Экономический потенциал отраслей топливно-энергетического комплекса

    За  последнее десятилетие производство моторного топлива сократилось в 2 раза, нефтебитума, электродного кокса, ароматики в 2-3 раза, твердых парафинов, основных продуктов нефтехимии и сырья для сажи - почти в 7 раз.

    Принятые  во второй половине 90-х гг. меры по переоборудованию нефтеперерабатывающих предприятий, подконтрольных крупнейшим нефтяным компаниям, создание специализированной нефтехимической компании «Сибур», получившей в 2000 г. специальную премию «За возрождение отрасли», привели к стабилизации производства и небольшому росту в 2000 г. Вместо 34 действовавших в 1990 г. предприятий сейчас работает около 500 нефтеперерабатывающих предприятий. Объем первичной переработки нефти увеличился в течение 2000 г. на 2,7% и достиг 173 млн тонн. Производство смазочных масел увеличилось на 15,1%, автомобильного бензина - на 3,6%, дизельного топлива — на 5,1%. Учитывая, что прирост потребления дизельного топлива в 2000 г. составил 13%, а прирост парка легковых автомобилей в России ежегодно составляет около 13% (около 1 млн штук в год), можно сказать, что российская нефтепереработка не успевает удовлетворять спрос на внутреннем рынке и резервы для роста существуют, несмотря на конкуренцию со стороны крупнейших зарубежных компаний («Бритиш петролеум», «Шелл»),

    Серьезным ограничителем развития нефтеперерабатывающей  промышленности в России является экологическая  ситуация в городах с нефтепереработкой. Ежегодно каждое предприятие нефтепереработки выбрасывает в атмосферу от 40 до 60 тыс. тонн загрязняющих веществ (всего - 736 тыс. тонн в 2000 г.), включая летучие органические соединения, на которые приходится около 55% всех выбросов, а также диоксид серы (18%), углеводороды (16%), оксиды углерода и азота. Сброс сточных вод в поверхностные водоемы составляет около 380 млн куб. м. Не случайно все города с крупными нефтеперерабатывающими предприятиями (Ангарск, Уфа, Салават, Кириши, Новокуйбышевск, Сызрань, Омск, Орск, Ярославль, Волгоград) относятся к городам с крайне неблагоприятной экологической обстановкой.

    Сбыт  нефтепродуктов. Завершающим звеном нефтяного комплекса выступает сбыт нефтепродуктов. Для оптовой торговли существует сеть нефтебаз, связанных с нефтеперерабатывающими предприятиями нефтепродуктопроводами, железнодорожным сообщением, водным транспортом. Для розничной торговли создается сеть автозаправочных станций с магазинами и техобслуживанием. В настоящее время на каждую АЗС в России приходится около 4 тыс. автомобилей, что в два раза больше, чем в Европе. Поэтому крупнейшие нефтяные компании планируют в ближайшие годы удвоить количество АЗС в России, и даже развивать сети АЗС в других странах мира, включая США и европейские страны.

    Пространственная организация сбыта нефтепродуктов, включающая нефтеперерабатывающий завод (НПЗ), нефтебазы и АЗС, является интереснейшей экономико-географической задачей, для решения которой используются ГИС-технологии. Главными факторами для размещения НПЗ служат наличие крупных потребителей нефтепродуктов, узловое транспортное положение, наличие водных ресурсов. Нефтебазы располагаются в городах и сельских районах, АЗС имеют внутригородское и придорожное размещение. К размещению НПЗ, нефтебаз и АЗС может быть применена модель Кристаллера для сферы услуг, с сетками различных радиусов (для АЗС - 0,5-5 км, для нефтебаз - 50 км, для НПЗ - 500 км).

    Конкурентоспособность российской нефтяной отрасли на мировом  рынке и перспективы  развития. Поскольку потребление сырой нефти в России будет расти более низкими темпами, чем добыча экспорт нефти должен возрастать. Предполагается, что к 2020 г экспорт сырой нефти увеличится со 130 млн тонн до 210 млн тонн (на 4 млн тонн ежегодно). Поэтому конкурентоспособность российской нефти на мировом рынке является одним из главных параметров, состояние которого необходимо отслеживать для определения перспектив развития отрасли.

    Конкурентоспособность определяется такими факторами, как  рентабельность и надежность. Рентабельность зависит в первую очередь от снижения издержек благодаря использованию технологических новаций и сокращению непроизводительных затрат (например, на административные расходы). Надежность определяется политической и социально-экономической стабильностью в стране и районах транспортировки нефти, устойчивостью функционирования нефтяных компаний и транспортных систем.

    Сравнение России со странами ОПЕК и другими  крупными нефтедобывающими странами показывает, что издержки добычи и транспортировки нефти в России будут возрастать. Поэтому единственным способом повышения конкурентоспособности нефтяного комплекса России является превращение в сверхнадежного партнера для крупнейших потребителей нефти, которыми выступают европейские страны, США и Япония.

    Политика  В. Путина действительно увеличивает  надежность России как поставщика нефти, особенно в связи с конфликтом между исламским миром и США. Выход российских компаний на нефтяной рынок США может повысить экспортные возможности России и обеспечить дальнейший рост добычи нефти.⁸

     2.2. Добыча и переработка нефти

    Нефтяная  промышленность существует более 130 лет. За это время добыто порядка 85 млрд т. Ежегодно добывается около 3 млрд т.

    После извлечения из недр сырая нефть специальными приемами очищается от растворенного в ней газа, пластовой воды, минеральных солей и различных механических примесей в виде песка и глины. Затем практически вся нефть, не идущая на экспорт, подвергается перегонке на фракции. Фракционная перегонка основана на разнице в температуре кипения отдельных фракций - групп углеводородов, близких по физическим свойствам и имеющих одинаковую температуру кипения и конденсации.

    Нефть, нагретая топочными газами в печи до температуры кипения (~ 350°С), поступает в среднюю часть ректификационной колонны, работающей при атмосферном давлении Низкокипящие фракции превращаются в пар и устремляются вверх, а высококипящий мазут стекает вниз колонны. Внутри колонны установлены тарелки - перфорированные листы с отверстиями для прохода пара и жидкости.

    По  высоте колонки температура на тарелках постепенно уменьшается, таким образом  нефтяной пар конденсируется на них  в зависимости от температуры  кипения соответствующей нефтяной фракции. Самый низкокипящий слой - пары петролиумного эфира, поднимаются до верхних тарелок и там конденсируется. Самый высококипящий слой - мазут, конденсируется и собирается в нижнем слое, затем снова подается на печь, испаряется и в ректификационной колонке, работающей под вакуумом, снова разделяется на фракции. Таким образом, на рис. 8.2 видно, как, по мере подъема по высоте ректификационной колонки, выделяются различные фракции - керосин, лигроин, бензин, петролиумный эфир

    Продукты  перегонки после выхода из колонки  охлаждаются в холодильниках

    Современные колонны строят диаметром до 6 м и высотой до 50 м, имеют до 80 тарелок и перерабатывают до 12 млн т нефти в год.

    После перегонки тяжелые фракции подвергаются термическому или каталическому крекингу. Крекинг - процесс переработки нефти и ее фракций, основанный на разложении молекул сложных углеводородов в условиях высоких температур и давления, в присутствии катализаторов или без них, для получения моторных топлив и химического сырья. 

    Термический крекинг осуществляется только под воздействием высоких температур и давления при переработке гудронов и тяжелых фракций нефти в широкую фракцию, используемую при получении моторных топлив.

    Каталический  крекинг осуществляют в присутствии катализаторов, главным образом для получения высокооктановых топлив из керосина и соляровых фракций. Крекинг низкого давления или пиролиз применяют для превращения керосина и газойля в пропилен и др газы, применяемые для получения каучука и пластмасс

    Каталический  риформинг проводится при получении высококачественных бензинов в среде водорода, что позволяет снизить содержание серы при получении его из сернистых фракций. Наибольшее распространение получил платформинг. где в качестве катализатора используется платина. При этом получается бензин, бензол и др. продукты.

    Нефтепродукты. Переработкой нефти получают продукцию более 10 тыс. наименований. По объему потребления наибольшую значимость имеет искусственное жидкое топливо (карбюраторное, дизельное, котельное, реактивное и др.). смазочные масла и консистентные смазки.

    Карбюраторное топливо предназначено для двигателей внутреннего сгорания с зажиганием от электрической искры. Основной показатель - детонационная стойкость, оцениваемая октановым числом, изменяющимся от 0 до 100. Октан число определяется процентным содержанием малосклонного к детонации изооктана по сравнению с присутствующим в топливе нормальным гептаном сгорающим со взрывом и вызывающим преждевременный износ двигателя (характерный стук двигателя). Поскольку детонационная стойкость изооктана условно принята за 100 единиц, а гептана - за 0, то качество топлива тем лучше больше в нем изооктана и, следовательно, чем выше октановое число. Автомобильные бензины имеют октановое число 66, 72 76 92. 95 и 98; авиационные - 70. 91, 95. 100; тракторный бензин - 40 и 45; тракторный лигроин - 54. Повышение октанового числа достигается использованием более совершенных приемов каталитического крекинга, риформинга, алкилирования и изомеризации нефтяных фракций, увеличением содержания ароматических углеводородов, а также добавлением к бензину тетраэтилсвинца а к воздушно-бензиновой смеси - воды или водно-спиртовых растворов в капельно-жидком виде.

    Дизельное топливо используется в поршневых двигателях дизеля, воспламеняется от сжатия, необходимая температура воспламенения 550-600 °С. Основной показатель воспламеняемости - цетановое число, характеризующее склонность дизельного топлива к воспламенению. Цетановое число определяют по эталонной смеси сравнением легко воспламеняющегося цетана и трудно воспламеняющегося а-метилнафталина. Чем больше цетановое число, т. е. чем больше в топливе парафинов и меньше ароматических соединений, тем выше качество дизельного топлива. В дизельных топливах всех марок, так же как и в карбюраторных, строго регламентируется кислотность, щелочность, а также содержание серы и влаги, поскольку они сокращают срок службы двигателя

    Котельное топливо используют в паровых котлах, электростанциях, парогенераторных и котельных установках, в промышленных, например, мартеновских печах. К этому виду топлива относятся мазуты (продукты прямой перегонки нефти), жидкие продукты переработки каменных углей и горючих сланцев, гудроныСмазочные масла получают перегонкой мазута под вакуумом. Они применяются в движущихся деталях для уменьшения трения и отвода теплоты. По назначению классифицируются на моторные, индустриальные, турбинные, компрессорные, цилиндровые, трансмиссионные и т д . а по температуре застывания – на летние и зимние.

    На  основе смазочных масел готовят  несмазочные композиции, предназначенные для передачи импульса давления в гидроприводах и тормозных системах.

    Консистентные смазки получают добавлением к смазочным маслам загустителей (мыла, церезина, сульфидов, силикатов). Это улучшает их вязкостно-температурные свойства и делает пригодными к применению в случаях, когда обычная жидкая смазка не может быть использована из-за особых условий работы и конструкции узла трения. Антифрикционные консистентные смазки применяют для уменьшения трения и износа.⁹

    Трубопроводы  — наиболее эффективное средство транспортировки нефти по суше. Пропускная способность нефтепровода диаметром 1200 мм составляет 80—90 млн т в год при скорости движения потока нефти 10—12 км в час. На сегодняшний лень сформировалась развитая сеть магистральных нефтепроводов, которая обеспечивает поставку более 95% всей добываемой нефти при средней дальности перекачки 2300 км. В целом вся сеть нефтепроводов представлена двумя группами объектов: внутрирегиональными, межобластными и системой дальних транзитных нефтепроводов. Первые обеспечивают индивидуальные связи нефтепромыслов и заводов, вторые — интегрируют потоки нефти, обезличивая ее конкретного владельца. Они связывают большое число нефтедобывающих предприятий со многими нефтеперерабатывающими заводами (НПЗ) и экспортными терминалами. Это система дальних транзитных нефтепроводов. В ним относятся, например, трубопроводы: Нижневартовск—Курган—Самара; Усть-Балык—Курган—Уфа—Альметьевск; система нефтепроводов «Дружба» и др.

    К основным магистральным системам нефтепроводов  относятся следующие:

    1. Волга-Уральская система, по которой нефть транспортируется из Поволжья в районы Центральной России (в т. ч. в Москву):

    На  запад: Альметьевск—Нижний Новгород—Рязань—Москва, с ответветвлением: Нижний Новгород—Ярославль—Кириши;