Нефтеперерабатывающая промышленность
Тема «Нефтеперерабатывающая промышленность»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Технологические основы промышленного производства»
Оглавление
3стр. – Ведение
4 стр. – 1. Значение нефтяной промышленности в народном хозяйстве Российской Федерации. Топливный баланс страны, его структуры, удельный вес нефти в нем.
8 стр. – 2. Характеристика, технологические процессы, связи нефтяных предприятий по поставке сырья.
8 стр. – 2.1. Физические свойства нефти и нахождение её в природе.
10 стр. – 2.2. Добыча и подготовка нефти к переработке
11 стр. – 2.3. Прямая перегонка нефти
13 стр. – 2.4 Крекинг нефтепродуктов
16 стр. – 2.5. Место организации нефтеперерабатывающего завода.
17 стр. – 3. Технико-
20 стр. – Заключение
21 стр. – Список литературы
22 стр. – Приложения
Введение
Российский
- Значение нефтяной промышленности в народном хозяйстве Российской Федерации. Топливный баланс страны, его структуры, удельный вес нефти в нем.
Нефтяная промышленность
сегодня - это крупный народно-
Нефть - наше национальное богатство, источник могущества страны, фундамент ее экономики. В настоящее время нефтяная промышленность Российской Федерации занимает 3 место в мире. В 1993 году было добыто 350 млн. т нефти с газовым конденсатом. По уровню добычи мы уступаем только Саудовской Аравии и США. Нефтяной комплекс России включает 148 тыс. нефтяных скважин, 48,3 тыс. км магистральных нефтепроводов, 28 нефтеперерабатывающих заводов общей мощностью более 300 млн т/год нефти, а также большое количество других производственных объектов. На предприятиях нефтяной промышленности и обслуживающих ее отраслей занято около 900 тыс. работников, в том числе в сфере науки и научного обслуживания - около 20 тыс. человек.
Топливно-энергетический баланс
(ТЭБ) это соотношение между добычей,
производством и потреблением топливно-энергетических
ресурсов. Все виды топлива и энергии
при расчете структуры ТЭБа переводятся
в условные единицы - тонны условного
топлива - с помощью показателя их
теплотворной способности и условных
коэффициентов. За последние десятилетия
в структуре топливной
В понятие «нефтяная
Впервые разработка нефти началась в США в 1859 г. В России подобные работы начались в 1864 г. на Кубани, и к началу XX века наша страна занимала первое место в мире по добыче нефтепродуктов.
До революции почти
вся добыча нефти в нашей стране
была сконцентрирована на Кавказе, где
добывалось 97 % нефти. К 30-м гг. прошлого
века на первое место вышли США, далее
Венесуэла и затем СССР.В этот
период были открыты новые нефтяные
месторождения — в Поволжье и
на Урале, но вплоть до Великой Отечественной
войны основным нефтедобывающим
районом был Кавказ. В 1940 – 1950-е
гг. добыча нефти на Кавказе вследствие
истощения месторождений
В 1960 г. было открыто первое
нефтяное месторождение в Западной
Сибири, а с начала 1960-х около 300
месторождений нефти и газа, расположенных
на обширной территории Западной Сибири,
от Урала до Енисея. В Шаимском, Сургутском
и Нижневартовском нефтеносных
районах находятся такие
Кроме основных нефтедобывающих
районов нефть добывают на севере
острова Сахалин (месторождение
Оха). С Сахалина нефть по нефтепроводам
поступает на материк в Комсомольск-на-
Россия является одним из крупнейших мировых экспортеров нефти. Основные потоки российской нефти идут в европейские страны – Германию, Ирландию, Польшу, Швейцарию, Италию, Чехию, Украину, Венгрию, Словакию.
Нефтеперерабатывающая промышленность занимает по праву одно из ведущих мест в народном хозяйстве страны. Нефть применяется в основном для получения топлива высокой эффективности. Ее удельная теплота сгорания 34...42 МДж/кг, то есть на 10—20 % выше, чем у лучших сортов угля; себестоимость добычи нефти в пересчете на условное топливо в 3,5 раза ниже, а производительность труда в 9 раз выше, чем при добыче угля. Из нефти вырабатывают смазочные и специальные масла широкого ассортимента, битумы, парафин и восковые составы, сажу, кокс для электродов. Все эти продукты находят широкое применение в машиностроении, химической, легкой и других отраслях промышленности, а также в строительстве. Особое значение как сырье для промышленности нефтехимического синтеза имеют продукты переработки нефти. Из них получают пластические массы, синтетические волокна, каучук, моющие средства, ядохимикаты, красители, лекарственные препараты. Перспективным является использование отходов нефтепереработки для биохимического синтеза белков и некоторых заменителей пищевых продуктов.
- Характеристика, технологические процессы, связи нефтяных предприятий по поставке сырья.
- Физические свойства нефти и нахождение её в природе.
Согласно биогенной гипотезе нефть образовалась из илистых отложений древних морей. В толще земной коры под действием температуры, давления и в присутствии природных катализаторов органические вещества разлагаются на углеводороды различного строения и их соединения с другими элементами. Органическая часть нефти состоит в основном из углеводородов трех рядов: парафинового (алканы), нафтенового (цикланы) и ароматического (арены). Нефть представляет собой маслянистую жидкость обычно тёмного цвета со своеобразным запахом. Она немного легче воды и в воде не растворяется.
Парафиновые углеводороды при
нормальной температуре — жидкие
вещества, молекулы которых содержат
в цепи от 5 до 15 атомов углерода. Начиная
с гексадекана C16 нормальные парафиновые
углеводороды являются твердыми веществами
и находятся в нефти в
Плотность нефти находится
в пределах 780...1040 кг/м3. Нефть плотностью
ниже 900 кг/м3 называют легкой, выше 900 кг/м3
— тяжелой. Плотность нефти зависит
от содержания в ней легких фракций
и в первом приближении характеризует
ее состав, определяющий направление
переработки нефти, а также ассортимент
и качество вырабатываемой продукции.
В основу химической классификации
нефти положен групповой состав
фракций, выкипающих при температурах
до 250…300 °С. При преобладании в нефти
углеводородов одного из рядов ее
относят к классу парафиновых, нафтеновых
или ароматических. Если групповой
состав фракций характеризуется
содержанием углеводородов
2.2. Добыча и подготовка нефти к переработке
Нефть, просачиваясь через
рыхлые породы, задерживается в складках
или сдвигах плотных пород
и формируется в залежи. Для
ее добычи бурятся скважины, глубина
которых обычно достигает 1—2 тыс. м;
глубинное же бурение производится
на 3—4 тыс. и даже 5 тыс. м. В основном
применяется турбинное бурение
нефтяных скважин. Добыча нефти осуществляется
двумя способами: фонтанным и
глубинно-насосным. При фонтанном
способе добычи нефть под пластовым
давлением до 40 МПа поднимается
к устью скважины и через специальную
арматуру высокого давления поступает
на очистку, а затем в герметизированные
емкости или нефтепроводы. При
глубинно-насосном способе на дно
скважины опускается специальный насос,
который подает нефть вверх к
устью скважины. Фонтанный способ
добычи нефти применим только в начальный
период существования скважин, когда
давление в пласте достаточно высокое.
Он производителен (20—40 т в сутки)
и дешев. По мере истощения залежи
давление в пласте падает и скважину
переводят на глубинно-насосный способ
добычи, при этом дебет скважины
снижается приблизительно в 8 раз (до
3—5 т в сутки). Поэтому при эксплуатации
залежи стремятся как можно дольше
поддерживать высокое давление в
пласте, применяя закачку в пласт
газа или воды, а также гидравлический
разрыв пласта и др. Получаемая из скважин
нефть содержит примеси: воду (10—30 %),
растворенные в ней соли, частицы
породы (3—5 %), а также газообразные
фракции углеводородов —
2.3. Прямая перегонка нефти
Прямая перегонка нефти
представляет собой процесс разделения
ее на отдельные фракции, отличающиеся
между собой в первую очередь
температурой кипения. Для этого
нефть нагревают, а образующиеся
пары отбирают и конденсируют по частям.
В результате перегонки получают
топливные дистилляты и остаток,
называемый мазутом, который в дальнейшем
может быть использован для химической
переработки или получения
Процесс прямой перегонки нефти проводят на установках непрерывного действия, позволяющих в едином технологическом процессе осуществить испарение и фракционирование дистиллятов. Процесс разделения нефти на топливные дистилляты и затем мазута на масляные дистилляты происходит следующим образом.
Подаваемая насосом нефть
под давлением около 1 МПа поступает
в небольшую испарительную
Пары нефти поднимаются в верхнюю часть колонны, которая разделена металлическими тарелками с отверстиями, прикрытыми колпачками. Поднимающаяся вверх в колонне смесь паров нефти охлаждается и конденсируется на соответствующих тарелках. Сверху колонны подается орошение; в качестве оросителя используется часть легкокипящей фракции.
В результате первой перегонки получают топливные дистилляты при соответствующих температурах нагрева: бензиновый – 40 … 200 °С; керосиновый – 140 … 300 °С; газойлевый – 250 … 350 °С. В остатке получают мазут, который далее используют для получения масляных дистиллятов по аналогичной схеме, только мазут нагревают до температуры 420 … 430 °С.
После отгона из мазута масляных дистиллятов в остатке получают гудрон или полугудрон. Применяя глубокую обработку гудронов и полугудронов серной кислотой получают высоковязкие оста- точные смазочные масла (в основном авиационные).
Рис. 1 Схема атмосферной установки для перегонки нефти (см. приложение 1)
2.4 Крекинг нефтепродуктов
Выход бензина из нефти
можно значительно увеличить (до
65-70 %) путем расщепления
Крекинг изобрел русский инженер В.Г. Шухов в 1891 г. В 1913 г изобретение Шухова начали применять в Америке. В настоящее время в США 65% всех бензинов получается на крекинг - заводах. Историческая справка. Владимир Григорьевич Шухов (1853-1939). Строитель и механик, нефтяник и теплотехник, гидротехник и судостроитель, ученый и изобретатель. По проектам Шухова было построено более 500 стальных мостов. Шухов впервые предложил использовать вместо сложных шарниров простые соединения на заклепках. Чрезвычайно интересны работы Шухова по сооружению металлических сетчатых оболочек. Изобрел крекинг нефти. Нефтепроводы, по которым нефть перекачивается, также сделаны по его формулам. Резервуары для хранения нефти также его заслуга.
Аппаратура крекинг - заводов в основном та же, что и для перегонки нефти. Это - печи, колонны. Но режим переработки другой. Сырье тоже другое. Процесс расщепления ведется при более высоких температурах (до 6000 С), часто при повышенном давлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов раздробляются на более мелкие.
Мазут густ и тяжел, его
удельный вес близок к единице. Это
потому, что он состоит из сложных
и крупных молекул
При крекинге нефть подвергается химическим изменениям. Меняется строение углеводородов. В аппаратах крекинг - заводов происходят сложные химические реакции. Эти реакции усиливаются, когда в аппаратуру вводят катализаторы.
Одним из таких катализаторов
является специально обработанная глина.
Эта глина в мелком раздробленном
состоянии - в виде пыли - вводится в
аппаратуру завода. Углеводороды, находящиеся
в парообразном состоянии, соединяются
с пылинками глины и
Процесс крекинга происходит с разрывом углеводородных цепей и образованием более простых предельных и непредельных углеводородов, например:
С16Н34 С8Н18 + С8Н16
гексадекан октан октен
образовавшиеся вещества могут разлагаться далее:
С8Н18 С4Н10 + С4Н8
октан бутан бутен
С4Н10 С2Н6 + С2Н4 бутан этан этилен (этен)
Выделившийся в процессе крекинга этилен широко используется для производства полиэтилена и этилового спирта. Расщепление молекул углеводородов протекает по радикальному механизму. Вначале образуются свободные радикалы:
СН3 - (СН2)6 - СН2:СН2 - (СН2)6 - СН3 t
t CН3 - (СН2)6 - СН2 . + . СН2 - (СН2)6 - СН3
Свободные радикалы химически
очень активны и могут
а) CН3 - (СН2)6 - СН2 . СН3 - (СН2)5 - СН=СН2 + НО
октен
б) CН3 - (СН2)6 - СН2 . + СН3 - (СН2)6 - СН3
октан
Различают 2 вида крекинга: термический и каталитический.
Рис. 2 Схема крекинг нефти (см. приложение 2)
Для получения нефтепродукта, свойства которого отвечают требованиям установленных норм, прибегают к смешиванию ряда компонентов. Те из них, которые являются носителями основных свойств получаемого продукта, называются базовыми. Компоненты, вводимые в состав продукта для корректирования отдельных его эксплуатационных показателей, называются добавками. Кроме них в состав продукта входят так называемые присадки — вещества, зачастую не нефтяного происхождения, вводимые в продукт в небольших дозах с целью улучшения или сохранения на длительный срок его эксплуатационных свойств (антидетонаторы, модификаторы нагара, антиокислители, ингибиторы коррозии, стабилизаторы, депрессоры, вязкостные присадки к маслам и др.).
2.5. Место организации нефтеперерабатывающего завода.
Выбор точки строительства
зависит от ряда факторов, главный
из которых — потребность
Потребностью экономического
района в нефтепродуктах того или
иного ассортимента определяется в
основном и выбор направления
переработки нефти на заводе. Качество
сырья при этом уже не имеет
такого значения, как это было раньше,
поскольку разработаны
В зависимости от ассортимента
получаемой продукции и характера
технологической схемы НПЗ
- Технико-экономические показате
ли и совершенствование нефтеперер абатывающей промышленности.
В нефтеперерабатывающей промышленности к основным относятся следующие статьи затрат:
а. Сырьё и материалы
б. Полуфабрикаты собственного производства
в. Потери и отходы безвозвратно
г. Заработная плата основных рабочих
д. Страховые взносы
е. Топливо и энергия на технические нужды.
К накладным расходам относятся затраты на освоение производства, общепроизводственные расходы, коммерческие расходы.
Основные затраты считаются по действующим на заводе нормам и расчетам. На накладные расходы составляют специальные сметы, а затем их общая сумма распределяется на продукцию.
На нефтеперерабатывающим предприятии себестоимость продукции определяется по установкам, а затем определяется фабрично - заводская и полная себестоимость по предприятию в целом.
Главными резервами снижения
при сохранении высокого качества продукции
и хороших условий труда
− рациональное и экономическое использование сырья, материалов, топлива, энергии;
− внедрение высоко-производственного оборудования;
− совершенствование организации;
− улучшение работы с персоналом;
− повышение качества и внедрение системы ИСО9000-9004.
Растущие потребности экономики, как мировой, так и российской, стимулируют наращивание использования нефти, нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов для нужд транспорта, отраслей промышленности и электроэнергетики. Фактически рынок нефти и нефтепродуктов в России является олигопольным. Он территориально поделен между крупными вертикально интегрированными нефтяными холдингами, которые доминируют по оптовым поставкам нефтепродуктов на региональных рынках.
Неблагоприятное финансовое
положение, в котором оказалось
множество
Важнейшее значение для нефтеперерабатывающей промышленности страны имеют внешнеэкономические операции. Значительная часть произведенных в стране нефтепродуктов реализуется посредством экспорта. Однако в последнее время отмечается сокращение объемов экспортных поставок нефтепродуктов российскими производителями. На экспорт из России в основном поставляют мазут и дизельное топливо. Основные объемы автомобильных бензинов потребляют на внутреннем рынке.
Как отмечается в исследованиях, в 2009 кризисном году совокупный оборот компаний отрасли снизился на 25% по сравнению с 2008 годом, однако в 2010 году был зафиксирован рост выручки, которая не только превзошла показатели 2009 года, но и практически сравнялась с выручкой докризисного 2008 года. Необходимо также отметить, что, несмотря на кризисные явления, выручка в 2008 - 2010 годах сохранялась на уровне выше докризисного 2007 года. По мнению специалистов агентства, в 2013 году ожидается увеличение выручки компаний отрасли с темпом прироста порядка 9-11%.
По прогнозам экспертов,
в ближайшие годы объем потребления
нефтепродуктов в России будет расти.
А значит, будет расти и отрасль
нефтеперерабатывающих
Заключение
Нефть сегодня - это сырьё для химической промышленности, которая выпускает необходимые потребителям товары: полиэтилен, битумы, широкую гамму различных пластмасс, искусственных тканей и т.д. Поэтому нефть добывают все страны, в недрах которых она обнаружена.
Однако большие прибыли приносит не только добыча, но и переработка нефти. Многие страны, занимающие транзитное положение на путях транспортировки нефти, предпочитают устраивать на своей территории нефтеперерабатывающие заводы, что приносит им огромные доходы. Но наиболее выгодной считается переработка нефти в местах потребления потому, что при этом приходится использовать не много разных, перевозящих продукты транспортов, а один: перевозящий нефть.
Я считаю, что нашей планете ещё на долгие годы хватит разведанной и неразведанной нефти, но человечество должно научиться использовать другие альтернативные источники сырья для своей промышленности, иначе наша цивилизация не избежит в будущем экологической катастрофы.
Список используемой литературы
1. Бабина Ю.В., Москвин В.В. Экономическая география России. – Москва, 2005.
2. Байков Б. Нефть СССР. - Москва, 1987
3. Березин В.Л. Нефть и газ Западной Сибири. - Москва, 1990