Отчет по производственной практике в нефтепереработки

В конце 1991 г. распался Советский Союз. Россия переходит на новые экономические пути развития. Первая Российская нефтяная компания была создана в 1992 г. на базе крупных нефтяных месторождений Западной Сибири и двух нефтеперерабатывающих заводов - Волгоградского и Пермского - и получила название «ЛУКойл».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Природные энергоносители

 

 

Основными источниками  энергии в течение многих лет  были и остаются природные ископаемые, хотя в последнее время все большее значение приобретает разработка новых альтернативных источников энергии.

К природным  горючим ископаемым относятся торф, горючие сланцы, каменные и бурые угли, нефти, природный газ, природные битумы. Все это - невосполнимые источники энергии. Издавна человек использовал восполняемые источники энергии - солнечное излучение, энергию ветра, падающей воды, приливов и отливов и т. д. В последние десятилетия человек использует и атомную энергию, которая, несмотря на целый ряд ограничивающих условий, получает все большее распространение. Энергия солнца, ветра и других источников привлекает внимание экономически развитых стран не только как восполнимые, но и как экологически чистые источники энергии.

Отрасли промышленности, занятые добычей, транспортировкой и переработкой различных горючих ископаемых, а также выработкой и распределением энергии, называют топливно-энергетическим комплексом (ТЭК). ТЭК является основой современной мировой экономики.

Почти 90 % мировых  потенциальных запасов органических энергоносителей составляют твердые горючие ископаемые (угли, сланцы, торф, битумы), среди которых преобладает каменный уголь. Получаемый химической переработкой угля кокс является основой черной и цветной металлургии, жидкие продукты переработки угля (смолы) - источник различных коксохимических продуктов. Но особенно велика сегодня роль нефти и газа: это не только источники энергии, но и ценнейшее химическое сырье. Нефть и газ определяют как технический потенциал и социально-экономическое положение государства, так и его политику.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Ресурсы и месторождения  нефти

 

 

Мировые извлекаемые  запасы нефти оцениваются в 141,3 млрд т (табл. 1.1). Этих запасов при нынешних объемах добычи нефти хватит на 42 года. Из них 66,4 % расположено в странах Ближнего и Среднего Востока. Для этого региона характерно не только наличие огромных запасов нефти, но и концентрация их преимущественно на уникальных (более 1 млрд т) и гигантских (от 300 млн т до 1 млрд т) месторождениях (табл. 1.2) с исключительно высокой продуктивностью скважин. Среди стран этого региона первое место в мире по этому показателю занимает Саудовская Аравия, где сосредоточено более четверти мировых запасов нефти. Огромными запасами нефти в этом регионе обладают Ирак, Иран, Кувейт и Абу-Даби -арабские страны, каждая из которых владеет почти десятой частью мировых ее запасов.

Второе место  среди регионов мира занимает Американский континент - 14,5 % мировых извлекаемых запасов нефти. Наиболее крупными запасами нефти обладают Венесуэла, Мексика, США и Бразилия. Извлекаемые запасы нефти в Африке составляют 6,9 %, и т. ч. Ливии - 2,9, Нигерии - 2,3 и Алжире - 0,9 %.

До недавнего  времени считалось, что Западная Европа бедна нефтью и газом. Но в последние три десятилетия были открыты крупные их месторождения в акватории Северного моря, главным образом в британских (0,5 млрд т) и норвежских (1,5 млрд т) территориях.

В Азиатско-Тихоокеанском  регионе промышленными запасами нефти обладают Китай (2,31 %), Индонезия (0,5 %), Индия, Малайзия и Австралия (в сумме 1 % от мировых).

Восточно-Европейские  бывшие социалистические страны и бывший СССР владеют 5,7 % извлекаемых запасов нефти, в т. ч. бывший СССР - 5, Россия - 4,7 %.

В мире насчитывается  в настоящее время более 25 тыс. нефтяных месторождений, имеющих промышленное значение, 29 из них являются уникальными  сверхгигантами (монстрами) (см. табл. 1.2). Среди них

в четырех месторождениях сконцентрировано почти 30 млрд т ; извлекаемых запасов. Большинство уникальных и гигантских (их 45 в мире) месторождений нефти находится в странах Среднего Востока и Латинской Америки.

Самыми крупными из уникальных нефтяных месторождений мира являются Гавар и Большой Бурган. Месторождение Гавар Саудовской Аравии с извлекаемыми запасами нефти 10,2 млрд т (что превышает суммарные запасы всех месторождений бывшего СССР) открыто в 1948 г. Длина его 225 км, ширина от 16 до 25 км, глубина залегания пластов 1550-1750 м. Дебит скважин достигает 1500 т/сут. Большой Бурган (Кувейт) с начальными извлекаемыми запасами нефти в 9,9 млрд т выявлен в 1938 г. Глубина залегания пластов 1700-2300 м.

Суточный дебит скважин достигает 1500-2000 т. Эти два монстра представляют собой как бы гигантский подземный резервуар с нефтью и являются баснословным богатством для этих маленьких арабских стран.

Если посмотреть на географию месторождений нефти  и газа, то нетрудно заметить, что многие из них морские. Считается, что потенциальные морские ресурсы углеводородного сырья составляют более половины общемировых. В наши дни нефть и газ обнаружены на дне всех пяти океанов. Сегодня добыча морской нефти достигла примерно одной трети от общей ее добычи. Ожидается, что в начале нового века половину нефти и газа будут получать из недр морей и океанов.

 

Таблица 1 - Уникальные нефтяные месторождения мира

(с запасом  более 1 млрд. т)

 

 

Месторождение	Страна	Начальные запасы, млрд т
Гавар	Саудовская  Аравия	10,2
Бурган	Кувейт	9,9
Боливар	Венесуэла	4,4
Сафания-Харджи	Саудовская  Аравия	4Д
Румайла	Ирак	2,7
Ахваз	Иран	2,4
Киркук	Ирак	2,2
Марун	Иран	2,2
Гачсаран	Иран	2,1
Ата-Джари	Иран	1,9
Абхайк	Иран	1,7
Чиконтечеп	Мексика	1,6
Манифа	Саудовская  Аравия	1,5
Лагунильяс	Венесуэла	1,5
Прадхо-Бей	США (штат Аляска)	1,4
Хасси-Мессауд	Алжир	1,4
Ферейдун-Марджин	Иран	1,4
Биби-Хакиме	Иран	1,2
Хуроме	Саудовская  Аравия	1,2
Катиф	Саудовская  Аравия	1,2
Бу-Хаса	ОАЭ	1,2
Бермудес	Мексика	1,1
Сарир	Ливия	1,1
1'аудатайн	Иран	≈1
Ми нас	Индонезия	≈1
Шуайба	Саудовская Аравия	≈1
Берри	Саудовская  Аравия	≈1

 

 

 

1.4 Основные задачи современной нефтепереработки.

 

 

Как уже отмечалось, по объему добычи нефти Россия занимает лидирующее положение в мире. К 2020 г. намечается увеличение добычи нефти и газоконденсата до 450-520 млн. т/год, Располагая огромными невосполнимыми природными ресурсами, важно развивать их рационально переработку и использование, России предстоит менять структуру нефтяного комплекса, интенсивно развивая переработку и сокращая экспорт нефти, сохраняя тем самым природные богатства для будущих поколений.

Переработка нефтяного  сырья на российских НПЗ осуществляется с недогрузкой мощностей и  с низкой (относительно мировой) степенью конверсии мазута, что обусловлено  особенностью потребления топлив в энергетическом балансе.

Потребление моторных топлив и других нефтепродуктов на душу населения  остается крайне низким по сравнению с развитыми странами мира.

Очень важны вопросы  обновления технической базы, увеличения глубины и объемов переработки нефти.

Во многих развитых странах  объемы переработки значительно больше, чем добычи нефти (млн. т/год): США -  800 и 360; Западная Европа - 700 и 300 соответственно, в то время как в России эти цифры составляют 180 - 200 и 400- 450. Таким образом, даже имеющиеся в стране мощности первичной переработки нефти (около 268 млн. т/год) загружены не полностью.

Одна из главных задач  отрасли в нашей стране - углубление переработки нефти с получением ценных продуктов, отвечающих современным требованиям по эксплуатационным и экологическим характеристикам.

Глубина переработки  нефти характеризуется в основном количеством полученных моторных топлив (составляющих большую часть нефтепродуктов) - самых крупнотоннажных продуктов производства. Суммарное количество вырабатываемых предприятием моторных топлив зависит от мощности вторичных процессов, сырьем которых является тяжелое нефтяное сырье - остатки атмосферной и вакуумной перегонки, тяжелые вакуумные газойли, газойли термических процессов, дающее возможность получить дополнительное количество светлых нефтепродуктов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Химическая природа и состав нефти и газа

           2.1. Состав попутных газов и газоконденсатов

 

Пластовая нефть, добываемая из недр земли, представляет собой сложную физическую смесь углеводородов парафинового, нафтенового и ароматического гомологических рядов с примесью кислородных, азотистых и сернистых соединений. Отдельные углеводороды и фракции, выделенные из этой смеси, находятся при нормальных условиях (Р= 101,09кПа, или 760мм рт.ст., и t-20"C) в газообразном, жидком или твердом состоянии.

При извлечении пластовой нефти из недр изменяются ее давление и температура, в результате чего она из однофазного жидкого  состояния переходит в двухфазное - разгазированную нефть и нефтяной газ. Разгазированная нефть -это смесь жидких углеводородных компонентов и неуглеводородных примесей, получаемая при извлечении пластовой нефти из недр отделением части растворенных в ней углеводородных компонентов и примесей при снижении давления или повышении температуры. Нефтяной газ - это смесь газо- и парообразных углеводородных и неуглеводородных компонентов, выделяющихся из пластовой нефти при ее разгазировании.

Количество  попутных газов (в нм³), приходящееся на 1 т добытой нефти, называется газовым фактором. Он зависит от условий формирования и залегания нефтяных пластов. Этот показатель изменяется в широких пределах и для нефтяных месторождений России составляет в среднем свыше 100 нм³/т . Газовый фактор и ресурсы газа постоянно изменяются в зависимости от распределения объема добычи нефти по месторождению, технологии разработки месторождения, условий сбора и сепарации нефтегазовой смеси, климатических условий и других факторов.

 

 

Состав  попутных газов

 

Если природные газы в основном состоят из метана, то большинство попутных газов содержит значительное количество углеводородов С₃ и выше. Качественная характеристика нефтяного газа различных месторождений неодинакова и изменяется в процессе эксплуатации скважин. Этим же объясняются разночтения составов газов одного и того же месторождения в различных источниках.

Большинство попутных газов содержит в основном шткановые углеводороды (от метана до декана) и незначительное количество циклоалканов. В некоторых попутных газах присутствуют следы ароматических углеводородов. Частым спутником попутных газов является воздух, количество которого зависит от герметичности системы сбора газа на промыслах. Кроме того, в газах иногда присутствуют азот, диоксид углерода, сероводород, меркаптаны, сероуглерод, карбонил сульфида, гелий и другие редкие газы, влага. В некоторых попутных газах содержится до 5 % сероводорода и до 30 % диоксида углерода.

 

Состав  газоконденсатов

 

Месторождения, в которых  жидкие углеводороды растворены в газовой фазе, называются газоконденсатными. Газовый конденсат получают промысловой обработкой газа. Основной способ обработки конден-сатсодержащего газа — низкотемпературная конденсация (сепарация) с использованием холода, получаемого за счет дроссельэффекта (пластовой энергии газа), либо холода, вырабатываемого на специальных установках. Формально продукцию газоконденсатных месторождений, содержащую пентаны и более тяжелые углеводороды, принято называть газовым конденсатом. На практике пользуются также термином стабильный конденсат. Этот продукт наряду с пентаном и высшими углеводородами содержит также пропан, бутаны.

Конденсаты  различных месторождений сильно различаются по своему групповому химическому составу и содержанию гетеросоединении. Одни конденсаты обладают ярко выраженным метановым характером, в других преобладают нафтеновые углеводороды, в некоторых конденсатах содержатся в значительных количествах ароматические углеводороды. Это определяет схему их переработки, количество и качество получаемых продуктов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Состав нефти

Элементный  состав нефти

 

Нефть - это смесь очень большого числа химических соединений на основе углеводородов, образовавшихся из исходного органического вещества в результате длительного взаимодействия со средой залегания под воздействием многих факторов.

Нефть представляет собой  маслянистую жидкость, полный химический состав которой определить современными инструментальными способами практически невозможно.

Основными химическими  элементами, входящими в состав нефти, являются углерод, водород, сера, азот и кислород. Углерод и водород  содержатся в различных нефтях в  количестве 82-87 % (мас.) и 11- 14 % (мас.) соответственно. Они являются составной частью всех химических соединений нефти. Среди полезных ископаемых (исключая нефтяной газ) нефть имеет наивысшую теплоту сгорания, так как в ней содержится наибольшее количество водорода. В связи с этим горючие свойства нефти принято характеризовать соотношением количеств водорода и углерода (Н : С) в %. Сера входит в состав гетероатомных соединений. По содержанию серы нефти делятся на три класса: в малосернистых нефтях она составляет до 0,5%, в сернистых - от 0,51 до 2,0 %, а в высокосернистых - от 2,01 %. Азота и кислорода в нефти - до 1,8 и 3,0 % (мас.) соответственно. В нефтяной золе найдено около 30 металлов, из которых наиболее распространенными являются V, Ni, Fe, Zn, Cu, Mg, Al.

Групповой химический состав

В состав нефти  входят следующие группы соединений: углеводороды, гетероатомные соединения, смолы и асфальтены. Углеводороды природных нефтей представлены тремя группами - алканами, цикло-алканами и аренами. Непредельных углеводородов (алкенов) в природных нефтях не обнаруживается, они образуются только в процессе переработки нефти.

К гетероатомным  соединениям относятся серо-, азот-, кислород - и металлсодержащие соединения.

Смолы и асфальтены не являются характерной группой  химических соединений, они представляют собой концентрат высокомолекулярных (М выше 1500—2000) соединений, находящихся в нефти в виде коллоидов.

 

 

 

Парафиновые углеводороды (алканы).

 

Низшие члены  этого ряда - метан, этан, пропан и бутаны (нормального и изостроения) - газообразные соединения. Они находятся в нефти в растворенном состоянии, кроме того, они являются основной составной частью природного и попутного нефтяного газов. Газы, богатые пропаном, бутаном и более тяжелыми углеводородами, называются жирными. Из них получают газовый бензин, сжиженные газы и индивидуальные углеводороды для органического синтеза. Газы, почти полностью состоящие из метана и этана, используются как бытовое и промышленное топливо, частично как сырье для производства технического углерода, ацетилена и продуктов органического синтеза. Легкие углеводороды широко используются в качестве моторного топлива в наземном и воздушном транспорте (в сжатом и сжиженном виде).