная революция в проблеме происхождения нефти и газа. Новая нефтегазовая парадигма // Георесурсы. Т. 59. № 4. 2014. С. 9-15.
8. Ступакова А. В., Соколов А. В., Соболева Е. В., Кирюхина Т. А., Курасов И. А., Бордюг Е. В. Геологическое изучение и нефтегазоносность палеозойских отложений Западной Сибири // Георесурсы. Т. 61. № 2. 2015. С. 63-75
9. Левинбук М.И. О некоторых проблемах модернизации современных комплексов нефтепереработки / М.И. Левинбук // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. - 2010. №8
10. Мастепанов А.М. Энергетическая стратегия России и перспективы развития нефтегазового комплекса страны / А.М. Мастепанов // Нефтяное хозяйство. - 2004. - №5. с.20-25
11. Коржубаев А.Г. Современное состояние нефтеперерабатывающей промышленности в России / А.Г. Коржубаев // Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН. Новосибирск. - 2015.
12. Демидова Е.В. Актуальные проблемы и тенденции развития нефтегазохимического комплекса России / Е.В. Демидова // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2013. Т.16, №18. - c.244-248
13. Каминский Э.Ф. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты / Э.Ф. Каминский, В.А. Хавкин. - Н.:Техника, 2001. - 384 с.
14. Тихонов А. А., Хайрудинов И. Р., Теляшев Э. Г. Перспектива увеличения производительности установок замедленного коксования типа21-10/3м при получении электродного кокса //Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. – 2012. – №. 4. – С. 15-21.
15. Данилов А.М. Разработка и производство экологически улучшенных моторных топлив / А.М. Данилов, Емельянов В. Е., Митусова Т. Н. // М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1994.
16. Капустин В.М. Проблемы повышения качества российских бензинов / В.М. Капустин // Химия и технология топлив и масел. - 2005. - №2. - с.13-15
17. Солодова Н.Л. Водород как перспективный энергоноситель. Современные методы получения водорода / Н.Л. Солодова, Р.Р. Минигулов, Е.А. Емельянычева // Вестник технологического университета. - 2015. Т.18, №3. - c.137-141
18. О внесении изменений в государственную программу Российской Федерации «Энергоэффективность и развитие энергетики» и признании утратившим силу распоряжения Правительства Российской Федерации от 3 декабря 2014 г. № 2445-р: постановление Правительства Российской Федерации от 7 декабря 2015 г. № 1339. URL: http://www.minenergo.gov.ru/system/download-pdf/323/25792.
19. Окунев А. Г., Пархомчук Е. В., Лысиков А. И., Парунин П. Д., Семейкина В. С., Пармон В. Д. Каталитическая гидропереработка тяжелого нефтяного сырья // Успехи химии. 2015. Т. 84, № 9. С. 981–999.
20. Rylander P. N. Hydrogenation and dehydrogenation //Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. – 2000.
21. Rana M. S. et al. A review of recent advances on process technologies for upgrading of heavy oils and residua //Fuel. – 2007. – Т. 86. – №. 9. – С. 1216-1231.
22. Ali M. A., Tatsumi T., Masuda T. Development of heavy oil hydrocracking catalysts using amorphous silica-alumina and zeolites as catalyst supports //Applied Catalysis A: General. – 2002. – Т. 233. – №. 1-2. – С. 77-90.
23. Mosby J. F. et al. Pilot plant proves resid process. – 1973.
24. Barkelew C.H., Gambhir B.S., ACS Symp. Ser. 237 (1984) 62
25. Speight J. G. New approaches to hydroprocessing //Catalysis Today. – 2004. – Т. 98. – №. 1-2. – С. 55-60.
26. Scheffer B. et al. The shell residue hydroconversion process: development and achievements //Catalysis Today. – 1998. – Т. 43. – №. 3-4. – С. 217-224.
27. Gray R. M. Upgrading petroleum residues and heavy oils. – CRC press, 1994.
28. Morel F. et al. Processes and catalysts for hydrocracking of heavy oil and residues //Studies in surface science and catalysis. – Elsevier, 1997. – Т. 106. – С. 1-16.
29. Panariti N. et al. Petroleum residue upgrading with dispersed catalysts: Part 1. Catalysts activity and selectivity //Applied Catalysis A: General. – 2000. – Т. 204. – №. 2. – С. 203-213.
30. Chianelli R. R. et al. Catalytic properties of single layers of transition metal sulfide catalytic materials //Catalysis Reviews. – 2006. – Т. 48. – №. 1. – С. 1-41.
31. Auberger M. R. J. Verstraete, D. Guillaume //Heavy Crude Oils: From Geology to Upgrading: an Overview. – 2010. – С. 299.
32. Bearden Jr R., Aldridge C. L. Hydroconversion of heavy hydrocarbons : пат. 4134825 США. – 1979.
33. Y. Liu, L. Gao, L. Wen, B. Zong, Recent Patents Chem. Eng. 2 (2009) 22–36.
34. Lott R. K. et al. ETDEWEB/Search Results/(HC){sub 3} process for for partial upgrading of bitumen to meet pipeline specifications. – 2000.
35. Lott R. K., Lee L. K. Ebullated bed hydroprocessing methods and systems and methods of upgrading an existing ebullated bed system : пат. 7449103 США. – 2008.
36. Kunnas J., Smith L. Improving residue hydrocracking performance //Petroleum technology quarterly. – 2011. – Т. 16. – №. 4.
37. B. Lakhaupal, in: Bottom of the Barrel Technology Conference, Dubrovnik, Croatia, 16–17th May, 2013.
38. Negretti V., Rivas G., Funatsu S. First commercial HDHPLUS {sup R}/SHP plant in Puerto La Cruz refinery, Venezuela. – 2009.