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

* 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

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

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.

Это еще более обострит без того сложную экологическую ситуацию.

Проанализируем основные тенденции развития отечественной и мировой переработки нефти.

18

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

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)

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

23

Таблица 1.6

Производство крупнотоннажных продуктов нефтехимии (2000 г.)

Таблица 1.7

Производство нефтехимической продукции в России, тыс. т

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.

25

Таблица 1.9

Динамика производства конечной нефтехимической продукции в России

• - 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