Химия и технология углеводородных газов и газового конденсата

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

Федеральное осударственное бюджетное образовательное  
учреждение высшео профессиональноо образования 
Сант-Петербурсий осударственный технолоичесий  
институт (Техничесий университет) 

 
В. М. ПОТЕХИН

Учебнив 2-х частях 

Реомендовано Ученым советом Сант-Петербурсоо 
осударственноо технолоичесоо института 
(Техничесоо университета) 
в ачестве учебниа для подотови баалавров и маистров 
по направлению «Химичесая технолоия» 

Санкт-Петербург 
ХИМИЗДАТ 

2024.

ПОТЕХИН Вячеслав Матвеевич 

дотор химичесих нау, профессор афедры технолоии 
нефтехимичесих и улехимичесих производств СантПетербурсоо осударственноо технолоичесоо института (Техничесоо университета). 
Область научных интересов: 
– нефте- и азохимия; 
– радиально-цепные процессы; 
– омоенный атализ; 
– етероенный атализ; 
– история химии.
Автор выражает исреннюю блаодарность ОАО «Газпром нефть» за спонсорсую помощь в издании нии. .

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Природные орючие исопаемые (уоль, нефть, природный аз, 
сланцы) ирают важную роль в современной мировой энеретие и 
эономие. В нашей стране в связи с бурным развитием азовой промышленности, начиная с середины XX в., природный аз, влючая 
азовый онденсат, наравне с нефтью стали определять развитие топливно-энеретичесоо омплеса. 
В настоящее время Россия занимает первое место по запасам и добыче природноо аза и азовоо онденсата. В ближайшие несольо 
десятов лет более широое развитие получит азохимичесая отрасль, соращенно азохимия по аналоии с нефтехимией, основанная 
на мноотоннажном производстве улеводородов разных лассов (парафины, олефины, нафтены, арены) и ораничесих соединений с 
фунциональными руппами (например, спирты, ислоты, амины, 
нитрилы). 
Ораниченные запасы нефти (5–6 % мировых), отдалённость
нефтяных залежей от потребителей и трудности добычи нефти с
больших лубин обуславливают проведение ряда мероприятий, связанных с более ативным вовлечением азовоо сырьевоо сетора в
подъёме отечественной энеретии и химичесой промышленности. 
Для этоо нужны не тольо материальные (сырьевые) ресурсы, но и 
людсие – высоовалифицированные инженерные и научные адры, 
способные в условиях рыночной эономии осваивать и создавать передовые технолоии. 
Та, в середине XIX в. с развитием производства исусственноо 
(светильноо) аза в России проявилась острая потребность в инженерных адрах-азовиах. В 1880-е оды в Петербурсом технолоичесом институте впервые в стране стали отовить инженеров-технолоов по азовому производству. На афедре технолоии ораничесих веществ профессор Б. Т. Вылежинсий в течение ряда лет читал 
урс «Газовое производство», при этом проводились пратичесие 
занятия и пратиа студентов на заводах. 
В 1920–30 . профессорами Л. Ф. Фоиным и Н. А. Клювиным 
читались леции и осуществлялась научно-исследовательсая работа 
по химичесой переработе улеводородных азов и извлечению елия 
из природных азов. 
В 1999 . в Российсом осударственном университете нефти и аза им. И. М. Губина (. Мосва) была оранизована афедра азохимии по подотове специалистов в области переработи природноо 
аза. 
В апреле 2012 . в Сант-Петербурсом технолоичесом институте по направлению «Химичесая технолоия» был утверждён про-.

филь «Химичесая технолоия улеводородных азов и азовоо онденсата» по подотове баалавров, маистров и научных работниов 
в области химичесой переработи улеводородных азов и азовоо 
онденсата, а таже проведении научных исследований в этом направлении. 
В 2008 . А. Л. Лапидусом, И. А. Голубевой, Ж. Г. Жаафаровым 
было издано учебное пособие «Газохимия» для подотови дипломированных специалистов и баалавров по специальностям: химичесая технолоия ораничесих веществ, химичесая технолоия природных энероносителей и улеродных материалов. В пособии изложены современные достижения и воззрения в области азохимии, 
вопросы подотови природных азов переработе, влючая ряд 
химичесих процессов на основе улеводородноо сырья. 
В Сант-Петербурсом технолоичесом институте в учебном 
плане профиля «Химичесая технолоия улеводородных азов и азовоо онденсата» для студентов IV урса имеется дисциплина 
«Химия и технолоия улеводородных азов и азовоо онденсата». 
В соответствии с прораммой читаемоо урса написано пособие, отражающее содержание дисциплины. 
Учебнисодержит две части. Первая часть относится физичесим и физио-химичесим процессам переработи природных улеводородных азов и азовых онденсатов. В первой лаве поазана
важная роль орючих исопаемых в энеретие и производстве ораничесих веществ и материалов. Рассматривается история развития
нефтяной и азовой промышленности, основные этапы становления и 
развития азохимичесой отрасли в России. 
Во второй лаве приводятся сведения о составе и свойствах природных азов и азовых онденсатов, нефтезаводсих азах. 
В третьей и четвертой лавах достаточно подробно описываются 
основные физичесие и физио-химичесие процессы очисти природных азов и азовых онденсатов от примесей, влючая таже 
таие процессы, аосуша и очиста аза от серосодержащих соединений, разделение улеводородных азов и онденсата различными методами. 
Вторая часть посвящена химичесим процессам переработи улеводородных азов и азовых онденсатов. Рассматривается химия и 
технолоия термичесих и термоаталитичесих процессов – таих, 
апаровая и улеислотная онверсия метана, синтез ацетилена, 
техничесоо улерода и синтез-аза, пиролиз улеводородноо сырья, аталитичесое деидрирование парафинов, алилирование, полимеризация олефинов, оисление, ососинтез и ряд друих химичесих процессов. 
Важное место отводится химии и технолоии производства соединений с фунциональными руппами (спирты, альдеиды, ислоты, алоенпроизводные, азотсодержащие соединения). 
Приводятся вопросы для самоонтроля по изучаемой дисциплине. .

ВВЕДЕНИЕ 

Природные азы азовых, азоонденсатных и нефтяных месторождений занимают важное место в энеретие и мноотоннажном производстве ораничесих веществ. 
В настоящее время в стране сформировался не тольо мощный 
топливно-энеретичесий омплес, интерирующий таие отрасли промышленности, адобыча природных орючих исопаемых (уоль, сланцы, нефть, аз), их транспортирова и переработа в различные виды энерии (например, тепло- и элетроэнерия), но и получила широое развитие по аналоии с 
нефтехимией азохимичесая отрасль (соращённо азохимия), 
опирающаяся на химичесую переработу природных и исусственных азов, азовых онденсатов, азов уле- и нефтеперерабатывающих предприятий. 
Развитие химичесой промышленности за последние оды харатеризуется увеличением производства продутов ораничесоо синтеза (мономеры и исходные вещества для полимерных материалов, синтетичесие поверхностно-ативные и моющие вещества, синтетичесое топливо, смазочные масла и добави ним, 
растворители, эстраенты и др.) на основе использования природноо аза и азоонденсатов, улеводородов, получаемых при 
добыче и переработе нефти, уля, сланцев. 
Гибость химичесой технолоии позволяет получать одни и 
те же продуты из различных видов сырья. Быстрый рост производства синтетичесих материалов, в частности полиэтилена, полипропилена, полистирола, синтетичесоо аучуа и пластмасс, 
сопровождается увеличением потребления алифатичесих и ароматичесих улеводородов и их производных. В связи с этим продуты переработи уля, сланцев уступили место улеводородам, 
получаемым при добыче и переработе нефти, природных азов и 
азовых онденсатов. Не ислючено, что азохимия в XXI вее, в 
частности, аисточнисырьевой базы займёт лидирующее положение в развитии химичесой промышленности. 
В процессах, например, физичесоо разделения природных 
улеводородных азов и онденсатов на индивидуальные соединения или фрации с последующим их термичесим или аталитичесим расщеплением (пиролиз, деидрирование, риформини 
др.) получаются низшие олефины и диолефины, ацетилен, синтезаз (смесь СО и Н2), ароматичесие улеводороды. .

Наличие широой сырьевой базы, влючающей парафиновые, 
нафтеновые, олефиновые, ароматичесие улеводороды, а таже 
синтез-аз, позволяет создать на её основе производство различных соединений с фунциональными руппами (перосиды, 
спирты, арбонильные соединения, ислоты, амино-, нитро-, алоеносодержащие соединения и др.), используемые в различных 
отраслях народноо хозяйства. 
Ниже в виде схем приводятся основные направления химичесое переработи улеводородных азов и азовоо онденсата. 

Синтезы на основе метана и синтез-аза 
.

Синтезы на основе аланов С2–С4 

Синтез на основе олефинов С2–С4 .

Синтезы на основе аренов 

 
 
Химичесой переработе таже подвераются азовые онденсаты. Газовые онденсаты различных месторождений заметно 
отличаются по фрационному составу. Температура онца ипения большинства онденсатов составляет 150–190 °С, а в ряде 
случаев превышает 300 °С. По преимущественному содержанию 
соответствующих улеводородов различают онденсаты метановые, нафтеновые и ароматичесие. В литературе рассматриваются 
различные схемы химичесой переработи онденсатов. На нижеприведённой схеме представлены два варианта переработи 
онденсата с низим (а) и высоим (б) содержанием нафтеновых 
улеводородов в онденсате. .

Схемы химичесой переработи азовых онденсатов с низим (а)  
и высоим (б) содержанием нафтеновых улеводородов 

Конденсат

Атмосферная
переона

Гидрооблаораживание

Эстрация
ароматичесих
улеводородов

Выделение
индивидуальных
ароматичесих
улеводородов

Пиролиз

Этилен

Пропилен

Бутилен

Бутадиен

н.. 180°С
>180 °С

рафинаты

Карбамидная
депарафинизация

Дизельное
топливо

Растворители

Жидие
парафины
Бензол
Толуол
Ксилолы
и этилбензол

а

 
 

 
 
 

 .

Газовые онденсаты с высоим содержанием нафтеновых улеводородов моут использоваться предпочтительно для процессов платформина с последующим выделением ароматичесих 
улеводородов, а с низим содержанием нафтеновых улеводородов – для процессов пиролиза с целью получения улеводородов 
(низшие олефины, диены, бензол, стирол). 
Возможна и омплесная схема химичесой переработи улеводородных азов и онденсата с учётом химичесоо состава 
исходноо сырья различных месторождений (чисто азовых, азоонденсатных или нефтяных). 
В ряде случаев эффетивное использование азовых ресурсов 
рупных удалённых месторождений, а лавное низонапорных 
месторождений, дальнейшая разработа оторых с учётом последующей транспортирови по азопроводу оазывается низорентабельно, одним из путей решения этой проблемы является получение сжиженных улеводородных азов, а далее их транспортирова морсим путем. Друой путь – это химичесая переработа 
улеводородных азов в жидие продуты на промыслах на основе 
GTL-технолоии, т. е. технолоии аз-жидость с получением, 
например, на первой стадии синтез-аза паровой онверсией природноо аза, а на второй стадии онверсией синтез-аза в жидие 
продуты (метанол, высшие спирты, улеводороды, топлива), 
можно таже подвернуть улеводородные азы аталитичесой 
диидроцилизации с получением ароматичесих улеводородов. 
Получаемые жидие продуты далее транспортируются потребителям*. 
 

                                                           

* 1. Гайле А. А., Сомов В. Е., Варшавсий О. М. Ароматичесие улеводороды: Выделение, применение, рыно. Справочни. – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2000. – 544 с. 
2. Майерс Р. А. Основные процессы нефтепереработи. Справочни/ 
Пер. с анл. 3-о изд. – СПб.: Профессия, 2011. – 944 с. 
3. Майерс Р. А. Основные процессы нефтехимии. Справочни/ Пер. с 
анл. изд. – СПб.: Профессия, 2015. – 752 с. .