Нафтохімічний комплекс України

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Нафтохімічний комплекс України — група підприємств з виробництва органічних і неорганічних продуктів на основі нафтових фракцій, природного газу і газів нафтопереробки.

Н.к. включає: пункти прийому нафти, сировинні резервуарні парки, насосні і змішувальні станції, реаґентне господарство, технологічні устатковання, парки проміжних продуктів, технологічні трубопроводи, товарні парки, очисні споруди, служби водо- і електропостачання. Основні види товарної продукції Н.к.: етилен, аміак, пропілен, бензол, діхлоретан, етилбензол, толуол, стирол, бутилени, вінілхлорид, бутадієн, ксилоли, етиленгліколь, ізопропиловий і етиловий спирти. Основні методи переробки сировини і напівпродуктів на Н.к.: піроліз, алкілування, окислення, полімеризація, оксосинтез. Шляхом термічного розкладання (піролізом) вуглеводневої сировини отримують водень, метан, етилен, пропілен та ін. олефіни, а також ароматичні сполуки, переважно бензолу; шляхом алкілування (введенням алкільних груп у молекулу вуглеводнів за присутності каталізатора) отримують етилбензол, кумол (ізопропилбензол); окисленням — фенол, ацетон із кумолу обробленням киснем повітря при підвищеній температурі і тиску в лужному середовищі; шляхом полімеризації — поліетилен, поліпропілен і полістирол на основі етилену, пропілену і стиролу; оксосинтезом — кисеньвмісні сполуки — спирти С7-С9, бутилові спирти, альдегіди, пропіонові кислоти та інші продукти. Нові напрямки промислового оксосинтезу — гідрокарбоксилування олефінів (взаємодія з оксидом вуглеводню і водою) з отриманням кислот, а також гідрокарбалкоксилування олефінів (взаємодія олефінів з оксидом вуглецю і спиртами) з отриманням ефірів та інших продуктів. На отримання нафтохімічних продуктів витрачається 4-8 % нафтової сировини, у перспективі споживання нафтопродуктів, природного і нафтового газів для нафтохімії сягне 12-15 %. Сучасний Н.к. базується на великих устаткованнях піролізу потужністю 350—600 тис. т етилену в рік. Роль нафти і природного газу як вхідної сировини для хімічної промисловості є унікальною. На даний час більше третини загального обсягу продукції світової хімічної промисловості виробляється із нафтогазової сировини. На основі нафтових вуглеводнів виникло виробництво етилового спирту, пластмас, синтетичного каучуку, синтетичних волокон і матеріалів, мийних засобів та ряду інших продуктів.

Всі похідні із сирої нафти нафтопродукти розділяються на дві групи: 1) скеровані на безпосереднє споживання (бензин, гас, дизельне пальне, масла, котельно-пічне паливо, кокс та інш.); 2) ті, котрі використовуються як сировина для нафтохімії (скеровуються на подальше переробляння). На нафтохімічних комплексах із нафти отримують не тільки пальне, але і виробляють пластмаси, добриво, сірчану кислоту, сірку, парафіни, спирти, штучний каучук, мийні засоби, скраплені гази і багато інших продуктів. Технологію перероблення сірчистих нафт вдалось настільки удосконалити, що попередня «викидна», непридатна сировина стає найціннішою. Сірка, яка вилучається із нафти в ході її переробляння, виявилась найдешевшою. На нафтохімічних заводах налагоджено також переробляння парафіну і церезину. Гази, отримані при цьому у великій кількості, слугують сировиною для виробництва спирту, штучного каучуку, пластмас. Отриманий твердий залишок — нафтовий кокс — є не тільки першокласним паливом, але також і важливим елементом, який використовується в алюмінієвому виробництві: із нафтового коксу виготовляються електроди.

Сировиною для отримання нафтохімічних продуктів слугують головним чином, ненасичені та ароматичні вуглеводні. Ненасичені вуглеводні, які мають важливе значення для органічного синтезу, становлять групу олефінів. До неї відносяться етилен С2Н4, пропілен С3Н6, бутилен С4Н8 і т. д. Вони практично відсутні в природних нафті і газі, але утворюються при їх крекінгу. Найбільш важливою за масштабами і різноманітністю використання як нафтохімічної сировини із ненасичених вуглеводнів є етилен. Для його отримання здійснюють піроліз вуглеводневих газів (етану і т. д.). Етилен використовується для отримання поліетилену, окису етилену, етилового спирту, стиролу, хлористого етилену і т. д.

Для виробництва синтетичних матеріалів необхідними є ароматичні вуглеводні — бензол, толуол, ксилол, нафталін та інш. Вони утворюються в процесі каталітичного риформінгу. У нафті і природних газах міститься декілька сот різних вуглеводнів. А кількість продуктів їх перероблення обчислюється тисячами. Основним процесом, за допомогою якого із проміжних продуктів отримуються різні синтетичні речовини і матеріали, є полімеризація. При полімеризації молекула ненасичених вуглеводнів, наприклад етилену С2Н4, з'єднується з іншими такими ж молекулами за рахунок розривання наявних у них подвійних зв'язків. У результаті утворюється нова молекула, котра складається із великої кількості молекул етилену. Таким чином, із газу етилену отримується твердий поліетилен — (С2Н4)n, де n — кількість молекул етилену, що з'єднуються (вона може сягати десятки і сотні тисяч; у залежності від його величини відомо різні види поліетилену). На даний час як сировинний матеріал для виробництва синтетичного каучуку використовуються головним чином бутадієн, стирол, ізопрен та деякі інші вуглеводні. Бутадієн отримується в основному із бутану і бутилену. Шляхом полімеризації отримуються полістирол, полівінілхлорид та інші полімери, які складають велику групу пластмас і синтетичних смол. Хлоруванням поліхлорвінілу при 90-100ºС отримують перхлорвінілову смолу. Ця смола використовується як лакове покриття для хімічної апаратури, оскільки володіє високою хімічною стійкістю. Виключною хімічною стійкістю володіє полімер тефлон, який відноситься до групи фторопластів. Він отримується шляхом полімеризації молекул етилену, в яких атоми водню замінені атомами фтору. Полімери різних вуглеводнів (поліаміди, поліефіри, полівініли, поліолефіни) використовуються для виробництва різних синтетичних волокон — капрону, нейлону, лавсану та інш. Вхідними продуктами для отримання синтетичних волокон є бензол, циклогексан і ненасичені газоподібні вуглеводні. Синтетичний мийний засіб сульфонол отримують шляхом полімеризації пропилену в присутності фосфорнокислого каталізатора при 180—230ºС і тиску 7-8 МПа. Із нього виготовляють порошки для прання. Шляхом окислення парафінових вуглеводнів отримують цілий ряд важливих продуктів: вищі спирти, синтетичні жирні кислоти, формальдегід, метанол, оцтову кислоту, ацетон та інш. Серед нафтохімічної продукції одне з перших місць займає етиловий спирт С2Н5ОН. Його отримують або окисленням етану С2Н6, або гідратацією (реакція з водою) етилену. Раніше на виробництво етилового спирту витрачалась велика кількість харчових продуктів. Вищі спирти, котрі містять у кожній молекулі 8-20 атомів вуглецю, отримують шляхом окислення фракцій вуглеводнів, які википають до 50ºС, азотнокисневою сумішшю в присутності борної кислоти при 165—170ºС. Синтетичні жирні кислоти утворюються при окисленні повітрям твердого нафтового парафіну при 80-180ºС в присутності каталізаторів. Отримані жирні кислоти широко використовують у виробництві мила, замінюючи таким чином харчові жири.

Значна кількість нових продуктів отримується в результаті реакцій хлорування і нітрування нижчих парафінових вуглеводнів. Наприклад, шляхом хлорування метану отримують хлористий метил СН3Сl, який використовується як холодагент у холодильниках, хлороформ СНСl3, що використовується в медицині, чотирихлористий вуглець СCl4 — поширений засіб знищення шкідників сільського господарства, та інш. Із нітропарафінів отримують, зокрема, вибухові речовини. Вуглеводні нафти і природного газу слугують також вхідною сировиною для отримання лікарських речовин — новокаїну, аспірину, сульфазолу, вітамінів та інш. У результаті хімічного перероблення нафти і природного газу отримують і неорганічні продукти — водень, сірку і сірчану кислоту. Водень слугує вхідною речовиною для отримання аміаку. Із аміаку, у свою чергу, отримують вуглекислий амоній, сульфат амонію, азотну кислоту, аміачну селітру і ряд інших продуктів, які широко використовуються як мінеральні добрива. Аміак слугує вхідною сировиною для виробництва сечовини, яка містить в своєму складі більше азоту, ніж аміачна селітра і сульфат амонію, і тому широко використовується як мінеральні добрива, домішки до корму худобі. На сьогодні основна частина аміаку отримується на основі водню природного вуглеводневого газу. Сірка йде на виробництво сірчаної кислоти, з якої виготовляють мінеральні добрива, фосфорну, соляну і плавикову кислоти. Її використовують у виробництві пластичних мас, барвників, вибухових речовин, крохмалю, патоки для очищення нафтопродуктів, відбілювання тканин. Сірка використовується для вулканізації каучуку в гумовій промисловості, в медицині, паперовій промисловості, для боротьби зі шкідниками в сільському господарстві. За останні роки продукти переробки нафти і природного газу що раз ширше використовуються як сировина для хімічної промисловості. Із них виготовляються, зокрема, різні види масел і змазок: моторні масла (автоли) для двигунів внутрішнього згорання — автомобільних, тракторних, авіаційних та інш.; індустріальні масла (веретенні, машинні, циліндрові) для змащування різних машин і механізмів, котрі працюють при відносно невисокій температурі; спеціальні масла, — турбінні, трансформаторні, компресорні; масла для змащування парових машин (знаходяться в безпосередньому контакті із перегрітою парою); консистентні змазки — антифрикційні (зменшують зношування частин механізмів), фрикційні (збільшують тертя з метою попередження ковзання трансмісій та інших передач); білі масла — медичні, парфумерні та інш.

На даний час біля 8 % видобувної нафти і газу використовуються як цінна сировина для сучасної хімії. Шляхом хімічного перероблення продуктів нафти і природних газів отримують ряд речовин, використання яких далеко не обмежується межами одної чи двох галузей. Наприклад, етиловий спирт використовується приблизно в 150 галузях виробництва. Бензол застосовується для виробництва моторного палива, а також як розчинник у лакофарбовій промисловості, використовується як вхідна сировина для отримання барвників, ліків (аспірин, пірамідон та інш.), прянощів, отрутохімікатів та ін. Фенол (карболова кислота) використовується для дезинфекції, виробництва барвників, ліків, пластмас, синтетичного волокна (капрон) та багатьох інших видів продукції. У хімічній промисловості використовуються формальдегід, пластмаси, синтетичні волокна, синтетичний каучук, барвники, лаки, етиловий спирт, аміак, розчинники, пластифікатори та пом'якшувачі, поверхнево-активні речовини, сажа та інш. Продукти перероблення нафти і газу знайшли широке застосування в сільському господарстві. Тут використовуються азотні добрива, сечовина, стимулятори росту, протруювачі насіння, отрутохімікати, плівки для парників і т. д. Досліджується використання в сільському господарстві нафтової мульчі — спеціально приготовленої емульсії із нафтових смол, яка містить до 50 % води. Насіння, обприскані цією емульсією, починають проростати при температурі −7ºС. мульча зберігає у ґрунті тепло і вологу та знижує випаровування.

У машинобудуванні і металургійній промисловості використовуються універсальні клеї, деталі і частини апаратів із пластмас, змащувальні масла, антикорозійні покриття та інш. Нафтовий кокс використовують також як анодну масу при електровиплавлюванні алюмінію і сталі. Особливо чистий загартований кокс, перетворений у графіт, використовують як уповільнювач нейтронів у реакторах. В електропечах для створення вогнестійких обкладок використовується пресована сажа. Сажа йде також на виготовлення електроізоляційних матеріалів, електродів, щіток і т. д.

Налагоджено виробництво ізоляторів із полістиролу. Він використовується також при виготовленні корпусів електроприладів і радіоапаратури. У радіотехнічній промисловості майже половина виробів виробляється із пластмас. У харчовій промисловості застосовуються сітки і канати із синтетичних волокон, поліетиленові упаковки, харчові кислоти, консервувальні засоби, парафін. У деяких країнах, із продуктів перероблення нафти виготовляють білково-вітамінні концентрати (кормові дріжджі), що використовуються в сільському господарстві, вхідною сировиною для котрих слугує метиловий і етиловий спирти, а також метан. Сьогодні у фармацевтичній і парфумерній промисловості із похідних переробки нафти і природного газу виготовляють нашатирний спирт, хлороформ, формалін, аспірин, уротропін, вазелін, прянощі та інш.

Із нафтопродуктів роблять фільтрувальні тканини, транспортер стрічки, вибухові речовини та інші матеріали і речовини, що використовуються в гірничій промисловості. Похідні нафтосинтезу знаходять широке застосування також у деревнообробній, текстильній, шкіряно-взуттєвій і будівельній промисловостях, а також у сфері культурно-побутового обслуговування. Хімізація нафти і природного газу дала змогу значно скоротити витрати цінних харчових продуктів на технічні цілі, наприклад рослинних масел, із яких виготовлялись мило, оліфи, змазки, гума, вищі спирти і жирні кислоти, а також натуральних жирів, які використовувались для виробництва вищих спиртів, картоплі і зерна, які переробляються на етиловий спирт, тощо

Обсяг випуску хімічної і нафтохімічної продукції за підсумками січня-вересня 2004 р. порівняно з аналогічним періодом 2003 р. виріс на 15,6 %, у тому числі у хімічному виробництві — на 11,5 %, у виробництві гумових і пластмасових виробів — 32,9 %. У січні-вересні 2004 р. порівняно з аналогічним періодом 2001 р. найбільш висока динаміка росту спостерігалася у виробництві етилену (в 3,5 рази), пропілену (у 2,5 рази), поліетилену (в 3 рази), комплексних добрив (у 1,8 рази), каустичної соди (в 1,5 рази), лакофарбових матеріалів (у 1,8 рази), синтетичних мийних засобів (у 1,8 рази). За підсумками січня-серпня 2005 р. обсяг випуску продукції порівняно з аналогічним періодом 2004 р. виріс на 11,4 %. Має місце структурне домінування сировинних секторів, які за 8 місяців 2005 р. в загальній структурі товарного виробництва забезпечили 60 % загального випуску продукції, тоді як в 2004 р. їх частка не перевищувала 55 %. Динаміка приросту продукції залишається найбільш суттєвою та стабільною в сегментах, які характеризуються високою експертною орієнтацією (хімічні напівпродукти та мінеральні добрива). Важливо, щоб розвиток цієї частини секторів корелювався як із зовнішніми, так і внутрішніми інтересами економіки України, та відповідав її економічним пріоритетам.

[ред.] Література