Состояние и проблемы энерго- и ресурсосбережения в нефтеперерабатывающей промышленности

Введение

Актуальность работы. Для развития экономики любого хозяйствующего субъекта необходимы объективные данные о состоянии и перспективах развития материальной базы, степени эффективности использования энергоресурсов, вовлеченности в хозяйственный оборот вторичного сырья и энергоресурсов. Опыт последних лет убедительно показывает, что обеспечить устойчивое развитие предприятия можно путем реализации комплекса мероприятий, направленных на повышение эффективности использования сырья и энергии, снижение доли энергии и сырья в себестоимости продукции. Преимуществом России всегда было наличие огромных запасов сырья, в том числе выступающего в качестве топлива. Сравнительно небольшой объем геологоразведочных работ, возрастающая удаленность и глубина залежей, отсутствие транспортных коммуникаций затрудняют развитие горнорудного комплекса. Ситуация усугубляется тем, что традиционно российская экономика ориентирована на развитие ресурсоемких и энергоемких отраслей, таких как металлургическая, химическая и энергетическая отрасли. Суммарная эффективность от добычи и переработки сырья до производства целевого продукта не превышает 3-5%, что приводит к резкому увеличению давления антропогенного фактора на биосферу.
Объект исследования: нефтеперерабатывающая промышленность.
Предмет исследования: проблемы нефтеперерабатывающей промышленности.
Цель работы: рассмотреть состояние и проблемы энерго и ресурсосбережения в нефтеперерабатывающей промышленности.
Для осуществления поставленной цели необходимо решить задачи:
- рассмотреть состояние нефтеперерабатывающей промышленности;
- проанализировать ресурсосбережения в нефтеперерабатывающей промышленности.

1. Состояние нефтеперерабатывающей промышленности
Нефтеперерабатывающая промышленность-это отрасль экономики, занимающаяся добычей, переработкой, транспортировкой, хранением и реализацией природных полезных ископаемых-нефти и сопутствующих нефтепродуктов. Нефтеперерабатывающие заводы производят топливо для двигателей и самолетов, дизельное топливо, мазут, сжиженный нефтяной газ, смазочные масла и сырье для химических заводов. Сырая нефть перерабатывается в нефть, которая служит сырьем для производства ацетилена, метанола, аммиака и многих других химических продуктов.
Современные нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) состоят из отдельных комплектных технологических установок, количество которых определяет годовую мощность завода.
Мощность крупных нефтеперерабатывающих заводов достигает 20 млн тонн в год. В зависимости от выбранной структуры потребления нефтепродуктов технологическая схема НПЗ может меняться. Таким образом, используя различные технологические схемы нефтеперерабатывающих заводов, можно изменять глубину переработки нефти, т. е. получать, например, выход мазута 15-45 % (от массы перерабатываемого количества нефти). Имеются электроприемники общезаводского характера, из которых наиболее мощными являются блоки оборотной воды с насосными станциями мощностью в несколько тысяч киловатт и товарная база с многочисленными насосами. Затраты на электроэнергию составляют около 50% производственных затрат завода. Основными потребителями энергии являются дистилляционные, паровые и сепарационные колонны, в которых сырая нефть разделяется на ряд конечных продуктов. 50 % потребляемой энергии идет на первичные фракционные дистилляционные колонны (она используется для нагрева сырой нефти и получения пара, используемого в колонне). Еще 35 % энергии расходуется на заводе на конверсию, а оставшиеся 15 % - на конечную переработку продукции.
В нефтяной отрасли определены следующие приоритетные направления в области энерго-и ресурсосбережения:
1) утилизация попутного нефтяного газа, в настоящее время сжигаемого на факелах, составляет 912 млрд. м3 в год;
2) Создание и широкое применение блочно-комплектных автоматизированных газотурбинных теплоэлектростанций, работающих на сырой нефти и попутном нефтяном газе в сочетании с котлами-утилизаторами, блоками по закачке в слой дымовых газов с целью повышения их нефтеотдачи;
3) Создание и внедрение парогенераторов и водогрейных котлов, специально приспособленных для работы на сырой нефти или попутном нефтяном газе для выработки тепла с целью закачки его в продуктивные пласты с целью повышения их нефтеотдачи.
В 2018 году, по данным Минэнерго РФ, переработкой нефти и газового конденсата, а также промышленным производством товарных нефтепродуктов занимались 80 специализированных нефтегазоперерабатывающих предприятий.
В 2018 году, по данным ЦДУ ТЭК, общий объем первичной переработки сырой нефти на российских НПЗ увеличился на 2,5% (или на 7 млн тонн) по сравнению с аналогичным периодом 2017 года и составил 286,9 млн тонн. Однако в последние четыре года наблюдается тенденция к снижению. Следует отметить, что сокращение количества выпускаемой продукции одновременно происходило и с повышением ее качества.
Глубина переработки нефти по итогам 2018 года составила 83,4%, в 2017 году этот показатель не превышал 81,3%, а в 2010 году — 70,9%. Таким образом, наблюдается заметный рост. Тем не менее, в США, для сравнения, глубина переработки нефти составляет 90-95%, а на самых современных американских НПЗ - до 98%, в странах — членах ОПЕК-85%, в Европе-85-90%.
В России выпуск светлых нефтепродуктов также увеличился с 55,7% в 2010 году до 62,2% в 2018 году. Рост связан с модернизацией НПЗ за последние восемь лет. В период с 2011 по 2017 год, по данным Минэнерго России, было отремонтировано и введено в эксплуатацию 78 мусороперерабатывающих заводов. К 2027 году нефтяные компании взяли на себя обязательства по модернизации 127 нефтеперерабатывающих заводов.
До 2016 года модернизация в основном была направлена на повышение качества выпускаемой продукции. Затем началась реализация второго этапа, направленного на углубление процессов переработки нефти. В результате этих мер ожидается, что производство бензина к 2020 году увеличится до 41,4 млн тонн, дизельного топлива — до 90 млн тонн, а глубина переработки достигнет 85%.
Динамика колебаний объемов перерабатываемого сырья и производства показывает, что существенного изменения количества основных нефтепродуктов, таких как бензин, авиационный керосин и дизельное топливо, за период с 2014 по 2018 год не наблюдалось. Вместе с тем, произошло значительное снижение объемов производства мазута в России. С 2014 по 2018 год его производство сократилось на 41%. В то же время, происходит снижение нагрузки на предприятия, что снижает их рентабельность

. На фоне снижения общего объема перерабатываемого сырья наблюдается увеличение производства дизельного топлива.
Нефть уже в процессе производства проходит первичную очистку. Сырье из скважины содержит большое количество воды, различных газов, минеральных солей и механических примесей. Транспортировать эту смесь невыгодно. Поэтому в коммерческих сферах его сначала убирают.
Полностью удалить нежелательные примеси на месторождении сложно, поэтому окончательную очистку проводят на нефтеперерабатывающих заводах, куда сырье поступает по магистральным нефтепроводам и железным дорогам.
Вся нефть, поступающая на НПЗ, перекачивается в резервуары. Они представляют собой вертикальные стальные цилиндры объемом от 5 тыс. до 50 тыс. кубометров. Внутри резервуаров установлены понтоны, предотвращающие испарение и потерю легких углеводородов при хранении и перекачке. В резервуарах с сырьем происходит частичное осаждение нефти с осаждением воды, солей и механических примесей.
Высокое содержание солей в масле может привести к ускоренной коррозии оборудования. Он может быть изменен в течение 3 месяцев. Для этого необходимо полностью остановить технологический процесс, который не должен останавливаться на НПЗ.
Разделение масла на фракции осуществляется по температуре их кипения. Для этого масло необходимо нагреть до температуры не выше 360°С. Если масло нагреть до более высоких температур, то при атмосферном давлении начинается процесс термического крекинга-разложения масла на газообразные и твердококсовые продукты.
Важнейшим показателем технологического совершенства завода является выпуск светлых нефтепродуктов. Они пользуются на рынке наибольшим спросом и имеют самую высокую цену. Стоимость топочного мазута ниже, чем цена сырой нефти. Чем больше светлых нефтепродуктов завод может производить из тонны нефти, тем большую прибыль он в конечном итоге получит.
Развивается отечественная нефтеперерабатывающая промышленность, предприятия производят топливо, отвечающее современным экологическим и техническим требованиям. В 2016 году Россия начала производить топливо, соответствующее стандарту Евро-5. Однако в сложившейся экономической ситуации предприятия испытывают ряд трудностей, которые замедляют темпы модернизации. Ситуация в нефтепереработке и нефтехимии осложняется санкциями, оттоком инвестиций и волатильностью рубля.
Проблема устаревших мощностей отечественных НПЗ возникла из-за недостаточной инвестиционной привлекательности отрасли. Без этого трудно представить, как можно проводить модернизацию и обновление используемого оборудования.
Необходимы новые технологии и современное оборудование, поскольку используемые в настоящее время технологические схемы физически и морально устарели. Более совершенные с технической точки зрения и экологически чистые процессы безотходной переработки углеводородов позволят значительно увеличить глубину переработки нефти, а значит и количество получаемых нефтепродуктов на единицу сырья.
По мнению отраслевых экспертов, давно назрела необходимость замены устаревшего оборудования для первичной перегонки. На многих заводах работают установки атмосферных труб (АТ) и атмосферно-вакуумных труб (АВТ), построенные 50 и более лет назад. В мировой практике нефтеперерабатывающее оборудование не работает так долго. В связи с этим давно пора заменить старые установки АТ и АВТ на новые.
Большинство существующих нефтеперерабатывающих заводов в России были построены в советский период. Заводы требуют серьезной модернизации, так как набор агрегатов не позволяет достичь уровня глубины переработки 72%.
Еще одной проблемой для отрасли стало появление десятков НПЗ малой мощности (мини-НПЗ) с упрощенной схемой переработки. По мнению экспертов, так называемые "самовары" не только отвлекают ресурсы сырья, но и наводняют рынок некачественной продукцией. В целом в российской нефтепереработке наблюдается высокая степень консолидации-90%. Заводы в основном работают в составе вертикально интегрированных компаний и производят высококачественную продукцию.
Есть и другая проблема-конкурентоспособность предприятий, удаленных от источников сырья и рынков сбыта. В основном это касается заводов Восточной Сибири и Дальнего Востока, которые поставляют нефтепродукты на рынки Азиатско-Тихоокеанского региона.
Строительство нефтеперерабатывающих заводов в нашей стране осуществлялось в четыре этапа в соответствии с поставками горюче-смазочных материалов, а также нефтехимической продукции в конкретные районы РСФСР и СССР. Эти факторы предопределили картину размещения нефтеперерабатывающих предприятий на территории современного российского государства.
Четвертая группа заводов была построена в 1960-1980 годах. В его состав входят Ачинский НПЗ, расположенный в месте высокого потребления нефтепродуктов, и ориентированный на экспорт Киришский НПЗ.
За последние четыре года цены на нефть были относительно низкими, что привело к снижению маржи переработки. В результате российские НПЗ сейчас работают с отрицательной маржой. В свою очередь, это приводит к сокращению инвестиций и увеличению сроков окупаемости проектов.
Инвестиции в основной капитал нефтеперерабатывающей отрасли росли до 2014 года, однако для оптимальной модернизации нефтепереработки их было недостаточно.
После 2015 года произошло значительное снижение инвестиций и, как следствие, наблюдается замедление темпов модернизации предприятий. Несмотря на снижение притока инвестиций, с 2014 по 2017 год инвестиции в модернизацию, по данным Минэнерго России, составили 760 млрд. рублей. Однако для дальнейшего повышения технологического уровня российским НПЗ по-прежнему необходимы значительные финансовые вложения.
Россия сегодня является одним из крупнейших производителей сырой нефти и нефтепродуктов. В настоящее время в нашей стране действуют 32 крупных нефтеперерабатывающих завода общей установленной мощностью 310,4 млн. тонн в год.
В то же время российская нефтепереработка остается неконкурентоспособной в технологическом плане по сравнению с продукцией ведущих западных стран. Российские НПЗ характеризуются относительно низкой глубиной переработки и высоким уровнем зависимости от зарубежных технологий.

2. Ресурсосбережения в нефтеперерабатывающей промышленности
Нефтеперерабатывающая промышленность Российской Федерации является одной из наиболее энергоемких отраслей национальной экономики.
В среднем удельное потребление энергии на российских НПЗ в настоящее время составляет около 0,135 т