Производство бензина из нефти в России и мире: технология, процессы, этапы

Поставке горючего на АЗС предшествует многоэтапный процесс производства бензина из нефтяного сырья.

Россия занимает третье место в мире по объему производства нефтепродуктов – почти 6200 тысяч баррелей в сутки и имеет современные производственные мощности для поставки на рынок качественных веществ.

Производство бензина из нефти

Нефть – единственное и натуральное сырье для бензина.

Нефть представляет собой жидкость черного цвета, маслянистой консистенции. Химически данное полезное ископаемое – это смесь углеводородов различных групп и длин цепочек, с незначительной примесью молекул воды и серного компонента.

Это интересно – образование нефтяного сырья связано с выделением органического вещества из остатков организмов, живших на планете сотни миллионов лет назад. Горючие свойства жидкости были обнаружены и использовались также в древние времена – например, в Древней Греции нефть служила топливом для работы прибрежного маяка.

Добыча нефти – это комплексный процесс, требующий разведку территории и залежей, пробуривание и техническое обустройство скважин. Одновременно с добычей черного золота может осуществляться сбор природного газа.

В конце XVIII века в России появляется первый завод, оборудованный под переработку нефтяного сырья. С середины XIX века, когда керосин стал основным топливом для бытового освещения, начинается эпоха обширной добычи полезного ископаемого.

В 1820-х годах в мире проводятся эксперименты по выделению фракций нефти, имеющих пониженную температуру воспламенения. Именно тогда появляется бензин – легковоспламеняемая жидкость, пригодная для использования в качестве топлива. Спрос на такое топливо возрастает одновременно с усовершенствованием двигателей автомобилей – уже в 1900-х годах бензин становится основным горючим для транспортных средств, постепенно меняя состав присадок и экологическую структуру в соответствии с требованиями времени.

Технология производства бензина

После подъема нефтяных объемов и их транспортировки до места обработки начинаются непосредственно этапы производства бензина.

Поступившая на заводы нефть перемещается в емкости большого объема и там проходит период «отстаивания». Далее происходит удаление солей из жидкого объема посредством добавления в этот объем воды и проведение через массу электрического разряда. Осуществляется разделение солей и нефтяного сырья, соли выпадают на дно, а нефть затем удаляется из резервуара.

Затем наступает непосредственно перегонка нефти. Она осуществляется в безвоздушном пространстве при повышенном давлении. Постепенное нагревание сырья сопровождается выделением фракций – групп химических соединений со сходным строением и свойствами.

Получившиеся в результате атмосферно-вакуумной перегонки углеводородные соединения нагреваются вторично в условиях отсутствия воздуха. Именно так и получают бензиновые фракции в газообразном состоянии.

Любой нефтетехнологический процесс требует наличия сложного оборудования. К ним относятся ректификационные колонны, в которых нефть нагревается и постепенно испаряется в соответствии с предельными температурами выкипания отдельных фракций. Газовое вещество собирается через патрубки, затем его температура понижается – происходит выпадание и оседание на поверхностях конденсата и переход вещества в жидкое состояние. Высота ректификационных установок может достигать почти 100 метров. Выделенный бензин имеет достаточно низкое октановое число – максимум 76 пунктов, поэтому требуется дальнейшее обогащение состава присадками.

В 1930-х годах внедрение в нефтеобработку катализаторов позволило постепенно создать новый метод выделения бензиновой фракции. Усовершенствованная схема предполагает расщепление молекулярной структуры углеводородов в условиях повышенной температуры при участии катализатора. На современных аппаратах катализатором является алюмосиликат кальция и натрия на сферической матрице. Производство бензина с высоким октановым числом сопровождается использованием алюмосиликата ZSM-5, который также осуществляет преобразование спиртов в бензиновую фракцию благодаря способности к изомеризации.

С середины XX века идет активное развитие технологии риформинга, позволяющей получить на выходе продукт с высоким октановым числом. Достоинство технологий каталитического крекинга и риформинга – в высоком выходе доли бензина из нефтяной базы.

Риформинг возможен при наличии первично обработанных нефтяных фракций с минимальной температурой кипения в +60 С, свободных от серного компонента, механических примесей, соединений азота и металлов. Процесс осуществляется при стабильном температурном воздействии от +450 С и при давлении до 40 бар. В среднем 80% обрабатываемого материала (с небольшой погрешностью) превращается в высокооктановый бензин (октановое число – не менее 90 пунктов), что является лучшим результатом в нефтепереработке на сегодняшний день.

Производство бензина в мире

Более 3 000 000 тонн бензина вырабатывается в мире ежедневно. Топ стран-производителей по объему выпуска выглядит так:

1. США;
2. Саудовская Аравия;
3. Россия;
4. Канада;
5. Китай.

1/5 часть всей добытой с мировых месторождений нефти приходится на выпуск бензинов.

Отмечается тенденция к усложнению конструкций используемого оборудования, а также к повышению экологических стандартов. Последнее также влияет на модификацию уже существующих способов перегонки нефти и внесению изменений в механизмы двигателей внутреннего сгорания. Так, выпуск автомобилей, моторы которых могут питаться только от бензина класса ЕВРО-6 – обычное дело. Создание такой марки топлива предполагает изменение доли олефинов и ароматики в сторону уменьшения у базового сырья в ходе технологической обработки.

Производство бензина в России

В розничную продажу в России поступают бензины с высоким октановым числом – марки АИ-92, АИ-95, АИ-98, произведенные из собственного сырья.

Около 45 000 000 тонн бензина производят российские нефтеперерабатывающие заводы ежегодно.

Применяются все современные методы обработки вещества – ректификационные колонны, каталитический крекинг и риформинг, но последний – чуть в меньшей степени из-за высокой стоимости оборудования.

Более 95% всех технологических процессов, связанных с добычей, транспортировкой, обработкой нефти и выпуском готовых нефтепродуктов на рынки, в России осуществляют крупные вертикально-интегрированные компании – предприятия полного цикла перегонки полезного ископаемого и посттехнологических процессов.

Крупнейшие российские производители бензина

Наибольшее число промышленных площадок для переработки нефти принадлежит компании Роснефть – 10 дочерних предприятий суммарной мощностью обработки почти 83 000 000 тонны.

На втором месте – Лукойл с 4 предприятиями, третье занимает Газпром нефть и принадлежащие предприятию 2 крупных организации.

Наибольшее количество перерабатывающих площадок сконцентрированы в следующих регионах в порядке убывания суммарного выпуска нефтепродуктов в год:

1. Республика Башкортостан;
2. Краснодарский край;
3. Самарская область;
4. Рязанская область;
5. Пятое местоделят Нижегородская область и Республика Татарстан.

Самые крупные российские НПЗ: Омский, Киришнефтеоргсинтез, Рязанский, Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез и Ярославнефтеоргсинтез.

Роснефть

Компании принадлежит около 40% объема общей добычи черного полезного ископаемого в России, 32% - от общего количество перерабатывающих мощностей, в структуру предприятия входит 13 НПЗ и собственная сеть АЗС. Почти 9 миллионов тонн светлых нефтепродуктов реализуются в розничной продаже.

Постоянное обновление технологических установок и модификация методики выработки бензина осуществляется на территории заводов компании, одни из реализованных новшеств – модернизация установки ЭЛОУ-АТ-6, позволившая увеличить выход бензинов по время прямой перегонки, а также внедрение в производство колонн каталитической дистилляции большого объема для октаноповышающих присадок на основе МТБЭ и выпуск собственных катализаторов для процесса каталитического крекинга.

Лукойл

Компания ежегодно перерабатывает более 60 000 000 тонн нефтяного сырья, а также занимается активной разработкой новых месторождений на северном секторе дна Каспийского моря и в Балтике.

Масштабные модернизации НПЗ сопровождаются повышением выпуска объемов бензина. Так, только один Нижегороднефтеоргсинтез ежегодно дает более 4,5 миллионов тонн бензина. Продукция реализуется на собственной сети АЗС, ассортимент включает в себя премиальные линейки бензинов, обогащенные ультрамощными присадками, разработанными технологами компании.

Газпромнефть

Компания удачно осуществила внедрение современного технологичного комплекса Евро +, который по эффективности заменяет пять установок переработки нефти старого образца.

На НПЗ предприятия используется собственно разработанный катализатор для крекинговой фазы обработки сырья, в основе которого – также разработанный компаниями синтетический цеолит. Активная модернизация методов выделения бензиновых и других фракций увеличила поступление нефтепродуктов на рынок почти до 11 миллионов тонн.

Реализация объемов осуществляется через брендовые автозаправочные комплексы.