Химия и нефтохимия. Химия, нефтохимия Химия нефтохимия

Относно програмата

Съдържанието на обучението е насочено към задълбочено изучаване на характеристиките на химичния състав на нефта и нефтопродуктите, технологията за тяхното производство, както и методите за анализ в нефтохимията. Подробно са разгледани методите за анализ, които се използват в момента за контрол на качеството на петролните продукти, включително методи, базирани на газова хроматография, радиография, IR, UV и NMR спектроскопия. Особено внимание се обръща на анализа по методите на Държавния стандарт (GOST). Оформени

Съдържанието на обучението е насочено към задълбочено изучаване на характеристиките на химичния състав на нефта и нефтопродуктите, технологията за тяхното производство, както и методите за анализ в нефтохимията. Подробно са разгледани методите за анализ, които се използват в момента за контрол на качеството на петролните продукти, включително методи, базирани на газова хроматография, радиография, IR, UV и NMR спектроскопия. Особено внимание се обръща на анализа по методите на Държавния стандарт (GOST). Формира се представа за химичния състав на нефта и основните нефтопродукти, анализ на техните физикохимични, термични, механични и други характеристики. Наред с това се разглеждат термични и каталитични процеси на рафиниране на нефт, смесване на горива и влиянието на добавките върху качеството на горивата и маслата. Важно е да се осигури разбиране на специфичния химичен състав и свойства на различните видове нефт и нефтопродукти, методите за анализ на техните физикохимични, термични, механични и други характеристики и да се съсредоточи върху обектите на анализ и методите за изпитване в нормативните документи .

Ключови дисциплини:

• Неорганична химия
• Органична химия
• Аналитична химия
• Колоидна химия
• Физикохимия
• Съединения с високо молекулно тегло
• Химическа технология
• Радиохимия и радиоекология
• История и методология на химията
• Квантова механика и квантова химия
• Структура на материята
• Изчислителни методи в химията
• Физически методи на изследване
• Квантова екологична химия
• Химия на околната среда
• Въведение в технологията на наноматериалите
• Химични основи на биологичните процеси
• Физикохимия на твърдите тела
• Химия на елементоорганичните съединения
• Материалознание. Технология на конструкционните материали
• Кристалохимия
• Химично свързване и молекулна структура

Основни дисциплини:

• Нефтохимия
• Радикални реакции на въглеводороди и техните производни
• Химия, технология и методи за анализ на нефтени въглеводороди и нефтопродукти
• Химико-аналитичен контрол в нефтохимията
• Процеси и устройства на технологията за преработка на нефт и газ
• Основи на биогеохимията и геохимията на околната среда
• Теоретични основи на нефтената и газовата технология
• Сорбционни процеси в технологиите за преработка на въглеводороди
• Химическа технология на нефта и газа
• Метрология, стандартизация и сертификация в нефтохимията
• Иновативни технологии за рециклиране на нефтохимически отпадъци
• Средства и методи за осигуряване на екологична безопасност в нефтохимическата промишленост

Химията и нефтохимията заемат не последно място в руската индустрия по отношение на доходите. В него ще работят голям брой работници и мениджъри. Химическата и нефтохимическата промишленост на Русия заема едно от основните места в икономиката и брутния вътрешен продукт на цялата страна. Работата на целия набор е фундаментална за много други индустрии и цялата национална икономика.

Химията и нефтохимията е една от основните индустрии, която има огромен потенциал за износ и се нарежда на второ място във външната търговия на Руската федерация. Делът на химическата и нефтохимическата промишленост в общия обем на промишленото производство в страната остава стабилен през последните десет години и възлиза на около 6-7% от общия обем.

Историята на химията и нефтохимията в Русия не беше толкова лесна и безоблачна, колкото може да изглежда на пръв поглед. Химияа нефтохимията се разви по свой собствен начин, преживя рецесии и достигна невъобразими висоти, заемайки повече от 10% от общия БВП на страната в средата на 90-те години. В началото на деветдесетте години цялата индустрия преживя неприятна рецесия, която възникна поради голямата конкуренция от страна на западните компании и лошото качество на местните продукти. Химикалите и нефтохимикалите не бяха първите, които паднаха, но все пак загубиха значителна част от своите клиенти. До средата на деветдесетте години химическият и нефтохимическият пазар преживява бум на продажбите. Повечето предприятия в индустрията показаха положителен растеж и достигнаха нивото на производство, което имаха в СССР. Но това не продължи дълго. Скоро избухна икономическата криза от 1998 г., която засегна всички отрасли. Нивото на производство в химикалите и нефтохимикалите е само 40% от производството през 1991 г. Но след кризата химическата и нефтохимическата индустрия се превърнаха в един от локомотивите, които дръпнаха икономиката на цялата страна напред. Още през 1999 г. ръстът е 21%. През 2000-те години растежът беше приблизително 10-15% всяка година. Това продължи до новата икономическа криза в началото на 2008 г. По време на икономическата криза химическата и нефтохимическата промишленост спряха да се развиват бързо, но на практика не загубиха производство.

Най-малко кризата удари химическата и нефтохимическата промишленост, която започна да подкрепя други индустрии. Процесите на възстановяване в индустрията в Русия протичат с по-бързи темпове от цялата индустрия като цяло. Това дава основание да се говори за достатъчен икономически потенциал и растеж в областта на химията и нефтохимията.
Увеличението на химическото и нефтохимическото производство през 2010 г. е около 20% по различни показатели. Ръстът в производството на синтетични смоли и пластмаси е 16%, продуктите от органичния синтез увеличават производството с още 21%, каучукът е произведен повече с 14%, пластмасовите продукти достигат своя максимален ръст от 25%.

Най-важната промяна в химията и нефтохимията е, че инвестициите се увеличиха. Те са се удвоили спрямо 2009 г. и продължават да растат. Използването на всички производствени мощности се увеличи от 43% през 2009 г. до 67% през 2010 г. Новите договори с чуждестранни купувачи позволяват да се увеличи производството на всички компоненти в индустрията в началото на 2011 г. Химическата и нефтохимическата промишленост набира скорост поради няколко фактора.

Химия и нефтохимияимат няколко предимства пред други отрасли: мощна суровинна база, постоянно нарастване на търсенето както в страната, така и в чужбина, държавна подкрепа и отлична научна база за по-нататъшно развитие. Руското правителство приема закони, които лобират за защита на местните производители на химикали и нефтопродукти, а също така ограничават работата на конкурентни чуждестранни компании.

Но има и недостатъци: високо ниво на износване на оборудването и стари технологии за производство на материали, голяма зависимост от износа, голяма конкуренция от западни компании, липса на инвестиции, високи транспортни разходи, липса на персонал, високи рискове в производството на химикали.

НЕФТОХИМИЯ

област на химията, която изучава състава, свойствата и химията. трансформация на масло и природни компоненти газ, както и процесите на тяхната преработка.

Историческа справка.Началото на изследванията на Н. датира от последната четвърт на 19 век. (около 1880 г.), когато промишл. Добивът на петрол в света (главно Русия и САЩ) достигна 4-5 милиона тона годишно. Чрез трудовете на Д. И. Менделеев, Ф. Ф. Бейлщайн, В. В. Марковников, К. Енглер започнаха изследванията на въглеводородния състав на разложените масла. депозити, гл. обр. Кавказ, разработване на инструменти и методи за анализ на нефт, синтез на моделни въглеводороди. В кон. 19-нач. 20 век Първите работи са извършени по хлориране и хидрохлориране на нефтени въглеводороди (Марковников), тяхното нитриране (М. И. Коновалов, С. С. Наметкин) и окисление в течна фаза (К. В. Харичков, Енглер), както и върху каталитичен. трансформации на висококипящи въглеводороди (V.N. Ipatiev, N.D. Zelinsky).

Първи бал. нефтохимически продуктът е синтезиран от термични отработени газове. крекинг масло (1920 г., САЩ). Масов преход на индустрията орг. синтез от въглищни суровини до нефт и газ, който се случи през 1950-60-те години, стимулира отделянето на N. в независими. направление на научните изследвания в областта на химията.

В научно-техн литературен термин "N." започва да се появява през 1934-40 г., а след 1960 г. започва да се използва за обозначаване на научно направление и дисциплина. Отсега нататък предишният термин "масло" се използва само в тесен смисъл - за обозначаване на посоката на Н., занимаваща се с изучаване на състава и свойствата на нефта.

Основни задачи и насоки.Основната задача на Н. е изучаването и разработването на методи и процеси за преработка на компоненти от нефт и природни ресурси. газ, гл. обр. въглеводороди, в големи орг. използвани основно продукти като суровина за последното. производство на търговски химикали на тяхна основа. продукти с определени потребители. Св. ти (диф., смазочни масла, разтворители, ПАВ и др.). За да постигне тази цел, Н. изучава свойствата на нефтените въглеводороди, изследва състава, структурата и трансформациите на смеси от въглеводороди и хетероатомни съединения, съдържащи се в нефта, както и тези, образувани по време на преработката на нефт и природни ресурси. газ Н. действа предимно. многокомпонентни смеси от въглеводороди и техните функции, производни, решава проблемите с управлението на разпределението на такива смеси и осъществява целенасоченото използване на нефтени компоненти.

Задачата на проучвателното изследване е да се намерят принципно нови решения и методи, които в последното. реализация под формата на технология. процесите могат да променят качествено технологията. нефтохимическо ниво производство

Специфичните задачи на приложните изследвания и разработки се определят от изискванията на нефтохимията. и нефтопреработвателната промишленост, а също така са продиктувани от логиката на развитие на цялата химическа промишленост. науки.

За решаване на проблемите си Н. изчерпателно използва методите и постиженията на орг. и физически химия, математика, топлотехника, кибернетика и други науки. Поради ясно изразената приложна насоченост на изследванията в развитието на нефтохимията. процесите са широко практикувани и тествани в пилотни инсталации и др. мащаб (вж Мащабен преход).Научните изследвания в Н. се развиват по следния начин. основен направления: изучаване на химия. състав на масла, взаимно преобразуване на нефтени въглеводороди, синтез на функционални. въглеводородни производни от суровини за нефт и газ.

Изследването на химичния състав на маслата разкрива модели на разпределение на въглеводороди, хетероатомни и металосъдържащи съединения. в масла и техните фракции, в зависимост от находището, дълбочината и условията на добив на нефт (вж. масло).Познаването на такива модели прави възможно създаването на банки с данни за масла и препоръчва най-много. диета начини за преработка и използване на нефт, нефтени фракции и компоненти. За по-задълбочено изследване на състава на петрола се усъвършенстват съществуващите методи за анализ и се разработват нови с помощта на сложна химия. и физико-хим методи за анализ (оптични, ЯМР и др.).

Изследванията на взаимното преобразуване на въглеводороди в петрола осигуряват научната основа за процесите нефтено рафиниране-получаванемоторни горива, техните високооктанови компоненти (C 6 -C 9 изопарафини, ароматни), мономери и междинни продукти (пропилен, бензен, толуен, бутадиен, ксилени) от други компоненти на масла, гл. обр. чисти парафини и нафтени. За тази цел се изучават закономерностите и механизма на топлинната топлина. и каталитичен трансформации на отделни въглеводороди и техните смеси, извършват търсене, разработване и прилагане на нови и модифицирани. катализатори, изучават взаимното влияние на компонентите на реакцията. смеси в посока на разтвора по време на крекинг, пиролиза, дехидрогениране, изомеризация, циклизация и др. Такова изследване дава възможност за подобряване на съществуващите и разработване на нови процеси за рафиниране на нефт с цел задълбочаването му до 75-85% и получаване на висока - качествени продукти. петролни продукти,използват хетероатомни компоненти на маслото. Проучването и използването на биохимични, плазмени и фотохимични технологии, които са нови за N., също са обещаващи. и други методи за стимулиране на районите.

Син т е сна ф унк ция. Въглеводородни производни (нефтохимичен синтез) - разработване на научната основа за ефективни директни или нискоетапни методи за получаване на най-важните функции. производни (алдехиди, карбонати, етери, амини, нитрили, халоген- и сяра-съдържащи производни) на базата на нефт и природни въглеводороди. газ, междинни продукти и отпадъци от рафиниране на нефт. Пример за това е създаването на нови обещаващи процеси за селективен синтез на кислородсъдържащи съединения. използване на едноетапни окислителни разтвори разг. въглеводороди с кислород и карбонилиране на олефини с въглеродни оксиди.

Нефтохимическо производство.Резултатите от научните изследвания и постиженията в областта на Н. са практически. приложение в производството мн. едротонажен орг. междинни продукти. Предимството на суровините за нефт и газ пред други видове (въглища, торф, растения и животни и др.) е, че сложната им обработка позволява едновременно получаване на широка гама от междинни продукти за различни цели. хим. производство

Нефтехим. производството започва с производството на първични нефтохимикали. продукти, частично доставени чрез рафиниране на нефт, напр. бензин от права дестилация, силно ароматизиран. от каталитични инсталации риформинг и пиролиза, по-ниски фракции от парафини и олефини, газьол и течни и твърди вещества, отделени от тях. На базата на първични нефтохимикали. продукти (главно ненаситени и ароматни въглеводороди), произвеждат се вторични продукти, представени от различни. org класове съединения (алкохоли, алдехиди, карбонати, амини, нитрили и др.); на базата на вторични (и частично първични) крайни (стокови) продукти (виж диаграмата). Течни, твърди или газообразни въглеводороди от нефт и газ (главно примерни n-алкани) са суровини за микробиол. синтез на фуражни продукти (вж Микробиологичен синтез).

Нефтехим. производството се характеризира с производство на негоривни продукти, ограничен и стабилен асортимент от продукти (около 50 артикула) и голям мащаб на производство. Състояние и развитие на нефтохимията. производството оказва решаващо влияние върху темповете и мащабите на химизацията на цялата национална икономика и на първо място върху производството на синтетика. и бои и лакове, каучукови изделия. продукти, фуражни съставки и др. Благодарение на това развитието на Н. определя напредъка на мн. други сектори на националната икономика, където основно се прилага. печалба и спестяване на суровини и енергия от включените петролни продукти.

Нефтехим. производството, като правило, е непрекъснато, извършва се на агрегати с голям единичен капацитет, при по-високи температури и налягания и широкото използване на различни. катализатори. За модерните производството се характеризира с високо ниво на автоматизация, използване на компютри и онлайн анализатори за наблюдение и управление на технологиите. процес. За нефтохимия Индустрията като цяло също се характеризира със специализация и централизация на производството, развита функционалност. връзки (коопериране) на суровини и продукти с нефтопреработка и производство на полимери.

Предимно нефтохимия. производство на материални, капиталови и енергоемки обекти. По отношение на производството на суров петрол от 1 тон нефтопродукти. продуктът изисква разходи от 1,5 до 3 тона като суровини и още 1-3 тона като източник на енергия (общо от 2,5 до 6 тона). В тази връзка делът на суровините в себестойността е голям (65-85%), производствените разходи и печалбите са относително ниски. Актуалната задача за интензифициране и повишаване на икономическата ефективност. ефективност на нефтохимикалите производството се решава чрез химическа технология. (използване на нови, по-селективни разтвори и катализатори, условия на работа, привличане на по-достъпни и по-евтини видове суровини и по-ефективни методи за извършване на операции и др.) и организационно-икономически. фактори (производство и консолидация на единици, сътрудничество и комбиниране на процеси, инсталации и производство).

Нефтехим. производството обикновено е придружено от образуването на странични продукти, които замърсяват околната среда. Решаването на проблемите с околната среда се постига чрез повишаване на селективността на процесите, създаване на нискоотпадъчни технологии и цялостна обработка на суровини и отпадъци.

На хим. Повече от 8% от петрола, произведен в световен мащаб, сега се изразходва за рафиниране. За отделните страни тези цифри варират и за СССР възлизат на ок. 7%, за САЩ 12%. По отношение на тонажа, съизмерим с общото количество петролни продукти, изразходвани за нефтохимикали. цели, използвани натур. газ. Делът от производството му отива в химическата промишленост. преработката е 12% в света, 11% в СССР и 15% в САЩ.

Общото производство на нефтохимикали. продукти в света m.b. оценен на 300 милиона тона/година (1987-88). В табл Дадени са прогнозни данни за световното производство. големи нефтохимикали продукти.

СССР е основен производител на етилен, метанол, пропилен, фенол, респ. 3,1, 3,2, 1,42 и 0,5 милиона тона (1988 г.). За 1980-88 г. обемът на нефтохимическото производство. производството в СССР нараства почти 1,5 пъти.

ОБЕМ И КАПАЦИТЕТ НА СВЕТОВНОТО ПРОИЗВОДСТВО НА НЯКОИ НЕФТОХИМИЧНИ ПРОДУКТИ (1986-88, МИЛИОНА Т/ГОДИНА)

Въпреки че световното производство на петрол не нараства през последните десет години (от 3,11 милиарда тона през 1980 г., то спадна до 2,6 милиарда тона през 1983 г. и след това се увеличи до 3,07 милиарда тона през 1989 г.), основната гама от нефтохимикали. продуктите ще се запазят, а производствените им обеми ще растат с 4-6% годишно. В тази връзка трябва да се очаква значително (в абсолютно количество и процент) увеличение на потреблението на масло за химикали. обработка. К кон. 20-ти век последната цифра може да достигне 20-25%. В предвидимия период петролните и газовите суровини ще останат приоритет в организацията. синтез, но ще се сблъска с конкуренция от по-достъпни и понякога по-евтини алтернативни (непетролни) суровини: въглища, шисти, биомаса и др.

Лит.:Наръчник на нефтохимика, изд. С. К. Огородникова, т. 1-2, Л., 1978; Sheldon R. A., Химически продукти на базата на синтезен газ, прев. от англ., М., 1987; Parăusanu V., Corobea M., Musca G., Производство и използване на въглеводороди, прев. от рум., М., 1987; Лебедев N.N., Химия и технология на основния органичен и нефтохимичен синтез, 4 изд., М., 1938; "J. All. Химическо общество на името на Д. И. Менделеев", 1989 г., т. 34, № 6.

С. М. Локтев.

Химическа енциклопедия. - М.: Съветска енциклопедия. Изд. И. Л. Кнунянц. 1988 .

И природния газ в полезни продукти и суровини;

• Идентифициране на закономерностите на формиране на компонентния състав на нефта и структурата на дисперсните нефт системи.
• Създаване на научни основи за неконвенционални методи за увеличаване на добива на нефт: физично и химическо регулиране на филтрационните потоци, ограничаване на притока на вода, микробиологични ефекти върху формацията.
• Изследване на механизмите на структурообразуване и реология на петролни дисперсни системи в процесите на производство, транспорт и преработка на въглеводородни суровини.
• Физико-химични основи за създаване на нови материали и технологии за тяхното използване за решаване на екологични проблеми в нефтохимията и нефтопреработката.
• Разработване на географски информационни системи за геология и нефтохимия и технологии за решаване на екологични проблеми и устойчиво развитие на региона. Анализ и екологична оценка на технологиите за производство и използване на химически продукти.

Най-важните нефтохимически продукти

Характеристика

Бурното развитие на нефтохимията започва през 30-те години на миналия век. Динамиката на развитие може да се оцени по обема на световното производство (в милиони тона): 1950 - 3, 1960 - 11, 1970 - 40, 1980-100. През 90-те години на миналия век нефтохимикалите представляват повече от половината от световното производство на органични продукти и повече от една трета от общата продукция на химическата промишленост.

Основните тенденции на развитие са: увеличаване на единичния капацитет на инсталациите до оптимални нива (от гледна точка на производствените разходи), повишаване на селективността за пестене на суровини, намаляване на енергоемкостта и затваряне на енергийните потоци чрез възстановяване, включване на нови видове суровини в преработката (включително тежки остатъци, както и странични продукти от други процеси).

По обем на производство на нефтохимически продукти Русия е на 19-то място в света (1% от световния обем), по обем на глава от населението - 11-то място [ ] .

Нефтохимията, нефтохимичният синтез е клон на химическата промишленост, който произвежда химически продукти от нефт, свързани и природни газове и техните отделни компоненти. Нефтохимикалите представляват над една четвърт от всички химически продукти в света. Ориентацията на икономиките на развитите страни към петролните суровини позволи на нефтохимическата промишленост да постигне напредък в средата на 20 век. качествен скок и да се превърне в един от най-важните отрасли на тежката промишленост.

Обикновено, когато говорят за историята на нефтохимическата промишленост, те приемат 1918 г. като отправна точка, когато в САЩ е овладяно първото в света производство на изопропилов алкохол от крекинг газове. Изопропиловият алкохол все още се използва широко в промишлеността (главно за производството на ацетон). Но вероятно основните продукти на нефтохимическата промишленост са се превърнали в материали, които първоначално не са имали никакво отношение към нея.

Създаването на синтетични каучуци (СР) е описано в чл. Каучуци и еластомери. Първите ни СК бяха направени изключително от алкохол, който беше получен от хранителни суровини. Сега всички каучуци се синтезират от нефтохимически суровини. Каучукът, получен от каучук, се използва главно за гуми за автомобили, самолети и колесни трактори.

Много други вещества също се произвеждат от петролни суровини, чиято производствена технология първоначално се основава на химическата обработка на хранителни продукти. Помислете само за мастните киселини и детергентите. Нефтохимията спестява не само хранителни продукти, но и значителни средства. Един от най-важните мономери за каучук, дивинилът, когато се произвежда от бутан, струва приблизително наполовина по-малко, отколкото когато се произвежда от алкохол за хранителни цели.

Петте първи представители на наситените въглеводороди от серията метан - метан, етан, пропан, бутан и пентан - са се превърнали в най-важните нефтохимически суровини, въпреки че всеки от тях, включително метанът, който преобладава в природния газ, не се намира в масло. Наситените въглеводороди не претърпяват реакции на присъединяване. Следователно реакциите на заместване са изключително важни за нефтохимията: хлориране, флуориране, сулфохлориране, нитриране, както и непълно окисление.

Чертеж (вижте оригинала)

Всички тези методи на химично въздействие върху наситените въглеводороди позволяват получаването на по-реактивни съединения.

Чрез пиролиза на наситени въглеводороди могат да се получат етилен, ацетилен и други ненаситени въглеводороди, на базата на които се синтезират много органични съединения. Особено ценен е етиленът. Необходим е за производството на синтетичен алкохол, винилхлорид, стирол, една от най-важните пластмаси - полиетиленът и др., както и за производството на поливинилхлорид, полистирол и редица други вещества и материали. В края на 50-те години. Само 15% от пластмасите и синтетичните смоли са произведени у нас на базата на нефтохимически суровини, сега те са повече от 75%.

Нефтохимикалите също произвеждат ароматни съединения, органични киселини, гликоли (двувалентни алкохоли), суровини за производство на химически влакна и торове. През последните десетилетия на базата на нефтохимията се роди група от биотехнологични индустрии. Това е производство на протеинови и витаминни концентрати по метода на микробиологична депарафинизация на масло. Концентратът е клетъчно вещество от микроорганизми, способни да се хранят с масло или отделни негови фракции. След подходящо пречистване тези концентрати са подходящи за угояване на селскостопански животни. В петролната рафинерия в Швед (ГДР) се произвежда протеиново-дрождевият концентрат Fermosin, чиято производствена технология е разработена съвместно от учени от СССР и ГДР. В СССР са построени няколко мащабни съоръжения за производство на микробни протеини, където като суровина се използват високо пречистени α-парафини.

Днес нефтохимикалите ни осигуряват много основни промишлени продукти.