Глава 1

Основные понятия
экологии переработки
углеводородных систем

1.1. Нефтяные ресурсы
и мировые тенденции
развития нефтепереработки и нефтехимии

Специалистами периодически высказываются мнения о снижении объемов нефтепереработки из-за ограниченности мировых сырьевых ресурсов, но жизнь постоянно вносит коррективы в данные специалистов о запасах нефти. Например, в начале века полагали, что запасы нефти составляют 190 млн. т. Мировые ресурсы нефти по современным данным различных исследований составляют 196-200 млрд. т условного топлива (у.т.). Условное топливо используется в мировой энергетике для сопоставления эффективности различных видов топлив и исчисляется в единицах топлива, имеющего на 1 кг теплоту сгорания 29,3 МДж. Несмотря на развитие атомной энергетики, в период до 2020 г. вклад нефти в энергетический баланс сократится с 40 до 38%, но нефть останется основным энергоносителем в мире. В мировой нефтяной экономике за единицу измерения объема нефти принят 1 баррель (159 л). Предполагается, что к 2020 г. объем мирового потребления нефти составит 110 млн. баррелей в сутки, что на 35 млн. баррелей выше нынешнего уровня.

По данным отчета Министерства энергетики США International Energy Outlook-1999, который охватывает период времени вплоть до 2020 г., намечается следующая тенденция промышленного роста (табл. 1.1).

Наблюдается взаимосвязь энергопотребления и общего экономического развития общества. Такой подход правомерен в отношении развивающихся стран, где условия промышленного роста и стандартный уровень жизни для народа еще только создаются. В странах Европы и Америки, широко применяющих на производстве и в быту энергосберегающие технологии, взаимосвязь между

14

Таблица 1.1

Тенденция промышленного роста энергетики

Регионы 1995-2020 гг. 1997-2010 гг. 1995-2010 гг.
IEO99* IEO98* IEA* DRI* PEL* PIRA*
Минимальный рост Наиболее вероятный рост Максимальный рост
Весь мир в целом 1,7 2,9 4,0 3,1 3,1 2,9 2,9 3,5
Индустриально развитые страны 1,3 2,3 3,2 2,3   2,3 _ 2,4
Северная Америка 1,4 2,4 3,3 2,1 2,1 2,4 2,7 2,6
Западная Европа 1,4 2,4 3,4 2,4 2,0 2,4 2,5 2,5
АТР 0,9 1,9 2,9 2,3 1,8 1,9 1,7 1,4
Страны бывшего СССР и Восточной Европы 1,4 2,9 5,7 3,7 3,3 3,5   3,3
Бывший СССР 0,5 2,0 4,8 3,6 - 3,1 1,4 _
Восточная Европа 2,7 4,1 7,0 4,4 - 4,1 3,2 -
Развивающиеся страны 3,1 4,8 6,3 5,2 - 4,8 - 4,7
Азия 3,2 4,9 6,4 5,7 - 4,9 - 4,5
Китай 3,8 6,7 8,1 7,9 5,5 6,7 7,8 6,1
Ближний Восток 2,6 4,1 5,5 3,8 2,7 4,1 3,6 3,6
Африка 2,1 3,6 5,0 4,1 2,5 3,6 2,6 3,5
Центральная и Южная                
Америка 2,9 4,3 5,7 4,3 3,3 4,3 3,3 3,7

* IEO - International Energy Outlook; IEA - International Energy Agency; DRI - Standard & Poor's DRI; PEL -Petroleum Economics, Ltd; PIRA - Petroleum Industry Research Associates. Данные приведены в относительных единицах к 1995 г.

15

Таблица 1.2

Прогнозируемый относительный рост энергопотребления в мире

Регионы 1995-2020 гг.
IE099
Минимальный рост Наиболее вероятный рост Максимальный рост
Весь мир в целом 1,2 2,1 2,9
Индустриально развитые страны 0,8 1,2 1,6
Северная Америка 0,9 1,3 1,6
Западная Европа 0,7 1,1 1,5
АТР 0,5 1,0 1,6
Страны бывшего CCCР и Восточной Европы 0,5 1,1 2,4
Бывший СССР 0,2 0,9 2,2
Восточная Европа 1,1 1,7 2,8
развивающиеся страны 2,2 3,6 4,7
Азия 2,2 3,5 4,5
Китай 2,2 4,1 5,0
Ближний Восток 1,9 3,0 4,2
Африка 1,3 2,3 3,2
Центральная и Южная Америка 2,7 4,3 5,8

темпами экономического роста и потреблением энергии не проявляется однозначно. Поэтому на практике перерасчет для перехода от экономики к росту энергетики выполняется с применением системы специальных коэффициентов. Увеличение энергопотребления в мире будет в основном зависеть от динамики экономического роста.

Как следует из табл. 1.2, совокупное мировое потребление энергии к 2020 г. может возрасти более чем на 50%, достигнув 612 квадрильонов британских тепловых единиц (БТЕ)1 в год. При этом в развивающихся странах энергопотребление и соответственно переработка нефти на НПЗ по топливному варианту будут возрастать наибольшими темпами и в 2016-2017 гг. будет достигнут уровень затрат энергии в индустриально развитых странах. В странах Восточной Европы, СНГ и России, вслед за общим экономическим

16

ростом, прогнозируется увеличение энергопотребления по сравнению с сегодняшним уровнем.

На рис. 1.1-1.4 приведены данные прогноза по росту энергопотребления и нефтедобычи в различных регионах и экономических системах до 2020 г. Как видно из диаграмм, темпы роста линейно возрастают. Последнее обстоятельство свидетельствует о расширении масштабов экологических проблем. В соответствии с прогнозами, на прирост доли нефти в структуре мирового потребления в промышленно-развитых странах приходится около 1/3 ожидаемого общемирового прироста, а среднегодовые темпы роста потребления нефти не превысят 1%. В результате удельный вес данной категории стран в мировом потреблении нефти и нефтепродуктов, составлявший в 1996 г. почти 70%, к 2020 г., вероятно, будет менее 50% (53-54 млн. баррелей в сутки). Как и прежде, наиболее динамично спрос на нефть будет расти в США (на 7,5-8 млн. баррелей в сутки), в то время как в Европе этот показатель возрастет только на 2,5 млн. баррелей в сутки, а остальной прирост придется на долю Японии, Канады, Австралии и Новой Зеландии. Таким образом, добыча нефти и, как следствие, ее переработка будут сохраняться на высоком уровне в первых двух десятилетиях

Рис. 1.1. Прогноз потребления энергии в мире при трех сценариях экономического развития до 2020 г., квадр. БТЕ: 1 - ускоренный экономический рост; 2 - основной сценарий; 3 - замедленный экономический рост
Рис. 1.1. Прогноз потребления энергии в мире при трех сценариях экономического развития до 2020 г., квадр. БТЕ: 1 - ускоренный экономический рост; 2 - основной сценарий; 3 - замедленный экономический рост

17

Рис. 1.2. Прогноз потребления энергии по регионам до 2020 г., квадр. БТЕ: 1 - индустриально развитые страны; 2 - развивающиеся; 3 - Восточная Европа и страны бывшего СССР XXI века.
Рис. 1.2. Прогноз потребления энергии по регионам до 2020 г., квадр. БТЕ: 1 - индустриально развитые страны; 2 - развивающиеся; 3 - Восточная Европа и страны бывшего СССР XXI века.

Это еще более обострит без того сложную экологическую ситуацию.

Проанализируем основные тенденции развития отечественной и мировой переработки нефти.

Рис. 1.3. Добыча нефти в мире
Рис. 1.3. Добыча нефти в мире

18

Рис. 1.4. Спрос на нефть в индустриально развитых странах мира
Рис. 1.4. Спрос на нефть в индустриально развитых странах мира

К традиционным регионам-лидерам по переработке нефти относятся Северная Америка, Западная Европа, Восточная Европа и страны СНГ. В последние годы в мировой нефтеперерабатывающей промышленности наблюдается тенденция к снижению доли традиционных регионов нефтеперерабатывающей промышленности и росту доли Азиатско-тихоокеанского региона и стран Ближнего и Среднего Востока (табл. 1.3). Так, за период 1994-2000 гг. доля регионов Северной Америки и Западной Европы снизилась с 25,4% и 19,5% до 24,5% и 17,7% соответственно, а доля Азиатско-тихоокеанского региона увеличилась с 18,7% до 24,1%.

В переработке нефти (по сравнению с 1989 г.) доля регионов Северной Америки, Западной Европы, Восточной Европы и стран СНГ несколько снизилась, а доля Азиатско-тихоокеанского региона возросла с 16,6% до 24,1%, Ближнего и Среднего Востока - с 6,9% до 7,3%. Территориальные сдвиги, проявившиеся в изменении размещения мощностей по переработке нефти в отдельных регионах, подтверждаются перераспределением численности НПЗ. Численность НПЗ в США, Западной Европе, Японии снижается, что связано с закрытием старых, маломощных, технически отсталых заводов и предприятий, расположенных в городской черте. Таким образом, экологические (загрязнение окружающей среды)

19

Таблица 1.3

Динамика региональных объемов переработки нефти

Регионы мира 1994 г. 1995 г. 1996 г. 1997 г. 1998 г. 1999 г. 2000 г.
млн. т/год % млн. т/год % млн. т/год % млн. т/год % млн. т/год % млн. т/год % млн. т/год %
Азиатско-тихоокеанский 682,9 18,7 720,9 19,4 740,1 19,9 814,3 21,4 849,8 21,7 938,6 23,4 982,7 24,1
Западная Европа 711,2 19,5 710,5 19,2 707,6 19,0 706,1 18,6 715,6 18,3 728,6 18,1 721,7 17,7
Восточная Европа и страны СНГ 642,3 17,6 642,6 17,3 636,6 17,1 632,5 16,6 637,5 16.3 604,3 15,0 602,4 14,8
Ближний и Средний Восток 252,6 6,9 263,9 7,1 265,9 7,1 271,1 7,1 283,1 7,2 289,1 7,2 297,7 7,3
Африка 143,0 3,9 141,3 3,8 141,3 3,8 142,5 3,7 146,5 3,7 150,3 3,8 152,2 3,7
Северная Америка 997,3 25,4 917,5 23 936,1 757 940,2 24,7 963,5 24,6 991,0 24,7 998,9 24,5
Южная и Центральная Америка 299,1 8,0 291,6 7,9 295,0 7,9 296,6 7,9 319,8 8.2 313,5 7,8 322,4 7,9
Итого 3658,4 100 3708,3 100 3722,6 100 3803,3 100 3915,8 100 4015,4 100 4078,0 100
Средняя мощность НПЗ, млн. т 5,18 5,24 5,28 5,43 5,59 5,32 5,39

20

и экономические (низкая рентабельность) причины стали основными при сокращении числа НПЗ в развитых странах.

Среди нефтяных компаний в мире по объему нефтепереработки (270 млн. т в год нефти) лидируют американские компании Exxon Corp. и Mobil Corp., которые владеют 44 собственными НПЗ. В Европе лидером является компания Royal Dutch/ Shell с объемом переработки 211 млн. т нефти в год. Крупнейшая в азиатском регионе Китайская компания Sinopec перерабатывает 125 млн. т нефти в год. Кроме того, в крупных компаниях зачастую реализуется весь цикл передовых нефтяных технологий, от разведки и разработки месторождений до переработки нефти и нефтехимии.

Основу нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности России составляют 26 крупнейших НПЗ разного профиля: топливного, топливно-масляного, топливно-масляно-нефтехимического. Среди крупнейших средняя мощность одного НПЗ составляет 9,71 млн. т, средний объем переработанной в 2000 г. нефти - 6,067 млн. т. Средняя мощность одного российского НПЗ с учетом мини-НПЗ - 5,59 млн. т в год, средний объем переработки на одном НПЗ в 2000 г. составил 3,477 млн. т, максимальный - 15,966 млн. т.

Наряду с основными НПЗ имеется ряд нефтемаслозаводов и мини-НПЗ. Специфика российских НПЗ заключается в удаленности от рынков сбыта нефтепродуктов, изношенности производственных фондов, несоответствии качества нефтепродуктов международным стандартам, низкой загрузке потенциальных мощностей и низкой глубине переработки нефти - около 65%.

Мощности процессов нефтепереработки в России и за рубежом представлены в табл. 1.4, 1.5. Для современной нефтепереработки характерно развитие процессов по выпуску нефтепродуктов улучшенного качества, что особенно актуально для российских НПЗ.

Характерной чертой последних десятилетий является развитие нефтехимии в крупнейших нефтяных компаниях. Нефтехимические комплексы и НПЗ связаны системами продуктопроводов и имеют общую основу. Во всем мире происходит процесс глобализации нефтяной, нефтехимической и химической промышленности. Лидерами мировой нефтехимии являются транснациональные корпорации BASF/Shell, Royal Dutch/ Shell, BP Amoco, Exxon Mobil, TotalFina Elf, Union Carbite, Dow Chemical и дочерние компании этих гигантов. В табл. 1.6, 1.7 приведены данные по производству основной крупнотоннажной продукции мировой и отечественной нефтехимии.

21

Таблица 1.4

Мощности по первичной переработке НПЗ ведущих стран мира
на 1.01.2001 г.

(по данным Oil & Gas Journal)

Страна Число НПЗ Суммарные мощности по первичной переработке нефти, млн. т/год Средняя мощность одного НПЗ, млн. т/год Доля от мировой переработки, %
Россия 42 271,77 6,47 6,69
США 152 826,93 5,44 2,35
Великобритания 11 88,55 8,05 2,18
Италия 17 117,96 6,94 2,90
Франция 13 94,77 7,29 2,33
Германия 17 112,95 6,64 2,78
Япония 35 248,10 7,09 6,11
Всего в мире 742 4062,58 5,48 100,00

Основу нефтехимических производств составляют установки по производству углеводородных газов - этилена, пропилена, бутана, а также комплексы по производству ароматических углеводородов - бензола, ксилолов и т.д. В состав нефтехимических производств входят также производства кислородсодержащих веществ - спиртов, эфиров (метил-терет-бутилового и др.) и т.д. Важное место в структуре нефтехимических производств занимают производства высокомолекулярных соединений: полиэтилена, полипропилена.

Мировая нефтехимия развивается опережающими темпами по сравнению с остальными отраслями экономики; себестоимость нефтехимической продукции снижается, несмотря на рост цен на нефть. Это достигается за счет внедрения новых технологических процессов и оптимизации существующих, энергоемкость которых снижена на 30-40%.

Сложная ситуация с нефтехимическими производствами наблюдается в России. Несмотря на некоторый рост производства в 1999-2000 гг., уровень выпуска нефтехимической продукции существенно отстает от уровня 1988 г. (табл. 1.7-1.9). В России с 1990 г. наблюдается спад нефтехимии на фоне неуклонного роста соответствующих производств в мире.

22

Таблица 1.5

Суммарные мощности основных процессов переработки нефти в ведущих странах мира на 1.01.2001 г., млн. т
(по данным Oil & Gas Journal)

Страна Первичная переработка нефти Термические процессы Каталитический крекинг Каталитический риформинг Гидрокрекинг Гидрообес-
серивание
Алкилирование Изомеризация Средняя мощность одного НПЗ
Россия 271,77 22,37 17,15 35,33 1,93 96,45 0,46 0,57 6,47
США 826,93 112,19 289,63 162,38 71,07 495,32 53,40 25,30 5,44
Великоб-
ритания
88,55 8,43 23,04 15,05 1,59 46,32 4,25 3,58 8,05
Италия 117,96 23,96 15,81 12,34 13,39 48,91 1,67 3,59 6,94
Франция 94,77 8,00 19,23 12,01 0,77 42,37 0,84 2,77 7,29
Германия 112,95 17,82 17,81 17,47 8,30 73,07 1,23 2,87 6,64
Япония 248,10 4,59 41,42 32,86 8,15 194,39 1,96 0,85 7,09

23

Таблица 1.6

Производство крупнотоннажных продуктов нефтехимии (2000 г.)

Продукция Мировые мощности, млн. т/год Доля нефтяных компаний Доля прочих компаний
Этилен 89,6 48,0 52,0
Пропилен 40,9 65,0 35,0
Бензол 24,4 76,5 23,5
Ксилолы 20,1 94,5 5,5
Бутадиен 8,4 41,2 58,8
Метанол 26,4 34,2 65,8
Изопропанол 1,9 67,0 33,0
Стирол 18,0 47,0 53,0
Акрилонитрил 4,8 24,4 75,6
Уксусная кислота 5,5 20,0 80,0
Фталевый ангидрид 2,7 14,0 86,0
Капролактам 3,8 7,0 93,0
Полистирол 11,8 29,0 71,0
Полипропилен 22,4 20,0 80,0

Таблица 1.7

Производство нефтехимической продукции в России, тыс. т

Продукция 1 1988г. 1998 г. 1999 г.
Этилен 2355 1165 1630
Пропилен 1040 531 950
Бензол 1444 546 736
Ксилолы 870 461 520
пара-Ксилол 356 221 240
Этанол 64 28 35
Бутанол 343 127 198
Метанол 2508 1179 1442
Фенол 508 104 127
Стирол 429 169 245
Фталевый ангидрид 120 24 23
Оксид пропилена 37 33 34
Оксид этилена 513 211 270
Технический углерод 774 292 349

24

Особенно тяжелое положение сложилось в производстве мономеров и полимеров. За годы реформ вырос только выпуск полипропилена. В целом наблюдается снижение производства полимеров - полиолефинов, эластомеров, синтетических волокон, химических нитей (табл. 1.8). Напомним, что в 1988 г. Россия занимала первое место в мире и обеспечивала до 22% мирового производства синтетического каучука (СК). В настоящее время в производстве СК Россия занимает третье место в мире после США и Японии. По остальным показателям ситуация еще более тяжелая. Так, производство полистирола и волокон снизилось на 75-80%, производство поливинилхлорида и полиэтилена - на 30-40%. Производство пластмасс в расчете на душу населения в России упало за прошедшее десятилетие с 8 до 4,6 кг. Для сравнения отметим, что в Европе этот показатель достигает 30 кг, а в США - 32 кг. Китай намерен довести выпуск пластмасс до 10 кг на душу населения к 2005 г. Очень сложное положение в производстве упаковочных материалов и пленок. Так, производство полимерной пленки составляет 4% от уровня 1988 г. Ежегодно Россия вынуждена закупать до 150 тыс. т пластмасс для упаковочной тары и до 200 тыс. т полиэфирных волокон. Дело в том, что в бывшем СССР 9% полиэфирных волокон производилось в России, а 91% - в Белоруссии. Это положение сохраняется и в настоящее время. Снижение объемов производства синтетических волокон приводит к упадку текстильной промышленности. В табл. 1.9 приведены данные по производству конечных продуктов нефтехимии, в частности резинотехнических изделий.

Причины системного кризиса нефтехимии в России заключаются в следующем:

  • - инфляции и натуральном обмене в сфере обращения;

Таблица 1.8

Динамика производства полимерной продукции в России, тыс.

Продукция 1988 г. 1998 г. 1999 г.
Пластмассы и синтетические смолы 2558 1615 2199
Поливинилхлорид и сополимеры 407 297 419
Полиэтилен 806 594 802
Полипропилен 109 148 199
Полистирол и сополимеры 212 35 67
Синтетический каучук 2438 621 737
Волокна и нити химические 722 131 135
Синтетические волокна 317 63 73

25

Таблица 1.9

Динамика производства конечной нефтехимической продукции в России

Продукция 1988 г. 1998 г. 1999 г.
Пленки полимерные, млн. м2 2280 98 132
Трубы из термопластов, тыс. т 42 38 42
Другие изделия из пластмасс, тыс. т 165 129 170
Автошины, тыс. шт. 47655 23510 28004
Лента резинотканевая, тыс. м2 9102 2064 2233
Лента резинотросовая тыс. м 531 186 114
Неформованные РТИ, т 356 221 240
Формованные РТИ, т 64 28 35
Обувь из полимерных материалов, тыс. пар 343 127 198
Синтетические моющие средства 2508 1179 1442
  • - наличии мелких посреднических фирм - поставщиков сырья и продукции;
  • - неблагоприятной таможенной политике;
  • - сокращении поставок нефти на внутренний рынок;
  • - отсутствии достаточного количества сырья;
  • - политике нефтяных компаний;
  • - энергоемкости производств, высоких транспортных тарифах.

Выход из кризисного состояния очевиден и заключается в интеграции предприятий нефтепереработки и нефтехимии, в совершенствовании системы управления и инвестиций, в контроле над естественными монополиями, во внедрении передовых технологий и в благоприятной таможенной политике. В России имеются примеры успешного развития нефтехимии на отдельных предприятиях и компаниях.

Вопросы:

  • Основные тенденции развития мировой нефтехимии.
  • Почему в начале XXI века сохранится тенденция увеличения объема нефтепереработки?
  • Сформулируйте основные тенденции развития нефтехимии и нефтепереработки в ближайшем будущем.
  • Какие шаги следует предпринять для повышения эффективности нефтепереработки и нефтехимии в России?
  • Какова роль полимерной химии в структуре нефтехимической промышленности?

26


1 Британская тепловая единица - 1055,06 Дж


Купить BlueTooth гарнитуру

Яндекс цитирования Rambler's Top100
Tikva.Ru © 2006. All Rights Reserved