Что производят из нефти в современном мире? Попробуем разобраться в этом далее, а также понять, насколько такие изделия безопасны и практичны. Для справки: нефть представляет собой маслянистую жидкость, которая не растворяется в воде, имеет буроватый или практически прозрачный оттенок. Параметры и особенности переработки этого полезного ископаемого зависят от процентного содержания в исходном составе углеродов и прочих дополнительных компонентов.
Для чего нужна нефть?
Человечество давно открыло углероды, еще несколько столетий назад для освещения британских улиц применялись газовые фонари, а во многих домах часто эксплуатировали После появления двигателя внутреннего сгорания произошел значимый скачок в развитии этой сферы. Что производить из нефти стали в первую очередь?
Бензиновое и дизельное топливо, служащее для заправки различных транспортных средств. Кроме того, ракетное, самолетное горючее и его аналоги для пароходов также получают из этого полезного ископаемого. Значительно возросло потребление нефтепродуктов в промышленной сфере. Известны времена, когда нефть на мировом рынке ценилась дороже золота и воды. Несмотря на выросшую долю применения атомной и альтернативной энергии, нефтепродукты продолжают оставаться востребованными.
Продукты переработки
Для начала отметим, что из нефти производят разные виды топлива, а именно:
- Бензин различного класса.
- Солярку.
- Ракетное и авиационное горючее.
- Мазут.
- Керосин.
- Кокс.
- Сжиженный газ.
Эта продукция получается в результате простейшей переработки сырья, итоговый результат зависит от количества соотношения используемых частей тех или иных компонентов.
Также из нефти делают еще массу полезных и востребованных изделий. Наиболее популярными, кроме топлива, являются следующие материалы:
- Масло машинное.
- Пленка полиэтиленовая.
- Каучук, пластик, резина.
- Нейлон и искусственную ткань.
- Вазелиновое масло, фармацевтические и косметические кремы.
- Гудрон, аспирин, жевательная резинка.
- Удобрения, моющие средства, красители и многое другое.
Из чего состоит нефть?
Состав этого полезного ископаемого может несколько меняться, в зависимости от месторождения. Например, в Сосновском бассейне (Сибирь) парафиновая часть компонентов занимает около 52 процентов, ароматические углероды - 12%, циклоалканы - порядка 36%.
Ромашкинское месторождение в Татарстане включает в нефти до 55% алканов и 18% аромоуглепродов, при этом, вместимость циклоалканов не превышает 25 процентов. Оставшиеся элементы, входящие в состав, относятся к минеральным и азотным примесям, а также сернистым соединениям. В зависимости от указанных показателей, применяются различные способы и технологии переработки нефти.
Очистка сырья
Предварительная очистка добытого полезного ископаемого не является основным этапом переработки нефти. Эта процедура может выполняться одним из следующих способов:
- Адсорбция. В этом случае удаляются смолы и кислоты посредством обработки состава горячим воздухом или адсорбентом. Такой материал часто используется для производства синтетики, тканей на их основе и полиэтилена.
- Химическая очистка. На продукт воздействуют при помощи концентрированной серной кислоты и олеума. Метод хорошо способствует удалению непредельных и ароматических углеродов.
- Каталитическая обработка - мягкая гидрогенизация, направленная на ликвидацию серных и азотистых включений.
- Физико-химический способ. Применяют растворители, которые избирательно удаляют ненужные компоненты. К примеру, полярный фенол служит для удаления сернистых и азотистых наполнителей, а бутан и пропан - вытесняют гудроны и ароматические углеводороды.
Вакуумная переработка
Этот способ дает минимальное количество отходов. Зная, из чего состоит нефть, разработчики используют принцип ее кипения при одновременном снижении давления и предельной температуры. К примеру, некоторые углероды в составе закипают только при 450 градусах по Цельсию. Однако их можно заставить реагировать быстрее, если снизить давление. Вакуумная обработка нефти производится в специальных герметичных испарителях роторного типа. Они позволяют увеличить интенсивность перегонки, при этом получают масло из нефти, парафины, топливо, церезины, а тяжелый гудрон используется далее для изготовления битума.
Атмосферная технология
Этот способ использовался еще в 19-м веке. Современная технология усовершенствована, включает в себя дополнительную очистку. При этом сырье обезвоживается на специальных электрических приспособлениях, очищается от механических внедрений и легких углеводов. Затем уже подготовленная нефть поступает на окончательную переработку.
В случае с атмосферным типом - это печи, которые напоминают строения без окон, сделаны из огнеупорного кирпича высочайшего качества. В их внутренней части находятся в трубы, в которых сырье перемещается со скоростью около двух метров в секунду, нагреваясь до 300-325 градусов. В качестве охладителя используются ректификационные колонны, в которых излишки пара разделяются и конденсируются. Готовый продукт для производства топлива, масла или пленки полиэтиленовой поступает в целые комплексы из резервуаров разного объема и предназначения.
Гидрокрекинг
Современная добыча и включает в себя разные типы гидрокрекинга. Эта процедура представляет собой процесс гидравлической очистки с расщеплением молекул углеводородов на мелкие частицы и одновременным насыщением этих элементов водородом.
Гидрокрекинг легкий - использование одного реактора, рабочее давление - 5 МПа, оптимальная температура - до 400 градусов. Таким способом получают обычно дизельное топливо и компоненты для дальнейшей катализации. Жесткий вариант предусматривает применение нескольких реакторов, температуру не менее 400 градусов, давление - 10 МПа. Таким методом получают бензин из нефти, керосин, масла с высоким коэффициентом вязкости и низким включением ароматических и сернистых углеводородов.
Вторичная переработка
Этот процесс может производиться одним из способов, указанных ниже:
- Висбрекинг. Рабочая температура обработки сырья составляет около 500 градусов, давление - от 0,5 до 3 МПа. После расщепления нафтенов и парафинов получают бензин, углеводородный газ, асфальтены.
- метод разработан в 1911 году ученым по фамилии Зелинский. Процедура предполагает каталитическую переработку сырья с последующим получением ароматических углеводородов, топлива, газа с повышенным содержанием водорода.
- Коксование остатков тяжелого вида. В эту процедуру входит глубокая переработка нефти (температура - до 500 градусов, давление - порядка 0,65 МПа). В результате получается коксовая глыба, которая проходит ароматизацию, дегидрирование, крекинг и высушивание. Используется метод преимущественно для выработки нефтяного кокса, синтетики, ткани и полиэтилена.
- Алкилирование. В этом случае процедура основана на внедрении алкильных компонентов в органические молекулы сырья. В итоге, из углеводородов создается материал для изготовления бензина с высоким октановым числом.
- Еще один популярный способ вторичной переработки нефти - изомеризация. На этом этапе получают из химического соединения изомер путем изменений в углеродном составе вещества. Основной получаемый продукт - топливо товарного предназначения.
Модернизация
Выше мы рассмотрели, что производят из нефти. Как оказывается, это материал имеет широчайший диапазон использования, начиная от различного вида горючего, заканчивая стройматериалами, продуктами косметологии и даже питания. Технология переработки сырья постоянно совершенствуется, увеличивается глубина отбора светлых нефтепродуктов, а также повышается качество итогового товара, стремящееся к европейским стандартам. Это позволяет не только сделать изделия безопасней для организма человека, но и снизить негативное воздействие на окружающую среду.
Невероятные факты
Нефть – это не просто основная составляющая бензина для автомобилей и топлива для реактивных двигателей самолетов.
Продукты переработки нефти, в конечном счете, участвуют в создании предметов, ежедневно используемых во всем мире – миллиарды фунтов полиэтиленового пластика расходуются для изготовления пластиковых мешков, пищевых контейнеров и других потребительских товаров.
Ниже представлены лишь несколько объектов, которые можно найти в каждом доме и о содержании продуктов нефтепереработки в которых вы, возможно, не догадывались.
Губная помада
Люди в течение многих веков наносили натуральную косметику на губы, глаза и лица, но большинство из присутствующих сегодня на рынке помад и подводок для глаз всю свою красоту обретают благодаря нефтепродуктам и продуктам переработки нефти, таким как пропиленгликоль и красители каменноугольной смолы. Учитывая это, немного удивляет тот факт, что многие женщины до сих пор пользуются нефтяным продуктом, известным как вазелин для того, чтобы удалить подводку или используют его в качестве базы под губную помаду.
Панели солнечных батарей
Солнечные панели могут помочь домовладельцам и бизнесменам использовать возобновляемые источники энергии, то есть энергию солнечного света, но большинство панелей по-прежнему состоят из нефтяных смол, а пластмассовые детали из фотоэлектрических элементов. Но в скором времени это может измениться, поскольку многие компании начали разрабатывать новые био-смолы и биопластик, которые могли бы заменить компоненты батарей на нефтяной основе.
Немнущаяся одежда
Безусловно, хлопок – это наше все, но полиэстеровые брюки, рубашки и другие предметы одежды имеют свои преимущества: они не мнутся, они долговечны и устойчивы ко многим пятнам. Эти свойства принадлежат продукту нефтепереработки, где с помощью нескольких форм нефтепродуктов и создается полиэстер – синтетический материал, который помогает одеть миллионы людей. Но не все так плохо, поскольку из переработанного полиэстера получаются новые, высококачественные полиэстерные волокна.
Жевательная резинка
Люди, которые любят жевать жвачку, должны поблагодарить за ее создание полученные из нефти полимеры. Сегодня жевательная резинка делается как из природных латексов в сочетании с нефтепродуктами, так и из полиэтиленовых и парафиновых смол. Это, в свою очередь, означает, что большинство жвачек не поддаются биохимическому разложению. Стоит также отметить, что первые жевательные резинки изготавливались из натурального латекса, известного как чикл, и он по-прежнему является основой производства некоторых высококлассных брендов жевательной резинки.
Цветные парафиновые карандаши
Нефть также поспособствовала тому, что у многих из нас сохранились прекрасные детские воспоминания о рисовании дома или в классе. Каждый такой карандаш состоит из парафиновых смол, которые так же являются продуктами нефтепереработки. Парафиновые смолы, помимо прочего, принимают участие в изготовлении свечей, и даже могут использоваться как пятновыводитель шоколада.
Аспирин
Аспирин уже давно зарекомендовал себя в качестве одного из самых надежных и безопасных препаратов. Ежегодно употребляется несколько миллиардов таблеток аспирина для того, чтобы избавиться от головной боли, от жара, а также препарат принимается в качестве профилактического метода борьбы с сердечно - сосудистыми заболеваниями. Ацетилсалициловая кислота в сочетании с химическим салицином и дают эффект избавления от боли. Однако, производство аспирина начинается с бензола и углеводорода, которые являются производными нефтепродуктов.
Колготки
Миллионы современных женщин носят нейлоновые колготки для комфорта и для того, чтобы соответствовать модным тенденциям. Несколько десятилетий назад женщины носили только нейлоновые чулки, которые получили свое распространение во время Второй Мировой войны. Причем, женщин не остановил тот факт, что нейлон был получен в 1935 году химиком Уоллесом Карозерсом (Wallace Carothers) и являлся термопластиком, полученным из нефти. Сегодня нейлон используется при изготовлении огромного количества вещей, начиная от средств для мытья посуды и заканчивая парашютами.
Что делают из нефти?
На сегодняшний день человечество не представляет своей жизни без такого природного ресурса, как нефть. В жизни человека она играет весьма значительную роль, поэтому многим хотелось бы узнать, как именно используют нефть. Получаемые продукты из нефти весьма разнообразны и широко применяются в промышленности, начиная от пластика, пакетов и заканчивая косметическими средствами и топливом. В статье расскажем, что делают из нефти.
Топливо
Самым основным продуктом переработки нефти является топливо. Именно на изготовление топлива расходуется основная масса нефти. Путем многочисленных переработок получаются все виды топлива, такие, как керосин, бензин, дизельное топливо, мазут и т. д.
От нефти после получения топлива остаются продукты, которые используют для изготовления других вещей.
Пластик
Из пластика сейчас делается буквально все. Оргтехника, предметы обихода, игрушки и многое-многое другое. Пластик удобен тем, что он может принимать любую форму. Здесь же стоит упомянуть про полиэтилен, из которого изготавливают пакеты и упаковочные материалы.
Нейлон
Еще одним немаловажным материалом, получаемым из нефти, является нейлон. Нейлон имеет широкое применение в промышленности. Из него делают колготки, части подшипников, элементы парашюта, струны для гитар и др.
Косметика
На сегодняшний день почти вся косметика изготавливается из нефтепродуктов. Один из 
продуктов - это вазелин. Помимо косметических целей вазелин еще используется в медицине. Также нефтепродукты используют в мылах, шампунях, порошках и любых других моющих средствах в качестве поверхностно-активных веществ. Такая косметика, как губная помада тоже имеет в своем составе нефтепродукты, такие, как парафин, церезин и т. д.
Аспирин
Даже в медицине используется нефть. Такие продукты нефти, как бензол и углеводород, применяются для изготовления аспирина.
Парафин
Парафин тоже является продуктом переработки нефти. Парафин применяют для изготовления смазок лыж, смазок деревянных трущихся деталей, свечей, парафиновых 
карандашей и многого другого.
Жевательная резинка
Как бы это странно не звучало, но жевательная резинка тоже имеет в себе продукты переработки нефти. В нее добавляются полимеры для того, чтобы она имела свои тянущиеся свойства.
На слуху информация о том, что из нефти делают чуть и не все, что нас окружает: бензин, масла, пластики, асфальт, каучуки, резину, лекарства. Давайте разберемся как происходит переработка нефти и получение огромного числа новых веществ.
Поговорим о процессе добычи и переработки нефти.
Как добывают нефть? Добывают нефть из подземных газонефтяных залежей. Для этого, прорубается скважина. Поначалу нефть буквально фонтанирует из скважины, но потом, как правило, ее выкачивают оттуда специальными насосами – качалками. При разработке залежей происходит добыча нефти и природного газа. Природный газ идет по газопроводу к местам потребления , а нефть при добыче проходит через специальные газосепараторы, где из нее выделяют, так называемые, попутные нефтяные газы (ПНГ), воду и механические примеси – первичная сепарация нефти. Попутные нефтяные газы частично сжигают на факелах, ну ответственные нефтедобывающие компании продают их газоперерабатывающим заводам.
Далее нефть поступает на нефтеперерабатывающие заводы, где ее в специальных ректификационных колоннах разделяют на несколько фракций в зависимости от температуры кипения - легкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки - мазут.
Нефть нагревают до определенной температуры и вещество с данной температурой кипения начинает испаряться, поднимается вверх по колонне, охлаждается и стекает по трубам на дальнейшую переработку – как в самогонном аппарате.
В ходе дальнейшей очистки получают бензины разных видов, керосин, дизель и мазут.
Кроме того, бензин может участвовать в реакциях пиролиза для получения мономеров. Об этом подробнее в соответствующей части статьи ниже.
Мазут, после процесса вакуумной дистилляции, разделяется на фракции: минеральное масло (идет на производство моторных масел, косметики, вазелина, солидола), парафин, церезин и гудрон, который используется при производстве битума для асфальта.
Что такое попутные газы?
Как получают попутные газы мы уже разорались. Для нефтяников – это просто мусор, некие побочные продукты, которые необходимо утилизировать. Для того, чтобы эти газы попали на газоперерабатывающий завод нужны дополнительные технологии, инфраструктура. Многие нефтедобывающие предприятия не хотят этим заморачиваться – и попросту сжигают это ценное сырье на факелах. Еще в прошлом столетии высокие трубы с горящими попутными газами – факела, были на всех разрабатываемых месторождениях.
Некоторые компании предпочитают закачать эти газы обратно в скважину, чтобы поднять в ней давление. Тогда нефть и природный газ будут подниматься выше, что облегчит их добычу.
Другие компании организуют поставку попутных газов на газоперерабатывающие заводы, где их разделяют на сухой отбензиненный газ, иначе СОГ (это метан и этан), и ШФЛУ (широкая фракция легких углеводородов). Сухой газ поступает по магистральному трубопроводу для использования, как и природного газа, в наших квартирах и на предприятиях . А вот ШФЛУ подвергают газофракционированию, основанному на том, что у каждого вещества, содержащемся в ШФЛУ, своя температура кипения (как было описано ранее фракционирование нефти).
В результате газофракционирования получают сжиженные углеводородные газы (СУГ) - пропан, бутан, изобутан, пентан, изопентан, изобутан-изобутилен, и др. Про пропан и бутан вы наверняка слышали – ими заправляют газовые баллоны для сел или используют в качестве автомобильного топлива. Но большая часть этих газов, как и другие СУГ будут использованы для получения мономеров.
Крупнейшей в России компанией, которая занимается в том числе и переработкой попутных нефтяных газов является ПАО «СИБУР Холдинг».
Что такое мономеры и зачем они нужны?
Мономеры – это простые вещества, которые в дальнейшем можно собрать в нужные промышленности сложные полимерные цепочки. К мономерам относятся: этилен, пропилен, бутадиен, бутилены, фенол.
Мономеры получают в процессе пиролиза - под высоким давлением и при высокой температуре в пиролизной печи газы, полученные из природного и попутного газа, и бензины разлагаются на более простые молекулы. После пиролиза полученные мономеры фракционируют на отдельные компоненты и отправляют на полимеризацию.
Кроме того, мономеры можно получить дегидрированием – удалением из сложной химической формулы исходного газа нужного количество водородных групп. Например, если у пропана C3H8 при помощи катализаторов забрать H2, то получим пропилен C3H6.
В процессе полимеризации происходит соединение мономеров в длинные цепочки – полимеры, иначе высокомолекулярные соединения.
Из этилена получают полиэтилен. Из него делают пленки, пластиковые пакеты, стаканчики, синтетические нити, полиэтиленовые трубы, изоляция металлических трубопроводов, кабелей, бытовые товары, упаковка и пр. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности используется при производстве касок, бронепанелей.
Из пропилена получают полипропилен. Из него тоже делают пленки, но эти пленки легко рвутся по месту разрыва, но при этом они более прочные, выдерживают большие нагрузки, если целые. Например, пленка от сигаретных пачек. Из него делают бытовые товары, изоляции, упаковочные материалы (например, БОПП-пленки) и пр.
Полипропилен более легкий по сравнению с полиэтиленом. Более прочный, более твердый, имеет более высокую температуру плавления (у полиэтилена 103-137 по Цельсию, у полипропилена 130-171 по Цельсию). В то же время, на морозе полипропилен становится более хрупким в отличие от полиэтилена.
Из этилена и бензола получают стирол, а потом полистирол . Вспененный полистирол, пенополистирол, или пенопласт, знают многие – он встречается в коробках с техникой и в строительстве. Из полистирола делают баночки для йогуртов, коробки для DVD-дисков, пищевая упаковка, корпусы бытовой техники, телефонов, пластиковые одноразовые стаканчики, тарелки. Полистирол устойчив к ударам, к низким и высоким температурам.
Из этилена получают винилхлорид, а потом поливинилхлорид (ПВХ ). Из него делают профили для металло-пластиковых окон, напольные и настенные покрытия, пленки (часто самолипнущие пленки для упаковки продуктов сделаны именно из ПВХ), трубы, упаковки, кожезаменители, пластикаты для кабелей.
Из бутадиена, изопрена, изобутилана делают синтетические каучуки . Используется в резиновой жвачке, обуви, различном оборудовании, из них делают автомобильные шины, кровельные материалы и прочие резинотехнические изделия.
В результате сложной цепочки реакций из этилена получают полиэтилентерефталат (ПЭТФ). Из него делают пластиковые бутылки и синтетические волокна, такие как полиэфир.
Кроме того, из мономеров получают широкий спектр продуктов органического синтеза :
- Моноэтиленгликоль (МЭГ). Он входит в состав антифризов и незамерзающих жидкостей.
- Бутиловые спирты применяются в качестве растворителей, основ для композиций в лакокрасочной промышленности, при производстве смол и пластификаторов.
- Фенол используют при производстве фенолформальдегидных смол - пластмасс, применяемых, например, при изготовлении древесно-стружечных плит (ДСП) и бильярдных шаров. Кроме того, в результате ряда химических реакций из него получают Ацетилсалициловую кислоту или Аспирин, и используют в ряде других медицинских средств.
Источники: В. Р. Зайлалова учебное пособие по курсу «Химия нефти и газа». © Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2014
Чаще всего под продуктами, изготавливаемыми из нефти, понимают топливо и его производные. Мы ассоциируем с нефтью бензин различных классов и маркировок, авиационный и бытовой керосин, дизельное топливо и мазут. Но так ли примитивно и прямолинейно использование нефти? Какие стадии она проходит при переработке?
Первичная переработка нефти
Перед началом обработки нефти она проходит многоступенчатую процедуру очистки, включающую дегидратацию (отделение осадочных и пластовых вод), выделение солей, загрязняющих взвесей и минералов. Начальная стадия нефтепереработки являет собой разделение сырья на фракции, различающиеся температурой кипения. На следующем этапе происходит обработка, сортировка и первичная очистка отделённых фракций. На этом этапе получают различные виды топлива, так называемые товарные нефтепродукты.
Конечный этап нефтеобработки – обогащение топливных жидкостей специальными присадками, меняющими их октановое число и приводящими их в соответствие с установленными техническими нормативами.
На этой же стадии высвобождаются технические смазочные компоненты, битум, вазелин, и прочие продукты. Количество и целевое предназначение этих веществ настолько широко, что не поддаётся описанию в рамках одной статьи. Тем не менее, стоит подробнее остановиться хотя бы на основных.
Производные нефти: от расчёски до губной помады
Вопреки обывательскому заблуждению, применение продуктов переработанной нефти не ограничивается производством горючих и смазочных материалов. Компоненты, когда-то содержащиеся в нефтяной толще, под пластами земли, можно встретить даже в лекарственных средствах и некоторых пищевых продуктах.
Производство пластмасс
Одним из самых распространённых веществ на земле является пластмасса. Она окружает нас повсюду: в виде пищевых контейнеров, пластиковых пакетов, бутылок, корпусов мобильных телефонов, бытовых приборов, упаковки и многого другого.
Производство пластмасс началось ещё со второй половины XIX столетия, а по окончании 2014 года, по разным данным, насчитывало до 200 млн. т. ежегодно производимого вещества.
Синтетические ткани
Настоящей эволюцией в текстильной промышленности стало открытие возможности использования неорганических волокон в производстве тканей. Одним из первых синтетических продуктов, произведённых в ходе переработки нефти, стал нейлон. Он до сих пор является составной частью неорганических верёвок, фиксирующих материалов, рыболовных снастей и текстильных изделий.
Наиболее известными современными синтетическими волокнами, полученными при переработке нефти, являются лайкра, акрил и полиэстер. Чаще всего они используются как побочный продукт, соединяемый с хлопком и шерстью в производстве текстильных изделий (для придания им эластичности и способности дольше сохранять форму).
Химическая промышленность
Помимо веществ-производных сырой нефти, используемых в тяжёлых химических производствах, выделяются и вещества, лежащие в основе заурядной бытовой химии и лакокрасочных материалов, гибких оболочек электрических кабелей, мягких игрушек и прочих продуктов. Стирол, также производимый из нефти, является составным компонентом бытовой и санитарной техники.
Пищевая промышленность, медицина и косметология
Синтетический белок, извлекаемый из нефтяных продуктов в процессе её переработки, измеряется миллионами тонн ежегодно. Его можно встретить в немалой доле современных пищевых продуктов. Он служит альтернативой более дорогому, а значит менее доступному белку животного происхождения. А полиэтиленовые и парафиновые смолы, извлекаемые при переработке нефти, лежат в основе жевательной резинки, так популярной во всём мире.
В процессе промышленной переработки фенола получается и ацетилсалициловая кислота, получившая широкое распространение в фармакологии под всем известным названием «аспирин». Вазелин нашёл своё применение в медицине как основа для увлажняющих кремов и прочих косметических и медицинских продуктов.
Многие парфюмерные композиции, ароматные отдушки, красители, лежащие в основе косметических и парфюмерных средств, также производятся в процессе нефтеобработки. Благодаря им стало возможным производство лаков для волос и ногтей, красильных карандашей для век и ресниц, губной помады и бижутерии.
Несмотря на падение цен на североморскую нефть, вызванную обилием предложения на международном рынке, нефтедобытчики всего мира могут быть спокойными: спрос на чёрное золото будет стабильным ещё существенное время. Постоянно в мире открываются всё новые и новые способы получения уникальных продуктов из переработанной нефти, применяемых в самых разных сферах человеческой жизнедеятельности. Вполне возможно, что даже с замещением нефти альтернативными источниками топлива и энергии, она всё равно не утратит своё значение важнейшего сырья для промышленности всего человечества.