Природні джерела вуглеводнів нафту і природні газ. Повідомлення природні джерела вуглеводнів. Коротка використовуваних як паливо

Вуглеводні мають велике народногосподарське значення, так як служать найважливішим видом сировини для отримання майже всієї продукції сучасної промисловості органічного синтезу і широко використовуються в енергетичних цілях. У них як би акумульовані сонячне тепло і енергія, які звільняються при спалюванні. торф, кам'яне вугілля, Горючі сланці, нафта, природні і попутні нафтові гази містять вуглець, з'єднання якого з киснем при горінні супроводжується виділенням тепла.

кам'яне вугілля	торф	нафту	природний газ
твердий	твердий	рідина	газ
без запаху	без запаху	різкий запах	без запаху
однорідний склад	однорідний склад	суміш речовин	суміш речовин
гірська порода темного кольору з великим вмістом горючої речовини, який виник внаслідок поховання в осадових товщах скупчень різних рослин	скупчення напівперепрілої рослинної маси, що накопичилася на дні боліт і зарослих озер	природна горюча масляниста рідина, складається з суміші рідких і газоподібних вуглеводнів	суміш газів, що утворилися в надрах Землі при анаеробному розкладанні органічних речовин, газ відноситься до групи осадових гірських порід
Теплотворна здатність - кількість калорій, що виділяються при спалюванні 1 кг палива
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

Кам'яне вугілля.

Вугілля завжди був перспективним сировиною для отримання енергії і багатьох хімічних продуктів.

Першим великим споживачем вугілля з XIX століття є транспорт, потім вугілля стали використовувати для виробництва електроенергії, металургійного коксу, отримання при хімічної переробки різноманітних продуктів, вуглеграфітових конструкційних матеріалів, пластичних мас, гірського воску, синтетичного, рідкого і газоподібного висококалорійного палива, високоазотистих кислот для виробництва добрив.

Кам'яне вугілля - складна суміш високомолекулярних сполук, до складу яких входять такі елементи: С, Н, N, О, S. кам'яне вугілля, як і нафта, містить велику кількість різних органічних речовин, а також і неорганічні речовини, такі, наприклад, як вода, аміак, сірководень і звичайно ж сам вуглець - вугілля.

Переробка кам'яного вугілля йде за трьома основними напрямками: коксування, гідрування і неповне згоряння. Одним з основних способів переробки кам'яного вугілля є коксування - прожарювання без доступу повітря в коксових печах при температурі 1000-1200 ° С. При цій температурі без доступу кисню кам'яне вугілля піддається надзвичайно складним хімічним перетворенням, в результаті яких утворюється кокс і леткі продукти:

1. коксовий газ (водень, метан, чадний і вуглекислий гази, домішки аміаку, азоту та інших газів);

2. кам'яновугільна смола (кілька сотень різних органічних речовин, в тому числі бензол і його гомологи, фенол та ароматичні спирти, нафталін і різні гетероциклічні сполуки);

3. надсмольная, або аміачна, вода (розчинений аміак, а також фенол, сірководень і інші речовини);

4. кокс (твердий залишок коксування, практично чистий вуглець).

Остиглий кокс відправляють на металургійні заводи.

При охолодженні летючих продуктів (коксовий газ) конденсуються кам'яновугільна смола і аміачна вода.

Пропускаючи Несконденсировавшиеся продукти (аміак, бензол, водень, метан, СО2, азот, етилен і ін.) Через розчин сірчаної кислоти виділяють сульфат амонію, який використовується в якості мінерального добрива. Бензол поглинають розчинником і відганяють з розчину. Після цього коксовий газ використовується як паливо або як хімічна сировина. Кам'яновугільна смола виходить в незначних кількостях (3%). Але, з огляду на масштаби виробництва, кам'яновугільна смола розглядається як сировину для отримання ряду органічних речовин. Якщо від смоли відігнати продукти, киплячі до 350 ° С, то залишається тверда маса - пек. Його застосовують для виготовлення лаків.

Гідрування вугілля здійснюється при температурі 400-600 ° С під тиском водню до 25 МПа в присутності каталізатора. При цьому утворюється суміш рідких вуглеводнів, яка може бути використана як моторне паливо. Отримання рідкого палива з вугілля. Рідке синтетичне паливо - це високооктановий бензин, дизельне і котельне паливо. Щоб отримати рідке паливо з вугілля, необхідно збільшити в ньому вміст водню шляхом гідрування. Гідрогенізацію проводять з використанням багаторазової циркуляції, яка дозволяє перетворити в рідину і гази всю органічну масу вугілля. Перевагою цього методу є можливість гідрування низькосортного бурого вугілля.

Газифікація вугілля дозволить використовувати низькоякісні буре та кам'яне вугілля на теплоелектростанціях, не забруднюючи навколишнє середовище сполуками сірки. Це єдиний метод отримання концентрованого монооксиду вуглецю (чадного газу) СО. Неповне згоряння вугілля дає оксид вуглецю (II). На каталізаторі (нікель, кобальт) при звичайному або підвищеному тиску з водню і СО можна отримати бензин, що містить граничні і ненасичені вуглеводні:

nCO + (2n + 1) H 2 → C n H 2n + 2 + nH 2 O;

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.

Якщо суху перегонку вугілля проводити при 500-550 ° С, то отримують дьоготь, який поряд з бітумом використовується в будівельній справі як сполучний матеріал при виготовленні покрівельних, гідроізоляційних покриттів (руберойд, толь і ін.).

У природі кам'яне вугілля знаходиться в наступних регіонах: Підмосковний басейн, Південно-Якутський басейн, Кузбас, Донбас, Печорський басейн, Тунгуський басейн, Ленський басейн.

Природний газ.

Природний газ - суміш газів, основним компонентом якої є метан CH 4 (від 75 до 98% в залежності від родовища), решта припадає на частку етану, пропану, бутану і невеликої кількості домішок - азоту, оксиду вуглецю (IV), сірководню і парів води, і, практично завжди, - сірководень і органічні сполуки нафти - меркаптани. Саме вони повідомляють газу специфічний неприємний запах, А при спалюванні призводять до утворення токсичного діоксиду сірки SO 2.

Звичайно чим вище молекулярна маса вуглеводню, тим менше його міститься в природному газі. Склад природного газу різних родовищ неоднаковий. Середній склад його в процентах за обсягом наступний:

СН 4	З 2 Н 6	З 3 Н 8	З 4 Н 10	N 2 та інші гази
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

Метан утворюється при анаеробному (без доступу повітря) зброджування рослинних і тваринних решток, тому утворюється в донних відкладеннях і носить назву "болотного" газу.

Поклади метану в гидратированной кристалічній формі, так званий метангідратів,виявлені під шаром вічної мерзлоти і на великих глибинах океанів. При низьких температурах (-800ºC) і високому тиску молекули метану розміщуються в порожнечах кристалічної решітки водяного льоду. У льодових порожнинах одного кубометра метангідратів "законсервовано" 164 кубометра газу.

Шматки метангідратів виглядають як брудний лід, але на повітрі згоряють жовто-синім полум'ям. За приблизними оцінками, на планеті зберігається від 10 000 до 15 000 гігатонн вуглецю у вигляді метангідратів ( "гіга" дорівнює 1 мільярду). Такі обсяги в багато разів перевищують всі відомі на сьогоднішній день запаси природного газу.

Природний газ є поновлюваним природним ресурсом, так як синтезується в природі безперервно. Його ще називають "біогазом". Тому перспективи благополучного існування людства багато вчених-екологи пов'язують сьогодні саме з використанням газу в якості альтернативного палива.

Як пальне природний газ має великі переваги перед твердим і рідким паливом. Теплота згоряння його значно вище, при спалюванні він не залишає золи, продукти згоряння значно чистіші в екологічному відношенні. Тому близько 90% всього обсягу видобутого природного газу спалюється як паливо на теплових електростанціях і в котельнях, в термічних процесах на промислових підприємствах і в побуті. Близько 10% природного газу використовують як цінна сировина для хімічної промисловості: для отримання водню, ацетилену, сажі, різних пластмас, медикаментів. З природного газу виділяють метан, етан, пропан і бутан. Продукти, які можна отримати з метану, мають важливе промислове значення. Метан використовується для синтезу багатьох органічних речовин - синтез-газу і подальшого синтезу на його основі спиртів; розчинників (чотирихлористого вуглецю, хлористого метилена і ін.); формальдегіду; ацетилену і сажі.

Природний газ утворює самостійні родовища. Основні родовища природних горючих газів розташовані в Північній і Західній Сибіру, \u200b\u200bВолго-Уральському басейні, на Північному Кавказі (Ставрополі), в Республіці Комі, Астраханська область, Баренцове море.

ПРИРОДНІ ДЖЕРЕЛА ВУГЛЕВОДНІВ

Вуглеводні всі такі різні -
Рідкі і тверді, і газоподібні.
Чому так багато їх в природі?
Справа в ненаситному вуглеці.

Дійсно, цей елемент, як ніякий інший, "ненаситний": він так і прагне утворювати то ланцюга, прямі і розгалужені, то кільця, то сітки з безлічі своїх атомів. Звідси безліч з'єднань з атомів вуглецю і водню.

Вуглеводні - це і природний газ - метан, і іншої побутової горючий газ, яким наповнюють балони - пропан С 3 Н 8. Вуглеводні - це і нафту, і бензин, і гас. А ще - органічний розчинник З 6 Н 6, парафін, з якого зроблені новорічні свічки, вазелін з аптеки і навіть поліетиленовий пакет для упаковки продуктів ...

Найважливішими природними джерелами вуглеводнів є корисні копалини - кам'яне вугілля, нафта, газ.

КАМ'ЯНЕ ВУГІЛЛЯ

На земній кулі відомо більше 36 тисячвугільних басейнів і родовищ, які в сукупності займають 15% території земної кулі. Вугільні басейни можуть тягнутися на тисячі кілометрів. Всього общегеологические запаси вугілля на земній кулі становлять 5 трлн. 500 млрд. Тонн, В тому числі розвідані родовища - 1 трлн. 750 млрд. Тонн.

Розрізняють три основних види викопного вугілля. При горінні бурого вугілля, антрациту - полум'я невидиме, згоряння бездимний, а кам'яне вугілля при горінні видає гучний тріск.

Антрацит - це найдавніший викопного вугілля. Відрізняється великою щільністю і блиском. містить до 95% вуглецю.

Кам'яне вугілля - містить до 99% вуглецю. З усіх викопних вугіль знаходить найширше застосування.

Буре вугілля - містить до 72% вуглецю. Має бурий колір. Як наймолодший з викопного вугілля, часто зберігає сліди структури дерева, з якого він утворився. Відрізняється великою гігроскопічністю і високою зольністю ( від 7% до 38%), тому використовується тільки як місцеве паливо і як сировину для хімічної переробки. Зокрема, шляхом його гідрогенізації отримують цінні види рідкого палива: бензин і гас.

Вуглець основна складова частина кам'яного вугілля ( 99% ), Бурого вугілля ( до 72%). Походження назви вуглець, тобто, "що породжує вугілля". Аналогічно і латинська назва "карбонеум" в основі містить корінь карбо-вугілля.

Як і нафту, кам'яне вугілля містить велику кількість органічних речовин. Крім органічних речовин, в його склад входять і неорганічні речовини, такі, як вода, аміак, сірководень і, звичайно ж, сам вуглець - вугілля. Одним з основних способів переробки кам'яного вугілля є коксування - прожарювання без доступу повітря. В результаті коксування, яке проводять при температурі 1000 0 С, утворюється:

коксовий газ - в його склад входять водень, метан, чадний і вуглекислий газ, домішки аміаку, азоту та інших газів.

кам'яновугільна смола - містить кілька сотень різних органічних речовин, в тому числі бензол і його гомологи, фенол та ароматичні спирти, нафталін і різні гетероциклічні сполуки.

Надсмольная або аміачна вода - містить, як зрозуміло з назви, розчинений аміак, а також фенол, сірководень і інші речовини.

Кокс - твердий залишок коксування, практичний чистий вуглець.

Кокс використовується у виробництві чавуну і сталі, аміак - у виробництві азотних і комбінованих добрив, а значення органічних продуктів коксування важко переоцінити. Яка ж географія поширення цієї корисної копалини?

Основна частина вугільних ресурсів приходиться на північну півкулю - Азію, Північну Америку, Євразію. Які ж країни виділяються по запасах і видобутку вугілля?

Китай, США, Індія, Австралія, Росія.

Головними експортерами вугілля є країни.

США, Австралія, Росія, ПАР.

Головні центри імпорту.

Японія, Зарубіжна Європа.

Це дуже екологічно брудне паливо. При видобутку вугілля відбуваються вибухи і пожежі метану, виникають певні проблеми, пов'язані з навколишнім середовищем.

Забруднення навколишнього середовища - це будь-яка небажана зміна стану цього середовища в результаті господарської діяльності людини. Це відбувається і при видобутку корисних копалин. Уявімо ситуацію в районі видобутку вугілля. Разом з вугіллям на поверхню піднімається величезна кількість порожньої породи, яке за непотрібністю просто відправляють у відвали. поступово утворюються терикони- величезні, в десятки метрів заввишки, конусоподібні гори пустої породи, які спотворюють вигляд природного ландшафту. А весь чи вугілля, підняте на поверхню, обов'язково буде вивезений споживачеві? Звичайно, ні. Адже процес негерметичний. Величезна кількість вугільного пилу осідає на поверхню землі. В результаті змінюється склад грунтів, грунтових вод, що неминуче вплине на тваринний і рослинний світ району.

Вугілля містить радіоактивний вуглець - С, але після спалювання палива небезпечна речовина разом з димом потрапляє в повітря, воду, грунт, спікається в шлак чи золу, яка використовується для виробництва будівельних матеріалів. В результаті, в житлових будинках стіни і перекриття "фонують" і становлять загрозу для здоров'я людини.

НАФТА

Нафта відома людству з давніх часів. На березі Євфрату вона добувалася

6-7 тис. Років до н. е . Використовувалася вона для освітлення жител, для приготування будівельних розчинів, як ліки і мазей, при бальзамуванні. Нафта в стародавньому світі була грізною зброєю: вогняні річки лилися на голови штурмуючих кріпосні стіни, палаючі стріли, змочені в нафти, летіли в обложені міста. Нафта була складовою частиною запального кошти, що увійшов в історію під назвою "Грецького вогню".У середні століття вона використовувалася головним чином для освітлення вулиць.

Нафтогазоносних басейнів розвідано більше 600, розробляється 450 , а загальне число нафтових родовищ сягає 50 тисяч.

Розрізняють легку і важку нафту. Легку нафту витягують з надр насосами або фонтанні способом. З такою нафти роблять в основному бензин і гас. Важкі сорти нафти іноді добувають навіть шахтним способом (у Республіці Комі), і готують з неї бітум, мазут, різні масла.

Нафта найбільш універсальне паливо, висококалорійне. Її видобуток відрізняється відносною простотою і дешевизною, адже при видобутку нафти не опускається під землю людей. Транспортування нафти по трубопроводах не є великою проблемою. Головний недолік цього виду палива - невисока ресурсообеспеченность (близько 50 років ) . Общегеологіческіе запаси дорівнюють 500 млрд. Тонн, в тому числі розвідані 140 млрд. Тонн .

В 2007 році російські вчені довели світовій спільноті, що підводні хребти Ломоносова і Менделєєва, які знаходяться в Північному Льодовитому океані є шельфової зоною материка, а отже належать Російській Федерації. Про склад нафти, її властивості розповість учитель хімії.

Нафта - це "згусток енергії". За допомогою лише 1 мл її можна нагріти на один градус ціле відро води, а для того щоб закип'ятити відерні самовар, потрібно менше половини склянки нафти. За концентрації енергії в одиниці об'єму нафту займає перше місце серед природних речовин. Навіть радіоактивні руди не можуть конкурувати з нею в цьому відношенні, так як вміст в них радіоактивних речовин настільки малі, що для вилучення 1 мг. ядерного палива треба переробити тонни гірських порід.

Нафта - це не тільки основа паливно-енергетичного комплексу будь-якої держави.

Тут доречно знамениті слова Д. І. Менделєєва "Спалювати нафту - це те ж, що топити піч асигнаціями ". В кожній краплі нафти міститься більше 900 різних хімічних сполук, більше половини хімічних елементів Періодичної системи. Це дійсно диво природи, основа нафтохімічної промисловості. Приблизно 90% всієї видобутої нафти використовується як паливо. Незважаючи на “ свої 10% " , нафтохімічний синтез забезпечує отримання багатьох тисяч органічних сполук, які задовольняють насущні потреби сучасного суспільства. Недарма люди шанобливо називають нафту "чорним золотом", "кров'ю Землі".

Нафта - масляниста темно-коричнева рідина з червонуватим або зеленуватим відтінком, іноді чорна, червона, синя або світла і навіть прозора з характерним різким запахом. Буває нафту біла або безбарвна, як вода (наприклад, в Суруханском родовищі в Азербайджані, в деяких родовищах в Алжирі).

Склад нафти неоднаковий. Але всі вони зазвичай містять вуглеводні трьох видів - алкани (переважно нормальної будови), Циклоалкани і ароматичні вуглеводні. Співвідношення цих вуглеводнів в нафти різних родовищ буває різний: наприклад, нафта Мангишлака багата алканами, а нафта в районі Баку - циклоалканами.

Основні запаси нафти знаходяться в північній півкулі. всього 75 країн світу видобувають нафту, але 90% її видобутку припадає на частку всього 10 країн. близько ? світових запасів нафти припадає на країни, що розвиваються. (Учитель називає і показує на карті).

Головні країни виробники:

Саудівська Аравія, США, Росія, Іран, Мексика.

У той же час більше 4/5 споживання нафти припадає на частку економічно розвинених країн, які є головними країни-імпортери:

Японія, Зарубіжна Європа, США.

Нафта в сирому вигляді ніде не використовується, а знаходять застосування продукти нафтопереробки.

Переробка нафти

Сучасна установка складається з печі для нагрівання нафти і ректифікаційної колони, де нафта розділяється на фракції -окремі суміші вуглеводнів відповідно до їх температурами кипіння: бензин, нафта, гас. У печі є згорнута в змійовик довга труба. Піч обігрівається продуктами згорання мазуту або газу. У змійовик безперервно подається нафту: там вона нагрівається до 320 - 350 0 Сі у вигляді суміші рідини і парів надходить в колону ректифікації. Колона ректифікації - це сталевий циліндричний апарат висотою близько 40 м. Вона має всередині кілька десятків горизонтальних перегородок з отворами - так звані тарілками. Пари нафти, вступаючи в колону, піднімаються вгору і проходять через отвори в тарілках. Поступово охолоджуючись при своєму русі вгору, вони частково сжижаются. Вуглеводні менш леткі сжижаются вже на перших тарілках, утворюючи газойлевуюфракцію; більш леткі вуглеводні збираються вище і утворюють гасову фракцію; ще вище - лігроїнових фракцію. Найбільш летючі вуглеводні виходять у вигляді пари з колони і після конденсації, утворюють бензин. Частина бензину подається назад в колону для "зрошення", що сприяють кращому режиму роботи. (Запис у зошити). Бензин - містить вуглеводні С5 - С11, киплячі в інтервалі від 40 0 \u200b\u200bС до 200 0 С; нафта - містить вуглеводні С8 - С14 з температурою кипіння від 120 0 С до 240 0 С; керосін- містить вуглеводні С12 - С18, киплячі при температурі от180 0 С до 300 0 С; газойль - містить вуглеводні С13 - С15, відганяють при температурі від 230 0 С до 360 0 С; мастильні масла-С16 - С28, киплять при температурі 350 0 С і вище.

Після відгону з нафти світлих продуктів залишається в'язка чорна рідина - мазут. Він являє собою цінну суміш вуглеводнів. З мазуту шляхом додаткової перегонки одержують мастила. Неперегоняющуюся частина мазуту називають гудроном, який використовується в будівництві і при асфальтування доріг. (Демонстрація фрагмента відеофільму). Найціннішою фракцією прямої перегонки нафти є бензин. Однак вихід цієї фракції не перевищує 17-20% від маси сирої нафти. Виникає проблема: як задовольнити всі зростаючі потреби суспільства в автомобільному та авіаційному паливі? Рішення було знайдено в кінці 19 століття російським інженером Володимиром Григоровичем Шуховим. В 1891 році він вперше здійснив промисловий крекінг гасової фракції нафти, що дозволило збільшити вихід бензину до 65-70% (в розрахунку на сиру нафту). Тільки за розробку процесу термічного крекінгу нафтопродуктів вдячне людство золотими літерами вписав ім'я цієї унікальної людини в історію цивілізації.

Отримані в результаті ректифікації нафти продукти піддають хімічній переробці, що включає ряд складних процесів, Один з них - крекінг нафтопродуктів (від англійського "Сracking" -расщепленіе). Розрізняють декілька видів крекінгу: термічний, каталітичний, крекінг високого тиску, відновний. Термічний крекінг полягає в розщепленні молекул вуглеводнів з довгим ланцюгом на більш короткі під дією високої температури (470-550 0 C). В процесі цього розщеплення поряд з алканами утворюються алкени:

В даний час найбільш поширений каталітичний крекінг. Він проводиться при температурі 450-500 0 С, але з більшою швидкістю і дозволяє отримувати бензин вищої якості. В умовах каталітичного крекінгу разом з реакціями розщеплення йдуть реакції ізомеризації, тобто перетворення вуглеводнів нормальної будови в вуглеводні розгалужені.

Ізомеризація впливає на якість бензину, так як наявність розгалужених вуглеводнів сильно підвищує його октанове число. Крекінг відносять до так званих вторинних процесів нафтопереробки. До вторинних відносять і ряд інших каталітичних процесів, наприклад риформинг. риформинг- це ароматизація бензинів, шляхом нагрівання їх в присутності каталізатора, наприклад, платини. У цих умовах алкани і Циклоалкани перетворюються в ароматичні вуглеводні, в слідстві чого октанове число бензинів також істотно підвищується.

Екологія та нафтопромисел

Для нафтохімічного виробництва особливо актуальна проблема навколишнього середовища. Видобуток нафти пов'язана з витратами енергії і забрудненням навколишнього середовища. Небезпечним джерелом забруднення Світового океану є морська нафтовидобуток, також Світовий океан забруднюється при транспортуванні нафти. Кожен з нас бачив по телевізору наслідки аварій нафтоналивного танкера. Чорні, покриті шаром мазуту берега, чорний прибій, задихаються дельфіни, Птахи, крила яких у в'язкому мазуті, люди в захисних костюмах, котрі збирають нафту лопатами і відрами. Хочу навести дані серйозної екологічної катастрофи, яка сталася в Керченській протоці в листопаді 2007 року. У воду потрапили 2 тисячі тонн нафтопродуктів і близько 7 тисяч тонн сірки. Найбільше через катастрофу постраждали коса Тузла, яка знаходиться на стику Чорного і Азовського морів, і коса Чушка. Після аварії мазут осів на дно з - за чого загинула дрібна черепашка-сердцевідка-основна їжа мешканців моря. На відновлення екосистеми піде 10 років. Загинуло понад 15 тисяч птахів. Літр нафти, потрапивши в воду, розтікається по її поверхні плямами площею 100 кв.м. Нафтова плівка, хоча і дуже тонка, утворює непереборну перешкоду на шляху кисню з атмосфери в водну товщу. В результаті порушується кисневий режим і океан "Задихається". Гине планктон, який є основою харчового ланцюга океану. В даний час нафтовими плямами покрито вже близько 20% площі Світового океану, і площа, уражена нафтовим забрудненням зростає. Крім того, що нафтовою плівкою покрито Світовий океан, ми можемо її спостерігати і на суші. Наприклад, на нафтових родовищах Західного Сибіру в рік проливається нафти більше, ніж вміщує танкер - до 20 млн. Тонн. Близько половини цієї нафти потрапляє на землю в результаті аварій, решта - "планові" фонтани і витоку при запуску свердловин, розвідувального буріння, ремонту трубопроводів. Найбільша площа нафтозабруднених земель, за даними Комітету з питань довкілля Ямало-Ненецького автономного округу, припадає на Пуровском район.

ПРИРОДНИЙ І попутного нафтового ГАЗИ

У природному газі містяться вуглеводні з низькою молекулярною масою, основними компонентами є метан. Його вміст у газі різних родовищ коливається від 80% до 97%. Крім метану - етан, пропан, бутан. Неорганічні: азот-2%; СО2; Н2О; Н2S, благородні гази. При згорянні природного газу виділяється багато тепла.

За своїми властивостями природний газ як паливо перевершує навіть нафту, він більш каллоріней. Це наймолодша галузь паливної промисловості. Газ ще простіше добувають і транспортують. Це саме економічне з усіх видів палива. Є, правда, і недоліки: складна міжконтинентальна транспортування газу. Танкери - метанавози, що перевозять газ в зрідженому стані являють собою виключно складні дорогі конструкції.

Застосовується в якості: ефективного палива, сировини в хімічній промисловості, у виробництві ацетилену, етилену, водню, сажі, пластмаси, оцтової кислоти, барвників, медикаментів та ін. Попутні (нафтові гази) - природні гази, які розчиняються в нафті і виділяються при її видобутку. У нафтовому газі міститься менше метану, але більше пропану, бутану та інших вищих вуглеводнів. А де газ видобувається?

Понад 70 країн світу мають промисловими запасами газу. Причому, як і у випадку з нафтою, дуже великими запасами мають країни, що розвиваються. Але видобуток газу ведуть в основному розвинені країни. Вони мають можливості для його використання або спосіб продавати газ іншим країнам, що знаходяться з ними на одному материку. Міжнародна торгівля газом менш активна, ніж торгівля нафтою. На міжнародному ринок надходить близько 15% видобутого в світі газу. Майже 2/3 світового видобутку газу дають Росія і США. Безперечно провідним регіоном газовидобутку не тільки нашої країни, а й у світі є Ямало-Ненецький автономний округ, Де ця галузь розвивається вже 30 років. Наше місто Новий Уренгой по праву визнаний газової столицею. До найбільших родовищ відносяться Уренгойское, Ямбургское, Ведмеже, Заполярне. Уренгойское родовище включено в "Книгу рекордів Гіннеса". Запаси і видобуток родовища унікальні. Розвідані запаси перевищують 10 трлн. м 3, з моменту експлуатації вже видобуто 6 трлн. м 3. У 2008 році ВАТ "Газпром" планує видобути на Уренгойському родовищі 598 млрд. М 3 "блакитного золота".

Газ і екологія

Недосконалість технології видобутку нафти і газу, їх транспортування обумовлює постійне спалювання обсягу газу на тепло-агрегатах компресорних станцій і в факелах. На частку компресорних станцій припадає близько 30% цих викидів. На факельних установках щорічно спалюється близько 450 тис. Тонн природного і попутного газу, при цьому в атмосферу надходить понад 60 тис. Тонн забруднюючих речовин.

Нафта, газ, кам'яне вугілля - це коштовна сировина для хімічної промисловості. В недалекому майбутньому їм буде знайдена заміна в паливно-енергетичному комплексі нашої країни. В даний час вчені ведуть пошук шляхів використання енергії сонця і вітру, ядерного пального з метою повної заміни нафти. Найбільш перспективним видом палива майбутнього є водень. Скорочення використання нафти в теплоенергетиці - шлях не тільки до більш раціонального її застосування, а й до збереження цієї сировини для майбутніх поколінь. Вуглеводневу сировину повинно використовуватися тільки в переробній промисловості для отримання різноманітної продукції. На жаль, ситуація поки не змінюється, і до 94% видобутої нафти служить паливом. Д. І. Менделєєв мудро говорив: "Спалювати нафту - це те ж, що топити піч асигнаціями".

Природне джерело вуглеводнів	Його основні характеристики
нафта	Багатокомпонентна суміш, що складається переважно з вуглеводнів. Вуглеводні представлені в основному алканами, циклоалканами і аренами.
Попутний нафтовий газ	Суміш, що складається майже виключно з алканів з довгою вуглецевої ланцюгом від 1 до 6-ти вуглецевих атомів, утворюється попутно при видобутку нафти, звідси і походження назви. Має місце така тенденція: чим менше молекулярна маса алкана, тим його процентний вміст у попутному нафтовому газі вище.
Природний газ	Суміш, що складається переважно з низькомолекулярних алканів. Основний компонент природного газу - метан. Його процентний вміст в залежності від родовища газу може бути від 75 до 99%. На другому місці за концентрацією з великим відривом - етан, ще менше міститься пропану і т.д. Принципова відмінність природного газу від попутного нафтового полягає в тому, що в попутному нафтовому газі набагато вище частка пропану і ізомерних бутанов.
Кам'яне вугілля	Багатокомпонентна суміш різних з'єднань вуглецю, водню, кисню, азоту та сірки. Також до складу кам'яного вугілля входить значна кількість неорганічних речовин, частка яких істотно вище, ніж в нафти.

Переробка нафти

Нафта являє собою багатокомпонентну суміш різних речовин переважно вуглеводнів. Дані компоненти відрізняються один від одного по температурах кипіння. У зв'язку з цим, якщо нагрівати нафту, то спочатку з неї будуть випаровуватися найбільш легкокипящие компоненти, потім з'єднання з більш високою температурою кипіння і т.д. На даному явищі заснована первинна переробка нафти , Яка полягає в перегонці (ректифікації) нафти. Даний процес називають первинним, оскільки передбачається, що при його протіканні не відбуваються хімічні перетворення речовин, а нафта лише розділяється на фракції з різними температурами кипіння. Нижче представлена \u200b\u200bпринципова схема ректифікаційної колони з коротким описом самого процесу перегонки:

Перед процесом ректифікації нафту спеціальним чином готують, а саме, позбавляють від примесной води з розчиненими в ній солями і від твердих механічних домішок. Підготовлена \u200b\u200bтаким чином нафта надходить в трубчасту піч, де нагрівається до високої температури (320-350 о С). Після нагрівання в трубчастої печі нафту, що володіє високою температурою, надходить у нижню частину колони ректифікації, де відбувається випаровування окремих фракцій і підйом їх парів вгору по ректифікаційної колоні. Чим вище знаходиться ділянка ректифікаційної колони, тим його температура нижче. Таким чином, на різній висоті відбирають наступні фракції:

1) ректифікаційні гази (відбирають в самій верхній частині колони, в зв'язку з чим їх температура кипіння не перевищує 40 о С);

2) бензинова фракція (температури кипіння від 35 до 200 ° С);

3) Лігроїнова фракція (температури кипіння від 150 до 250 ° С);

4) гасова фракція (температури кипіння від 190 до 300 ° С);

5) дизельну фракцію (температури кипіння від 200 до 300 ° С);

6) мазут (температури кипіння понад 350 ° С).

Слід зазначити, що середні фракції, що виділяються при ректифікації нафти, не задовольняють стандартам, які висуваються до якостей палив. Крім того, в результаті перегонки нафти утворюється чимала кількість мазуту - далеко не найбільш затребуваного продукту. У зв'язку з цим після первинної переробки нафти стоїть завдання підвищення виходу більш дорогих, зокрема, бензинових фракцій, а також підвищення якості цих фракцій. Ці завдання вирішуються із застосуванням різних процесів вторинної переробки нафти , Наприклад, таких як крекінгі риформинг .

Слід зазначити, що кількість процесів, які використовуються при вторинній переробці нафти, значно більше, і ми торкаємося лише одні з основних. Давайте тепер розберемося, в чому ж полягає сенс цих процесів.

Крекінг (термічний або каталітичний)

Даний процес призначений для підвищення виходу бензинової фракції. Для цієї мети важкі фракції, наприклад, мазут піддають сильному нагріванню найчастіше в присутності каталізатора. В результаті такого впливу довголанцюгові молекули, що входять до складу важких фракцій, рвуться і утворюються вуглеводні з меншою молекулярною масою. Фактично це призводить до додаткового виходу ціннішою, ніж вихідний мазут, бензинової фракції. Хімічну суть даного процесу відображає рівняння:

риформинг

Даний процес виконує завдання поліпшення якості бензинової фракції, зокрема підвищення її детонаційної стійкості (октанового числа). Саме ця характеристика бензинів вказується на бензозаправках (92-й, 95-й, 98-й бензин і т.д.).

В результаті процесу риформінгу підвищується частка ароматичних вуглеводнів в бензинової фракції, що мають серед інших вуглеводнів одні з найвищих октановим чисел. Досягається таке збільшення частки ароматичних вуглеводнів в основному в результаті протікання при процесі риформінгу реакцій дегидроциклизации. Наприклад, при досить сильному нагріванні н-гексана в присутності платинового каталізатора він перетворюється в бензол, а н-гептан аналогічним чином - в толуол:

Переробка кам'яного вугілля

Основним способом переробки кам'яного вугілля є коксування . коксуванням вугілля називають процес, при якому вугілля нагрівають без доступу повітря. При цьому в результаті такого нагрівання з вугілля виділяють чотири основні продукти:

1) Кокс

Тверда субстанція, що представляє собою практично чистий вуглець.

2) Кам'яновугільна смола

Містить велику кількість різноманітних переважно ароматичних сполук, таких як бензол його гомологи, феноли, ароматичні спирти, нафталін, гомологи нафталіну і т.д .;

3) Аміачна вода

Незважаючи на свою назву дана фракція, крім аміаку і води, містить також фенол, сірководень і деякі інші сполуки.

4) Коксовий газ

Основними компонентами коксового газу є водень, метан, вуглекислий газ, азот, етилен і т.д.

Найважливіші природні джерела вуглеводнів - нафту , природний газ і кам'яне вугілля . Вони утворюють багаті родовища в різних районах Землі.

Раніше здобуті природні продукти застосовувалися виключно як паливо. В даний час розроблені і широко застосовуються методи їх переробки, що дозволяють виділяти цінні вуглеводні, які використовуються і як високоякісне паливо, і як сировину для різних органічних синтезів. Переробкою природних джерел сировини займається нафтохімічна промисловість . Розберемо основні способи переробки природних вуглеводнів.

Найцінніший джерело природної сировини - нафту . Вона являє собою маслянисту рідину темно-бурого або чорного кольору з характерним запахом, практично нерозчинну у воді. Щільність нафти становить 0,73-0,97 г / см 3. Нафта - складна суміш різних рідких вуглеводнів, у яких розчинені газоподібні і тверді вуглеводні, причому склад нафти з різних родовищ може відрізнятися. У різному співвідношенні в складі нафти можуть бути присутніми алкани, Циклоалкани, ароматичні вуглеводні, а також кисень, серу- і азотовмісні органічні сполуки.

Сира нафта практично не застосовується, а піддається переробці.

розрізняють первинну переробку нафти (перегонку ), Тобто поділ її на фракції з різними температурами кипіння, і вторинну переробку (крекінг ), В процесі якої змінюють структуру углеводоро-

дов, що входять до її складу.

Первинна переробка нафти заснована на тому, що температура кипіння вуглеводнів тим більше, чим більше їх молярна маса. До складу нафти входять з'єднання з температурами кипіння від 30 до 550 ° С. В результаті перегонки нафту поділяють на фракції, киплячі при різній температурі і містять суміші вуглеводнів з різною молярною масою. Ці фракції знаходять різноманітне застосування (див. Таблицю 10.2).

Таблиця 10.2. Продукти первинної переробки нафти.

фракція	Температура кипіння, ° С	склад	застосування
Зріджений газ	<30	Вуглеводні С3 4	Газоподібне паливо, сировину для хімічної промисловості
бензинова	40-200	Вуглеводні З 5 - З 9	Авіаційне і автомобільне паливо, розчинник
Лигроиновая	150-250	Вуглеводні З 9 - З 12	Паливо для дизельних двигунів, розчинник
гасова	180-300	Вуглеводні З 9 -С 16	Паливо для дизельних двигунів, побутове паливо, освітлювальне пальне
газойлевая	250-360	Вуглеводні З 12-С 35	Дизельне паливо, сировину для каталітичного крекінгу
мазут	> 360	Вищі вуглеводні, О, N-, S-, Ме-містять речовини	Паливо для котельних установок і промислових печей, сировина для подальшої перегонки

На частку мазуту припадає близько половини маси нафти. Тому його також піддають термічній переробці. Щоб запобігти розкладанню, мазут переганяють при зниженому тиску. При цьому отримують кілька фракцій: рідкі вуглеводні, які застосовуються в якості мастил ; суміш рідких і твердих вуглеводнів - вазелін , Який використовується при приготуванні мазей; суміш твердих вуглеводнів - парафін , Що йде на виробництво гуталіну, свічок, сірників і олівців, а також для просочення деревини; нелеткий залишок - гудрон , Який використовується для отримання дорожніх, будівельних і покрівельних бітумів.

Вторинна переробка нафти включає хімічні реакції, що змінюють склад і хімічну будову вуглеводнів. її разновіднос-

ти - термічний крекінг, каталітичний крекінг, каталітичний риформінг.

термічного крекінгу зазвичай піддають мазут і інші важкі фракції нафти. При температурі 450-550 ° С і тиску 2-7 МПа відбувається розщеплення по свободнорадикальному механізму молекул вуглеводнів на фрагменти з меншим числом атомів вуглецю, причому утворюються граничні і ненасичені сполуки:

З 16 Н 34 ¾® З 8 Н 18 + З 8 Н 16

C 8 H 18 ¾®C 4 H 10 + C 4 H 8

Цим способом отримують автомобільний бензин.

каталітичний крекінг проводять в присутності каталізаторів (зазвичай алюмосилікатів) при атмосферному тиску і температурі 550 - 600 ° С. При цьому з гасової і газойлевой фракцій нафти отримують авіаційний бензин.

Розщеплення вуглеводнів в присутності алюмосилікатів йде по іонному механізму і супроводжується изомеризацией, тобто утворенням суміші граничних і ненасичених вуглеводнів з розгалуженим вуглецевим скелетом, наприклад:

СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 СН 3

кат., t||

C 16 H 34 ¾¾® СН 3-С-С-СН 3 + СН 3-С \u003d С - СН-СН 3

каталітичний риформінг проводять при температурі 470-540 ° С і тиску 1-5 МПа з використанням платинового або платино-ренієві каталізаторів, нанесених на основу з Al 2 O 3. У цих умовах відбувається перетворення парафінів і

циклопарафинов нафти в ароматичні вуглеводні

кат., t, p

¾¾¾¾® + 3Н 2

кат., t, p

З 6 Н 14 ¾¾¾¾® + 4Н 2

Каталітичні процеси дозволяють отримувати бензин поліпшеної якості завдяки високому вмісту в ньому розгалужених і ароматичних вуглеводнів. Якість бензину характеризується його октановим числом. Чим сильніше стиснута суміш палива з повітрям поршнями, тим більше потужність двигуна. Однак стиснення можна здійснювати тільки до певної межі, вище якого відбувається детонація (вибух)

газової суміші, що викликає перегрів і передчасний знос двигуна. Найменша стійкість до детонації у нормальних парафінів. Зі зменшенням довжини ланцюга, збільшенням її розгалуженості і числа двой-

них зв'язків вона зростає; особливо велика вона у ароматичних углево-

дородов. Для оцінки стійкості до детонації різних сортів бензину їх порівнюють з аналогічними показниками для суміші изооктана і н-геп-тана з різним співвідношенням компонентів; октанове число дорівнює процентному змісту в цій суміші изооктана. Чим воно більше, тим вище якість бензину. Октанове число можна підвищити також додаванням спеціальних антидетонаторов, наприклад, тетраетилсвинцю Pb (C 2 H 5) 4, однак такий бензин і продукти його згоряння токсичні.

Крім рідкого палива в каталітичних процесах отримують нижчі газоподібні вуглеводні, які використовуються потім як сировину для органічного синтезу.

Інший важливий природний джерело вуглеводнів, значення якого постійно зростає - природний газ. Він містить до 98% об.метана, 2-3% об. його найближчих гомологів, а також домішки сірководню, азоту, вуглекислого газу, інертних газів і води. Гази, що виділяються при видобутку нафти ( попутні ), Містять менше метану, але більше його гомологів.

Природний газ використовується як паливо. Крім того, з нього шляхом перегонки виділяють індивідуальні граничні вуглеводні, а також синтез-газ , Що складається в основному з СО і водню; їх використовують як сировину для різних органічних синтезів.

У великих кількостях добувають кам'яне вугілля - неоднорідний твердий матеріал чорного або сіро-чорного кольору. Він являє собою складну суміш різних високомолекулярних сполук.

Кам'яне вугілля використовують як тверде паливо, а також піддають коксування - сухий перегонці без доступу повітря при 1000-1200 ° С. В результаті цього процесу утворюються: кокс , Що представляє собою тонкоподрібнений графіт і застосовується в металургії як відновник; кам'яновугільну смолу , Яку піддають перегонці і одержують ароматичні вуглеводні (бензол, толуол, ксилол, фенол та ін.) І пек , Що йде на приготування покрівельного толю; аміачну воду і коксовий газ , Що містить близько 60% водню і 25% метану.

Таким чином, природні джерела вуглеводнів забезпечують

хімічну промисловість різноманітним і порівняно дешевою сировиною для проведення органічних синтезів, які дозволяють отримувати численні органічні сполуки, що не зустрічаються в природі, але необхідні людині.

Загальну схему використання природних сировинних джерел для основного органічного і нафтохімічного синтезу можна представити таким чином.

Арени Синтез-газ Ацетилен АлкениАлкани

Основний органічний і нафтохімічний синтез

Контрольні завдання.

1222. У чому відмінність первинної переробки нафти від вторинної переробки?

1223. Які сполуки визначають високу якість бензину?

1224. Запропонуйте спосіб, що дозволяє, виходячи з нафти, отримати етиловий спирт.

Глава 1. ГЕОХІМІЯ НАФТИ І РОЗВІДКА ГОРЮЧИХ КОПАЛИН .. 3

§ 1. Походження горючих копалин. 3

§ 2. Газонефтеродние гірські породи. 4

Глава 2. ПРИРОДНІ ДЖЕРЕЛА .. 5

Глава 3. ПРОМИСЛОВЕ ОТРИМАННЯ ВУГЛЕВОДНІВ .. 8

Глава 4. Переробка нафти .. 9

§ 1. Фракційна перегонка .. 9

§ 2. Крекінг. 12

§ 3. Риформинг. 13

§ 4. Очищення від сірки .. 14

Глава 5. ЗАСТОСУВАННЯ ВУГЛЕВОДНІВ .. 14

§ 1. Алкани .. 15

§ 2. Алкени .. 16

§ 3. Алкіни .. 18

§ 4. Арени .. 19

Глава 6. Аналіз стану нафтової промисловості. 20

Глава 7. Особливості та основні тенденції діяльності нафтової промисловості. 27

Список використаної літератури ... 33

Перші теорії, в яких розглядалися принципи, що визначають залягання родовищ нафти, зазвичай обмежувалися головним чином питанням про місця її скупчення. Однак за останні 20 років стало ясно, що для відповіді на це питання необхідно розібратися в тому, чому, коли і в яких кількостях відбулося утворення нафти в тому чи іншому басейні, а також зрозуміти і встановити, в результаті яких процесів вона зароджувалася, мігрувала і накопичувалася. Ці дані вкрай необхідні для підвищення результативності розвідки нафти.

Освіта вуглеводневих копалин, відповідно до сучасних поглядів, відбувалося в результаті протікання складної послідовності геохімічних процесів (див. Рис. 1) всередині вихідних газонефтеродного гірських порід. У цих процесах складові частини різних біологічних систем (речовин природного походження) перетворювалися на вуглеводні і в меншій мірі в полярні з'єднання з різною термодинамічної стійкістю - в результаті осадження речовин природного походження і подальшого їх перекривання осадовими породами, під впливом підвищеної температури і підвищеного тиску в поверхневих шарах земної кори. Первинна міграція рідких і газоподібних продуктів з вихідного газонефтеродного шару і подальша їх вторинна міграція (через які мають горизонти, зрушення і т. П.) В пористі нефтенасищенной гірські породи призводить до утворення покладів вуглеводневих матеріалів, подальша міграція яких запобігається замиканням покладів між непористий шарами гірських порід .

В екстрактах органічної речовини з осадових гірських порід біогенного походження виявляються з'єднання з такою ж хімічної структурою, яку мають сполуки, які добуваються з нафти. Для геохімії мають особливо важливе значення деякі з таких сполук, які вважаються «біологічними знаками» ( «хімічними копалинами»). Такі вуглеводні мають багато спільного з сполуками, зустрічаються в біологічних системах (наприклад, з ліпідами, пігментами і метаболітами), з яких відбулося утворення нафти. Ці сполуки не тільки демонструють биогенное походження природних вуглеводнів, а й дозволяють отримувати дуже важливу інформацію про газонефтеносних гірських породах, а також про характер дозрівання і походження, міграції та биоразложения, що призвели до утворення конкретних родовищ газу і нафти.

Малюнок 1 Геохімічні процеси, що призводять до утворення копалин вуглеводнів.

Газонефтеродной гірською породою вважається мелкодисперсная осадова порода, яка при природному осадженні призвела або могла призвести до утворення і виділення значних кількостей нафти і (або) газу. Класифікація таких гірських порід полягає в обліку забезпечення і типу органічної речовини, стану його метаморфічної еволюції (хімічних перетворень, що відбуваються при високих температурах приблизно 50-180 ° С), а також природи та кількості вуглеводнів, які можуть бути отримані з нього. Органічне речовина кероген в осадових гірських породах біогенного походження може виявлятися в найрізноманітніших формах, але його можна поділити на чотири основні типи.

1) липтинитов - мають дуже високий вміст водню, але низький вміст кисню; їх склад обумовлений наявністю аліфатичних вуглецевих ланцюгів. Передбачається, що липтинитов утворилися в основному з водоростей (зазвичай які зазнали бактеріального розкладання). Вони мають високу здатність до перетворення в нафту.

2) Екзтіти - мають високий вміст водню (однак нижче, ніж у липтинитов), багаті аліфатичними ланцюгами і насиченими нафтенами (аліцік-лическими вуглеводнями), а також ароматичними циклами і кислородсодержащими функціональними групами. Це органічна речовина утворюється з таких рослинних матеріалів, як суперечки, пилок, кутикули та інші структурні частини рослин. Екзініта мають гарну здатність до перетворення в нафту і газовий конденсат, а на вищих стадіях метаморфічної еволюції і в газ.

3) Вітршіти - мають низький вміст водню, високий вміст кисню і складаються в основному з ароматичних структур з короткими аліфатичними ланцюгами, пов'язаними кислородсодержащими функціональними групами. Вони утворені з структурованих деревних (лігноцелюлозних) матеріалів і мають обмежену здатність перетворюватися на нафту, але гарну здатність перетворюватися в газ.

4) Інертініти - це чорні непрозорі уламкові породи (з високим вмістом вуглецю і низьким вмістом водню), які утворилися з сильно змінилися деревних попередників. Вони не мають здатність перетворюватися в нафту і газ.

Головними факторами, за якими розпізнається газонефтеродная порода, є вміст у ній керогена, тип органічної речовини в керогене і стадія метаморфічної еволюції цього органічної речовини. Добрими газонефте-рідними породами вважаються ті, які містять 2-4% органічної речовини такого типу, з якого можуть утворюватися і вивільнятися відповідні вуглеводні. При сприятливих геохімічних умовах освіту нафти може відбуватися з осадових порід, що містять органічну речовину типу липтинита і екзініта. Освіта родовищ газу зазвичай відбувається в гірських породах, багатих витринитом або в результаті термічного крекінгу спочатку утворилася нафти.

В результаті подальшого поховання опадів органічної речовини під верхніми шарами осадових порід ця речовина піддається впливу дедалі високих температур, Що призводить до термічного розкладання керогена і утворення нафти і газу. Освіта нафти в кількостях, що представляють інтерес для промислової розробки родовища, відбувається в певних умовах за часом і температурі (глибині залягання), причому час освіти тим більше, чим нижче температура (це неважко зрозуміти, якщо припустити, що реакція протікає по рівнянню першого порядку і має аррениусовскую залежність від температури). Наприклад, таку саму кількість нафти, яке утворилося при температурі 100 ° С приблизно за 20 мільйонів років, має утворитися при температурі 90 ° С за 40 мільйонів років, а при температурі 80 ° С - за 80 мільйонів років. Швидкість освіти вуглеводнів з керогена приблизно подвоюється при підвищенні температури на кожні 10 ° С. Однак хімічний склад керогена. може бути надзвичайно різноманітним, і тому зазначене співвідношення між часом дозрівання нафти і температурою цього процесу може розглядатися лише як основа для наближених оцінок.

Сучасні геохімічні дослідження показують, що в континентальному шельфі Північного моря збільшення глибини на кожні 100 м супроводжується підвищенням температури приблизно на 3 ° С, а це означає, що багаті органічною речовиною осадові породи утворювали рідкі вуглеводні на глибині 2500-4000 м протягом 50-80 мільйонів років. Легкі нафти і конденсату, мабуть, утворювалися на глибині 4000-5000 м, а метан (сухий газ) - на глибині понад 5000 м.

Природними джерелами вуглеводнів є горючі копалини - нафта і газ, вугілля та торф. Поклади сирої нафти і газу виникли 100-200 мільйонів років тому з мікроскопічних морських рослин і тварин, які виявилися включеними в осадові породи, що утворилися на дні моря, На відміну від цього вугілля і торф почали утворюватися 340 мільйонів років тому з рослин, які виростали на суші.

Природний газ і сира нафта зазвичай виявляються разом з водою в нафтоносних шарах, розташованих між шарами гірських порід (рис. 2). Термін «природний газ» застосуємо також до газів, які утворюються в природних умовах в результаті розкладання вугілля. Природний газ і сира нафта розробляються на всіх континентах, за винятком Антарктиди. Найбільшими виробниками природного газу в світі є Росія, Алжир, Іран і Сполучені Штати. Найбільшими виробниками сирої нафти є Венесуела, Саудівська Аравія, Кувейт і Іран.

Природний газ складається головним чином з метану (табл. 1).

Сира нафта являє собою маслянисту рідину, забарвлення якої може бути найрізноманітнішою - від темно-коричневого або зеленого до майже безбарвної. У ній міститься велика кількість алканів. Серед них є нерозгалужені алкани, розгалужені алкани і Циклоалкани з числом атомів вуглецю від п'яти до 40. Промислове назва цих циклоалканов-нащо. У сирої нафти, крім того, міститься приблизно 10% ароматичних вуглеводнів, а також невелика кількість інших з'єднань, що містять сірку, кисень і азот.

Малюнок 2 Природний газ і сира нафта виявляються пастки між шарами гірських порід.

Таблиця 1 Склад природного газу

вугілля є найдавнішим джерелом енергії, з яким знайоме людство. Він являє собою мінерал (рис. 3), який утворився з рослинної речовини в процесі метаморфізму. Метаморфічними називаються гірські породи, склад яких зазнав змін в умовах високих тисків, а також високих температур. Продуктом першої стадії в процесі утворення вугілля є торф, який представляє собою розклалося органічна речовина. Вугілля утворюється з торфу після того, як він покривається осадовими породами. Ці осадові породи називаються перевантаженими. Перевантажені опади зменшують вміст вологи в торфі.

У класифікації вугілля використовуються три критерії: чистота (Визначається відносним вмістом вуглецю у відсотках); тип (Визначається складом вихідного рослинної речовини); сортність (Залежить від ступеня метаморфізму).

Найбільш низькосортними видами копалин вугілля є буре вугілля і лігніт (Табл. 2). Вони найближче до торфу і характеризуються порівняно низьким вмістом вуглецю і високим вмістом вологи. Кам'яне вугілля характеризується меншим вмістом вологи і широко використовується в промисловості. Самий сухий і твердий сорт вугілля - це антрацит. Його використовують для опалення помешкань і приготування їжі.

Останнім часом завдяки технічним досягненням стає все більш економічною газифікація вугілля. Продукти газифікації вугілля включають монооксид вуглецю, діоксид вуглецю, водень, метан і азот. Вони використовуються в якості газоподібного пального або як для отримання різних хімічних продуктів і добрив.

Вугілля, як це викладено нижче, служить важливим джерелом сировини для отримання ароматичних сполук.

Малюнок 3 Варіант молекулярної моделі низькосортного вугілля. Вугілля являє собою складну суміш хімічних речовин, до складу яких входять вуглець, водень і кисень, а також невеликі кількості азоту, сірки і домішки інших елементів. Крім того, до складу вугілля в залежності від його сорту входить різна кількість вологи і різних мінералів.

Малюнок 4 Вуглеводні, які в біологічних системах.

Вуглеводні зустрічаються в природі не тільки в горючих копалин, але також і в деяких матеріалах біологічного походження. Натуральний каучук є прикладом природного вуглеводневого полімеру. Молекула каучуку складається з тисяч структурних одиниць, що становлять метилбутил-1,3-дієн (ізопрен); її будова схематично показано на рис. 4. Метилбута- 1,3-дієн має наступну структуру:

Натуральний каучук. Приблизно 90% натурального каучуку, який видобувається в даний час в усьому світі, отримують з бразильського каучуконосного дерева Hevea brasiliensis, що культивується головним чином в екваторіальних країнах Азії. Сік цього дерева, являє собою латекс (колоїдний водний розчин полімеру), збирають з надрізів, зроблених ножем на корі. Латекс містить приблизно 30% каучуку. Його крихітні частинки зважені у воді. Сік зливають в алюмінієві ємності, куди додають кислоту, змушує каучук коагулювати.

Багато інші природні сполуки теж містять ізопреновий структурні фрагменти. Наприклад, лімонен містить два ізопреновий фрагмента. Лимонен є головною складовою частиною масел, які з шкірки цитрусових, наприклад лимонів і апельсинів. Це з'єднання належить до класу сполук, які називаються терпеливості. Терпени містять в своїх молекулах 10 атомів вуглецю (С 10 -соєдіненія) і включають два ізопреновий фрагмента, з'єднаних один з одним послідовно ( «голова до хвоста»). З'єднання з чотирма ізопрена фрагментами (С 20 -соєдіненія) називаються дітерпенов, а з шістьма ізопрена фрагментами -трітерпенамі (С 30 -соєдіненія). Сквален, який міститься в маслі з печінки акули, являє собою тритерпен. Тетратерпени (С 40 -соєдіненія) містять вісім ізопреновий фрагментів. Тетратерпени містяться в пігментах жирів рослинного і тваринного походження. Їх забарвлення зумовлене наявністю довгою пов'язаною системи подвійних зв'язків. Наприклад, β-каротин відповідальна за характерну помаранчеве забарвлення моркви.

Алкани, алкени, алкіни і арени отримують шляхом переробки нафти (див. Нижче). Вугілля є важливим джерелом сировини для отримання вуглеводнів. З цією метою кам'яне вугілля нагрівають без доступу повітря в ретортной печі. В результаті виходить кокс, кам'яновугільний дьоготь, аміак, сірководень і кам'яновугільний газ. Цей процес називається деструктивної перегонкою вугілля. Шляхом подальшої фракційної перегонки кам'яновугільного дьогтю отримують різні арени (табл. 3). При взаємодії коксу з парою отримують водяний газ:

Таблиця 3 Деякі ароматичні сполуки, одержувані при фракційної перегонці кам'яновугільного дьогтю (смоли)

З водяного газу за допомогою процесу Фішера-Тропша можна отримувати алкани і алкени. Для цього водяний газ змішують з воднем і пропускають над поверхнею залізного, кобальтового або нікелевого каталізатора при підвищеній температурі і під тиском 200-300 атм.

Процес Фішера - Тропша дозволяє також отримувати з водяного газу метанол та інші органічні сполуки, що містять кисень:

Ця реакція проводиться в присутності каталізатора з оксиду хрому (III) при температурі 300 ° С і під тиском 300 атм.

У промислово слаборозвинених країнах такі вуглеводні, як метан і етилен, все більше отримують з біомаси. Біогаз складається головним чином з метану. Етилен можна отримувати шляхом дегідратації етанолу, який утворюється в процесах ферментації.

Дикарбид кальцію теж отримують з коксу, нагріваючи його суміш з оксидом кальцію при температурах вище 2000 ° С в електричній печі:

При взаємодії дикарбида кальцію з водою відбувається утворення ацетилену. Такий процес відкриває ще одну можливість для синтезу ненасичених вуглеводнів з коксу.

Сира нафта являє собою складну суміш вуглеводнів та інших сполук. У такому вигляді вона мало використовується. Спочатку її переробляють в інші продукти, які мають практичне застосування. Тому сиру нафту транспортують танкерами або за допомогою трубопроводів до нафтопереробним заводам.

Переробка нафти включає цілий ряд фізичних і хімічних процесів: фракційну перегонку, крекінг, риформінг і очищення від сірки.

Сиру нафту поділяють силою-силенною складових частин, піддаючи її простий, фракційної і вакуумної перегонці. Характер цих процесів, а також кількість і склад одержуваних фракцій нафти залежить від складу сирої нафти та від вимог, що пред'являються до різних її фракціям.

З сирої нафти передусім видаляють розчинені в ній домішки газів, піддаючи її простий перегонці. Потім нафту піддають первинної перегонці , В результаті чого її розділяють на газову, легку і середню фракції і мазут. Подальша фракційна перегонка легкої і середньої фракцій, а також вакуумна перегонка мазуту призводить до утворення великого числа фракцій. У табл. 4 вказані діапазони температур кипіння і склад різних фракцій нафти, а на рис. 5 зображена схема пристрою первинної дистилляционной (ректифікаційної) колони для перегонки нафти. Перейдемо тепер до опису властивостей окремих фракцій нафти.

Таблиця 4 Типові фракції перегонки нафти

Малюнок 5 Первинна перегонка сирої нафти.

Газова фракція. Гази, одержувані при переробці нафти, представляють собою найпростіші нерозгалужені алкани: етан, пропан і бутан. Ця фракція має промислове назва нефтезаводской (нафтової) газ. Її видаляють з сирої нафти до того, як піддати її первинної перегонці, або ж виділяють з бензинової фракції після первинної перегонки. Нефтезаводской газ використовують як газоподібного пального або ж піддають його зрідження під тиском, щоб отримати зріджений нафтовий газ. Останній надходить у продаж в якості рідкого палива або використовується як сировина для отримання етилену на крекінг-установках.

Бензинова фракція. Ця фракція використовується для отримання різних сортів моторного палива. Вона являє собою суміш різних вуглеводнів, в тому числі нерозгалужених і розгалужених алканів. Особливості горіння нерозгалужених алканів не ідеально відповідають двигунам внутрішнього згоряння. Тому бензинову фракцію нерідко піддають термічному риформінгу, щоб перетворити нерозгалужені молекули в розгалужені. Перед вживанням цю фракцію зазвичай змішують з розгалуженими алканами, циклоалканами і ароматичними сполуками, одержуваними з інших фракцій шляхом каталітичного крекінгу або риформінгу.

Якість бензину як моторного палива визначається його октановим числом. Воно вказує відсоткове об'ємне зміст 2,2,4-триметилпентана (изооктана) в суміші 2,2,4-триметилпентана і гептана (алкан з неразветвленной ланцюгом), яка володіє такими ж детонаційними характеристиками горіння, як і випробовуваний бензин.

Погане моторне паливо має нульовий октанове число, а хороше паливо-октанове число 100. Октанове число бензинової фракції, одержуваної з сирої нафти, зазвичай не перевищує 60. Характеристики горіння бензину поліпшуються при додаванні в нього антидетонаторной присадки, в якості якої використовується тетраетилсвинець (IV) , Рb (С 2 Н 5) 4. Тетраетилсвинець є безбарвною рідиною, яку отримують при нагріванні хлороетана зі сплавом натрію і свинцю:

При горінні бензину, що містить цю присадку, утворюються частинки свинцю та оксиду свинцю (II). Вони сповільнюють певні стадії горіння бензинового палива і тим самим перешкоджають детонації. Разом з тетраетілсвінцом в бензин додають ще 1,2-дібромоетан. Він реагує зі свинцем і свинцем (II), утворюючи бромід свинцю (II). Оскільки бромід свинцю (II) являє собою летюча з'єднання, він видаляється з автомобільного двигуна з вихлопними газами.

Лігроїн (нафта). Цю фракцію перегонки нафти одержують у проміжку між бензинової і гасової фракціями. Вона складається переважно з алканів (табл. 5).

Нафта отримують також при фракційної перегонці легкої масляної фракції, одержуваної з кам'яновугільної смоли (табл. 3). Нафта з кам'яновугільної смоли має високий вміст ароматичних вуглеводнів.

Більшу частину лигроина, одержуваного при перегонці нафти, піддають риформінгу для перетворення в бензин. Однак значна його частина використовується як сировина для отримання інших хімічних речовин.

Таблиця 5 Вуглеводневий склад лигроиновой фракції типовою близькосхідної нафти

гас . Гасова фракція перегонки нафти складається з аліфатичних алканів, нафталинов і ароматичних вуглеводнів. Частина її піддається очищенні від використання як джерело насичених вуглеводнів-парафінів, а інша частина піддається крекінгу з метою перетворення в бензин. Однак переважна більшість гасу використовують як пальне для реактивних літаків.

газойль . Ця фракція нафтопереробки відома під назвою дизельного палива. Частина її піддають крекінгу для отримання нефтезаводского газу і бензину. Однак головним чином газойль використовують як пальне для дизельних двигунів. У дизельному двигуні запалювання палива виробляється в результаті підвищення тиску. Тому вони обходяться без свічок запалювання. Газойль використовується також як паливо для промислових печей.

мазут . Ця фракція залишається після видалення з нафти решти фракцій. Велика його частина використовується в якості рідкого палива для нагрівання котлів і отримання пара на промислових підприємствах, електростанціях і в корабельних двигунах. Однак певну частину мазуту піддають вакуумної перегонці для отримання мастил і парафинового воску. Мастила піддають подальшої очищенні шляхом екстракції розчинника. Темний в'язкий матеріал, що залишається після вакуумної перегонки мазуту, називається «бітум», або «асфальт». Він використовується для виготовлення дорожніх покриттів.

Ми розповіли про те, як фракційна і вакуумна перегонка поруч з екстракцією розчинниками дає змогу розподілити сиру нафту на різні практично важливі фракції. Всі ці процеси є фізичними. Але для переробки нафти використовуються ще і хімічні процеси. Ці процеси можна поділити на два типи: крекінг і риформінг.

У цьому процесі великі молекули висококиплячих фракцій сирої нафти розщеплюються на менші молекули, з яких складаються низкокипящие фракції. Крекінг необхідний тому, що потреби в низкокипящих фракціях нафти - особливо в бензині - часто випереджають можливості їх отримання шляхом фракційної перегонки сирої нафти.

В результаті крекінгу крім бензину отримують також алкени, необхідні як сировина для хімічної промисловості. Крекінг в свою чергу підрозділяється на три найважливіших типу: гідрокрекінг, каталітичний крекінг і термічний крекінг.

гідрокрекінг . Цей різновид крекінгу дозволяє перетворювати висококиплячі фракції нафти (воски та важкі масла) в низкокипящие фракції. Процес гідрокрекінгу в тому, що подвергаемую крекінгу фракцію нагрівають під дуже високим тиском в атмосфері водню. Це призводить до розриву великих молекул і приєднання водню до фрагментами. В результаті утворюються насичені молекули невеликих розмірів. Гідрокрекінг використовується для отримання газойлю і бензинів з важчих фракцій.

Каталітичний крекінг. Цей метод призводить до утворення суміші насичених і ненасичених продуктів. Каталітичний крекінг проводиться при порівняно невисоких температурах, а в якості каталізатора використовується суміш кремнезему та глинозему. Таким шляхом отримують високоякісний бензин і ненасичені вуглеводні з важких фракцій нафти.

Термічний крекінг. Великі молекули вуглеводнів, які в важких фракціях нафти, можуть бути розщеплені на менші молекули шляхом нагрівання цих фракцій до температур, що перевищують їх температуру кипіння. Як і при каталітичному крекінгу, у цьому випадку отримують суміш насичених і ненасичених продуктів. наприклад,

Термічний крекінг має особливо важливе значення для отримання ненасичених вуглеводнів, наприклад етилену і пропена. Для термічного крекінгу використовуються парові крекінг-установки. У цих установках вуглеводневу сировину спочатку нагрівають в печі до 800 ° С, а потім розбавляють його парою. Це збільшує вихід алкенів. Після того як великі молекули вихідних вуглеводнів расщепятся більш дрібні молекули, гарячі гази охолоджують приблизно до 400СС водою, яка на стиснений пар. Потім охолоджені гази надходять в ректифікаційної (фракційну) колону, де вони охолоджуються до 40 ° С. Конденсація більших молекул призводить до утворення бензину і газойлю. Несконденсировавшиеся гази стискають в компресорі, який приводиться в дію стисненим парою, отриманим на стадії охолодження газів. Остаточний поділ продуктів виробляється в колонах фракційної перегонки.

Таблиця 6 Вихід продуктів крекінгу з пором з різноманітної вуглеводневої сировини (мас.%)

В європейських країнах головною сировиною для отримання ненасичених вуглеводнів за допомогою каталітичного крекінгу є нафта. У Сполучених Штатах головною сировиною для цієї мети служить етан. Його легко отримують на нафтопереробних заводах як один з компонентів зрідженого нафтового газу або ж з природного газу, а також з нафтових свердловин як один з компонентів природних супутніх газів. В якості сировини для крекінгу з парою використовуються також пропан, бутан і газойль. Продукти крекінгу етану і лигроина вказані в табл. 6.

Реакції крекінгу протікають по радикальному механізму.

На відміну від процесів крекінгу, які у розщепленні більших молекул на менші, процеси риформінгу призводять до зміни структури молекул або до їх об'єднання в більш великі молекули. Риформинг використовується в переробці сирої нафти для перетворення низькоякісних бензинових фракцій в високоякісні фракції. Крім того, він використовується з метою отримання сировини для нафтохімічної промисловості. Процеси риформінгу можуть бути поділені на три типи: ізомеризація, алкілування, а також циклізація і ароматизація.

ізомеризація . У цьому процесі молекули одного ізомеру піддаються перегрупуванню з утворенням іншого ізомеру. Процес ізомеризації має дуже важливе значення для підвищення якості бензинової фракції, одержуваної після первинної перегонки сирої нафти. Ми вже вказували, що ця фракція містить занадто багато нерозгалужених алканів. Їх можна перетворити на розгалужені алкани, нагріваючи цю фракцію до 500-600 ° С під тиском 20-50 атм. Цей процес носить назву термічного риформінгу.

Для ізомеризації нерозгалужених алканів може також застосовуватися каталітичний риформінг . Наприклад, бутан можна изомеризовать, перетворюючи його в 2-метил-пропан, з допомогою каталізатора з хлориду алюмінію при температурі 100 ° С або вище:

Ця реакція має іонний механізм, який здійснюється за участю карбка-тионов.

Алкилирование . У цьому процесі алкани і алкени, які утворилися в результаті крекінгу, возз'єднуються з утворенням високосортних бензинів. Такі алкани і алкени зазвичай мають від двох до чотирьох атомів вуглецю. Процес проводиться при низькій температурі з використанням сильнокислотного каталізатора, наприклад сірчаної кислоти:

Ця реакція протікає по іонному механізму з участю карбкатиона (СН 3) 3 С +.

Циклизация і ароматизація. При пропущенні бензинової і лигроиновой фракцій, отриманих в результаті первинної перегонки сирої нафти, над поверхнею таких каталізаторів, як платина або оксид молібдену (VI), на підкладці з оксиду алюмінію, при температурі 500 ° С і під тиском 10-20 атм відбувається циклізація з наступною ароматизацией гексана та інших алканів з більш довгими нерозгалужених ланцюгами:

Відщеплення водню від гексану, а потім від циклогексану називається дегидрированием . Риформинг цього по суті являє собою один з процесів крекінгу. Його називають платформингом, каталітичним риформингом або просто риформингом. У деяких випадках в реакційну систему вводять водень, щоб уникнути повному розкладанню алкана до вуглецю і підтримати активність каталізатора. В цьому випадку процес називається гидроформингом.

Сира нафта містить сірководень та інші сполуки, що містять сірку. Вміст сірки в нафті залежить від родовища. Нафта, яку отримують з континентального шельфу Північного моря, має низький вміст сірки. При перегонці сирої нафти органічні сполуки, що містять сірку, розщеплюються, і в результаті утворюється додаткова кількість сірководню. Сірководень потрапляє в нефтезаводской газ або до фракції скрапленого нафтового газу. Оскільки сірководень має властивості слабкої кислоти, його можна видалити, обробляючи нафтопродукти будь-яким слабким підставою. З отриманого таким чином сірководню можна мати сірку, спалюючи сірководень повітря і пропускаючи продукти згоряння від поверхні каталізатора з оксиду алюмінію при температурі 400 ° С. Сумарна реакція цього процесу описується рівнянням

Приблизно 75% всієї елементної сірки, яка в даний час промисловістю несоциалистических країн, беруть із сирої нафти і природного газу.

Приблизно 90% всієї видобутої нафти використовують як паливо. Незважаючи на те, що та частина нафти, яка використовується для отримання нафтохімічних продуктів, мала, продукти мають дуже велике значення. З продуктів перегонки нафти отримують багато тисяч органічних сполук (табл. 7). Вони в свою чергу використовуються для отримання тисяч продуктів, які задовольняють як насущні потреби сучасного суспільства, а й потреби в комфорті (рис. 6).

Таблиця 7 Вуглеводнева сировина для хімічної промисловості

Хоча різні групи хімічних продуктів, зазначені на рис. 6, в широкому значенні є такі як нафтохімічні продукти, оскільки їх отримують з нафти, слід зазначити, що чимало продукти, особливо ароматичні сполуки, в промисловості отримують з кам'яновугільної смоли та інших джерел сировини. І все ж приблизно 90% всієї сировини для органічної промисловості отримують з нафти.

Нижче будуть розглянуті деякі типові приклади, що показують використання вуглеводнів як для хімічної промисловості.

Малюнок 6 Застосування продуктів нафтохімічної промисловості.

Метан є не тільки одним з найважливіших видів палива, але має ще й безліч інших застосувань. Він використовується для отримання так званого синтез-газу , Або сингаза. Подібно водяному газу, який отримують з коксу і пара, синтез-газ являє собою суміш моноксиду вуглецю і водню. Синтез-газ отримують, нагріваючи метан чи нафта приблизно до 750 ° С під тиском близько 30 атм у присутності нікелевого каталізатора:

Синтез-газ використовується для отримання водню в процесі Габера (синтез аміаку).

Синтез-газ використовується також для отримання метанолу та інших органічних сполук. У процесі отримання метанолу синтез-газ пропускають над поверхнею каталізатора з оксиду цинку і міді при температурі 250 ° С і тиску 50-100 атм, що призводить до реакції

Синтез-газ, який використовується для проведення цього процесу, повинен бути ретельно очищений від домішок.

Метанол неважко піддати каталітичного розкладання, при якому з нього знову виходить синтез-газ. Це дуже зручно використовувати для транспортування синтез-газу. Метанол є одним з найважливіших видів сировини для нафтохімічної промисловості. Він використовується, наприклад, для отримання оцтової кислоти:

Каталізатором для цього процесу є розчинну аніонний комплекс родію. Цей спосіб використовується для промислового отримання оцтової кислоти, потреби в якій перевершують масштаби її отримання в результаті процесу ферментації.

Розчинні сполуки родію, можливо, стануть використовуватися в майбутньому як гомогенних каталізаторів процесу набуття етан-1,2-Діола з синтез-газу:

Ця реакція протікає при температурі 300 ° С і тиску близько 500-1000 атм. В даний час такий процес економічно невигідний. Продукт цієї реакції (його тривіальне назва - етиленгліколь) використовується в якості антифризу і для отримання різних поліефірів, наприклад терилена.

Метан використовується також для отримання хлорометанов, наприклад трихлор-метану (хлороформу). Хлорометан мають різноманітні застосування. Наприклад, хлорометан використовується в процесі отримання силіконів.

Нарешті, метан дедалі більше використовується для отримання ацетилену

Ця реакція протікає приблизно при 1500 ° С. Щоб нагріти метан про таку температури, його спалюють в умовах обмеженого доступу повітря.

Етан теж має ряд важливих застосувань. Його використовують в процесі отримання хлороетана (Етілхлорід). Як було зазначено вище, Етілхлорід використовується для отримання тетраетилсвинцю (IV). У Сполучених Штатах етан є важливою сировиною для отримання етилену (табл. 6).

Пропан відіграє важливу роль в промисловому отриманні альдегідів, наприклад формальдегіду (мурашиного альдегіду) і етаналю (оцтового альдегіду). Ці речовини мають особливо важливе значення у виробництві пластмас. Бутан використовується для отримання буту-1,3-диена, який, як буде описано нижче, використовується для отримання синтетичного каучуку.

етилен . Одним з найважливіших алкенов і взагалі одним з найважливіших продуктів нафтохімічної промисловості є етилен. Він являє собою сировину для одержання багатьох пластмас. Перерахуємо їх.

поліетилен . Поліетилен є продукт полімеризації етилену:

Поліхлороетілен . Цей полімер має ще назву полівінілхлорид (ПВХ). Його отримують з хлороетілена (вінілхлориду), який в свою чергу отримують з етилену. Сумарна реакція:

1,2-Діхлороетан отримують у вигляді рідини або газу, використовуючи в якості каталізатора хлорид цинку або хлорид заліза (III).

При нагріванні 1,2-діхлороетана до температури 500 ° С під тиском 3 атм у присутності пемзи утворюється хлороетілен (вінілхлорид)

Інший спосіб отримання хлороетілена заснований на нагріванні суміші етилену, хлоро-водню і кисню до 250 ° С в присутності хлориду міді (II) (каталізатор):

Поліестер. Прикладом такого волокна є терілен. Його отримують з етан-1,2-Діола, який в свою чергу синтезують з епоксіетана (етиленоксиду) наступним чином:

Етан-1,2-діол (етиленгліколь) використовується також в якості антифризу і для отримання синтетичних миючих засобів.

Етанол отримують гідратацією етилену, використовуючи в якості каталізатора фосфорну кислоту на носії з кремнезему:

Етанол використовується для отримання етаналю (ацетальдегіду). Крім того, його використовують як розчинник для лаків і політур, а також в косметичній промисловості.

Нарешті, етилен використовується ще для отримання хлороетана, який, як було зазначено вище, застосовується для виготовлення тетраетилсвинцю (IV) - антидетонаторной присадки до бензинів.

Пропен . Пропен (пропілен), як і етилен, використовується для синтезу різноманітних хімічних продуктів. Багато з них використовуються у виробництві пластмас і каучуків.

Полипропен . Полипропен є продукт полімеризації пропена:

Пропанон і пропеналь. Пропанон (ацетон) широко використовується як розчинник, а крім того, застосовується у виробництві пластмаси, відомої під назвою плексигласу (поліметилметакрилат). Пропанон отримують з (1-метилетил) бензолу або з пропан-2-ол. Останній отримують з пропена наступним чином:

Окислення пропена в присутності каталізатора з оксиду міді (II) при температурі 350 ° С призводить до отримання пропеналь (акрилового альдегіду):

Пропан-1,2,3-тріол. Пропан-2-ол, пероксид водню і пропеналь, одержувані в описаному вище процесі, можуть використовуватися для отримання пропан-1,2,3-триола (гліцерину):

Гліцерин застосовується у виробництві целофановою плівки.

Пропеннітріл (акрилонітрил). Це з'єднання використовується для отримання синтетичних волокон, каучуків і пластмас. Його отримують, пропускаючи суміш пропена, аміаку і повітря над поверхнею молибдатного каталізатора при температурі 450 ° С:

Метилбутил-1,3-дієн (ізопрен). Його полімеризацією отримують синтетичні каучуки. Изопрен отримують за допомогою наступного багатостадійного процесу:

Епоксіпропан використовується для отримання поліуретанових пінопластів, поліефірів і синтетичних миючих засобів. Його синтезують наступним чином:

Бут-1-ен, бут-2-ен і буту-1,2-дієн використовуються для отримання синтетичних каучуків. Якщо в якості сировини для цього процесу використовуються бутени, їх спочатку перетворюють на бута-1,3-дієн шляхом дегідрування в присутності каталізатора - суміші оксиду хрому (Ш) з оксидом алюмінію:

Найважливішим представником ряду алкінів є Етін (ацетилен). Ацетилен має численні застосування, наприклад:

- як пальне в киснево-ацетиленових пальниках для різання і зварювання металів. При горінні ацетилену в чистому кисні в його полум'я розвивається температура до 3000 ° С;

- для отримання хлороетілена (вінілхлориду), хоча в даний час найважливішим сировиною для синтезу хлороетілена стає етилен (див. Вище).

- для отримання розчинника 1,1,2,2-тетрахлороетана.

Бензол і метилбензол (толуолу) одержують у великих кількостях при переробці сирої нафти. Оскільки метилбензол отримують при цьому навіть в бльших кількостях, ніж необхідно, частина його перетворюють в бензол. З цією метою суміш метилбензола з воднем пропускають над поверхнею платинового каталізатора на носії з оксиду алюмінію при температурі 600 ° С під тиском:

Цей процес називається гидроалкилированием .

Бензол використовується в якості вихідної сировини для отримання ряду пластмас.

(1-метилетил) бензол (Кумол або 2-фенілпропана). Його використовують для отримання фенолу і пропанона (ацетону). Фенол застосовується для синтезу різних каучуків і пластмас. Нижче вказані три стадії процесу отримання фенолу.

Полі (фенілетілен) (Полістирол). Мономером цього полімеру є феніл-етилен (стирол). Його отримують з бензолу:

Частка Росії в світовому видобутку мінеральної сировини залишається високою і становить на нафту 11.6%, по газу - 28.1 вугіллю - 12-14%. За обсягом розвіданих запасів мінеральної сировини Росія займає провідне становище в світі. При займаної території в 10% в надрах Росії зосереджено 12-13% світових запасів нафти, 35% - газу, 12% - вугілля. У структурі мінерально-сировинної бази країни більше 70% запасів припадає на ресурси паливно-енергетичного комплексу (нафта, газ, вугілля). Загальна вартість розвіданого і оціненого мінеральної сировини складає суму 28.5 трлн доларів, що на порядок перевершує вартість всієї приватизованою нерухомості Росії.

Таблиця 8 Паливно-енергетичний комплекс Російської Федерації

Паливно-енергетичний комплекс є опорою вітчизняної економіки: частка ПЕК в загальному обсязі експорту в 1996 р складе майже 40% (25 млрд дол.). Близько 35% всіх доходів федерального бюджету на 1996 г. (121 з 347 трлн руб.) Планується отримати за рахунок діяльності підприємств комплексу. Відчутна частка ПЕК в загальному обсязі товарної продукції, яку російські підприємства планують випустити в 1996 р З 968 трлн руб. товарної продукції (в діючих цінах) частка підприємств ПЕК складе майже 270 трлн руб., або більше 27% (табл. 8). ПЕК залишається найбільшим промисловим комплексом, що здійснюють капітальні вкладення (більше 71 трлн руб. В 1995 р) і привертає інвестиції (1.2 млрд дол. Тільки від Світового банку за два останні роки) в підприємства всіх своїх галузей.

Нафтова промисловість Російської Федерації протягом тривалого періоду розвивалася екст пасивного. Це досягалося за рахунок відкриття та введення в експлуатацію в 50-70-х роках великих високопродуктивних родовищ в Урало-Поволжя і Західного Сибіру, \u200b\u200bа також будівництвом нових і розширенням діючих нафтопереробних заводів. Висока продуктивність родовищ дозволила з мінімальними питомими капітальними вкладеннями і порівняно невеликими витратами матеріально-технічних ресурсів нарощувати видобуток нафти по 20-25 млн т в рік. Однак при цьому розробка родовищ велася неприпустимо високими темпами (від 6 до 12% відбору від початкових запасів), і всі ці роки в нафтовидобувних районах серйозно відставали інфраструктура та житлово-побутове будівництво. У 1988 р в Росії було видобуто максимальну кількість нафти і газового конденсату - 568.3 млн т, або 91% загальносоюзного видобутку нафти. Надра території Росії і прилеглих акваторій морів містять близько 90% розвіданих запасів нафти всіх республік, що входили раніше в СРСР. У всьому світі мінерально-сировинна база розвивається за схемою розширення відтворення. Тобто щорічно необхідно передавати промисловикам нових родовищ на 10-15% більше, ніж вони виробляють. Це необхідно для підтримки збалансованості структури виробництва, щоб промисловість не відчувала сировинного голоду У роки реформ гостро постало питання інвестицій в геологорозвідку. На освоєння одного мільйона тонн нафти необхідні вкладення в розмірі від двох до п'яти мільйонів доларів США. Причому ці кошти дадуть віддачу лише через 3-5 років. Тим часом для заповнення падіння видобутку необхідно щороку освоювати 250-300 млн т нафти. За минулі п'ять років розвідано 324 родовища нафти і газу, введено в експлуатацію 70-80 родовищ. На геологію в 1995 р було витрачено лише 0.35% ВВП (в колишньому СРСР ці витрати були в три рази вище). На продукцію геологів - розвідані родовища - існує відкладений попит. Однак в 1995 р геологічну службу все ж вдалося зупинити падіння виробництва в своїй галузі. Обсяги глибокого розвідувального буріння в 1995 р зросли на 9% в порівнянні з 1994 р З 5.6 трлн рублів фінансування 1.5 трлн рублів геологи отримували централізовано. На 1996 р бюджет Роскомнедра становить 14 трлн рублів, з них 3 трлн - централізовані інвестиції. Це лише чверть вкладень колишнього СРСР у геологію Росії.

Сировинна база Росії за умови формування відповідних економічних умов розвитку геологорозвідувальних робіт може забезпечити на порівняно тривалий період рівні видобутку, необхідні для задоволення потреб країни в нафті. Слід враховувати, що в Російській Федерації після сімдесятих років не було відкрито жодного великого продуктивного родовища, а знову прирощується запаси за своїми кондиціям різко погіршуються. Так, наприклад, за геологічними умовами середній дебіт однієї нової свердловини в Тюменської області впав з 138 т в 1975 р до 10-12т в 1994 р, т. Е. Більш ніж в 10 разів. Значно зросли витрати фінансових і матеріально-технічних ресурсів на створення 1 т нової потужності. Стан розробки великих високопродуктивних родовищ характеризується виробленням запасів в обсягах 60-90% від початкових видобутих запасів, що зумовило природне падіння видобутку нафти.

Перехід до ринкових відносин диктує необхідність зміни підходів до встановлення економічних умов для функціонування підприємств, відносячи щихся до гірничодобувним галузям промисловості. У нафтовій галузі, яка характеризується невідновлюваних ресурсів коштовної мінеральної сировини - нафти, існуючі економічні підходи виключають з розробки значну частину запасів через неефективність їх освоєння за діючими економічними критеріями. Оцінки показують, що по окремим нафтовим компаніям з економічних причин не можуть бути залучені в господарський оборот від 160 до 1057 млн. Т запасів нафти.

Нафтова промисловість, маючи значну забезпеченість балансовими запасами, в останні роки погіршилися ет свою роботу. В середньому падіння видобутку нафти в рік по дей ствующего фонду оцінюється в 20%. З цієї причини, щоб зберегти досягнутий рівень видобутку нафти в Росії, необхідно ввдіть нові потужності на 115-120 млн. Т в рік, для чого потрібно пробурити 62 млн. М експлуатаційних свердловин, а фактично в 1991 р пробурено 27.5 млн м, а в 1995 - 9.9 млн. м.

Відсутність коштів призвело до різкого скорочення обсягів промислового і гражданскоого будівництва, особливо в Західному Сибіру. Внаслідок цього відбулося зменшення робіт з облаштування нафтових родовищ, будівництва та реконструкції систем збору і транспорту нафти, будівництва житла, шкіл, лікарень та інших об'єктів, що стало однією з причин напруженої соціальної обстановки в нафтовидобувних регіонах. Програма будівництва об'єктів утилізації попутного газу була зірвана. В результаті в факелах спалюється щороку більше 10 млрд. М нафтового газу. Через неможливість реконструкції нафтопровідних систем на промислах постійно відбуваються численні пориви трубопроводів. Тільки в 1991 р з цієї причини втрачено понад 1 млн т нафти і завдано великої шкоди навколишньому середовищу. Скорочення замовлень на будівництво призвело до розпаду в Західного Сибіру потужних будівельних організацій.

Однією з основних причин кризового стану нафтової промисловості є також відсутність необхідного промислового устаткування і труб. В середньому дефіцит у забезпеченні галузі матеріально-технічними ресурсами перевищує 30%. За останні роки не створено жодної нової великої виробничої одиниці з випуску нафтопромислового обладнання, більш того, багато заводів цього профілю скоротили виробництво, а виділених коштів для валютних закупівель виявилося недостатньо.

Через погане матеріально-технічного забезпечення число простоюють експлуатаційних свердловин перевищило 25 тис. од., в тому числі наднормативно простоюють - 12 тис. од. По свердловинах, простойний наднормативно, щодоби втрачається близько 100 тис. Т нафти.

Гострою проблемою для подальшого розвитку нафтової промисловості залишається її слабка оснащеність високопродуктивною технікою і обладнанням для видобутку нафти і газу. До 1990 року в галузі половина технічних засобів мала знос понад 50%, тільки 14% машин і устаткування відповідало світовому рівню, потреба по основним видам продукції задовольнялася в середньому на 40-80%. Такий стан із забезпеченням галузі обладнанням стало наслідком слабкого розвитку нафтового машинобудування країни. Імпортні поставки в загальному обсязі обладнання досягли 20%, а за окремими видами доходять і до 40%. Закупівля труб досягає 40 - 50%.

З розпадом Союзу погіршилося ситуація з поставками нафтопромислового обладнання з республік СНД: Азербайджану, України, Грузії та Казахстану. Будучи монопольними виробниками багатьох видів продукції, заводи цих республік роздували ціни і скорочували поставки обладнання. Тільки на частку Азербайджану в 1991 р припадало близько 37% продукції, що випускається для нафтовиків продукції.

В результаті руйнування системи матеріально-технічного забезпечення, скорочення бюджетного фінансування і неможливості самофінансування бурових робіт нафтовидобувними об'єднаннями через низьку ціну на нафту і нестримно зростаючих ен на матеріально-технічні ресурси почалося скорочення обсягів бурових робіт. З року в рік скорочується створення нових нафтовидобувних потужностей і відбувається різке падіння видобутку нафти.

Значний резерв скорочення обсягу бурових робіт - підвищення дебіту нових свердловин за рахунок вдосконалення розтину нафтових пластів. З цією метою необхідно кратне збільшення буріння горизонтальних свердловин, що дають збільшення дебіту проти стандартних свердловин до 10 і більше разів. Вирішення питань якісного розкриття пластів дозволить підвищити початковий дебіт свердловин на 15-25%.

У зв'язку із систематичною недопоставкой в \u200b\u200bостанні роки нафтогазодобувним підприємствам матеріально-технічних ресурсів для підтримки фонду в працездатному стані використання його різко погіршився. Непрямою причиною зростання непрацюючого фонду свердловин є також низька якість обладнання, що поставляється вітчизняними заводу і, що веде до невиправданого зростання обсягів ремонтних робіт.

Таким чином, нафтова промисловість Росії до 1992 року вже вступила в кризовий стан незважаючи на те, що вона мала у своєму розпорядженні достатніми промисловими запасами нафти і великими потенційними ресурсами. Однак за період з 1988 по 1995 рр. рівень видобутку нафти знизився на 46.3%. Переробка нафти в Російській Федерації зосереджена в основному на 28 нафтопереробних заводах (НПЗ): на 14 підприємствах обсяг переробки нафти перевищував 10 млн т на рік і на них перероблялося 74.5% всього обсягу надходить нафти, на 6 підприємствах обсяг переробки становив від 6 до 10 млн тв рік і на інших 8 заводах - менше 6 млн т в рік (мінімальний обсяг переробки 3.6 млн т в рік, максимальний - близько 25 млн т на рік)

Потужності окремих НПЗ РФ за обсягами сировини, що переробляється, структура їх виробничих фондів істотно відрізняються від зарубіжних нафтопереробних підприємств. Так, основна частка нафти в США переробляється на НПЗ потужністю 4-12 млн т / рік, в Західній Європі - 3-7 млн \u200b\u200bт на рік В табл. 9 наведені показники виробництва основних нафтопродуктів в РФ і розвинених капіталістичних країнах.

Таблиця 9 Показники виробництва основних нафтопродуктів в РФ і розвинених капіталістичних країнах.

Країна розтину нафтових пластів.	Об'єм виробництва
бензин	дизельне паливо	мазут	мазочние масла	бітуми	Кокс
Росія	45.5	71.4	96.8	4.7	8.1	0.99
США	300.2	145.4	58.4	9.0	26.2	36.2
Японія	28.7	44.6	38.8	2.0	5.8	0.4
Німеччина	20.2	33.7	9.0	1.4	2.7	1.4
Франція	15.6	27.7	12.5	1.7	2.8	0.9
Великобританія	27.2	25.4	16.5	0.9	2.	1.5
Італія	15.9	26.2	24.8	1.1	2.4	0.8

У структурі виробництва і споживання РФ значно більшу питому вагу займають важкі залишкові нафтопродукти. Вихід світлих близький до потенційному змісту в нафти (48-49%), що вказує на низьке використання вторинних процесів глибокої переробки нафти в структурі вітчизняної нафтопереробки. Середня глибина переробки нафти (відношення світлих нафтопродуктів до обсягу переробки нафти) становить близько 62- 63%. Для порівняння, глибина переробки на НПЗ промислово розвинених країн становить 75-80% (в США - близько 90%) З початку 90-х років в умовах відносно стабільного попиту на світлі нафтопродукти спостерігалося зниження рівня завантаження по більшості процесів Подальше падіння цього показника і, як наслідок, глибина переробки, що досягла мінімуму в 1994 р (61.3%), викликана зниженням споживання моторного палива в умовах поглиблення спаду промислового виробництва по Росії в цілому. На вітчизняних заводах недостатньо розвинені процеси гідроочищення дистилятів, відсутня гідроочищення нафтових залишків. НПЗ є великими джерелами забруднення навколишнього середовища: сумарні викиди шкідливих речовин (діоксиду сірки, оксиду вуглецю, оксидів азоту, сірководню та ін.) В 1990 р склали 4.5 кг на тонну переробленої нафти.

Порівнюючи потужності поглиблюють і облагороджують процесів на підприємствах Російської Федерації з аналогічними даними по закордонних країнах, можна відзначити, що питома вага потужностей каталітичного крекінгу в 3 рази менше, ніж у ФРН, в 6 разів менше, ніж в Англії, і в 8 разів нижче за порівняно з США. До сих пір практично не використовується один з прогресивних процесів - гідрокрекінг вакуумного газойля. Така структура все менше відповідає потребам національного ринку, оскільки призводить, як уже зазначалося, до надмірного виробництва мазуту при дефіциті високоякісних моторних палив

Згаданий вище спад продуктивності головного і вторинних процесів почасти є наслідком зниження поставок нафти на нафтопереробні підприємства і платоспроможного попиту споживачів, а також велику зношеність технологічного обладнання. Із 600 основних технологічних установок вітчизняних НПЗ лише 5.2% (в 1991 р.- 8.9%) мають термін експлуатації менше 10 років. Переважна ж більшість (67.8%) введено в дію більше 25 років тому і вимагає заміни. Стан установок первинної перегонки в Російській Федерації в цілому найбільш незадовільний.

Прямим наслідком незадовільний технічний стан основних фондів нафтопереробної промисловості є висока собівартість і низька якість товарних нафтопродуктів. Так, чи не піддається гідрообессе-Рівань мазут має низький попит на світовому ринку і використовується лише в якості сировини для виробництва світлих нафтопродуктів.

Жорсткість в 80-х роках в більшості промислово розвинених країн урядового контролю за станом навколишнього середовища привело до значної зміни техніко-технологічної структури зарубіжних НПЗ. Нові стандарти якості моторних палив (так званих "Реформульований" моторних палив) передбачають:

Для бензинів - значне зниження вмісту ароматичних (бензолу до 1%) і олефінових вуглеводнів, сірчистих сполук, показника летючості, обов'язкове додавання кисневмісних сполук (до 20%);

Для дизельних палив - зниження вмісту ароматичних вуглеводнів до 20-10% і сірчистих сполук до 0,1-0,02%.

У 1992 р частка неетилованих бензинів у загальному виробництві бензинів в США перевищила 90%, в Німеччині - 70%. Японія виробляла тільки неетильовані бензини.

На вітчизняних НПЗ триває виробництво етилованого бензину. Частка неетилованих бензинів в загальному обсязі виробництва автомобільних бензинів в 1991 р склала 27.8%. Питома вага їх виробництва практично не збільшувався протягом останніх років і склав в даний час близько 45%. Основна причина полягає у відсутності фінансових коштів на модернізацію і будівництво установок, які виробляють високооктанові компоненти, а також мо ностей з виробництва каталізаторів. На підприємствах Росії в основному виробляли автобензин А-76, який відповідає сучасним вимогам розвитку двигунобудування. Трохи краща стан виробництва дизельного палива як експортно-здатного продукту. Частка малосернистого палива з вмістом сірки до 0.2% у 1991 р склала 63.8%, в 1995р. - до 76%

У 1990-1994 рр. швидкими темпами скорочувалися виробництво і асортимент мастил. Якщо в 1991 р загальний обсяг виробництва масел становив 4684.7 тис. Т, то в 1994 р 2127.6 тис. Т. Найбільше скорочення виробництва масел можна говорити про на грозненських (в даний час провадження закрито), Ярославському, Новокуйбишевськ, Орском, Пермському і Омському НПЗ.

Особлива роль у розвитку нафтогазового комплексу належить системі нафтопродуктозабезпечення. Значимість трубопровідного транспорту для функціонування нафтового комплексу визначена Указом Президента РФ від 7 жовтня 1992 року, відповідно до якого держава зберегла за собою контроль над акціонерною компанією "Транснефть". На території Російської Федерації експлуатуються 49.6 тис. Км магістральних нафтопроводів, 13264 тис. куб. м резервуарних ємностей, 404 нафтоперегонні станції. В даний час гострою проблемою є підтримка діючої системи магістральних нафтопроводів в працездатному стані.

Іншою проблемою є транспортування високо-сірчистої нафти. У колишньому СРСР ця нафта перероблялася в основному на Кременчуцькому НПЗ.

Стримує розвиток нафтового ринку відсутність до теперішнього часу єдиної системи взаємних розрахунків за зміну якості нафти в процесі транспортування. Це пов'язано з тим, що основні нафтопроводи мали великі діаметри і призначалися для транспортування значних обсягів нафти на далекі відстані, що вони визначало перекачування нафт в суміші. За деякими оцінками, щорічні, тільки по ВАТ "ЛУКОЙЛ", втрати від погіршення споживчих властивостей нафти і нееквівалентного перерозподілу вартості нафти між виробниками досягають мінімум 60-80 млрд руб.

Управління нафтової і газової промисловістю в СРСР здійснювалося через систему групи міністерств - Міністерства геології СРСР, Міністерства нафтової промисловості, Міністерства газової промисловості, Міністерства нафтопереробної та нафтохімічної промисловості СРСР, а також Головного управління транспорту, зберігання і розподілу нафти і нафтопродуктів

Нафтова промисловість Росії в даний час являє собою суперечливе поєднання створених величезних потужностей з видобутку і невідповідних їм низьких рівнів відборів нафти. За загальним обсягом виробництва окремих видів палива країна займає перше або лідируюче місце в світі. Однак реальність роботи галузей ПЕК Росії полягає в зниженні видобутку паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР) Така тенденція спостерігається з 1988 р У 1995 р темпи зниження обсягів видобутку кілька зменшилися, що може з'явитися початком етапу подальшої стабілізації.

Виробничий потенціал нафтової промисловості на початку вісімдесятих років був значно підірваний установкою на прискорену розробку нафтових родовищ і збільшення експортних поставок Експорт нафти в той час в істотній мірі зумовлював можливості залучення зовнішньоекономічних джерел для підтримки інвестиційної активності, нарощування товарообігу та фінансування державних витрат. Він став одним з головних засобів згладжування наслідків структурних диспропорцій в народному господарстві.

Однак вкладення в нафтовидобуток направлялися в основному на екстенсивний розвиток галузі, тому збільшення інвестицій поєднувалося з відносно невисокою віддачею пластів великими втратами попутного газу. В результаті нафтова галузь пережила ряд великих спадів обсягів виробництва (1985, 1989, 1990 роки), останній з них триває до теперішнього часу.

Особливістю діяльності нафтової промисловості є її орієнтація на пріоритети енергетичної стратегії Росії. Енергетична стратегія Росії - прогноз можливих рішень енергетичних проблем в країні в короткостроковому (2-3 роки), середньо- (до 2000 р) і довгостроковому (до 2010 р) плані, а також в сфері енерговиробництва, енергоспоживання, енергопостачання і відносин з світовим енергетичним господарством В даний час вищим пріоритетом енергетичної стратегії Росії є підвищення ефективного енергоспоживання та енергозбереження. Енергоємність товарної продукції в Росії в 2 рази вище, ніж в США і в три рази вище, ніж в Європі. Спад виробництва в 1992-1995 рр. НЕ „ привів до зниження енергоємності, а навіть підвищив її.

Енергозбереження дозволить запобігти цю небажану тенденцію, а також знизити до 2000 р шкідливі викиди в атмосферу. Заощаджені енергоресурси можуть стати основним джерелом стабілізації експорту ПЕР.

Існуючий стан нафтового комплексу оцінюється як кризовий, перш за все з точки зору падіння видобутку нафти. Рівень видобутку нафти в Росії в 1995 р відповідає показникам середини сімдесятих років. Видобуток нафти в 1995 р скоротилася на 3.4% в порівнянні з 1994 р Причинами спаду є погіршення сировинної бази, знос основних фондів, розрив єдиного економічного простору, жорстка фінансова політика уряду, зниження купівельної спроможності населення, інвестиційний криза. Вибуття виробничих потужностей в 3 рази перевищує введення нових. Зростає число бездіяльних свердловин, до кінця 1994 р в середньому 30% експлуатаційного фонду свердловин простоювало без роботи. Тільки 10% нафти видобувається передовими технологіями.

На нафтопереробних заводах Росії знос основних фондів перевищує 80%, а завантаження потужностей на НПЗ становить менше 60%. При цьому валютна виручка від експорту нафти зростає, що досягається випереджаючим зростанням фізичних обсягів експорту.

Незважаючи на заходи, що вживаються урядом Росії, спрямовані на підтримку нафтопереробного сектора - розробка федеральної цільової програми "Паливо і енергія", постанова Про заходи щодо фінансування реконструкції та модернізації підприємств нафтопереробної промисловості Росії ", поточний стан справ на всіх нафтопереробних заводах складне. Однак песимізм перехідного періоду в найближчому майбутньому має змінитися оптимізмом початку економічного підйому. після очікуваного в 1997 р закінчення періоду економічного спаду слід очікувати постійного нарощування темпів зростання протягом кількох наступних років, що зміниться більш помірним зростанням після 2000 р

Основна мета програми модернізації вітчизняного нафтопереробного комплексу - пристосування продукції до вимог ринку, зменшення забруднення навколишнього їй середовища, скорочення енергоспоживання, зменшення виробництва мазуту, вивільнення нафти для експорту і збільшення вивозу високоякісних нафтопродуктів.

Фінансові ресурси для інвестування проектів модернізує ії обмежені, тому найважливішим завданням є виділення пріоритетних проектів із числа запропонованих. При відборі проектів враховуються оцінки можливих регіональних ринків збуту, потенційного регіонального виробництва, балансу попиту і пропозиції на регіональному рівні. Найбільш перспективними областями вважаються Центральний регіон, Західний Сибір, далекий Схід і Калінінград. До середньо перспективним відносять Північно-Захід, Волго-Вятський район, Центрально-Чорноземну область, північний Кавказ і Східного Сибіру. До найменш перспективним відносяться північні регіони, Волга і Урал.

Проекти модернізації нафтопереробних заводів в регіональному розрізі аналізуються з урахуванням певних ризиків. Ризики пов'язані з обсягами сировини, що переробляється і продукції на продаж - наявність ринків збуту. комерційні і трансакційні ризики визначаються наявністю завод має транспортних засобів для здійснення поставок сировини і відвантаження переробленої продукції, включаючи сховища. Економічні ризики прораховувалися щодо впливу проекту на збільшення економічної маржі. фінан ші ризики в цілому пов'язані з обсягом коштів, необхідних для реалізації проекту.

Для кожного з проектів модернізації до відбору кінцевої конфігурації необхідним є дотримання докладних техніко-економічних обґрунтувань. модернізація НПЗ сприятиме задоволенню зростаючого попиту на дизельне паливо, впровадження проектів дозволить майже повністю задовольнити попит на високооктанові моторні бензини, а також скоротити вдвічі надлишки мазуту з урахуванням сценарію низького нею попиту Це стане можливим завдяки нарощуванню заміщення мазуту природного газу для генерації енергії в зв'язку зі збільшенням експорту мазуту в країни Західної Європи як сировини д я переробки і експорту в регіони, які не підтримуються природним газом для генерації енергії.

Негативний вплив на зниження видобутку нафти в 1994-1995 рр. зробило затоварення НПЗ готовою продукцією, яку через високі ціни на нафтопродукти вже не в змозі оплачувати масовий споживач. Скорочують обсяги сировини, що переробляється. Державне регулювання у вигляді прив'язки нафтовидобувних об'єднань до певних ПЗ в цьому випадку стає позитивним, а негативним фактором, не відповідає сучасній ситуації в нафтовій галузі і не вирішує проблем, що накопичилися. Веде до перевантажень в системах магістрального трубопровідного транспорту нафти, які при відсутності достатньої ємності сховищ в нафтовидобутку змушують зупиняти діючі свердловини. Так, поданим Центрального диспетчерського управління "Роснефти", в 994 р через це в нафтогазовидобувних об'єднаннях було зупинено 11 тис. свердловин загальною продуктивністю 69,8 тис. т на добу.

Подолання спаду видобутку нафти є найбільш важким завданням нафтового комплексу. При орієнтації тільки на існуючі вітчизняні технології та виробничу базу зниження видобутку нафти триватиме аж до 1997 року навіть при скороченні фонду простоюють свердловин до нормативних величин і щорічному нарощуванні обсягів експлуатаційного буріння. Необхідне залучення великих інвестицій як іноземних, так і вітчизняних, впровадження прогресивних технологій (горизонтальне і радіальне буріння, гідророзрив пластів і т.д.) і обладнання особливо для розробки невеликих і малодебітних родовищ. В цьому випадку спад видобутку нафти можна буде подолати в 1997-1998 рр.

У розробці - від нарощування видобутку до її квотуванню, узгоджуючись з лімітами надр,

У виробництві - від валового до раціонального споживання сировини на базі ресурсозбереження.

Перехід до раціонального використання надр і ре-сурсосбереженію по всьому технологічному ланцюжку від пошуку корисних копалин до їх переробки, а потім і вторинної утилізації повністю відповідає державним інтересам Росії. Перераховані вище завдання можна вирішити в умовах конкуренції суб'єктів регульованого енергетичного ринку.

За останні роки в нашій країні в області експорту нафти відбувався поступовий відхід від державної монополії і наближення до прийнятої в промислово розвинених країнах практиці приватно-державної олігополії, суб'єкти якої діють за розробленими і прийнятими ними ж цивілізованих правил з урахуванням національних традицій і особливостей. Так як при реформуванні економіки з 1992 р стався злам державної машини управління, становлення нафтової олігополії відбувалося не завжди цивілізованими способами.

Право продажу нафти і нафтопродуктів за рубежі країни отримали понад 120 організацій приватних компаній і спільних підприємств. Конкуренція загострилася між російськими продавцями нафти. Число демпінгових і неконтрольованих угод постійно збільшувалася. Ціна на російську нафту впала майже на 20%, а обсяг експорту залишався на рекордно низькому рівні 65 млн т в 1992 р

Широко поширилася практика звільнення від сплати експортних мит як професійних торгових компаній, так і багатьох адміністрацій регіонів, державних структур, різних громадських організацій. В цілому в 1992 р, за даними Головного управління з економічних злочинів МВС Росії, від експортних мит звільнялося 67% вивезеної нафти, що позбавляло бюджет надходжень на суму близько 2 млрд дол.

У 1993 р в країні заробив інститут спецекспортерів, що передбачає виділення найбільш досвідчених торгових компаній (трей еров) і надання їм виключного права на проведення зовнішньоторговельних операцій з нафтою і нафтопродуктами. Це дозволило збільшити обсяг експорту нафти до 80 млн т в 993 р, трохи підняти її ціну (яка продовжувала залишатися на 10- 13% нижче світового рівня), відпрацювати механізм контролю за надходженнями валютних коштів у країну. Однак число спецекспортерів продовжувало залишатися надмірним (50 суб'єктів). Вони як і раніше конкурували не стільки з закордонними компаніями, але і між собою. Зберігся і механізм надання пільг щодо експортних мит, але розмір недоотриманих бюджетом коштів знизився до 1,3 млрд дол.

У 1994 р скоротилося число спецекспортерів до 14 організацій. Експорт нафти збільшується до 91 млн т, ціна на російську нафту склала 99% від світової. Поліпшенню справ в цій сфері сприяв процес приватизації і реструктурування нафтової галузі: ряд компаній сформувалися як повністю вертикально інтегровані, здатні осу ествлять весь цикл операцій від розвідки і видобутку нафти до реалізації нафтопродуктів безпосередньо споживачам. Наприкінці 1994 р основними російськими виробниками і експортерами за активної участі МЗЕЗ РФ було створено галузеве об'єднання Союз нафтоекспортерів (СОНЕК), доступ в який відкритий усім суб'єктам нафтового сектора.

Таким чином, російські компанії виявилися в змозі конкурувати на світових ринках з провідними монополіями промислово розвинених країн. Були створені умови для скасування інституту спецекспортерів, що і було зроблено рішенням уряду на початку 1995 р Створення СОНЕК реалізувало використовується в усьому світі практику упорядкування експорту стратегічних товарів. Наприклад, в Японії існує більше 100 експортних картелів, в Німеччині близько 30, в США близько 20.

Присутність вертикально інтегрованих нафтових компаній на внутрішньому російському ринку створює передумови для розвитку ефективної конкуренції між ними, що має позитивні наслідки для споживачів. Однак до теперішнього часу ці передумови на регіональному рівні не реалізуються, тому що поки фактично відбувся поділ російського ринку нафтопродуктів на зони впливу знову утворених нафтових компаній. З 22 обстежених ГКАП Росії в 1994 р регіонів тільки на ринках Астраханській і Псковської областей, Краснодарського і Ставропольського країв поставки нафтопродуктів (бензину, мазуту, дизельного палива) здійснюються двома нафтовими компаніями, в інших випадках присутність однієї нафтової компанії, як правило, перевищує 80 -й рубіж.

Поставки за прямими зв'язками, а також мають фрагментарний характер, здійснюються і іншими компаніями, але їх частка в обсязі поставок на регіональні ринки занадто мала, щоб створювати конкуренцію монополістам. Наприклад, в Орловській області при абсолютному домінуванні компанії "КЖОС" на регіональному ринку (97%) компанія "ЛУКОЙЛ" також поставляє нафтопродукти АГРОСНАБ. Однак договір між ними носить разовий характер і був укладений на бартерній основі.

Створення на початку 1993 р трьох вертикально інтегрованих нафтових компаній (ВІНК) істотним чином вплинуло на ринки нафтопродуктів. Видобуток нафти по кожній з вертикально інтегрованих компаній зросла в процентах по відношенню до решти нафтовидобувним підприємствам і склала сумарно в січні 1994 р 56.4%, в той час як першому півріччі 1993 року ці три компанії добували 36% від загального обсягу видобутку нафти по Росії. В цілому при падінні виробництва основних видів нафтопродуктів ВІНК стабілізували і навіть збільшили випуск окремих видів продукції.

Поряд з цим зростання цін на нафту ВІНК в середньому нижче, ніж по нафтовидобувним підприємствам, які не сформованим в компанії. Крім того, нафтові компанії періодично оголошують про заморожування своїх цін на нафтопродукти. Це дозволяє нафтовим компаніям освоювати не тільки ринки нафтопродуктів областей, де знаходяться їх дочірні АТ нафтопродуктозабезпечення, але і активно виходити в інші найбільш привабливі регіони (прикордонні, центральні, південні). Призупинення в 1994 р створення нових нафтових компаній надала суттєві переваги трьом функціонуючим НК в захопленні ринків збуту і зміцненні своїх позицій на них.

Економічні наслідки діяльності нафтових монополій на регіональних ринках на сьогоднішній день, в умовах тотального падіння платіжної спроможності споживачів нафтопродуктів, не носять яскраво вираженого негативного характеру. Більш того, забезпечення нафтовими компаніями поставок по держпотреб практично на умовах безоплатного кредитування (до числа безнадійних боржників належить агропромисловий сектор) вирішує оперативні проблеми неплатежів в регіонах. Однак немає гарантій, що при активізації попиту, у зв'язку зі зростаючою платоспроможністю споживачів, потенційні можливості цінового диктату та інших зловживань домінуючим становищем не будуть реалізовані. Це необхідно враховувати при формуванні конкурентного середовища і розробці антимонопольних вимог При цьому повинні бути враховані специфічні галузеві особливості, найважливішими з яких є наступні:

Підвищені вимоги до безперервності технологічних процесів і надійності забезпечення споживачів електричною і тепловою енергією, сировиною і паливом;

Технологічне єдність одночасно протікають процесів виробництва, транспортування та споживання електричної і теплової енергії, нафти і газу;

Необхідність централізованого диспетчерського управління створеними єдиними системами енерго нафто- і газопостачання, що забезпечує підвищення ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів і більш надійні поставки їх споживачам;

Природна монополія енерго нафто- і газотранспортних систем по відношенню до постачальників і споживачів і необхідність державного регулювання діяльності цих систем;

Залежність економічних результатів діяльності нафто- і газодобувних підприємств від зміни гірничо-геологічних умов видобутку палива;

Жорстка технологічна взаємозалежність підприємств і підрозділів основного і обслуговуючого виробництв, що забезпечують випуск кінцевої продукції.

В даний час закладаються основи формування конкурентного середовища з урахуванням специфічних особливостей галузей ПЕК, що передбачає:

Формування переліку природних і дозволених монополій в галузях ПЕК;

Забезпечення реалізації антимонопольних заходів при приватизації підприємств і організацій ПЕК;

Виявлення підприємств і організацій ПЕК, конкурентоспроможних або мають можливість стати конкурентоспроможними на світовому ринку, і створення умов для їх ефективного функціонування на світовому ринку;

Здійснення контролю з боку органів державного управління за запобіганням недобросовісної конкуренції підприємств і організацій ПЕК;

Формування фінансово-промислових груп в галузях ПЕК;

Розробку плану заходів щодо реалізації в галузях ПЕК комплексу першочергових заходів з розвитку малого та середнього бізнесу;

Розробку пропозицій щодо розмежування функцій управління

1. Фрімантл М. Хімія в дії. У 2-х ч. Ч.1 .: Пер. з англ. - М .: Світ, 1991. - 528с., Мул.

2. Фрімантл М. Хімія в дії. У 2-х ч. Ч.2 .: Пер. з англ. - М .: Світ, 1991. - 622с., Мул.

3. В.Ю. Алекперов Вертикально інтегровані нафтові компанії Росії. - М .: 1 996.

Кероген (від грец. Гас, що означає «віск», і ген, що означає «утворює») - розсіяне в гірських породах органічна речовина, нерозчинний в органічних ратворітелях, неокисляющих мінеральних кислотах і підставах.

Конденсат - вуглеводнева суміш, газоподібна в родовищі, але конденсується в рідину при добуванні на поверхню.