Технологии повышения экологичности производств нефтепереработки и нефтехимии

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Казанский национальный исследовательский 
технологический университет 
Г. Ю. Климентова, М. В. Журавлева 
ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ 
ЭКОЛОГИЧНОСТИ ПРОИЗВОДСТВ 
НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ 
И НЕФТЕХИМИИ 
Монография 
Казань 
Издательство КНИТУ 
2022 

УДК 665.6:574 
ББК 35.514:28.081 
К49 
Печатается по решению редакционно-издательского совета  
Казанского национального исследовательского технологического университета 
Рецензенты: 
канд. хим. наук Л. М. Пилишкина 
канд. хим. наук, доц. В. М. Бабаев 
К49 
Климентова Г. Ю. 
Технологии повышения экологичности производств нефтепереработки 
и нефтехимии : монография / Г. Ю. Климентова, М. В. Журавлева; 
Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : 
Изд-во КНИТУ, 2022. – 120 с. 
ISBN 978-5-7882-3252-2 
Приведен ряд технологий производств нефтепереработки и нефтехимии. 
Рассмотрены возможные отходы действующих производств, их воздействие на 
человека и мероприятия по их очистке, переработке. Представлены результаты 
научных исследований, направленных на повышение экологичности технологических установок за счет выделения и возврата ценных компонентов в цикл или 
утилизации отходов с получением продуктов, готовых к использованию, технические и технологические решения, повышающие степень очистки выбросов 
предприятий.  
Предназначена для бакалавров старших курсов и магистров, обучающихся 
по направлению «Химическая технология», аспирантов, специалистов, работающих на нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах.  
Подготовлена на кафедре технологии основного органического и нефтехимического синтеза. 
УДК 665.6:574 
ББК 35.514:28.081 
ISBN 978-5-7882-3252-2 
© Климентова Г. Ю., Журавлева М. В., 2022 
© Казанский национальный исследовательский 
технологический университет, 2022 
2

С О Д Е Р Ж А Н И Е
Введение 
......................................................................................................................... 4 
1. ТЕХНОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВ
НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ ............................................................................................... 5 
1.1. Характеристика нефтеперерабатывающих производств ............................... 5 
1.2. Отходы действующих производств и их воздействие на человека ............ 22 
1.3. Методы очистки, переработки отходов на производстве 
............................ 25 
1.4. Новые технологические и технические решения в области очистки, 
переработки отходов 
............................................................................................... 29 
2. ТЕХНОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВ НЕФТЕХИМИИ ....... 37 
2.1. Характеристика производств нефтехимии 
.................................................... 37 
2.1. Отходы производства и их состав .................................................................. 67 
2.3. Воздействие отходов на человека и окружающую среду 
............................ 69 
2.4. Методы очистки, переработки отходов производства 
................................. 72 
2.5. Новые технологические и технические решения в области очистки 
и переработки отходов 
............................................................................................ 75 
Список использованных источников ...................................................................... 104 
3 

В В Е Д Е Н И Е
Основной целью нефтегазохимического комплекса в сфере 
обеспечения экологической безопасности является последовательное 
ограничение нагрузки на окружающую среду и климат путем снижения выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в окружающую среду, 
а также эмиссии парниковых газов, сокращения образования отходов 
производства и потребления. Предприятия нефтехимии и нефтепереработки являются точками высокой опасности заражения токсическими веществами. В процессе работы многих из них в окружающую среду попадают опасные вещества. Объемы таких выбросов имеют серьезное влияние и могут нанести существенный вред. Поэтому сейчас 
вносятся требования по минимизации сбросов и утилизации опасных 
отходов для обеспечения необходимого уровня безопасности.  
В атмосферный воздух от объектов нефтехимического производства поступают летучие компоненты нефти и нефтепродуктов, оксиды серы, азота и углерода, образующиеся при сжигании нефтяных 
остатков, а также продукты неполного сгорания – сажа, полициклические ароматические углеводороды и др. Выбросы вредных веществ 
в атмосферу 
увеличиваются 
за 
счет 
размещения 
химикотехнологического оборудования на открытых площадках, нестрогой 
его герметичности, большого числа наружных технологических коммуникаций. В процессе эксплуатации технического оборудования основными  видами отходов являются шлам очистки трубопроводов 
и емкостей от нефти и нефтепродуктов. В результате деятельности 
нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности образуются большие объемы сточных вод, загрязненных химическими веществами. 
Монография состоит из двух глав. В первой главе приведены 
технологии некоторых нефтеперерабатывающих установок, во второй главе – технологии нефтехимических производств. Перечислены 
выбросы и отходы, образующиеся в ходе описанных технологических процессов, их влияние на людей. Приведены не только классические методы очистки сбросов от  вредных веществ, их утилизации 
на действующих предприятиях, но и инновационные технологии 
снижения экологической нагрузки от производств нефтепереработки 
и нефтехимии.  
4 

.  Т Е Х Н О Л О Г И Я  И  Э К О Л О Г И Ч Н О С Т Ь  П Р О И З В О Д С Т В  
Н Е Ф Т Е П Е Р Е Р А Б О Т К И  
Методы переработки нефти делятся на первичные и вторичные. 
Первичные представляют собой физические методы разделения 
нефти, основанные на разных температурных интервалах кипения ее 
отдельных фракций, – прямая перегонка. Вторичные – химические методы, предусматривающие полное преобразование нефтяного сырья 
в результате глубоких структурных превращений углеводородов под 
воздействием повышенных температур и давления с использованием 
катализаторов. 
1 . 1 .  Х а р а к т е р и с т и к а  н е ф т е п е р е р а б а т ы в а ю щ и х  
п р о и з в о д с т в  
Подготовка высокосернистой нефти. Пример технологической 
схемы установки подготовки высокосернистой нефти (1,8–3,5 %) 
представлен на рис. 1.1 [50]. Установка предназначена для получения 
сырой очищенной нефти путем удаления содержащихся в ней воды, 
серы и солей. 
Нефть с обводненностью 3 %, содержанием солей 20000 мг/л 
и серы 1,8 % проходит сепаратор 1, где отделяется газ из жидкой фазы, и поступает в емкость 2. Перед емкостью в поток нефти поступает деэмульгатор. Из емкости 2 сырая нефть насосом 9 прокачивается 
через теплообменник 3 и поступает в печь 4, где нагревается за счет 
подачи топочного газа. Нагретая нефть отделяется от воды в отстойнике 5 и с содержанием воды 1 % поступает в электродегидратор 6. 
В нефть перед электродегидратором подается подогретая пресная 
вода. Отделившаяся дренажная вода возвращается в пласт. Обессоленная нефть с остаточным содержанием воды и солей, проходя 
теплообменник 3, где охлаждается сырой нефтью, поступает на горячую сепарацию в аппарат 7, где из нефти отделяется газ. Товарная 
нефть собирается в емкости 8 и идет на дальнейшую обработку. 
 
5 

Рис. 1.1. Технологическая схема установки подготовки нефти: 
1, 7 – сепараторы; 2, 8 – емкости; 3 – теплообменник; 
4 – печь; 5 – отстойник;  
6 – электродегидратор; 9 – насос 
6 

Подготовка сернистой нефти. Технологическая схема установки 
подготовки нефти с содержанием серы 0,61–1,8 % представлена на 
рис. 1.2. Нефтяная эмульсия с температурой 40 ºС поступает в сепаратор 1 
для 
отделения 
газа 
и, 
проходя 
печи 
предварительного 
нагрева 2, с температурой 55 оС поступает в отстойник 3, перед которым 
в трубопровод вводится реагент (деэмульгатор). Сброс пластовой воды из 
отстойников осуществляется в резервуар 9. Отстой производится до содержания нефтепродуктов в воде менее 50 мг/л. Уловленная нефть, отделившаяся в резервуарах очистных сооружений пластовой воды, подается 
на насосы откачки уловленной нефти 10 и далее – на повторную подготовку в линию некондиции в резервуар 7. После отстойников частично обезвоженная нефть (до 10 %), проходя печи окончательного нагрева 4, поступает в сепараторы горячей сепарации 5, где при повышении температуры 
и снижении давления дополнительно отделяется попутный нефтяной газ. 
После горячей ступени сепарации частично обезвоженная нефть поступает 
в сепараторы концевой ступени сепарации 6. Давление в этих сепараторах 
поддерживается атмосферное. Все выделенные в ходе сепарации легкие 
углеводороды поступают на газокомпрессорную станцию. После сепараторов нефть самотеком поступает в технологический резервуар 7, где происходит дополнительное отстаивание. Далее нефть по линии перетока перетекает в буферный резервуар 8, подается на узел учета нефти. 
Подготовки малосернистой нефти. Технологическая схема установки подготовки малосернистой нефти (˂ 0,6 %) представлена на 
рис. 1.3 [11, 50]. Нефть с содержанием воды 5 % поступает в теплообменники групп 1, где нагрев сырья до температуры 55–85 °С происходит за 
счет тепла уходящей с установки товарной нефти. Перед теплообменниками подается деэмульгатор. Нагретая эмульсия последовательно поступает в отстойники группы 2, где происходит обезвоживание нефти, 
и в отстойники группы 3, где происходит обессоливание за счет подачи 
в поток нефти промывочной воды. После стадий обессоливания и обезвоживания сбрасываемый дренаж направляют в резервуарный парк. Обессоленная нефть из отстойников поступает в промежуточную емкость 4, откуда, проходя теплообменники 5, направляется в печь 6. Нагретая до температуры 150–185 °С нефть поступает в стабилизационную колонну 7. 
Сверху колонны 7 выводится в паровой фазе ШФЛУ и часть водяных паров, которые, пройдя аппарат воздушного охлаждения 8 и холодильник 9, 
конденсируются и поступают в сепаратор 10. ШФЛУ из сепаратора 10 подается на орошение колонны, а избыточное количество откачивается на 
бензосклад. Стабильная нефть с низа колонны 7, отдав тепло в теплообменниках 1,4, направляется в резервуары товарного парка. 
7 

Рис. 1.2. Технологическая схема подготовки нефти: 1, 5, 6 – сепараторы; 
2, 4 –  печи; 3 – отстойник; 7, 8, 9 – резервуары; 10 – насос 
8 

Рис. 1.3. Технологическая схема установки комплексной подготовки нефти: 
1, 5 – теплообменники; 2, 3 – отстойники; 4 – буферная емкость; 6 – печь;  
7 – стабилизационная колонна; 8 – холодильник; 9 – аппарат воздушного 
охлаждения; 10 – сепаратор 
9 

Установка атмосферно-вакуумной перегонки нефти с предварительным обессоливанием и вторичной перегонкой бензина 
(ЭЛОУ-АВТ-7). Установка предназначена для переработки сырой 
нефти с целью получения продуктов первичной перегонки и полуфабрикатов – сырья установок газофракционирования, каталитического риформинга, гидроочисток керосиновой и дизельных фракций, 
каталитического крекинга и производства битума. Технологическая 
схема ЭЛОУ-АВТ-7 представлена на рис. 1.4 [1, 11]. 
Сырая нефть на установку подается насосом 1. Для увеличения 
эффективности процесса обессоливания и обезвоживания нефти в линию сырой нефти предусмотрена подача деэмульгатора. В группе теплообменников (3–5)  сырая нефть нагревается до 130 оС и направляется на блок ЭЛОУ,  где последовательно проходит электродегидраторы 
первой ступени 2, второй ступени 6 и третьей ступени 7, предназначенные для обессоливания нефти путем обработки водно-нефтяной 
эмульсии в электрическом поле. Сырая нефть, смешиваясь с горячей 
водой повторного использования электродегидратора 6, подается на 
первую ступень обессоливания. Аналогичная циркуляция воды повторного использования из электродегидратора 7 происходит с возвратом на вторую ступень обессоливания.  
Обессоленная нефть, прошедшая три ступени очистки, выводится с верха электродегидратора 7 и поступает в емкость-отстойник 9. 
Отстоявшаяся вода выводится с установки на очистные сооружения, 
а обессоленная и обезвоженная нефть из емкости 9 забирается насосом 8 и прокачивается через группу теплообменников 10, 11, 12 
и с температурой 230 оС поступает в отбензинивающую колонну 13.
Колонна  предназначена для отгона легких фракций углеводородов 
и бензина из нефти перед подачей ее в атмосферную колонну 17. Пары 
легких газов, бензиновых фракций и воды выводятся с верха колонны 13 и, проходя аппарат воздушного охлаждения 16, холодильник 18, 
конденсируются, и жидкий поток поступает в емкость 20, где разделяется на бензин и воду, а углеводородный газ выводится с установки. 
Бензиновая фракция (НК–150  °С) из емкости 20 частично подается на верхнюю тарелку колонны 13 в качестве острого орошения, 
а балансовое количество охлаждается в водяном холодильнике 22, 
смешивается с бензином колонны 17 и выводится с установки. Отстоявшаяся вода из емкости 20 выводится с установки на очистные сооружения.       
10