Технология и экономика нефтепереработки

©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

7038_C000.fm  Page i  Friday, September 21, 2007  10:32 AM
PETROLEUM
REFINING
Technology and Economics
Fifth Edition
James H. Gary
Glenn E. Handwerk
Mark J. Kaiser
©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Boca Raton   London   New York
CRC Press is an imprint of the
Taylor & Francis Group, an informa business

Дж. Х. Гэри, Г. Е. Хэндверк, М. Дж. Кайзер 
ТЕХНОЛОГИИ 
И ЭКОНОМИКА
НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ
Перевод с английского языка 5-го издания 
под редакцией О. Ф. Глаголевой
	
	
Санкт-Петербург
2013
©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

УДК 665.63
ББК 35.514
Г987
Г987
 
Дж. Х. Гэри, Г. Е. Хэндверк, М. Дж. Кайзер
 
Технологии и экономика нефтепереработки / Пер. c англ. 5-го изд. под 
ред. О. Ф. Глаголевой. — СПб. : ЦОП «Профессия», 2013. — 440 с., ил.
 
 
ISBN 978-5-91884-042-9
 
ISBN 978-0-8493-7038-0 (англ.)
В книге представлены основные процессы нефтепереработки, включая каталитический крекинг и гидрокрекинг, производство масел и сырья для нефтехимии. Рассматриваются проблемы смешения и очистки нефтепродуктов, производства водорода и добавок, приводятся практические примеры осуществления процессов.
Специальные разделы раскрывают экономические показатели нефтепереработки: капитальные и эксплуатационные затраты, расчеты оценки затрат, доходности 
и сроков окупаемости проектов, а также содержат прикладные задачи экономики и 
планирования.
Практические примеры и предлагаемые задачи к каждой главе позволят читателю 
более эффективно освоить изложенный материал.
Книга предназначена для инженерно-технических специалистов нефтепереработки и нефтехимии разного уровня подготовки, научных сотрудников, преподавателей 
и студентов профильных специальностей.
УДК 665.63
ББК 35.514
Copyright © 2007 Taylor & Francis Group, LLC
All Rights Reserved. Authorized translation from English language edition published by CRC Press, 
part of Taylor & Francis Group, LLC
Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена 
в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.
©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых 
издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или 
технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность 
и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, 
связанные с использованием книги.
© 2007 by Taylor & Francis Group, LLC
ISBN 978-0-8493-7038-0 (англ.)
ISBN 978-5-91884-042-9
© ЦОП «Профессия», 2013
© Перевод, оформление: ЦОП «Профессия», 2013

Оглавление
Предисловие к русскому изданию.......................................................10
Предисловие...................................................................................11
Благодарности.
................................................................................13
Сведения об авторах.........................................................................14
Глава 1. Введение.
............................................................................15
1.1. Процессы и операции нефтепереработки......................................................16
1.2. Краткий исторический обзор..........................................................................18
1.3. Нефтепродукты: спрос и предложение...........................................................20
1.4. Статистика по США........................................................................................22
1.5. Мировая статистика........................................................................................28
1.6. Особенности отрасли.
......................................................................................32
1.7. Экономика нефтепереработки........................................................................38
1.8. Оценка затрат...................................................................................................41
1.9. 
Сложность нефтеперерабатывающего завода........................................................... 47
1.10. 
Технологическая схема нефтеперерабатывающего завода и порядок 
изложения материала.
....................................................................................50
Глава 2. Продукты нефтепереработки..................................................59
2.1. Низкокипящие продукты................................................................................60
2.2. Бензин..............................................................................................................63
2.3. Требования к бензинам.
...................................................................................68
2.4. Дистиллятные топлива....................................................................................71
2.5. Остаточные нефтяные топлива.......................................................................75
Глава 3. Сырье для нефтепереработки.................................................77
3.1. Свойства сырой нефти.
....................................................................................78
3.2. Состав нефти.
...................................................................................................82
3.3. 
Нефти, пригодные для производства битума.................................................86
Глава 4. Перегонка нефти.
..................................................................91
©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
4.1. Обессоливание нефти......................................................................................97
4.2. Атмосферная перегонка................................................................................101
4.3. Вакуумная перегонка.
....................................................................................105

Оглавление
4.4. Вспомогательное оборудование....................................................................109
4.5. Продукты нефтеперегонной установки........................................................109
4.6. 
Практический пример: нефтеперегонные установки..................................110
Задачи...................................................................................................................116
Глава 5. Коксование и другие термические процессы........................... 118
5.1. 
Типы нефтяного кокса, его свойства и области применения......................119
5.2. Замедленное коксование...............................................................................122
5.3. 
Работа установки замедленного коксования................................................124
5.4. Флексикокинг................................................................................................130
5.5. Флюидкокинг.
................................................................................................132
5.6. 
Выход продуктов процессов флексикокинга и флюидкокинга...................133
5.7. 
Капитальные затраты и расход энергоносителей для установок 
флексикокинга и флюидкокинга.
..................................................................134
5.8. Висбрекинг.
....................................................................................................135
5.9. 
Практический пример: замедленное коксование........................................141
Задачи...................................................................................................................143
Глава 6. Каталитический крекинг.
...................................................... 145
6.1. 
Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое....................................147
6.2. 
Новые конструкции установок каталитического крекинга 
в псевдоожиженном слое.
..............................................................................158
6.3. Реакции крекинга..........................................................................................159
6.4. Крекинг парафинов.......................................................................................160
6.5. Крекинг олефинов.........................................................................................160
6.6. Крекинг нафтеновых углеводородов............................................................161
6.7. Крекинг ароматических углеводородов.
.......................................................161
6.8. Катализаторы крекинга.................................................................................161
6.9. Предварительная обработка сырья FCC.
.......................................................165
6.10. Параметры процесса....................................................................................166
6.11. 
Утилизация энергии дымовых газов.
...........................................................169
6.12. Оценка выхода продуктов.
...........................................................................170
6.13. 
Капитальные и эксплуатационные затраты.
...............................................179
6.14. 
Практический пример: установка каталитического крекинга...................180
Задачи...................................................................................................................182
©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Глава 7. Каталитический гидрокрекинг.
.............................................. 186
7.1. Реакции гидрокрекинга.................................................................................188
7.2. Подготовка сырья..........................................................................................190
7.3. Процессы гидрокрекинга..............................................................................191
7.4. Катализаторы гидрокрекинга.
.......................................................................193
7.5. Параметры процесса.
.....................................................................................195
7.6. Выход продуктов гидрокрекинга..................................................................196
7.7. 
Капитальные и эксплуатационные затраты.................................................200

Оглавление
7.8. Режимы работы установки гидрокрекинга...................................................202
7.9. 
Практический пример: установка гидрокрекинга.
.......................................202
Задачи...................................................................................................................204
Глава 8. Гидропереработка и переработка остатков............................. 206
8.1. Состав вакуумных остатков...........................................................................206
8.2. Варианты переработки..................................................................................208
8.3. Г
идропереработка.
..........................................................................................209
8.4. Процессы гидрокрекинга в кипящем слое катализатора.
............................211
8.5. 
 Установки гидропереработки в движущемся слое.
......................................214
8.6. Экстракция растворителями.........................................................................215
8.7. Заключение....................................................................................................217
Глава 9. Гидроочистка..................................................................... 219
9.1. Катализаторы гидроочистки.........................................................................221
9.2. 
Снижение содержания ароматических углеводородов................................222
9.3. Реакции..........................................................................................................224
9.4. Параметры процесса.
.....................................................................................225
9.5. 
Капитальные и эксплуатационные затраты.................................................225
9.6. 
Практический пример: установки гидроочистки.........................................227
Задачи...................................................................................................................230
Глава 10. Каталитический риформинг и изомеризация......................... 232
10.1. Реакции........................................................................................................233
10.2. Подготовка сырья........................................................................................239
10.3. 
Процессы каталитического риформинга....................................................239
10.4. Катализатор риформинга............................................................................242
10.5. Конструкция реакторов...............................................................................244
10.6. Выход продуктов и затраты.........................................................................245
10.7. Изомеризация..............................................................................................248
10.8. Капитальные и эксплуатационные затраты.
...............................................251
10.9. Выход продуктов изомеризации.
.................................................................252
10.10. 
Практический пример: установки гидроочистки, каталитического 
риформинга и изомеризации бензиновых фракций.
................................253
Задачи...................................................................................................................255
Глава 11. Алкилирование и полимеризация........................................ 257
11.1. Реакции алкилирования..............................................................................257
11.2. Параметры процесса....................................................................................259
11.3. Сырье для процессов алкилирования.........................................................261
11.4. Продукты алкилирования.
...........................................................................262
11.5. Катализаторы...............................................................................................263
11.6. 
Процессы фтористоводородного алкилирования......................................263
11.7. 
Процессы сернокислотного алкилирования..............................................265
©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
11.8. Сравнение процессов.
..................................................................................271

Оглавление
11.9. 
Выход продуктов и затраты на процесс алкилирования............................272
11.10. Вопросы безопасности.
..............................................................................275
11.11. Полимеризация..........................................................................................275
11.12. 
Практический пример: алкилирование и полимеризация.......................280
Задачи...................................................................................................................282
Глава 12. Смешение нефтепродуктов.
................................................ 284
12.1. Давление паров по Рейду.............................................................................286
12.2. Октановое число смеси.
...............................................................................290
12.3. Другие свойства смесей...............................................................................290
12.4. 
Практический пример: приготовление бензина.
........................................301
12.5. 
Практический пример: приготовление дизельного и реактивного топлив.... 304
Задачи...................................................................................................................306
Глава 13. Вспомогательные процессы.
............................................... 308
13.1. Производство и очистка водорода..............................................................308
13.2. Установка переработки газа.
........................................................................313
13.3. Удаление кислых газов.................................................................................318
13.4. Процессы извлечения серы.........................................................................320
13.5. 
Экологические аспекты в нефтепереработке.............................................328
13.6. Переработка сточных вод............................................................................328
13.7. 
Ограничение загрязнения воздушной среды..............................................329
13.8. Контроль уровня шума................................................................................330
13.9. 
Практический пример: установки переработки газа, аминовой очистки 
и извлечения серы.
........................................................................................330
Глава 14. Экономика и планирование в нефтепереработке.................... 334
14.1. 
Представление о линейном программировании........................................335
14.2. 
Модели линейного программирования нефтепереработки.
......................336
14.3. 
Прикладные задачи экономики и планирования.
......................................339
Задачи...................................................................................................................346
Глава 15. Компоненты смазочных масел............................................ 348
©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
15.1. Получение смазочных масел.......................................................................350
15.2. Пропановая деасфальтизация.....................................................................350
15.3. 
Повышение индекса вязкости и селективная очистка.
..............................353
15.4. 
Повышение индекса вязкости и гидрокрекинг..........................................357
15.5. Депарафинизация........................................................................................357
15.6. Г
идродоочистка............................................................................................362
15.7. Контактная доочистка глинами..................................................................363
15.8. Воздействие на окружающую среду............................................................363
Глава 16. Нефтехимическое сырье.................................................... 365
16.1. 
Производство ароматических углеводородов.............................................365

Оглавление
16.2. 
Производство ненасыщенных углеводородов............................................375
16.3. 
Производство насыщенных углеводородов................................................376
Глава 17. Производство добавок к топливам из нефтезаводского сырья........379
17.1. Применение спиртов и эфиров...................................................................379
17.2. Реакции получения эфиров.........................................................................381
17.3. Процессы получения эфиров......................................................................382
17.4. Выход продуктов..........................................................................................383
17.5. Затраты на производство эфиров................................................................385
17.6. Производство изобутилена.
.........................................................................386
17.7. Промышленные процессы дегидрирования...............................................388
17.8. Процесс Catofin компании Houdry...............................................................388
17.9. 
Процесс Star компании ConocoPhillips Petroleum.........................................389
17.10. Процесс Oleflex компании UOP..................................................................389
17.11. Процесс Snamprogetti–Ярсинтез................................................................390
17.12. 
Затраты на производство изобутилена из изобутана................................390
17.13. 
Терминология международного союза теоретической 
и прикладной химии (IUPAC).
....................................................................390
17.14. Производство изооктена и изооктана.......................................................391
Глава 18. Оценка затрат.
.................................................................. 394
18.1. Эмпирические оценки.................................................................................394
18.2. Оценки на основе кривых затрат.
................................................................394
18.3. 
Оценки по затратам на основное оборудование.
........................................395
18.4. Сметные оценки.
..........................................................................................396
18.5. Сводная форма для оценки затрат..............................................................396
18.6. Хранилища...................................................................................................396
18.7. 
Потребность в земельной площади и емкости хранилищ.
.........................397
18.8. Паровые системы.........................................................................................398
18.9. Системы водяного охлаждения...................................................................398
18.10. Другие инженерные системы....................................................................399
18.11. Применение методов оценки затрат.........................................................401
Задачи...................................................................................................................414
Глава 19. Экономическая оценка....................................................... 416
19.1. Определения.
................................................................................................416
19.2. 
Рентабельность первоначальных капиталовложений................................417
19.3. Срок окупаемости........................................................................................418
19.4. Дисконтированная рентабельность............................................................418
19.5. 
Практический пример: экономическая оценка.
.........................................421
19.6. 
Практический пример: экономическое решение.......................................426
Задачи...................................................................................................................428
Глоссарий..................................................................................... 430
©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru

Предисловие 
к русскому изданию
Книга написана специалистами в области нефтехимии и технологии переработки 
нефти, а также энергетической политики и экономики нефтепереработки.
В первой главе авторы приводят краткие исторические сведения о развитии отрасли, характеризуют ее структуру, основные продукты, свойства нефти, разъясняют 
ключевые понятия, дают краткие сведения о сложности НПЗ и приводят порядок изложения материала. Все это знакомит читателя с общей концепцией книги. В отдельных главах дается краткая характеристика основных процессов нефтепереработки, 
включая гидрокрекинг, производство масел и сырья для нефтехимии. Даются выходы 
продуктов, приводятся практические примеры осуществления процессов, эксплуатационные затраты, экологические особенности.
Большой интерес представляют разделы, связанные с проблемой смешения нефтепродуктов, производства и очистки водорода, производства добавок, а также описывающие процессы очистки нефтепродуктов.
Важную роль играют разделы, связанные с экономикой нефтепереработки. Уже 
в первой главе затрагиваются вопросы сложности и доходности нефтепереработки, оценки затрат, раскрывается понятие об индексах затрат Нельсона–Фаррара, приводятся практические примеры. В специальных главах (18 и 19), целиком 
посвященных вопросам экономики и планирования нефтепереработки, даются 
основные понятия и положения, расчеты оценки затрат, прикладные задачи экономики и планирования и т. д.
Книга привлекает еще и тем, что авторы формулируют основные проблемы применительно к отдельным процессам нефтепереработки и в конце глав предлагают 
задачи, решение которых позволит читателю более эффективно освоить материал, 
изложенный в данной главе.
Необходимо отметить, что приводимые в экономических разделах данные отно©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
сятся к 2007 году (году последнего, 5-го издания оригинала книги), что следует учитывать, принимая во внимание те изменения, которые произошли с тех пор в ценах 
на нефть и нефтепродукты. Однако те тенденции, которые при этом сохраняются, 
позволяют считать эти разделы актуальными и в настоящее время. Кроме того, надо 
отметить, что некоторые данные, приводимые в экономических разделах, не совпадают с отечественными. Прежде всего, это относится к разнице в определении величин налогов, разнице в ценах, зарплате и т. д. Однако приведенные в книге сведения 
представляют определенный интерес и для нас, так как позволяют сопоставить ряд 
показателей отечественной и американской нефтепереработки.
Все вышеизложенное позволяет считать данную книгу полезной, своевременной 
и необходимой не только для тех, кто осваивает профессию, но и для специалистов, 
занимающихся практической работой в области нефтепереработки и нефтехимии.
О. Ф. Глаголева