Нафтохімічні продукти. Найважливіші технологічні процеси отримання найбільш значущої продукції хімії та нафтохімії Найважливіші продукти нафтохімії

Хімія та нафтохімія займає в промисловості Росії не останнє місце за доходами. У ній зайняти велику кількість робітників та менеджерів. Хімічна та нафтохімічна промисловість Росії займає одне з основних місць в економіці та валовому внутрішньому продукті всієї країни. Робота всього комплекту має основне значення для багатьох інших галузей промисловості та всієї вітчизняної економіки.

Хімія та нафтохімія є однією з основних галузей, яка має величезний потенціал для експорту та посідає друге місце у зовнішній торгівлі Російської Федерації. Питома вага хімічної та нафтохімічної промисловості у всьому обсязі промислового виробництвав країні залишається стабільним уже протягом десятка років і становить приблизно 6-7% від загального обсягу.

Історія хімії та нафтохімії в Росії не була настільки легкою і безхмарною, як може здатися на перший погляд. Хіміяі нафтохімія розвивалася своєю особливою чергою, переживала спади і зростала до немислимих висот, займаючи в середині 90-х більше 10% всього ВВП країни. На початку дев'яностих вся промисловість переживала неприємний спад, який виник через велику конкуренцію з боку західних компаній і погану якість вітчизняної продукції. Хімія і нафтохімія не були в цьому падінні першими, але все ж таки втратили значну частину своїх клієнтів. На середину дев'яностих ринок хімії та нафтохімії пережив бум продажів. Більшість підприємств галузі показали позитивне зростання і досягли рівня виробництва, який був у них ще за СРСР. Але це тривало не довго. Незабаром вибухнула економічна криза 1998 року, яка торкнулася всі галузі промисловості. Рівень виробництва у хімії та нафтохімії становив лише 40% від виробництва 1991 року. Але після кризи хімічна та нафтохімічна промисловість стала одним із локомотивів, які тягли всю економіку країни вперед. Вже 1999 року зростання становив 21%. У двохтисячне зростання становило приблизно 10-15% щороку. Так тривало до нової економічної кризи на початку 2008 року. Під час економічної кризи хімія та нафтохімія припинила своє зростання, але практично не втратила виробництва.

Криза найменше вдарила по галузі хімії та нафтохімії, яка почала підтримувати й іншу промисловість. Відновлювальні процеси у галузі Росії йдуть вищими темпами, ніж вся промисловість загалом. Це дає привід говорити про достатній економічний потенціал та зростання в галузі хімії та нафтохімії.
Приріст хімічного та нафтохімічного виробництва за 2010 рік становив приблизно 20% за різними показниками. Зростання виробництва синтетичних смол і пластмас становить 16%, продукти органічного синтезу збільшили виробництво ще на 21%, каучуку виготовили більше на 14%, пластмасові вироби досягли свого максимального зростання на 25%.

Найважливішим зрушенням у хімії та нафтохімії є те, що збільшилися інвестиції. Вони виросли вдвічі порівняно з 2009 роком і продовжують зростати. Завантаження всіх потужностей галузі збільшилося з 43% у 2009 році до 67% у 2010. Нові контракти з іноземними покупцями дозволяють збільшувати виробництво всіх компонентів у галузі та на початку 2011 року. Хімія та нафтохімія пожвавилася завдяки кільком факторам.

Хімія та нафтохіміямають кілька переваг над іншими галузями промисловості: потужна сировинна база, постійне зростання попиту, як усередині країни, так і за її межами, державна підтримка, чудова наукова база для подальшого розвитку. Уряд Росії ухвалює закони, які лобіюють захист вітчизняних виробниківхімії та нафтохімії, а також обмежує роботу конкурентних зарубіжних компаній.

Але є й недоліки: великий рівень зносу обладнання та старі технології виробництва матеріалів, більша залежність від експорту, велика конкуренція з боку західних компаній, брак інвестицій, великі витрати на транспортування, нестача кадрів, великі ризики у виробництві хімікатів.

Компанія «Грасіс» забезпечує газорозділювальним та повітророзподільним обладнанням замовників нафтопереробної, нафтохімічної та хімічної галузей, пропонуючи широкий вибір сучасних високотехнологічних азотних, кисневих, водневих установок та станцій.

Азот, що виробляється на установках «Грасис», використовується для створення інертного середовища в ємностях, азотного пожежогасіння, продування та випробування трубопроводів, регенерації каталізаторів, упаковки продукції в азотному середовищі.

Кисень широко використовується для окислення вихідних реагентів з метою отримання азотної кислоти, етиленоксиду, пропіленоксиду, вінілхлориду та інших важливих хімічних сполук.

Водневі установки «Грасіс» дозволяють концентрувати водень з віддувних газів піролізу, дегідрування алканів та алкенів та інших технологічних потоків.

Основне застосування

Одержання газоподібного азоту з повітря - один з основних напрямків поділу та одержання газів за допомогою мембранної технології. Азот, хімічно інертний газ, не підтримує горіння будь-яких вуглеводневих речовин.

Принцип дії установок газового пожежогасіння полягає у створенні в приміщенні середовища зі зниженим вмістом кисню - менше 10%, у такому середовищі процес горіння стає неможливим.

Установки газового пожежогасіння не тільки дуже ефективні - здатні гасити пожежу за кілька секунд незалежно від віддаленості вогнища займання, але також невибагливі та надійні в експлуатації. У багатьох випадках вони являють собою єдиний тип обладнання, що застосовується для гасіння важкодоступних вогнищ пожежі, як, наприклад, у шахтах. Крім того, установки пожежогасіння «Грасис» можна використовувати для підтримання постійного складу інертної атмосфери у спорудах.

Ці та інші унікальні якості зумовлюють настановам все більше визнання та поширення у різних галузях людської діяльності. Поєднання останніх наукових досягнень та багатого досвіду фахівців компанії забезпечує установкам пожежогасіння «Грасіс» ряд очевидних переваг:

Не завдається шкоди обладнанню.

Внаслідок гасіння пожежі азотною установкою не завдається жодної шкоди цінному обладнанню, на відміну від пінних та водяних систем пожежогасіння.

Об'ємне гасіння пожежі.

Установка азотного пожежогасіння дозволяє гарантувати об'ємне гасіння пожежі. Ефективність пожежогасіння залежить від важкодоступності вогнища загоряння.

Постійне інертування.

Конструкція установки пожежогасіння дозволяє використовувати її для підтримки постійного пожежобезпечного складу атмосфери.

Можливість контейнерного виконання.

Установка азотного пожежогасіння може бути виконана в контейнерному варіанті на основі санчат або шасі.

Повна автоматизація.

У разі пожежі азот з ресивера автоматично подається в приміщення або технологічну ємність, де сталося загоряння.

Простота експлуатації.

Установки дуже прості в експлуатації та не потребують обслуговування. Пожежногасіння та подальше заповнення ресивера азотом відбувається без безпосередньої участі людини.

Не потрібна дозаправка.

На відміну від традиційних систем пожежогасіння, установкам пожежогасіння «Грасис» не потрібна дозаправка. У разі використання азоту для пожежогасіння чи технологічних потреб установка заповнює запаси азоту.

Екологічна чистота.

Азот є екологічно чистим газом, тому використання установок азотного пожежогасіння не має жодного шкідливого впливу на навколишнє середовище.

Низькі експлуатаційні витрати.

Азот - ефективний вогнегасний газ, який виробляється установкою зі звичайного атмосферного повітря, внаслідок чого експлуатаційні витрати виявляються дуже незначними.

Конструкція установки пожежогасіння дозволяє використовувати її підтримки постійного складу атмосфери з певної допустимої концентрацією кисню у приміщенні чи резервуарі. Це дозволяє гарантувати практично повну пожежо- та вибухобезпеку, тому що в середовищі з вмістом кисню менше 10% горіння переважної більшості речовин стає неможливим. Крім того, азот, що виробляється установкою, може бути використаний для продування технологічних обсягів, в такому випадку відбувається автоматичне його заповнення в ресивері.

Азот є найбільш затребуваним газом для забезпечення вибухо- та пожежної безпеки в різних галузях промисловості: від харчової до атомної. Будучи інертним газом, азот дозволяє за його подачі в технологічний обсяг витіснити кисень і уникнути реакції окиснення.

Горіння є реакцією швидкого окислення, яка зумовлена наявністю в атмосфері кисню, а також джерелом займання - іскрою, електричною дугою, хімічною реакцією зі значним виділенням тепла. Для запобігання спалаху слід таку реакцію не допустити.

Серед з концентрацією азоту близько 90% процес горіння стає неможливим. Тому вироблені «Грасис» стаціонарні азотні установки та мобільні азотні станції, призначені для виробництва азоту від 5 до 5000 м³/год при чистоті від 90 до 99,96%, дозволяють ефективно запобігти загорянню, а в разі потреби згасити вогнище пожежі.

Азотні установки та станції «Грасис» широко використовуються для забезпечення вибухо- та пожежної безпеки при транспортуванні, перевалці, зберіганні вуглеводнів та вибухонебезпечних хімічних речовин. Азот найчастіше застосовується для продування технологічного обладнання, ємностей, трубопроводів, а також для створення «азотної подушки».

НАФТОХІМІЯ, область хімії, що вивчає склад, св-ва та хім. перетворення компонентів нафти та прир. газу, а також процеси їхньої переробки.

Історична довідка.Початок досліджень з Н. відносять до останньої чверті 19 ст. (приблизно 1880), коли пром. видобуток нафти у світі (в осн. Росія та США) досяг 4-5 млн.т/рік. Працями Д. І. Менделєєва, Ф. Ф. Бейльштейна, В. В. Марковникова, К. Енглера були розгорнуті дослідження вуглеводневого складу нафти разл. родовищ, гол. обр. кавказьких, розробка приладів та методів для аналізу нафт, синтез модельних вуглеводнів. В кін. 19-поч. 20 ст. були виконані перші роботи з хлорування та гідрохлорування вуглеводнів нафти (Марковників), їх нітрування (М. І. Коновалов, С. С. Наметкін) та рідкофазного окиснення (К. В. Харичков, Енг-лер), а також з каталітич. перетворенням висококиплячих вуглеводнів (В. Н. Іпатьев, Н. Д. Зелінський).

Першим пром. нафтохім. продуктом був ізопропіловий спирт, синтезований з газів, що відходять термич. крекінгу нафти (1920, США). Масовий перехід пром. орг. синтезу з вугільної сировини на нафтогазову, що відбувся в 1950-60-і рр.., Стимулював виділення Н. в самостійн. напрямок наукових дослідженьу хімії.

У науково-техн. літературі термін "Н." почав з'являтися в 1934-40, а після 1960 став застосовуватися для позначення наукового спрямування та дисципліни. Попередній термін "хімія нафти" з цього часу використовується тільки у вузькому значенні-для позначення напрямку Н., що займається вивченням складу та св-в нафти.

Основні завдання та напрямки.Головне завдання Н. -вивчення та розробка методів та процесів переробки компонентів нафти та прир. газу, гол. обр. вуглеводнів, у великотоннажні орг. продукти, використовувані переважно. як сировина для послід. випуску з їхньої основі товарних хім. продуктів з певними потребами. св-вами (розл. палива, мастила, мономери, розчинники, ПАР та ін). Для досягнення цієї мети Н. вивчає св-ва вуглеводнів нафти, досліджує склад, будову та перетворення сумішей вуглеводнів і гетероатомних з'єдн., що містяться в нафті, а також утворюються при переробці нафти та прир. газу. Н. оперує переважно. багатокомпонентними сумішами вуглеводнів та його функцією, похідних, вирішує завдання управління р-циями таких сумішей та здійснює цілеспрямоване використання компонентів нафти.

Завдання пошукових досліджень - пошук принципово нових р-цій і методів, які при послід. реалізації як технол. процесів можуть якісно змінити техн. рівень нафтохім. вир-в.

Конкретні завдання прикладних досліджень та розробок визначаються вимогами нафтохім. і нафтопереробної пром-сти, і навіть диктуються логікою розвитку всієї хім. науки.

Для вирішення своїх завдань Н. комплексно використовує методи та досягнення орг. та фіз. хімії, математики, теплотехніки, кібернетики та ін. наук. У зв'язку з чітко вираженою прикладною спрямованістю досліджень розробки нафтохім. процесів широко практикується моделювання та перевірка їх на дослідних установках разл. масштабу (див. Масштабний перехід).Наукові дослідження в Н. розвиваються слідом. осн. напрямів: вивчення хім. складу нафт, взаємоперетворення вуглеводнів нафти, синтез функціон. похідних вуглеводнів з нафтової та газової сировини.

Використання нафти виявляє закономірності розподілу вуглеводнів, гетероатомних і металовмісних з'єднань. у нафтах та його фракціях залежно від родовища, глибини залягання та умов видобутку нафти (див. Нафта).Знання таких закономірностей дає можливість створювати банки даних з нафти, рекомендувати наиб. раціон. шляхи переробки та використання нафти, нафтових фракцій та компонентів. Для глибшого вивчення складу нафти інтенсифікують існуючі методи аналізу та розробляють нові, використовуючи комплексні хімічні. та фіз.-хім. методи аналізу (хроматографія, оптич. спектроскопія, ЯМР та ін.).

Дослідження в за і м о п р е р о ш е н і й уг л е л о д о р о д о в нафти забезпечує наукову основу процесів нафтопереробки-одержаннямоторного палива, їх високооктанових компонентів (ізопарафіни С 6 -С 9 , ароматич. вуглеводні), мономерів і напівпродуктів (етилен, пропілен, бутилени, бензол, толуол, ізопрен, бутадієн, ацетилен, ксилоли) з ін. компонентів нафти, гол. обр. нерозгалужених парафінів та нафтенів. Для цієї мети досліджують закономірності та механізм терміч. та каталітич. перетворень індивідуальних вуглеводнів та їх сумішей, здійснюють пошук, розробку та застосування нових та модифікації. катализаторів, вивчають взаємний вплив компонентів реакц. суміші на напрямок р-ції при крекінгу, піролізі, дегідруванні, ізомеризації, циклізації та ін. Таке вивчення дозволяє удосконалити існуючі та розробляти нові процеси нафтопереробки з метою її поглиблення до 75-85%, отримувати високоякісність. нафтопродукти,утилізувати гетероатомні компоненти нафти Перспективне також вивчення та використання нових для Н. біохім., плазмохім., фотохім. та ін. методів стимулювання р-цій.

Синтез ф у н к ц і о н. п р о і з в о д н их уг л е в о д ородів (нафтохім. синтез)-розробка наукових основ ефективних прямих або малостадійних методів отримання найважливіших функцій. похідних (спирти, альдегіди, карбонові к-ти, ефіри, гліколі, аміни, нітрили, галоген- і сірковмісні похідні) на основі вуглеводнів нафти та прир. газу, напівпродуктів та відходів нафтопереробки. Прикладом може бути створення нових перспективних процесів селективного синтезу кисневмісних з'єдн. з використанням одностадійних р-цій окиснення разл. вуглеводнів киснем та карбонілування олефінів оксидів вуглецю.

Нафтохімічне виробництво.Результати наукових досліджень та досягнень у галузі Н. знаходять практич. застосування у виробництві мн. великотоннажних орг. напівпродуктів. Перевага нафтогазової сировини перед ін. видами (вугілля, сланці, торф, вирощ. і тваринні жири тощо) полягає в тому, що його комплексна переробка дає можливість одночасно отримувати широкий асортимент напівпродуктів для разл. хім. вир-в.

Нафтохім. виробництво починається з отримання первинних нафтохім. продуктів, що частково поставляються нафтопереробкою, напр. прямогонний бензин, високоароматизир. бензини з установок каталітич. риформінгу та піролізу, низфракції парафінів і олефінів, гас, газойль, мазуті виділені з них рідкі та тверді парафіни. На основі первинних нафтохім. продуктів (гл. обр. ненасиченихта ароматич. вуглеводнів) виробляються вторинні продукти,представлені разл. класами орг. з'єднань (спирти, альдегіди, карбонові к-ти, аміни, нітрили та ін); на основі вторічних (і частково первинних)-кінцеві (товарні) продукти(Див. схему). Рідкі, тверді чи газоподібні вуглеводнінафти та газу (гл. обр. н-алкани) є сировиною для мікробіол.синтезу кормових продуктів (див. мікробіологічний синтез).

Нафтохім. виробництво характеризується випуском товарів непаливного призначення, обмеженим і стабільним асортиментом товарів (бл. 50 найменувань), великими масштабами виробництва. Стан та розвиток нафтохім. произ-ва визначальним чином впливає темпи і масштаби хімізації всього народного господарства і, насамперед, на произ-во синтетич. та лакофарбовихматеріалів, гумотехн. виробів, кормових в-в та ін. Завдяки цьому розвиток Н. визначає прогрес мн. ін галузей народногогосподарства, де й реалізується в осн. прибуток та економія сировинита енергії від залучених до використання нафтопродуктів.

Нафтохім. вироби, як правило, є потоково-безперервними, здійснюються на агрегатах великоїодиничної потужності, при підвищенні. т-рах і тисках та широкому використанні разл. каталізаторів. Для суч. произ-в типовий високий рівень автоматизації, застосування ЕОМ та аналізаторів на потоці для контролю та управління технол. процесом. Для нафтохім. пром-сти загалом характерні також спеціалізація та централізація произ-ва, розвинені функціон. зв'язку (кооперування) по сировині та продукції з нафтопереробкою та виробництвом полімерів.

Здебільшого нафтохім. произ-ва-материале-, ка-питало- і енергоємні об'єкти. У перерахунку сиру нафту випуск 1 т нафтохім. продукту вимагає витрати від 1,5 до 3 т її як сировини та ще 1 -3 т як енергоджерела (у сумі від 2,5 до 6 т). У зв'язку з цим частка сировини у собівартості велика (65-85%), витрати произ-ва і прибуток щодо невисокі. Актуальне завдання інтенсифікації та підвищення економіч. ефективності нафтохім. произ-в вирішується з допомогою хіміко-технол. (використання нових, більш селективних р-цій та каталізаторів, оптимізація робочих умов, залучення більш доступних та дешевих видів сировини та більше ефективних способівздійснення операцій тощо) та організаційно-економіч. факторів (концентрація произ-ва та укрупнення агрегатів, кооперування та комбінування процесів, установок та произ-в).

Нафтохім. вироби зазвичай супроводжуються утворенням побічних продуктів, що забруднюють довкілля. Вирішення екологічних питань досягається шляхом підвищення селективності процесів, створення маловідходних технологій, комплексної переробки сировини та відходів.

На хім. переробку зараз витрачається у всьому світі понад 8% нафти, що видобувається. За окремими країнами ці цифри коливаються та становлять для СРСР бл. 7%, США 12%. У порівнянних по тоннажу із загальною кількістю нафтопродуктів, що витрачаються на нафтохім. цілі, використовується прир. газ. Частка його видобутку, що надходить на хім. переробку, становить у світі 12%, у СРСР 11%, у США 15%.

Загальний обсяг випуску нафтохім. продуктів у світі м.б. оцінено у 300 млн. т/рік (1987-88). У табл. наведено оцінні дані по світовому виробництву наиб. великотоннажний нафтохім. продуктів.

СРСР є великим виробником етилену, метанолу, пропілену, фенолу, соотв. 3,1, 3,2, 1,42 та 0,5 млн.т (1988). За 1980-88 обсяг виробництва нафтохім. продукції СРСР збільшився майже 1,5 разу.

ОБСЯГИ ТА ПОТУЖНОСТІ СВІТОВОГО ВИРОБНИЦТЯ ДЕЯКИХ НАФТОХІМІЧНИХ ПРОДУКТІВ (1986-88, МЛН. Т/РІК)

Хоча в останні десять років світовий видобуток нафти не зростає (з 3,11 млрд. т у 1980 р. він знизився до 2,6 млрд. т у 1983 р., а потім зріс до 3,07 млрд. т у 1989 р.), основний асортимент нафтохім. товарів буде зберігатися, а обсяги їх произ-ва зростатиме на 4-6% на рік. У зв'язку з цим слід очікувати значного (за абс. кол-ву та у відсотковому відношенні) зростання витрати нафти на хімічний. переробки. До кін. 20 ст. останній показник може сягнути 20-25%. В найближчий період нафтогазова сировина збереже пріоритетне значення в орг. синтезі, але зіштовхуватися з конкуренцією більш доступного, котрий іноді дешевшого альтернативного (ненафтової) сировини: вугілля, сланці, біомаса та інших.

===
Ісп. література для статті «НАФТОХІМІЯ»: Довідник нафтохіміка, за ред. С. К. Огороднікова, т. 1-2, Л., 1978; Шелдон Р. А., Хімічні продукти на основі синтез-газу, пров. з англ., М., 1987; Переушану В., Коробя М., Муска Г., Виробництво та використання вуглеводнів, пров. з рум., М., 1987; Лебедєв Н. Н., Хімія та технологія основного органічного та нафтохімічного синтезу, 4 видавництва, М., 1938; "Ж. Всес. хім. про-ва ім. Д. І. Менделєєва", 1989, т. 34, № 6.

С. М. Локтєв.

Сторінка «НАФТОХІМІЯ»підготовлено за матеріалами хімічної енциклопедії.

(Марковников), їх (М. І. Коновалов, С. С. Наметкін) та рідкофазному (К. В. Харичков, Енг-лер), а також за каталітичним. перетворенням висококиплячих (В. Н. Іпатьев, Н. Д. Зелінський).

Першим пром. нафтохім. продуктом був , синтезований з терміч, що відходять. (1920, США). Масовий перехід пром. орг. синтезу з вугільної сировини на нафтогазову, що відбувся в 1950-60-ті рр.., Стимулював виділення нафтохімії в самостійно. напрямок наукових досліджень про .

У науково-техн. Літературі термін "нафтохімія" почав з'являтися в 1934-40, а після 1960 став застосовуватися для позначення наукового спрямування та дисципліни. Попередній термін " " з цього часу використовується лише у вузькому значенні-для позначення напрямку нафтохімії, що займається вивченням складу та св-в.

Основні завдання та напрямки.Головне завдання нафтохімії - вивчення та розробка методів та процесів переробки компонентів та прир. , гл. обр. , у великотоннажні орг. продукти, використовувані переважно. як сировина для послід. випуску з їхньої основі товарних хім. продуктів з певними потребами. св-вами (розл., р-телі, ПАР та ін). Для досягнення цієї мети нафтохімія вивчає св-ва , досліджує склад, будову та перетворення сумішей і гетероатомних з'єдн., що містяться в , а також утворюються при переробці та прир. . Нафтохімія оперує переважно. багатокомпонентними сумішами та їх функцією, похідних, вирішує завдання управління р-ці таких сумішей і здійснює цілеспрямоване використання компонентів .

Для вирішення своїх завдань нафтохімія комплексно використовує методи та досягнення орг. та фіз. , математики та ін наук. У зв'язку з чітко вираженою прикладною спрямованістю досліджень розробки нафтохім. процесів широко практикується та перевірка їх на дослідних установках разл. масштабу (див.). Наукові дослідження у нафтохімії розвиваються слідом. осн. напрямів: вивчення хім. складу, взаємоперетворення, синтез функціон. з нафтової та газової сировини.

Із уч е н е х і м. складу виявляє закономірності розподілу, гетероатомних і металовмісних з'єднань. в та їх фракціях залежно від родовища, глибини залягання та умов видобутку (див. ). Знання таких закономірностей дає можливість створювати дані по , рекомендувати наиб. раціон. шляхи переробки та використання, нафтових фракцій та компонентів. Для більш глибокого вивчення складу інтенсифікують існуючі методи аналізу та розробляють нові, використовуючи комплексні хім. та фіз.-хім. методи аналізу (, оптич., та ін).

Дослідження в за і м о п р е р о ш е н і й в л е л о д о р одів забезпечує наукову основу процесів нафтопереробки-одержання, їх високооктанових компонентів (ізопарафіни С 6 -С 9 , ароматич .), мономерів та напівпродуктів ( , ) з ін. компонентів , гол. обр. нерозгалужених та . Для цієї мети досліджують закономірності та механізм терміч. та каталітич. перетворень індивідуальних та їх сумішей, здійснюють пошук, розробку та застосування нових та модифікації. катализаторів, вивчають взаємний вплив компонентів реакц. суміші на напрям р-ції при , та ін. Таке вивчення дозволяє вдосконалити існуючі та розробляти нові процеси з метою її поглиблення до 75-85%, отримувати високоякісність. , утилізувати гетероатомні компоненти Перспективне також вивчення та використання нових для нафтохімії біохім., плазмохім., фотохім. та ін. методів стимулювання р-цій.

Синтез ф у н к ц і о н. п р о і з в о д н их уг л е в о д ородів (нафтохім. синтез)-розробка наукових основ ефективних прямих або малостадійних методів отримання найважливіших функцій. похідних ( , карбонові к-ти, ефіри, галоген- і сірковмісні похідні) на основі та прир. , напівпродуктів та відходів . Прикладом може бути створення нових перспективних процесів селективного синтезу кисневмісних з'єдн. з використанням одностадійних р-цій разл. та оле-фінів.

Нафтохімічне виробництво.Результати наукових досліджень та досягнень у галузі нафтохімії знаходять практич. застосування у виробництві мн. великотоннажних орг. напівпродуктів. Перевага нафтогазової сировини перед ін. видами ( , вирощує і т.п.) полягає в тому, що його комплексна переробка дає можливість одночасно отримувати широкий асортимент напівпродуктів для разл. хім. вир-в.

Нафтохім. виробництво починається з отримання первинних нафтохім. товарів, що частково поставляються , напр. прямогонний, високоароматизир. з установок каталітич. і , низші фракції та , і виділяються їх рідкі і . На основі первинних нафтохім. продуктів (гл. обр. ненасиченихта ароматич. ) виробляються вторинні продукти,представлені разл. класами орг. з'єднань ( , альдегіди, карбонові к-ти, та ін); на основі вторічних (і частково первинних)-кінцеві (товарні) продукти(Див. схему). Рідкі, тверді чи газоподібніта (гл. обр. н-алкани) є сировиною для мікробіол.синтезу кормових продуктів (див.).

Нафтохім. виробництво характеризується випуском товарів непаливного призначення, обмеженим і стабільним асортиментом товарів (бл. 50 найменувань), великими масштабами виробництва. Стан та розвиток нафтохім. произ-ва визначальним чином впливає темпи і масштаби хімізації всього народного господарства і, насамперед, на произ-во синтетич. та , резинотехн. виробів, кормових в-в та інших. Завдяки цьому розвиток нафтохімії визначає прогрес мн. ін галузей народного господарства, де й реалізується в осн. прибуток та економія сировини та енергії від залучених у використання.

Нафтохім. вироби, як правило, є потоково-безперервними, здійснюються на агрегатах великоїодиничної потужності, при підвищенні. т-рах та випуск 1 т нафтохім. продукту вимагає витрати від 1,5 до 3 т її як сировини та ще 1 -3 т як енергоджерела (у сумі від 2,5 до 6 т). У зв'язку з цим частка сировини у собівартості велика (65-85%), витрати произ-ва і прибуток щодо невисокі. Актуальне завдання інтенсифікації та підвищення економіч. ефективності нафтохім. произ-в вирішується з допомогою хіміко-технол. (Використання нових, більш селективних р-цій і, робочих умов, залучення більш доступних і дешевих видів сировини і більш ефективних способів здійснення операцій і т.п.) і організаційно-економіч. факторів ( произ-ва та укрупнення агрегатів, кооперування та комбінування процесів, установок та произ-в).

Нафтохім. вироби зазвичай супроводжуються утворенням побічних продуктів, що забруднюють. Вирішення екологічних питань досягається шляхом підвищення процесів, створення маловідходних технологій, комплексної переробки сировини та відходів.

На хім. переробку зараз витрачається у всьому світі понад 8% видобутку. За окремими країнами ці цифри коливаються та становлять для СРСР бл. 7%, США 12%. У порівнянних за тоннажем із загальним кол-вом , що витрачаються на нафтохім. цілі, використовується прир. . Частка його видобутку, що надходить на хім. переробку, становить у світі 12%, у СРСР 11%, у США 15%.

СРСР є великим виробником етилену не зростає (з 3,11 млрд. т у 1980 р. вона знизилася до 2,6 млрд. т у 1983 р., а потім зросла до 3,07 млрд. т у 1989 р.), основний асортимент нафтохім. товарів буде зберігатися, а обсяги їх произ-ва зростатиме на 4-6% на рік. У зв'язку з цим слід очікувати значного (за абс. кол-ву та у відсотковому відношенні) зростання витрати та технологія основного органічного та нафтохімічного синтезу, 4 видавництва, М., 1938; "Ж. Всес. хім. про-ва ім. Д. І. Менделєєва", 1989, т. 34, № 6.

С. М. Локтєв.

Автор Хімічна енциклопедія р.н. І.Л.Кнунянц

НАФТОХІМІЯ, область хімії, що вивчає склад, властивості та хімічний перетворення компонентів нафти та природного газу, а також процеси їх переробки.

Історична довідка.Початок досліджень з НАФТЕХІМІЇ відносять до останньої чверті 19 ст. (приблизно 1880), коли пром. видобуток нафти у світі (в основні Росія та США) досяг 4-5 млн.т/рік. Працями Д. І. Менделєєва, Ф. Ф. Бейльштейна, В. В. Марковникова, К. Енглера були розгорнуті дослідження вуглеводневого складу нафти різних родовищ, головним чином кавказьких, розробка приладів і методів для аналізу нафти, синтез модельних вуглеводнів. В кін. 19-поч. 20 ст. були виконані перші роботи з хлорування та гідрохлорування вуглеводнів нафти (Марковников), їх нітрування (М. І. Коновалов, С. С. Наметкін) та рідкофазного окислення (К. В. Харичков, Енг-лер), а також з каталітичних перетворень висококиплячих вуглеводнів (В. НАФТОХІМІЯ Іпатьєв, НАФТОХІМІЯ Д. Зелінський).

Першим пром. нафтохімічним продуктом був ізопропіловий спирт, синтезований з газів, що відходять, термодинамічно крекінгу нафти (1920, США). Масовий перехід пром. органічний синтез з вугільної сировини на нафтогазову, що відбувся в 1950-60-ті рр., стимулював виділення НАФТОХІМІЇ в самостійність. напрямок наукових досліджень у хімії.

У науково-техн. літературі термін "Н." почав з'являтися в 1934-40, а після 1960 став застосовуватися для позначення наукового спрямування та дисципліни. Попередній термін " хімія нафти " з цього часу використовується лише у вузькому значенні-для позначення напряму НАФТОХІМІЯ, що займається вивченням складу та властивостей нафти.

Основні завдання та напрямки.Головне завдання НАФТОХІМІЇ - вивчення та розробка методів і процесів переробки компонентів нафти і природного газу, головним чином вуглеводнів, у великотоннажні органічні продукти, що використовуються переважно як сировина для подальшого випуску на їх основі товарних хімічних продуктів з певними потребами. властивостями (різні палива, мастила, мономери, розчинники, ПАР та ін.). Для досягнення цієї мети НАФТОХІМІЯ вивчає властивості вуглеводнів нафти, досліджує склад, будову та перетворення сумішей вуглеводнів та гетероатомних сполук, що містяться в нафті, а також утворюються при переробці нафти та природні газу. НАФТОХІМІЯ оперує переважно багатокомпонентними сумішами вуглеводнів та їх функцією, похідних, вирішує завдання управління реакціями таких сумішей та здійснює цілеспрямоване використання компонентів нафти.

Завдання пошукових досліджень - пошук принципово нових реакцій та методів, які при подальшій реалізації у вигляді технол. процесів можуть якісно змінити техн. рівень нафтохімічних виробництв.

Конкретні завдання прикладних досліджень та розробок визначаються вимогами нафтохімічної та нафтопереробної промисловості, а також диктуються логікою розвитку всієї хімічної науки.

Для вирішення своїх завдань НАФТОХІМІЯ комплексно використовує методи та досягнення органічної та фізичної хімії, математики, теплотехніки, кібернетики та ін. наук. У зв'язку з чітко вираженою прикладною спрямованістю досліджень при розробці нафтохімічних процесів широко практикується моделювання та перевірка їх на дослідних установках різних масштабів (див. Масштабний перехід). Наукові дослідження в НАФТОХІМІЇ розвиваються за наступними основними напрямками: вивчення хімічний складнафти, взаємоперетворення вуглеводнів нафти, синтез функціон. похідних вуглеводнів з нафтової та газової сировини.

Використання нафти виявляє закономірності розподілу вуглеводнів, гетероатомних і металовмісних сполук у нафтах та їх фракціях залежно від родовища, глибини залягання та умов видобутку нафти (див. Нафта) . Знання таких закономірностей дає можливість створювати банки даних з нафти, рекомендувати найбільш раціон. шляхи переробки та використання нафти, нафтових фракцій та компонентів. Для більш глибокого вивчення складу нафти інтенсифікують існуючі методи аналізу та розробляють нові, використовуючи комплексні хімічний та фізично-хімічний методи аналізу (хроматографія, оптичний спектроскопія, ЯМР та ін.).

Дослідження в за і м о п р е р о ш е н ий у г л е л о д о р о д о в нафти забезпечує наукову основу процесів нафтопереробки-одержання моторних палив, їх високооктанових компонентів (ізопарафіни С 6 -С 9 ароматичні вуглеводні), мономерів і напівпродуктів (етилен, пропілен, бутилени, бензол, толуол, ізопрен, бутадієн, ацетилен, ксилоли) з ін. компонентів нафти, головним чином нерозгалужених парафінів і нафтенів. Для цієї мети досліджують закономірності та механізм термодинамічно та каталітичних перетворень індивідуальних вуглеводнів та їх сумішей, здійснюють пошук, розробку та застосування нових та модифікацій. каталізаторів, вивчають взаємний вплив компонентів реакційної суміші на напрямок реакції при крекінгу, піролізі, дегідруванні, ізомеризації, циклізації та ін. Таке вивчення дозволяє удосконалити існуючі та розробляти нові процеси нафтопереробки з метою її поглиблення до 75-85%, отримувати високоякісність. нафтопродукти, що утилізують гетероатомні компоненти нафти. Перспективне також вивчення та використання нових для НАФТЕХІМІЇ біо-хімічних, плазмохімічних, фотохімічних та ін. методів стимулювання реакцій.

Синтез ф у н к ц і о н. п р о і з в о д н ы х у г л е в о д о р о дов (нафтохімічний синтез)-розробка наукових основ ефективних прямих або малостадійних методів отримання найважливіших функцій. похідних (спирти, альдегіди, карбонові кислоти, ефіри, гліколі, аміни, нітрили, галоген- та сірковмісні похідні) на основі вуглеводнів нафти та природного газу, напівпродуктів та відходів нафтопереробки. Прикладом може бути створення нових перспективних процесів селективного синтезу кисневмісних сполук з використанням одностадійних реакцій окислення різних вуглеводнів киснем і карбонілування олефінів оксидів вуглецю.

Нафтохімічне виробництво.Результати наукових досліджень та досягнень у галузі НАФТОХІМІЯ знаходять практичне застосування у виробництві багатьох великотоннажних органічних напівпродуктів. Перевага нафтогазової сировини перед ін. видами (вугілля, сланці, торф, рост. і тваринні жири тощо) полягає в тому, що його комплексна переробка дає можливість одночасно отримувати широкий асортимент напівпродуктів для різних хімічних виробництв.

Нафтохімічне виробництво починається з отримання первинних нафтохімічних продуктів, що частково поставляються нафтопереробкою, наприклад прямогонний бензин, високоароматизир. бензини з установок каталітичних риформінгу і піролізу, нижчі фракції парафінів і олефінів, гас, газойль, мазут і рідкі і тверді парафіни, що виділяються з них. На основі первинних нафтохімічних продуктів (головним чином ненасичених та ароматичних вуглеводнів) виробляються вторинні продукти, представлені різними класами органічних сполук (спирти, альде гіди, карбонові кислоти, аміни, нітрили та ін.); на основі вторинних (і частково первинних)-кінцеві (товарні) продукти (див. схему). Рідкі, тверді або газоподібні вуглеводні нафти та газу (головним чином н-алкани) є сировиною для мікробіологічного синтезу кормових продуктів (див. Мікробіологічний синтез).

Нафтохімічне виробництво характеризується випуском продуктів непаливного призначення, обмеженим та стабільним асортиментом продуктів (близько 50 найменувань), великими масштабами виробництва. Стан та розвиток нафтохімічного виробництва визначальним чином впливає на темпи та масштаби хімізації всього народного господарства і, насамперед, на виробництво синтетичних. та лакофарбових матеріалів, гумотехн. виробів, кормових речовин та ін. Завдяки цьому розвиток НАФТОХІМІЇ визначає прогрес багатьох ін. галузей народного господарства, де і реалізується в основній прибуток та економія сировини та енергії від залучених до використання нафтопродуктів.

Нафтохімічні виробництва, як правило, є потоково-безперервними, здійснюються на агрегатах великої одиничної потужності, при підвищенні. температурах і тисках і широкому використанні різних каталізаторів. Для сучасної виробництв типовий високий рівень автоматизації, застосування ЕОМ та аналізаторів на потоці для контролю та управління технол. процесом. Для нафтохімічної промисловості загалом характерні також спеціалізація та централізація виробництва, розвинені функціонування. зв'язку (кооперування) з сировини та продукції з нафтопереробкою та виробництвом полімерів.

Здебільшого нафтохімічний виробництва-матеріал-, ка-пітало- та енергоємні об'єкти. У перерахунку на сиру нафту випуск 1 т нафтохімічного продукту потребує витрати від 1,5 до 3 т її як сировини та ще 1 -3 т як енергоджерела (у сумі від 2,5 до 6 т). У зв'язку з цим частка сировини у собівартості велика (65-85%), витрати виробництва та прибуток відносно невисокі. Актуальне завдання інтенсифікації та підвищення економіч. ефективності нафтохімічних виробництв вирішується з допомогою хіміко-технол. (Використання нових, більш селективних реакцій і каталізаторів, оптимізація робочих умов, залучення більш доступних і дешевих видів сировини і більш ефективних способів здійснення операцій і т.п.) та організаційно-економіч. факторів (концентрація виробництва та укрупнення агрегатів, кооперування та комбінування процесів, установок та виробництв).

Нафтохімічні виробництва зазвичай супроводжуються утворенням побічних продуктів, що забруднюють навколишнє середовище. Вирішення екологічних питань досягається шляхом підвищення селективності процесів, створення маловідходних технологій, комплексної переробки сировини та відходів.

На хімічну переробку зараз витрачається у всьому світі понад 8% нафти, що видобувається. За окремими країнами ці цифри коливаються та становлять для СРСР близько 7%, для США 12%. У порівнянні з тоннажем із загальною кількістю нафтопродуктів, що витрачаються на нафтохімічну мету, використовується природний газ. Частка його видобутку, що надходить на хімічну переробку, становить у світі 12%, у СРСР 11%, у США 15%.

Загальний обсяг випуску нафтохімічних продуктів у світі можна оцінити в 300 млн. т/рік (1987-88). У табл. наведено оціночні дані щодо світового виробництва найбільш великотоннажних нафтохімічних продуктів.

СРСР є великим виробником етилену, метанолу, пропілену, фенолу, відповідно 3,1, 3,2, 1,42 та 0,5 млн.т (1988). За 1980-88 обсяг виробництва нафтохімічної продукції СРСР збільшився майже 1,5 разу.

ОБСЯГИ ТА ПОТУЖНОСТІ СВІТОВОГО ВИРОБНИЦТЯ ДЕЯКИХ НАФТОХІМІЧНИХ ПРОДУКТІВ (1986-88, МЛН. Т/РІК)

Хоча в останні десять років світовий видобуток нафти не зростає (з 3,11 млрд. т у 1980 р. він знизився до 2,6 млрд. т у 1983 р., а потім зріс до 3,07 млрд. т у 1989 р.), основний асортимент нафтохімічних продуктів зберігатиметься, а обсяги їх виробництва зростатимуть на 4-6% на рік. У зв'язку з цим слід очікувати значного (за абс. кол-ву та у відсотковому відношенні) зростання витрати нафти на хімічну переробку. До кін. 20 ст. останній показник може сягнути 20-25%. В найближчий період нафтогазова сировина збереже пріоритетне значення в органічному синтезі, але зіштовхуватиметься з конкуренцією більш доступної, а іноді й дешевшої альтернативної (ненафтової) сировини: вугілля, сланці, біомаса та ін.

Література: Довідник нафтохіміка, за ред. С. К. Огороднікова, т. 1-2, Л., 1978; Шелдон Р. А., Хімічні продукти на основі синтез-газу, пров. з англ., М., 1987; Переушану В., Коробя М., Муска Г., Виробництво та використання вуглеводнів, пров. з рум., М., 1987; Лебедєв НАФТОХІМІЯ НАФТОХІМІЯ, Хімія та технологія основного органічного та нафтохімічного синтезу, 4 видавництва, М., 1938; "Ж. Всес. хімічний об-ва ім. Д. І. Менделєєва", 1989, т. 34, № 6.

С. М. Локтєв.

Хімічна енциклопедія. Том 3 >>