Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

Ресурсосбережение и повышение уровня ресурсоэффективности использования углеводородного сырья являются приоритетными вопросами, решение которых поможет осуществить комплекс энергетических и эколого-экономических задач по переходу к «зеленому» развитию. Перерабатывающим сектором нефтегазового комплекса осуществляется большое количество выбросов парниковых газов, различного рода загрязнений, связанное с использованием морально и физически устаревших технологий переработки, что предопределяет необходимость модернизации предприятий с учетом внедрения инновационных технологических процессов, направленных на увеличение глубины и комплексности переработки сырья.

Главным направлением перехода Казахстана к «зеленому развитию» является повышение комплексности использования сырьевых ресурсов, повышение глубины переработки, коэффициента сложности Нельсона, т.е. наиболее полное, экономически оправданное извлечение всех полезных компонентов, содержащихся в сырье. Комплексное использование сырья подразумевает также переработку и утилизацию побочных продуктов, отходов производств путем их вторичного использования. Основным фактором снижения нагрузки на окружающую среду, уменьшения ресурсоемкости являются индустриально-инновационные преобразования, основанные на всестороннем использовании экологически безопасных малоотходных технологий.

Цель. Осуществить анализ состояния уровня использования углеводородного сырья на нефтеперерабатывающих предприятиях Республики Казахстан и определить пути повышения их ресурсоэффективности.

Методы исследования. Экономико-статистические методы анализа и группировок, структурного, системного и экспертного анализа, статистический и математический методы, методы сравнений и аналогий.

Результаты исследования и их обсуждение

Необходимость эффективного развития многофункциональной перерабатывающей отрасли обусловлена постоянным ростом потребностей в продуктах нефтегазопереработки, являющихся исходным сырьем для многих отраслей национальной экономики. Развитие нефтеперерабатывающей промышленности ориентировано на устойчивое обеспечение потребностей в нефтепродуктах, создание дополнительных мощностей по первичным и вторичным процессам для углубления переработки сырья как за счет реконструкции и расширения действующих, так и за счет ввода новых.

Перерабатывающие мощности в республике представлены следующими заводами: Атырауский нефтеперерабатывающий завод (АНПЗ), Шымкентский нефтеперерабатывающий завод (ШНПЗ), Павлодарский нефтехимический завод (ПНХЗ).

Основным видом деятельности Атырауского НПЗ является переработка нефти по топливному варианту. В табл. 1 приведена динамика производства основных видов нефтепродуктов на АНПЗ.

На заводе сданы в эксплуатацию технологические установки первого пускового комплекса по производству ароматических углеводородов, установка каталитического риформинга, установка экстракции бензола и толуола. Схема комплекса может работать и по топливному, и по нефтехимическому вариантам. Топливный вариант предусматривает возможность максимального производства высокооктановых бензинов. Нефтехимический же вариант направлен на производство бензола и параксилола. Инновационные технологии производства позволяют довести качество выпускаемого на АНПЗ автомобильного бензина до уровня экологических классов К3, К4 путем снижения содержания бензола и ароматических углеводородов [2, 3].

После сдачи в эксплуатацию объектов первого пускового комплекса были увеличены мощности вторичных процессов, производство водорода, который используется в установках гидроочистки, проведена реконструкция технологических мощностей для выведения их на современный уровень [4]. В 2012 г. началось строительство Комплекса глубокой переработки нефти (КГПН). На текущий момент в составе АНПЗ функционируют установки по первичной перегонке сырой нефти, каталитическому риформингу и др. [5].

Шымкентский нефтеперерабатывающий завод (ШНПЗ) с проектной мощностью 5,25 млн т в год производит 30 % продукции, вырабатываемой всеми нефтеперерабатывающими заводами Казахстана. На заводе производится довольно широкий ассортимент продукции, включающий авиационный керосин, дизельное топливо, автомобильный бензин марок АИ-80, АИ-92, АИ-96, сжиженный газ, газойль, мазут. Благодаря применению высокотехнологичных процессов ШНПЗ производит продукцию высокого качества [6]. В табл. 2 представлена динамика производства основных видов нефтепродуктов на ШПНЗ.

Проект модернизации и реконструкции Шымкентского НПЗ предусматривает доведение проектной мощности до 6 млн т в год, улучшение качества моторных топлив до экологических требований. Для этих целей предусмотрены: установка изомеризации, гидроочистки дизельного топлива, производство серы мощностью 4 тыс. т в год.

Павлодарский нефтехимический завод (ПНХЗ) представляет собой предприятие топливного профиля со схемой глубокой переработки нефти, основанной на применении блоков по первичной переработке нефти и каталитическому облагораживанию дистиллятов, комбинированных установок по переработке нефтяных остатков, включающих процессы каталитического крекинга, гидрокрекинга и коксования. Проектная мощность завода составляет 7 млн т/год.

В 2016 г. объем переработки здесь составил более 5,1 млн тонн нефти. Глубина переработки в 2016 г. составила 76,6 %. Павлодарский завод – единственный из трех отечественных НПЗ, который работает на российской нефти, так как он первоначально был спроектирован для работы с западносибирской нефтью [7]. Конечными продуктами нефтепереработки являются нефтяные топлива: бензин марок А-80, А-85, АИ-91 и 93, АИ-96, дизельное топливо, котельное топливо (мазут), авиационный и осветительный керосин, печное топливо, сжиженный газ и другие нефтепродукты. В табл. 3 приведена динамика производства основных видов нефтепродуктов на ПНХЗ.

Таблица 1

Производство основных нефтепродуктов на АНПЗ, тыс. т

Примечание. Составлено по источнику [1].

Таблица 2

Производство основных нефтепродуктов на ШНПЗ, тыс. т

Примечание. Составлено по источнику [1].

Таблица 3

Производство основных нефтепродуктов на ПНХЗ, тыс. т

Примечание. Составлено по источнику [1].

Таблица 4

Показатели глубины переработки сырья по итогам 2013–2016 гг., %

Примечание. Составлено по источнику [1].

Технологически завод предназначен для перегонки нефти по топливному варианту и обеспечивает глубину извлечения продукции до 85 %, что соответствует мировому уровню нефтепереработки. Для увеличения глубины переработки сырьевых ресурсов на ПНХЗ был построен комплекс по глубокой переработке мазута. Для углубления переработки тяжелых нефтяных фракций на заводе введены в эксплуатацию установки производства битумов, замедленного коксования, производства серы [8]. В табл. 4 представлены показатели глубины переработки нефти по всем трем заводам.

Консолидированный объем переработки сырья на этих трех заводах по данным 2016 г. составил 16621 тыс. т. Глубина переработки нефти составила: на АНПЗ – 65,2, на ШНПЗ – 75,4, на ПНХЗ – 76,6 %. Средняя глубина переработки равна 72,4 %, причем по этому показателю отстает АНПЗ. По сравнению с 2015 г. глубина переработки на АНПЗ увеличилась в 2016 г. на 10 %, что связано с вводом в эксплуатацию установки каталитического риформинга мощностью 1,0 млн т, а также установки по производству ароматических углеводородов мощностью 496 тыс. т в год параксилола. Показатель глубины переработки на ПНХЗ вырос на 5 %, на ШНПЗ – на 0,5 %.

Глубина переработки на ШНПЗ и ПНХЗ достигает значений среднемирового уровня – 75–77 %. В то же время она значительно отстает от глубины переработки на нефтеперерабатывающих заводах США (94 %) и стран Евросоюза (84 %). Глубина переработки в этих странах высокая в основном за счет каталитических и гидрокаталитических процессов переработки, а также коксования высококипящих фракций. Низкая эффективность производственной деятельности Шымкентского и Атырауского нефтеперерабатывающих заводов, на которых объем переработки увеличился лишь в 1,2 и 1,4 раза соответственно, свидетельствует о недостаточной технологической оснащенности и низкой глубине переработки. Показатель комплексности использования сырья достаточно низкий, вследствие чего почти 50 % его оседает в тяжелом остатке, который сжигается в топках электростанций и котельных. Данные факты свидетельствуют о недостаточной ресурсоэффективности использования углеводородных ресурсов на рассматриваемых нефтеперерабатывающих заводах [9].

Среднее значение индекса сложности Нельсона НПЗ Республики Казахстан составляет 4,67, что ниже среднемирового значения, которое равно 6,59. Это говорит о недостаточной оснащенности заводов сложными процессами переработки. Для сравнения индекс комплексности Нельсона НПЗ Северной Америки равен 10,16, Европы – 7,42, России – 4,31 [10].

Говоря о нефтепереработке, нельзя не сказать о том, что в 2009 г. Национальная компания «Казмунайгаз» стала владельцем 100 % пакета акций «The Rompetrol Group». В результате НК «Казмунайгаз» стала владельцем двух нефтеперерабатывающих заводов на территории Румынии: «Petromidia» и «Vega» [11]. НПЗ «Petromidia» является специализированным заводом, на долю которого приходится 40,3 % нефтеперерабатывающих мощностей Румынии. Расчетная производительность составляет 5 млн т нефти в год. НПЗ «Petromidia» перерабатывает казахстанскую нефть и реализует нефтепродукты в странах Черноморского бассейна, на Балканах, в Центральной и Восточной Европе.

Второй завод подразделения «Rompetrol Rafinare» НПЗ Vega, мощностью до 500 тыс. т нефти в год производит органические растворители, легкие растворители, сжиженный бутан, уайт-спирит и бензин; битум и экологически чистое топливо. В 2016 г. объем переработки на заводе составил 354 тыс. т. С 2012 г. на НПЗ «Vega» перерабатываются нефтесодержащие отходы, являющиеся ценным углеводородным сырьем, из которых получают светлые топлива после очистки углеводородной фазы от различного рода примесей. В результате этого предприятие значительно повысило ресурсоэффективность путем использования неликвидных нефтяных шламов. Вовлечение в переработку углеводородного концентрата, выделенного из нефтесодержащих отходов, с получением светлых моторных топлив и остаточных дорожных битумов является экономически эффективным и экологически безопасным решением [12].

Это наглядный пример того, что в целях повышения ресурсоэффективности глубокая переработка нефтесодержащих отходов становится как никогда актуальной проблемой, которую можно решить путем применения экономически целесообразных и экологически эффективных технологий, позволяющих возвратить в оборот высокоценное углеводородное сырье и получить из него продукты с высокой добавленной стоимостью.

После ввода в эксплуатацию в 2012 г. новых установок на площадке «Petromidia» «Rompetrol Rafinare» перешел к производству нефтепродуктов стандартов Евро-5 на базе переработки высокосернистой нефти. Глубина переработки углеводородного сырья составила 95 %. Очевидно, что на этих перерабатывающих заводах получен эффект декаплинга, т.е. созданы условия, при которых на основе модернизации экономики за счет инновационных технологий обеспечен рост ресурсоэффективности.

Нефтепереработка и нефтехимия являются такими отраслями нефтегазового комплекса, развитие которых неотъемлемо связано с внедрением и использованием инновационных технологических схем, новейших достижений техники. В ближайшем будущем на переработку будет поступать в основном тяжелая нефть, вследствие чего нефтеперерабатывающие предприятия остро нуждаются в разработке и внедрении инновационных процессов глубокой переработки нефти и нефтяных остатков. Эти процессы позволят оптимально и рационально использовать углеводородное сырье, получать дополнительный экономический эффект при одновременном повышении ресурсоэффективности, удовлетворять спрос национальной экономики на горюче-смазочные материалы. Кроме того, ресурсоэффективное производство позволит в значительной степени снизить экологические риски и возникающие негативные последствия и ускорить переход к «зеленой экономике».

Резюмируя сказанное, следует отметить, что реализация проектов в области модернизации НПЗ позволит: увеличить средний индекс комплексности казахстанских НПЗ до мирового показателя 10,2; увеличить глубину переработки нефти до 90 %, а качество моторных топлив до Евро-5; повысить ресурсоэффектиность использования углеводородного сырья.

Таким образом, перед нефтеперерабатывающей отраслью в целях повышения ресурсоэффективного использования сырья стоят следующие задачи: увеличить глубину переработки углеводородного сырья на казахстанских нефтеперерабатывающих заводах до мирового уровня в 95 %; повысить коэффициент сложности нефтеперерабатывающих производств до показателя до 9,5; наладить технологические процессы переработки нефтесодержащих отходов; повысить степень ресурсоэффективности использования углеводородных ресурсов за счет комплексного и рационального их использования на базе глубокой переработки.