Инновационные полигоны нефтегазохимического комплекса

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Казанский национальный исследовательский 
технологический университет 

ИННОВАЦИОННЫЕ ПОЛИГОНЫ 
НЕФТЕГАЗОХИМИЧЕСКОГО  
КОМПЛЕКСА

Учебное пособие 

Казань 
Издательство КНИТУ 
2022 

УДК 665.6:330.341(075) 
ББК 35.514:65я7

И66

 Печатается по решению редакционно-издательского совета  
Казанского национального исследовательского технологического университета 

Рецензенты: 
канд. хим. наук, доц. В. М. Бабаев 
нач. цеха завода «Бисфенол А» ПАО «Казаньоргсинтез» Т. Т. Гараев 

И66 

Авторы: М. В. Журавлева, А. И. Ахметвалиева, 
О. П. Емельянова, И. Н. Гончарова  
Инновационные полигоны нефтегазохимического комплекса : 
учебное пособие / М. В. Журавлева, А. И. Ахметвалиева, О. П. Емельянова, И. Н. Гончарова; Минобрнауки России, Казан. нац. 
исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2022. – 144 с. 

ISBN 978-5-7882-3128-0

Рассмотрены приоритеты развития и региональная структура мирового нефтегазового комплекса, отраслевая деятельность крупнейших 
нефтегазовых и нефтегазохимических корпораций, принципы формирования региональных технологических моделей нефтегазодобычи, 
нефтегазопереработки и нефтегазохимии, номенклатура конкурентной 
продукции ведущих компаний нефтегазового комплекса. 
Предназначено для бакалавров старших курсов и магистров, обучающихся по направлению подготовки «Химическая технология», также 
будет полезно для аспирантов и инженеров, работающих в сфере нефтегазодобычи, нефтегазохимии и переработки углеводородного сырья. 
Подготовлено на кафедре технологий основного органического 
и нефтехимического синтеза. 

ISBN 978-5-7882-3128-0 
© Журавлева М. В., Ахметвалиева А. И., 

Емельянова О. П., Гончарова И. Н., 2022

© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2022

УДК 665.6:330.341(075)
ББК 35.514:65я7

2 

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................ 4 
1. ПРИОРИТЕТЫ МИРОВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ .............. 6 
1.1. Новая технологическая революция: задачи, перспективы ........................... 6 
1.2. Целевое видение технологического развития России ................................ 10 
2. СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МИРОВОГО
НЕФТЕГАЗОХИМИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА В СОСТАВЕ ТЭК ................... 13 
2.1. Структура мирового топливно-энергетического баланса .......................... 16 
2.2. Топливно-энергетические балансы стран мира .......................................... 18 
2.3. Энергетическая политика РФ ....................................................................... 32 
3. ИННОВАЦИОННЫЕ ПОЛИГОНЫ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕЙ
ОТРАСЛИ НЕФТЕГАЗОХИМИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ............................... 37 
3.1. Состояние нефтедобывающей отрасли по регионам мира ........................ 37 
3.2. Нефтедобывающие компании России .......................................................... 42 
3.3. Региональные особенности мировой газодобычи ...................................... 51 
4. ИННОВАЦИОННЫЕ ПОЛИГОНЫ ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ
ОТРАСЛИ НЕФТЕГАЗОХИМИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ...................................... 65 
4.1. Технологические основы газопереработки инновационных компаний ... 65 
4.2. Инновационные полигоны по производству сжиженного  
природного газа ....................................................................................................... 78 
5. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ
НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ .......................................................................................... 92 
5.1. Нефтеперерабатывающие мощности: структура, особенности, 
показатели ................................................................................................................ 92 
5.2. Технологические варианты нефтепереработки ......................................... 104 
5.3. Технологическая и инновационная деятельность зарубежных 
и российских нефтеперерабатывающих компаний ............................................ 109 
6. ИННОВАЦИОННЫЕ ПОЛИГОНЫ НЕФТЕГАЗОХИМИЧЕСКОЙ
ОТРАСЛИ .............................................................................................................. 114 
6.1 Типы нефтегазохимических комплексов. Региональные модели 
мировой нефтегазохимии ....................................................................................... 114 
6.2. Кластеры нефтегазохимического комплекса России ............................... 122 
7. МИРОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОДУКЦИИ
НЕФТЕХИМИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ............................................................ 129 
7.1. Производство этилена ................................................................................. 129 
7.2. Производство пропилена ............................................................................. 133 
7.3. Производство бензола .................................................................................. 136 
7.4. Производство толуола ................................................................................. 138 
7.5. Производство ксилолов ............................................................................... 139 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .............................................. 142 

3 

ВВЕДЕНИЕ 

В настоящее время в большинстве индустриально развитых стран 

наблюдается переход к так называемой четвертой промышленной революции. Российская Федерация в ближайшее время также должна перейти к новой модели развития, фундаментом которой станут высокотехнологичные индустрии, основанные на научных знаниях и инновационных технологиях. 
Приоритет вступления страны в новый технологический этап 
развития экономики определяет инновационные задачи для базовых отраслей промышленности, в состав которых входит нефтегазохимический комплекс (НГХК). В соответствии с целевым сценарием ускоренного технологического развития Российской Федерации на долгосрочную перспективу предполагается научно-технологический «скачок» 
развития НГХК. Среди его ключевых направлений: 
– осуществление радикальной технологической модернизации;
– формирование глобально конкурентоспособных корпораций;
– формирование собственной научно-технологической основы для
экономического роста и повышения конкурентоспособности; 
– расширение применения цифровых технологий;
– преодоление структурной зависимости от импорта технологий;
– внедрение прорывных технологий добычи, переработки нефти
и газа; 
– создание новых материалов.
Особое внимание на современном этапе развития топливно-энергетического комплекса отводится исследованиям в области комплексного освоения природных и альтернативных энергоносителей, обеспечивающего максимально полное извлечение углеводородов из недр; 
экологически безопасное функционирование нефтегазовых природнотехногенных систем, полное использование всех получаемых при переработке нефти и газа компонентов для одновременного производства 
химических и топливных продуктов. Поэтому весьма перспективны 
разработка фундаментальных основ, технологических решений и внедрение комплексных технологий интенсификации процессов добычи, 
сбора, транспортировки и подготовки нефти и природных битумов 
с применением наноструктурированных композиционных составов, 
волновых и плазмохимических процессов, сверхкритических флюидных технологий и созданием для их реализации технологических аппаратов с принципиально новыми конструктивными особенностями; 

технологий глубокой переработки нефти и тяжелого нефтяного сырья 
с использованием новых каталитических процессов, технологий органического и нефтегазохимического синтеза, технологий утилизации 
твердых и жидких отходов нефтеперерабатывающих и нефтедобывающих предприятий, а также внедрение компьютерного инжиниринга 
производственных процессов и высокотехнологичных систем интеллектуального контроля в управление нефтегазохимическим комплексом и переход к рациональному использованию природных ресурсов 
России. 

Для формирования ответа на вызовы сохранения конкурентоспо
собности актуально знание состояния и перспектив развития отраслевых мировых и региональных лидеров, являющихся инновационными 
полигонами технико-технологических разработок. В данном пособии 
рассмотрены: приоритеты развития и региональная структура мирового 
нефтегазового комплекса; деятельность крупнейших нефтегазовых 
и нефтегазохимических корпораций; принципы формирования региональных технологических моделей нефтегазодобычи, нефтегазопереработки и нефтегазохимии; номенклатура конкурентной продукции ведущих компаний НГХК; структура базовых нефтехимикатов и основных 
видов конечной продукции нефтегазохимии. 

1. ПРИОРИТЕТЫ МИРОВОГО  
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ 
 
Сохранение конкурентоспособности и достижение высоких темпов производительности труда требует от индустриально развитых 
стран и ряда новых индустриальных держав проведения научно-технологической и инновационной политики. Ее цель – стимулировать разработку и внедрение передовых технологий, производительность которых существенно превышает характеристики традиционных. 

Взрывное развитие и распространение новых технологий, их проникновение во все сферы человеческой деятельности приводят сегодня 
к быстрым и глубоким изменениям глобальных рынков, структуры 
и характера современного промышленного производства, экономики 
и социальной сферы. Происходящие изменения настолько значительны, что мир вступает, возможно, в крупнейший за всю историю технологический переход, когда богатство природных ресурсов и дешевизна труда перестают быть основными факторами роста. 
 
1.1. Новая технологическая революция: задачи, перспективы 
 
Научно-технологический прогресс (НТП) – процесс поступательного взаимосвязанного развития науки, техники, производства, сферы 
потребления и обслуживания. Формы НТП: эволюционный и революционный. Научно-технологическая революция (НТР) – это революционный скачок в развитии производительных сил, означающий их переход в новое качество на основе коренных сдвигов, полученных научных 
знаний, а также принципиально нового их технического применения 
в сфере производства и потребления. 
Масштабные изменения, происходящие сегодня в производственной сфере, совокупно оцениваются как «новая промышленная революция», «четвертая промышленная революция» или, в более узком 
смысле, как «технологическая революция», в основе которой лежит переход от массового производства стандартизированной продукции 
к гибкому высокопроизводительному производству, выпускающему 
индивидуализированную продукцию. При этом «сквозными» технологическими процессами для всех видов производств становятся автоматизация, роботизация и интеллектуализация. 
Основными характеристиками промышленной революции на современном этапе являются: 

1) Цифровая трансформация. Масштабирование процессов цифровизации. Это порождает значимые макро- и микроэкономические эффекты, позволяя сократить затраты времени на проектирование и производство, дает существенный прирост производительности, увеличение количества новых продуктов и технологических комплексов, а в конечном итоге – рост прибыли. В частности, переход промышленности 
на цифровые технологии является базой для создания высокоточных, 
сверхбыстрых и высокопроизводительных автоматически управляемых 
систем, способных массово производить максимально соответствующий индивидуальным требованиям потребителей глубоко кастомизированный продукт. 
2) Переход к новой модели социально-экономического развития, 
основанной на передовых производственных технологиях и экспоненциальном росте степени их использования (быстрый рост мощностей 
и производительности при столь же быстром падении стоимости). 
Уже на рубеже 2025–2035 гг. ожидается ряд технологических прорывов, отражающих глубинные технологические изменения, которые приведут к трансформации традиционного промышленного производства, 
в том числе: 
– сенсорная революция (массовый переход к использованию цифровых сенсоров, датчиков, исполнительных механизмов и систем 
управления); 
– управление на базе математических моделей и цифровых данных всеми технологическими объектами и процессами; 
– распространение мета- и «суперматериалов» с программируемыми и изменяемыми функциональными свойствами; 
– переход к чистой, низко- и постуглеродной энергетике, предполагающей формирование нового большого рынка хранения энергии, использование гибких интеллектуальных сетей, а также распределенной 
генерации; 
– распространение нетрадиционных методов обработки материалов (аддитивное производство, атомарно-точное производство и пр.), 
роботизированных и автоматизированных систем; 
– масштабирование применения дополненной, виртуальной реальности и искусственного интеллекта для целей аналитики и управления технологическими процессами; 
– подключение технологических объектов и человека к всемирному интернету, нейронным сетям;  
– широкое использование природоподобных технологий. 

3) Платформенный переход. Изменение архитектуры рынков, 
связанное с возможностью строить большие гибкие технологические 
системы (цифровые платформы) из отдельных модулей и приложений 
благодаря не только их конструктивной, но и виртуальной (цифровой) 
совместимости. 
При этом платформы понимаются и существуют в трех аспектах: 
а) платформа как технологическая конструкция (программная 
интеграция данных и приложений для их обработки); 
б) платформа как бизнес-модель, корпоративная организация – 
экосистема из разработчиков и поставщиков отдельных модулей и приложений вокруг компании платформера;  
в) платформа как открытая, общедоступная инфраструктура 
(площадка, маркетплейс) для взаимодействий между производителями 
и потребителями; платформенные технологии позволяют подключить 
к единому информационному пространству людей, устройства и системы. 
4) Переход к расширенному управлению жизненным циклом продукта. Рынки приобретают сервисный характер, добавленная стоимость на производственных рынках смещается в сторону услуг, связанных в большей степени с обслуживанием и эксплуатацией продукта, 
нежели с его производством. За счет использования программных продуктов, интеллектуальных технологий, развития технологий облачных 
вычислений, аналитики больших данных, а также усиления потребительских свойств продукта информационными потоками (за счет встроенных «умных» сенсоров) происходит переход к бизнес-модели «продукт как сервис», основанной на концепции управления жизненным 
циклом изделий (PLM). 
5) Перестройка отраслевой структуры экономики: глубокая оптимизация существующих производственных отраслей и секторов, 
а также формирование целой группы новых отраслей. Перечислим новые рынки, претендующие на значимое положение в экономике уже 
в период 2020–2030-х гг.:  
– оборудование и материалы для постуглеродной энергетики 
(технологии распределенной генерации, новые решения в области энергосбережения, ВИЭ и др.); 
– новые решения в области биотехнологий (технологии редактирования генов и геномов, микробиомика, инжиниринг иммунной системы и др.); 

– новая химия и новые материалы (2D-материалы, развитие технологий микро- и наноинкапсуляции, самовосстанавливающиеся и высокопрочные легкие материалы и др.); 
– интеллектуальное оборудование и технологические системы 
для передовых производств (новые решения в области роботизации 
и автоматизации, нанопроизводство, новые технологии в области  
3D-печати – нанопечать, 3D-печать с использованием биоматериалов 
и др.); 
– микроэлектроника нового поколения и необходимая для нее 
элементная база (некремниевая электроника, квантовые коммуникации, 
квантовые компьютеры, фотоэлектроника, гибкая электроника и др.); 
– новые решения для здравоохранения и медицины (технологии 
в области роботизации хирургии, микроскопии сверхвысокого разрешения, создания искусственных органов, медицинская и биологическая 
информатика, лекарства нового поколения); 
– новое поколение сенсорных и контрольно-измерительных приборов (биосенсоры, «умные» тактильные технологии, бесконтактные 
сенсорные технологии и др.); 
– новые решения в области информационно-коммуникационных 
технологий (новые медиа, блокчейн, технологии искусственного интеллекта, машинное обучение, переход к новым поколениям мобильной 
связи и др.). 
Индустриально развитые страны (США, Китай, Германия, Великобритания, Япония, Южная Корея и др.) уже сегодня реализуют целый 
пакет больших государственных программ в сфере передовых технологий в промышленности и непромышленных секторах экономики, рассчитанных на запуск новой технологической революции и радикальное 
укрепление конкурентных позиций на глобальных рынках, в частности:  
– в Германии в 2012 г. была инициирована промышленная стратегия «Индустрия 4.0» (Industrie 4.0) как один из десяти «проектов будущего» в рамках «Плана действий по реализации обновленной федеральной Стратегии в области высоких технологий»;  
– в США приняты «Стратегия инновационного развития», «Национальный стратегический план развития передовых промышленных 
технологий США»;  
– Великобритания реализует собственный план развития передовых производств, а также программу развития «Восемь великих технологий»;  

– в 2013 г. Франция запустила программу «Новая промышленная 
Франция», в рамках которой реализуются проекты по десяти наиболее 
перспективным технологическим направлениям;  
– Япония приступила к осуществлению своего уже шестого пяти
летнего плана развития науки, технологий и инноваций (2021–2026 гг.); 
– Китай с 2015 г. реализует программы «Сделано в Китае-2025» 
и «Интернет+», а в 2017 г. в КНР был утвержден «Национальный план 
стимулирования технологических разработок в сфере искусственного 
интеллекта».  
При этом, помимо традиционной активизации промышленной 
и технологической политики, практически все развитые страны с конца 
2000-х гг. увеличили инвестиции в проведение научных исследований – 
источник «прорывных» технологий. Это связано с тем, что критическим условием успешности в разворачивающейся технологической 
гонке является ранний доступ к «прорывным» технологиям на том 
этапе, когда они еще не доведены до прототипа, а являются научной 
гипотезой и ранней технологической идеей. 
 
1.2. Целевое видение технологического развития России  
 
Для России одной из главных на период до 2035 г. должна стать 
задача продуктивного включения в новую технологическую революцию с целью осуществления структурного маневра в экономике и социальной системе. Очевидно, что технологическая революция окажет 
глубокое и сильное влияние на отрасли и сектора экономики России, 
образующие ее традиционный базовый сектор, на который приходится 
основной объем ВВП: добыча нефти, газа и других полезных ископаемых, химическая промышленность, металлургия, машиностроение 
и иные обрабатывающие производства, торговля, финансовый сектор, 
сельское хозяйство и пр. 
Наиболее предпочтительным целевым сценарием ускоренного 
технологического развития Российской Федерации на долгосрочную 
перспективу выступает сценарий совмещения действий по глубокой 
модернизации традиционных отраслей на базе масштабирования «прорывных» технологий с действиями по созданию новых быстрорастущих рынков высокотехнологичной экономики. 
Направления действий: 
1. Радикальная технологическая модернизация традиционных 
секторов российской экономики.