Нефтепереработка — это процесс получения различных продуктов из
сырой нефти. Является важной отраслью промышленности целого ряда стран, в том
числе России. Результатами переработки нефти пользуются другие сферы
промышленности, а также конечные потребители во всех сферах обихода. Из них
самые востребованные продукты в мире — бензин, керосин и дизельное топливо, а
также пластмассы.
История нефтепереработки
В России первые попытки
нефтепереработки восходят к 1746 году. Тогда уроженец Архангельской губернии
купец Федор Прядунов начал добывать горючую жидкость со дна реки Ухты, с
поверхности которой местные жители собирали нефть уже несколько веков,
используя маслянистую жидкость как смазку, а также в медицинских целях.
Прядунов же, имевший опыт успешной добычи и переработки других полезных
ископаемых, построил завод для перегонки нефтепродуктов. Считается, что это
первое такое предприятие в мире.
Этот завод проработал недолго,
хотя и пережил самого Прядунова. Поставки добытого и переработанного сырья в
Москву, которая дала разрешение на это производство, были затратны и длительны,
а спрос — низким. В конце концов купец не смог заплатить налог, попал в
долговую тюрьму, где и умер в 1753 году. Завод же силами его сына, а затем
других предпринимателей, которым он его продал, проработал до 1780-х годов.
Более удобное устройство, которое
затем в доработанном виде применяли до 80-х годов XIX века, — нефтеперегонный
куб — собрали братья Василий, Герасим и Макар Дубинины в 1823 году в Моздоке.
В середине XIX века к развитию
нефтяной промышленности подключились и за рубежом. Так, эксперименты Яна Юзефа
Игнация Лукасевича, уроженца польской Галиции и австрийского подданного, с
сырой нефтью привели к изобретению в 1853 году безопасной керосиновой лампы. На
следующий год в польской деревне Бубрка он пробурил первую в Европе скважину
для добычи нефти. В том же году керосин запатентовали и стали применять в
Канаде — там геолог и естествоиспытатель Абрахам Пинео Геснер (1797–1864),
экспериментировавший с дистилляцией этого топлива с 1846 года, создал
керосиновую компанию и построил завод, который извлекал это топливо из угля.
Стимулом к дальнейшему развитию
нефтепереработки и нефтехимии стало развитие методов извлечения сырой нефти.
Считается, что первая нефтяная скважина в Западном полушарии появилась в 1859
году в Тайтесвилле (штат Пенсильвания, США), ее пробурил предприниматель Эдвин
Лорентайн Дрейк. Первая нефть была извлечена из нее 27 августа 1859 года.
Примерно в это же время там был построен и нефтеперегонный завод. Однако первенство
у США оспаривает Канада: известно, что еще в 1858 году предприниматель Джеймс
Миллер Уильямс (1818–1890) начал добывать нефть из скважины на реке Блэк-Крик в
Онтарио, на берегу которой построил простой перегонный завод.
К 1869 году в Российской империи
в районе Баку (ныне Азербайджан) на западном побережье Каспийского моря
действовало порядка 23 небольших нефтеперегонных заводов, которые работали на
местном сырье. В течение 1870-х годов нефтеперерабатывающие предприятия
появились в Поволжье, на рубеже XIX–XX веков — в Грозном и Фергане (ныне в
Узбекистане). Нефтеперегонный завод более совершенного типа, чем куб, появился
в 1870-х в поселке Сураханы недалеко от Баку (Азербайджан). К модернизации
производства подключился известный химик Дмитрий Менделеев. Метод самого
Менделеева, объединяющий несколько нефтеперегонных кубов в батарею, лег в
основу и современных способов нефтепереработки. К концу XIX века в России
производили до 1,6 млн т керосина в год. К 1913 году действовало уже 59 НПЗ,
которые перерабатывали около 9 млн т нефти.
В Америке примерно в это же время
(1870) Джон Рокфеллер зарегистрировал компанию Standard Oil и после ряда
рискованных сделок практически монополизировал нефтяную отрасль в США.
Виды и продукты нефтепереработки
На разных этапах переработки
получаются различные углеродные фракции с разной температурой кипения. Среди
них:
- бензин (топливо для автомобилей и самолетов);
- битум (строительный и отделочный материал);
- вазелин (используется в медицине и косметике);
- газовый конденсат (производство моторных масел, ароматических
углеводородов);
- газойль, или соляровое масло (компонент для топлива);
- гудрон (используется в строительстве, пригоден к вторичной
переработке);
- дизельное топливо (горючее для дизельных моторов, котлов,
используется для механической и термической обработки металлов);
- керосин (авиационное, ракетное топливо, используется при промывке
механизмов, для освещения, удаления ржавчин, в файер-шоу);
- лигроин (растворитель в лакокрасочной промышленности, используется
и как топливо);
- мазут (топливо для котлов и промышленных печей);
- минеральное масло (смазка, электроизоляция, иногда используется в
косметике);
- нефтяной кокс (изготовление электродов, проводников, шлифовочных
материалов);
- остаточное нефтяное топливо (побочный продукт, используется как
отстойник для других продуктов);
- парафин (пропитка древесины, изготовление карандашей, свечей,
спичек);
- пек (производство лаков, толя, топливных брикетов);
- прямогонный бензин, или нафта (используется в нефтехимии, в
частности для получения этилена);
- сжиженные углеродные газы, или СУГ (моторное топливо, органический
синтез);
- смазочное масло (используется для смазки механизмов).
Первичные и вторичные процессы нефтепереработки
Переработка нефти делится на три
основных этапа:
- первичная переработка — это когда сначала от нефти отделяются
попутные газы, а затем под воздействием нагревания (перегонки) она разделяется
на фракции с разной температурой кипения углеводородов;
- вторичная переработка — это когда добытые фракции разделяются
химическим путем и в результате образуются компоненты нефтепродуктов;
- товарное производство — то есть соединение компонентов и
определенных присадок для получения нефтепродуктов с нужными показателями.
Первичные процессы нефтепереработки
Первичные процессы подразделяются
на:
1. подготовку нефти. При извлечения нефти из скважин ее
сопровождает газ и песок, вода с солями, от которых нужно избавиться еще до
транспортировки сырья;
2. атмосферную перегонку (или дистилляцию). Нефть нагревается до
примерно 380 °С, в результате получаются жидкость и пар, которые попадают в
основной блок дистилляции, где продолжают разделяться благодаря конструкции
ректификационной колонны на фракции;
3. вакуумную дистилляцию (или разгонку). После атмосферной
перегонки с повышением нагревания до 400 °С остатки нефти необходимо
дистиллировать при пониженном давлении, чтобы успешно разделить сырье на
фракции.
Вторичные процессы переработки
Вторичные процессы включают:
1. гидроочистку. Под воздействием водорода при высоких температурах
и давлении фракции очищаются от азотистых и сернистых соединений;
2. риформинг. Химическая реакция для получения высокооктанового
топлива из нефти. Чем выше октановое число, тем более устойчиво топливо к
внезапному сгоранию;
3. изомеризацию. Химическое изменение скелета углерода в бензиновой
фракции, чтобы получить высокооктановые компоненты для товарного бензина;
4. каталитический крекинг.
Вакуумный газоль, получающийся при разгонке, проходит гидроочистку от
серосодержащих смесей, затем тяжелые углеводороды расщепляются (англ. to crack
— «разламывать», «расщеплять») на имеющие меньшую молекулярную массу;
5. термический крекинг. Высокотемпературное разложение нефтяных
фракций для получения бензина и крекинг-остатка для кокса и термогазойля;
6. висбрекинг. Один из видов крекинга. Неглубокое разложение
гудронов и мазутов, которые остаются после первичной переработки нефти под
давлением для получения котельного топлива. Термин происходит от viscosity (с
англ. «вязкость») и breaking (с англ. «разрушение»);
7. гидрокрекинг. Технология очистки и переработки минерального
масла до синтетического путем изменения молекулярной структуры;
8. коксование. Переработка
как твердого, так и жидкого сырья под давлением без доступа воздуха;
9. МТБЭ. Метил-трат-бутиловый эфир используется для селективной
очистки и вывода парафина нефтепродуктов, содержащих масло;
10. алкилирование. Воздействие на углеводородные газы соединением
алкильной группы (одновалентные углеводородные остатки) для получения
высокооктанового бензина и товарных алкилатов.
Современный рынок нефтепереработки в России
Россия — третий в мире
производитель нефти после США и Саудовской Аравии. Она добывает 9,45 млн барр.
в сутки с учетом ограничений, наложенных соглашением ОПЕК+.
Подтвержденные запасы нефти в
стране составляют 19,1 млрд т — здесь Россия находится на шестом месте в мире.
По переработке нефти в 2023 году
Китай с 18,4 млн барр. в сутки обогнал лидера в этой отрасли США (около 18 млн
барр./сут.). Россия в сутки обрабатывает более 7,1 млн барр. нефти (около 970
тыс. т), занимая третье место.
Особенность отрасли добычи и
переработки нефти в России заключается в работе множества вертикально
интегрированных нефтяных компаний, которые способны выполнять все этапы
обращения с этой горючей жидкостью — от бурения до продажи готового продукта.
Крупнейшими российскими компаниями являются «Роснефть», «Газпром нефть»,
ЛУКОЙЛ, «Татнефть» и «Сургутнефтегаз».
В стране работают более 100
заводов нефтепереработки разной величины. Крупнейший из них — основанный в 1955
году и принадлежащий «Газпром нефти» Омский нефтеперерабатывающий завод, его
мощность — 22 млн т нефти в год. Чуть меньшая мощность у НПЗ
«Киришинефтеоргсинтез» (или «Кинеф», введен в эксплуатацию в 1966 году)
компании «Сургутнефтегаз» — 21 млн т в год. Рязанская нефтеперерабатывающая
компания (1960) «Роснефти» за год перерабатывает 17,1 млн т нефти.
Завод
Компания мощность в млн т в год
Омский нефтеперерабатывающий завод (ОНПЗ) - «Газпром нефть» 22
«Киришинефтеоргсинтез» («Кинеф») - «Сургутнефтегаз» 21
Рязанская нефтеперерабатывающая компания (Рязанская НПК) - «Роснефть» 18
«Нижегороднефтеоргсинтез» (Нижегородский НПЗ) - ЛУКОЙЛ 17
«Ярославнефтеоргсинтез» (ЯНОС) - «Славнефть» 15
«Волгограднефтепереработка» (ВНПЗ) - ЛУКОЙЛ 14,8
«Пермьнефтеоргсинтез» (ПНПЗ) - ЛУКОЙЛ 13,1
Московский нефтеперерабатывающий завод (МНПЗ) - «Газпром нефть» 11
Ангарская нефтехимическая компания (АНХК) - «Роснефть» 10
«Газпром нефтехим Салават» (Салават) - «Газпром нефть» 10
В мае 2024 года Минэнерго России закрыло статистику о производстве бензина «для обеспечения информационной безопасности», но публикация данных о ценах на нефтепродукты продолжилась. В августе того же года Росстат по требованию правительства перестал публиковать данные об объемах производства остальных нефтепродуктов — мазута, дизельного топлива, пропан-бутана.
Перспективы нефтепереработки
Эксперты McKinsey прогнозируют
снижение спроса на сырую нефть после 2030 года. Причина постепенного отказа от
ископаемого топлива — в экологических последствиях от ее добычи и в наращивании
инвестиций в возобновляемые источники энергии. Вместе с тем это не означает
кризиса нефтеперерабатывающей индустрии: по некоторым оценкам, спрос на
продукты нефтехимии и нефтепереработки может вырасти до двух раз в ближайшие
20–30 лет. В то же время в 2023 году Международное энергетическое агентство
(МЭА, IEA) спрогнозировало, что к 2030 году нефтеперабатывающие мощности
вырастут по сравнению с 2022 годом примерно на 6 млн барр. в день, до 105,2 млн
барр./сут., после чего начнут сокращаться.
По оценкам McKinsey, в 2020-е
годы мир переживает последнюю волну инвестиций в крупные нефтеперерабатывающие
производства, которая закончится в 2028 году. В пятерку крупнейших предприятий
нефтепереработки в мире на 2024 год входят:
- нефтеперерабатывающий комплекс
«Джамнагар» в штате Гуджарат (Индия) мощностью 1,24 млн барр./сут., или 33 млн
т в год (принадлежит компании Reliance Industries);
- нефтеперерабатывающий комплекс
«Парагуана» в Венесуэле мощностью до 971 млн барр./сут. (в составе
госнефтекомпании PDVSA);
- нефтеперерабатывающий комплекс
«Ульсан» в Южной Корее мощностью до 840 млн барр./сут. (оператор — SK-Energy);
- нефтеперерабатывающий комплекс
«Ар-Рувейс» в ОАЭ мощностью 837 млн барр./сут. (принадлежит государственной Abu
Dhabi National Oil Company, ADNOC)
- НПЗ «Йосу» в Южной Корее
мощностью до 800 млн барр./сут. (в составе компании GS Caltex).
Развитие и трансформация топливного комплекса в России включает четыре
направления:
- обеспечение ресурсами
внутреннего рынка;
- продвижение глубокой
переработки нефти и газа;
- суверенитет энергетического
комплекса;
- новые перспективы и география
экспорта.
После введения эмбарго на
поставки нефтепродуктов в Европу Россия переориентировала экспорт на бурно развивающийся
азиатский рынок и осталась в тройке крупнейших мировых поставщиков продукции
нефтепереработки. В 2023 году в стране первичную переработку прошли 275 млн т
нефти, произведено 43,9 млн т бензина и 88,1 млн т дизеля, на экспорт
отправлялись примерно 2,6 млн барр./сут. различных нефтепродуктов.
Еврокомиссия затем вывела из-под
запрета нефтепродукты из российской нефти, но лишь те, что произведены за
рубежом, и смеси. Россия в декабре 2022 года временно запретила экспорт нефти в
отдельные страны, а затем, в сентябре 2023 года, ввела эмбарго на экспорт
бензина и дизтоплива. Это позволило обеспечить внутренний рынок, но привело к
взлету цен на дизельное топливо в ЕС, так как Россия — крупнейший его
экспортер.
Кроме того, секторальные санкции
в отношении России подтолкнули руководство страны придать импульс имеющемуся
сотрудничеству в энергетической сфере со странами Азии, в частности с Китаем и
Индией.
В стране еще не достигнут
среднемировой уровень глубины переработки нефти в 90%, однако Россия прикладывает
к этому существенные усилия: внедряются инновационные технологии, например GTL
(gas to liquid), которая позволяет получить синтетическое топливо из природного
газа. В отрасль активно инвестирует и поддерживает ее государство — сфера
насчитывает 1423 проекта с объемом инвестиций в размере 13,3 трлн руб.
Весной 2021 года Минэнерго
заключило с нефтяными компаниями инвестиционное соглашение по модернизации
действующих НПЗ с целью повышения глубины переработки. До 2031 года предстоит
построить и реконструировать 30 установок вторичной переработки нефти и
вспомогательных мощностей. В министерстве рассчитывают, что благодаря этим
мерам вырастет производство высокооктанового бензина класса К5 почти на 3,7 млн
т в год, дизеля того же класса — более чем на 25 млн т в год.
Наконец, в 2024 году в России
запущен пилотный проект срочного рынка нефтепродуктов как инструмента
страхования ценовых рисков и планирования производственной деятельности. Он
даст крупным игрокам возможность продавать, предположительно, 1% реализуемых на
бирже нефтепродуктов в виде поставочных фьючерсов. В настоящее время идет
мониторинг рынка и создание и модификация инструментов и технологий срочной
торговли, точный норматив обязательных продаж определят только в 2025 году. В
четвертом квартале 2025 года ведомства и биржа разработают новый план действий
на период 2026–2028 годов.
Мария Гусарова
