XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Введение

В современном мире каждый человек так или иначе взаимодействует с нефтеперерабатывающей промышленностью. Нас окружают предметы которые были сделаны из нефти, мало кто из нас никогда не принимал за свою жизнь аспирин-содержащие лекарства, а ведь он так же производится из нефти. Большинство пластиковых предметов, нейлоновая ткань – это всё продукты которые появились только благодаря добычи и переработки нефти. Мы используем для того чтобы поехать куда-нибудь или довести что-нибудь: бензин, мазут, топливо – основные продукты нефтепереработки. Таким образом нефтеперерабатывающая промышленность – одна из тех промышленностей, которая не просто вошла в жизнь человека, но и стала одним целым с нашим образом жизни, который далеко не факт, что сменится на что-то другое.

Актуальность темы нефтеперерабатывающей промышленности среди других отраслей промышленности – максимальная, потому что благодаря этой промышленности мы достигли такого прогресса в последние годы, кто знает, что было бы с человечеством если бы не нефтеперерабатывающая промышленность и на другой стороне медали мы видим экологические проблемы, связанные с этой отраслью промышленности, которые становятся всё более значимы с каждым днем.

Цель работы – представление в виде научных фактов и обобщения знаний об нефтеперерабатывающей промышленности ее истории, современных проблем, перспектив и вреда с экологической точки зрения.

Глава 1. История развития нефтеперерабатывающей промышленности

История добычи и использования нефти уходит глубиной в 550г. н.э. тогда, когда древняя Мидия попала под влияние Персидского государства началось образование слова «нафта», которое в дальнейшем в русском языке трансформировалось в привычную нам «нефть». Однако благодаря современным исследованиям археологов, мы пониманием что люди использовали нефть ещё 8 тысячелетий назад. А в 8 веке впервые зафиксирован случай, когда нефть использовалась, как оружие и получило название «греческий огонь». [10]

Следующим шагом было появление нефтяной промышленности в 1848 г., под руководством В.Н. Семенова и Н.И Воскобойникова в Биби-Эйбате была пробурена первая в мире нефтяная скважина. Но этому событию предшествовали такие факты, как появление перегонки нефти в 1810 году на Западной Украине и появление нефтеперегонного завода в близи Моздока по переработке тяжелой нефти Вознесенского месторождения в 1823 году. Если первый профункционировал 7 лет и до 50-х. годов не работал, пока не началось активное освоение нефти после открытия первой скважины. Это были первые шаги нашей страны на появлении нефтеперерабатывающих заводов в нашей стране, правда до них было ещё далеко и из-за советской власти стало ещё дальше, в 20.06.1918 года был подписан «Декрет о национализации нефтяной промышленности» - это означало, что все предприятия по добычи и переработки нефти были отняты у людей, которые поднимали их с нуля, набили себе шишки и нашли достойные кадры. Когда советская власть начала восстановление всех этих промыслов и заводов, то столкнулась с нехваткой кадров, их не квалифицированностью и в целом предсмертном состоянием всей индустрии. А единственное место где по факту обучали кадры был всего один ВУЗ в стране Петербургский политехнический институт. Но у этого были и другие плюсы, столкнувшись с этими проблемами государство смогло централизованно начать решать все проблемы и в 1932 году СССР вернулся в лидеры нефтедобывающих стран, за счет комплексного развития этой отрасли. Это сыграло довольно важную роль в дальнейшем. [10]

Следующим важнейшим шагом в развитии этой отрасли стала Великая Отечественная война, даже несмотря на сокращение добычи нефти с 31 до 19 млн. т. в 1941-1945 г. Это происходило за счет изменения приоритетов количество на качество. Улучшение качества, увеличение ассортимента – это те самые, первые зачатки появления современной нефтеперерабатывающей промышленности. Усовершенствование и расширение географии данной промышленности во время ВОВ сыграла огромную роль в победе над Германией – нефтяная промышленность. [10]

Финальным этапом становления нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности в России стали 1945 – 1965 годы, в эти годы были введены 16 заводов. Был дан старт промышленной разработки месторождений Западной Сибири в 1965 г.

Рис. 1. Объемы добычи нефти в СССР [10]

Если в 1965 году добыча нефти в Западной Сибири составляла менее 1 млн. т., то в 1980, 313 млн. т., а 1981 г. 329 млн. т. Ещё в 60-70-ых веке в СССР высокими темпами началось развитие нефтехимии. Примером может служить Пермский нефтеперерабатывающий завод, который был введен в эксплуатацию в 1966 году. Превратился в комбинат на базе которого в 1977 году было создано производственное объединение «Пермнефтеоргсинтез». Топливно-масляно-нефтехимического профиля. С 1991 года предприятие вошло в состав ООО «Лукойл-Промнефтеоргсинтез». В 1993-1998 годах на заводе была реализована программа широкомасштабной реконструкции. В 2004 г. введен в строй комплекс глубокой переработки нефти, включающий более 20 технологических объектов. Глубина переработки нефти за 2005 год составила примерно – 70%. [10]

Глава 2. Современное состояние, перспективы нефтеперерабатывающей промышленности и ее устройство

На данный момент нефтеперерабатывающая промышленность является основой жизнеобеспечения населения и отраслей экономики во всем мире. Одним из важных событий в жизни нефтеперерабатывающей промышленности прошлого десятилетия было Парижское соглашение на базе Рамочной конвенции ООН об изменении климата. В результате чего началась тенденция к уменьшению ископаемых источников энергии из топливноэнергетического баланса многих стран. Это всё ведет человечество к уменьшению углеродного следа. Ведь происходит замещение нефтепродуктов в транспортном секторе на газ и электроэнергию. Например, такие страны как Великобритания, Франция и Нидерланды, благодаря огромной поддержке от государства на финансовом и законодательном поле, могут уже к 2030 – 2040 году перейти на автомобили с электродвигателями. Российская нефтеперерабатывающая промышленность по валовым объемам является одной из крупнейших (уступает только США и Китаю), однако характеризуется относительно низкой глубиной переработки сырья. Тем не менее усилия ВИНК и независимых компаний по модернизации и строительству современных НПЗ привели к существенному росту данного показателя в период 2014–2019 годов – с 72,3 до 82,8%.

Рис. 2. Динамика мощностей переработки нефти в мире [9]

В настоящее время в России активно продолжается модернизация нефтеперерабатывающих заводов с целью роста глубины переработки нефти и увеличения доли выхода светлых нефтепродуктов. А так же в 2019 году сократился объем первичной переработки нефти на 2 миллиона тонн и составил 285 миллионов тонн. А так же сократился объем загруженности установок по первичной переработки нефти на 74%. [2, 10, 8]

Нефтяные компании России начинают обращать серьезное внимание на строительство новых и модернизацию действующих УЗК тем более, что дефицит в малосернистом коксе для производства алюминия превышает1 млн. тонн/год. К тому же, в России не производят нефтяной кокс с содержанием серы менее 1 % для производства электродной продукции. Электродные заводы вынуждены покупать кокс у зарубежных поставщиков. В России ввод новых и увеличение мощности действующих установок замедленного коксования производится только на тех НПЗ, которые имеют в своем составе процессы каталитического крекинга или гидрокрекинга.

Получение высокосортных и экологически чистых бензинов практически невозможно обеспечить без увеличения производства изопарафиновых углеводородов и кислородсодержащих соединений. В 2017 году должна быть решена задача производства и использования отечественных высококачественных катализаторов.

К 2020 году 92 % ДТ будет соответствовать Евро-5. Основой проблемой для ДТ является не соответствие наших ГОСТ стандарту EN-590 по важнейшему параметру - цетановому числу - оно должно составлять не менее 45 единиц, а в Европе - не менее 51. При низких значениях этого показателя происходит ухудшение пусковых свойств двигателя, повышается жесткость его работы, увеличивается токсичность отработанных газов, а также снижается эффективность сгорания топлива и соответственно растет его расход. [6]

На данный момент в отрасли производится более 2000 продуктов в результате нефтепереработки и нефтехимического производства.

Основные нефтепродукты[7]:

Топлива – используются для различных двигателей самолетов и автомобилей;

Нефтяные масла – используются для смазки двигателей самолетов и автомобилей;

Парафины, церезины, вазелины – используется в нефтехимическом производстве для получения синтетических продуктов, в пищевой промышленности и медицине;

Нефтяные битумы используется, в основном, при дорожном строительстве, а также для изготовления гидроизоляционных и кровельных материалов;

Осветительные керосины – используются для бытовых нужд.

Среди процессов нефтепереработки выделяют

Рис. 3 Типы переработки нефти [7]

Первичная перегонка или Иными словами ректификация заключается в разделении на фракции при нагревании, при этом выделяется фракции различающиеся по температуре кипения. Кипящие фракции называют легкими, а высококипящие – тяжелыми. К методам Вторичной переработки нефти относятся термические и каталитические. К термическим методам переработки нефтяного сырья относятся: термический крекинг под высоким давлением, коксование или термический крекинг нефтяных остатков. В результате указанных процессов происходит распад органических соединений нефти. Так при термическом крекинге при температуре 470-540 ℃ под высоким давлением (4-6 мПа). При пиролизе, который проводят при очень высокой температуре 750-900 ℃ и атмосферном давлении из газообразного и жидкого сырья получают газы, бензины первичной переработки, керосины термического крекинга. Каталитический реформинг проводится целью увеличения октанового числа бензинов и получения индивидуальных ароматических углеводородов – бензина, толуола и ксилола. [7]

Глава 3. Современные проблемы в отрасли

Проблем в современной нефтеперерабатывающей промышленности России очень много, но, пожалуй, ключевой проблемой нефтеперерабатывающей промышленности ее степень износа – она составляет порядка 80%. Это ужасающие цифры, которые говорят о том, что эта наиважнейшая отрасль в экономике нашей страны находится на последнем издыхании и вот-вот может умереть, либо потратить огромные деньги на переоборудование производственных мощностей. Мало того, что это один из самых высоких показателей в топливно-энергетическом комплексе (ТЭК) России, так ещё это один из самых высоких показателей в целом по всем отраслям производства. [8]

Очень важным шагом, как в перспективах, так и проблемах данной отрасли это Парижское соглашение, юридически обязательный международный договор по тематике изменения климата. Он обозначил вектор развития целой индустрии на 15 лет вперед и установил цель – к 2030 году достигнуть нетто-нулевых технологий, которые могут стать конкурентоспособными, охватывающих более 70% глобальной эмиссии. [8,3]

Нетто-нулевые выбросы означают, что выбросы должны быть не только снижены, но и, поскольку их полностью не удастся избежать, должны быть сбалансированы поглощением равного количества парниковых газов, прежде всего CO₂ и на данный момент уже существует два государства, которые уже достигли так называемой нетто-нейтральности. Это королевство Бутан, расположенное в лесах Гималаев с избытком водных ресурсов, благодаря которой можно легко вырабатывать электроэнергию, а также страна – Суринам, где находится самая высокая плотность лесов на планете. [3]

Я считаю, что это не правильный подход, потому что оценивать какую-то страну, которой, например, принадлежит большое количество лесов, водных ресурсов или богатые недра, в отрыве от всей другой планеты – глупо! Эта методика подсчета, того что люди могут оценить подсчет того что одна страна поглощает больше двуокиси углерода, чем производит – неэффективна. Потому что на практике оказывается, что рядом с мелкими государствами, которым принадлежат огромные площади лесов, находятся другие государства где нет таких обильных лесов, водных ресурсов могут использовать леса которые прилегают к их государству и таким образом этот метод не учитывает таких вещей. Ещё существует проблема с тем что развитые страны вкладываются в производства в таких странах как Китай, Южная Корея и т.д., так эти государства могут условно принять нормы, которые принимаются на различных саммитах ООН и которые по итогу являются лишь ширмой.

В последнее время нефтеперерабатывающая промышленность России также претерпевает определенные изменения в области организационной и региональной структуры, перераспределения роли основных участников рынка. Несмотря на высокую степень концентрации и централизации производства и капитала в нефтеперерабатывающей отрасли России, в последние годы прослеживается устойчивая тенденция к возрастанию роли независимых переработчиков, одновременно при снижении доли ВИНК. [1]

Зачастую в процессе эксплуатации трубопроводных систем, используемых в нефтяной промышленности, возможны утечки транспортируемой по ним нефти, природного газа, сточных вод, метанола и прочих вредных для экологической обстановки продуктов на тех участках трубопроводов, которые являются наиболее. Повреждения таких труднодоступных участков могут оставаться незамеченными в течение долгого времени, и наносимый длительными утечками углеводородов экологический ущерб становится катастрофическим. Специалисты подсчитали, что в среднем в случае одного прорыве нефтяного трубопровода в окружающую среду выливается около двух тонн нефти, что приводит в негодность одну тысячу квадратных метров земной поверхности и отравляет всю флору и фауну. Самые типичные утечки из резервуаров вызываются коррозией их днищ, поэтому необходим постоянный автоматизированный контроль за уровнем содержимого в промысловых емкостях. Многие временные нефтехранилищ не полностью исключают возникновение процессов испарения, хранящихся в них продуктов. Разливы нефти также нередко вызываются авария на установках по сбору нефти и газа, ликвидация которых не всегда происходит быстро и с должным качеством. [2,4,5]

Нефтеперерабатывающая промышленность производит тысячи тонн отходов – это всё приводит к следующим последствиям[11]:

Загрязнение водоемов;

Уничтожение многих видов флоры и фауны;

Отравление грунтовых вод.

Заключение

В заключении, вполне можно отметить что несмотря на то какой вред для окружающей среды несет нефтеперерабатывающая промышленность, она дала нам многие блага которыми активно по сей час, минуту и секунду пользуется человек. Тенденции, которые развиваются в мире ведут человечеству к недостижимому оазису под названием безотходное производство и замена углеводородов на электроэнергию, для уменьшения углеродного следа который оставляет человек.

В некоторых сферах по этим же причинам люди стараются замещать нефть на газ. Это всё ведет нефтеперерабатывающую промышленность в новую степь, потому что если идти в ногу со времени тогда, прогресс и стремление к экологическому образу жизни может изменить целую отрасль до такой неузнаваемости, что она трансформируется в нечто новое и непохожее прежде на себя, но до этого ещё далеко. Сейчас люди слишком сильно сидят на игле углеводородов, поэтому нефтеперерабатывающая промышленность как имела одно из преорететнейших направлений, так и будет продолжаться ещё длительное время, потому что люди зачастую не могут договориться насчет банальных вещей связанных с уменьшением выбросов.

Именно по этим причинам точных и долгосрочных прогнозов по развитию какой-либо отрасли промышленности никто дать не может и остается верить в то что все те цели, которые ООН поставили перед нашей планетой будут успешно выполняться, и мы будем двигаться в сторону действительно безотходных производств и уменьшим влияние углеводородов в энергетике всех стран, а не первой 20-ки.

Список литературы

Бибикова А. Е. Проблемы и перспективы развития нефтеперерабатывающей промышленности // Наука молодых-будущее России. – 2019. – С. 100-104.

Лавренко, С. А. Малый и средний бизнес в нефтеперерабатывающей промышленности России: условия становления и развития / С. А. Лавренко // Инфраструктурные отрасли экономики: проблемы и перспективы развития. – 2016. – № 13. – С. 114-124.

Лопатников А. В. Нулевой углеродный след: риски и возможность для нефтегазовой отрасли // Национальный отраслевой журнал «нефтегазовая вертикаль». – 2020. – С. 19.

Мирсизянова Л. Р. Влияние негативного воздействия объектов нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности на окружающую среду // Инновационное развитие: потенциал науки и современного образования. – 2020. – С. 22-25.

Мстиславская Л.П. Основы нефтегазового дела. - М.: Изд. ЦентрЛитНефтеГаз, 2016. - 256 с.

Новицкий Д. В., Кузьмин С. В., Иванов В. В. История становления и этапы развития нефтегазовой отрасли. - Тюмень: Тюменский институт инженерных систем "Инновация", 2017. - 111 с.

Парижское соглашение в 2015 году // UNFCCC Sites and platforms URL: https://unfccc.int/files/meetings/paris_nov_2015/application/pdf/paris_agreement_russian_.pdf (дата обращения: 01.03.2021).

Солодова Н.Л., Черкасова Е.И. Тенденции развития нефтепереработки в России // Вестник Казанского технологического университета. 2016. №21. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tendentsii-razvitiya-neftepererabotki-v-rossii (дата обращения: 04.04.2021).

Устойчивые тенденции развития нефтепереработки в России: региональная и организационная структура отрасли / И. В. Проворная, Л. В. Эдер, И. В. Филимонова, В. Ю. Немов // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. – 2019. – № 1(169). – С. 20-30.

Филимонова И. В., Проворная И. В., Немов В. Ю., Дзюба Ю.А. Российская нефтепереработка на современном этапе развития // Национальный отраслевой журнал «нефтегазовая вертикаль». - 2020. - Ст. №17.

Царькова Ю. Р., Царьков И. В., Внукова О. В. Современные экологические проблемы в России // Вопросы современной науки: проблемы, тенденции и перспективы. – 2020. – С. 14-20.

Код для цитирования: Скопировать