Нефтяные технические битумы составляют третью по объёму производства группу товарных Н., имеющих широкое применение в народном хозяйстве: дорожные, строительные битумы и др. Технические битумы получают концентрацией (вакуумной перегонкой) и окислением (продувкой воздухом) остатков от перегонки нефти, содержащих большое количество асфальтово-смолистых и тяжёлых гетероциклических соединений.
Значительную группу Н. составляют так называемые твёрдые углеводороды: парафины, церезины, вазелины, петролатумы, озокериты и др. Их получают разделением и очисткой продуктов, выделяемых при депарафинизации нефтяных фракций, а также путём переработки природных озокеритов. Используют твёрдые углеводороды в медицине, пищевой, электротехнической, бумажной, резиновой промышленности, для производства пластичных смазок и др. целей.
Товарными Н. являются также различные растворители,нефтяной кокс,сажа, деэмульгаторы и пр.
Н., получаемые путём разделения фракций пиролиза нефти (бензол, толуол, ксилол, нафталин, зелёное масло и др.), применяются в основном как нефтехимическое сырьё. В качестве химического сырья используются также газы нефтепереработки и многие др. продукты термической и каталитической переработки нефти.
Лит.:Товарные нефтепродукты, их свойства и применение. Справочник, под ред. Н. Г. Пучкова, М., 1971; Нефтепродукты, [ч. 1-2], М., 1970.
Н. Г. Пучков.
Нефтехимическая промышленность
Нефтехими'ческая промы'шленность,отрасль тяжёлой индустрии, охватывающая производство синтетических материалов и изделий главным образом на основе продуктов переработки нефти и природных горючих газов. На предприятиях Н. п. производятся синтетический каучук, продукты основного органического синтеза (этилен, пропилен, полиэтилен, поверхностно-активные вещества, моющие средства, некоторые виды минеральных удобрений), сажа, резиновые изделия (автопокрышки, резинотехнические изделия и предметы широкого потребления), асбестотехнические изделия.
На нефть, как на важнейший источник химического сырья, одним из первых указал Д. И. Менделеев.Основополагающие работы в области нефтехимии были выполнены в конце 19 и начале 20 в. В. В. Марковниковым,Л. Г. Гурвичем,Н. Д. Зелинским,А. А. Летним,С. С. Намёткиным,а также зарубежными учёными М. Бертло (Франция), Ю. Хоудри (США), М. Пиром (Германия) и др. Однако промышленное производство органических продуктов до 1-й мировой войны 1914-18 базировалось только на переработке коксующегося каменного угля и пищевого сырья. Использование нефтяных углеводородов значительно расширило сырьевую базу промышленности и дало возможность осуществить наиболее экономичные процессы производства (см. Нефтехимический синтез, Основной органический синтез) .
Условия для возникновения Н. п. создались в результате внедрения новых методов переработки нефти - крекинга и пиролиза.В США из крекинг-газов было освоено производство изопропилового спирта (1918), алифатических химических продуктов (1920), винилхлорида и прочих.
В СССР становление Н. п. происходило в годы первых пятилеток 1929-40. В этот период было налажено промышленное производство синтетического каучука на ряде предприятий (в Ярославле, Воронеже, Ефремове). Вступил в строй (1932) шинный завод Ярославского резиноасбестового комбината. Ввод новых мощностей и реконструкция производства позволили в 1940 выпустить автопокрышек в 35 раз больше, чем в 1927-28. Производство резинотехнических изделий к концу 1-й пятилетки (1932) возросло в 5 раз и составило 35% в общем объёме резиновой промышленности. Производство сажи росло следующим образом: в 1916-300 т,в 1930 - около 2 тыс. т,в 1940 - около 60 тыс. т.
После Великой Отечественной войны 1941-1945 были восстановлены и реконструированы многие предприятия Н. п. В 1949 было организовано первое в мире совместное производство фенола и ацетона по наиболее прогрессивному (кумольному) методу, разработанному советскими учёными. Определились перспективные экономические районы страны, в которых развёртывалось строительство нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий.
Развитие Н. п. непосредственно связано с увеличением масштабов и совершенствованием процессов переработки нефти (см. Нефтеперерабатывающая промышленность ) .Для Н. п. СССР характерны высокие темпы роста (табл. 1).
Табл. 1.- Темпы роста общего объёма продукции нефтехимической промышленности, %
| 1960 | 1965 | 1970 | 1971 | 1972 | |
| Нефтехимическая промышленность (в целом) | 100 | 182 | 283 | 306 | 328 |
| В том числе: | |||||
| производство продуктов основного органического синтеза | 100 | 225 | 406 | 427 | 453 |
| резино-асбестовая промышленность | 100 | 157 | 233 | 253 | 272 |
В 1970 по сравнению с 1965 выработка пластических масс и азотных удобрений увеличилась в 2 раза, синтетических моющих средств - в 1,7 раза, синтетических жирных кислот - в 1,6 раза; выпуск синтетического каучука возрос более чем в 1,5 раза. Такое увеличение достигнуто главным образом в результате строительства крупнотоннажных объектов по производству качественно новых стереорегулярных каучуков.
В 1966-70 в СССР впервые в мире организовано массовое производство высококачественных пневматических шин без применения натурального каучука; созданы предприятия по выпуску радиальных шин. В 1973 производство автопокрышек в СССР возросло в 1,6 раза по сравнению с 1965 и достигло 42,3 млн. штук.
Общий объём продукции резино-асбестовой промышленности в 1972 увеличился по сравнению с 1960 на 272%. Значительно возросло производство резиновой обуви и др. товаров народного потребления. Введены в строй Новоуфимский, Омский, Новокуйбышевский, Новоярославский, Новогорьковский, Киришский, Рязанский заводы и комбинаты; Полоцкий нефтеперерабатывающий завод в БССР, крупные заводы по производству синтетического каучука, автопокрышек и резинотехнических изделий в центральной и восточной части СССР. Созданы и создаются центры по комплексной переработке нефти и нефтехимии в Азербайджане, Башкирии, Татарии, Чечено-Ингушетии, а также на Украине, в Белоруссии, на Дальнем Востоке, в Туркмении, Казахстане и Узбекистане. Построен ряд заводов и установок по производству высококачественного полиэтилена, полипропилена, полиизобутилена и др. полимерных продуктов на базе углеводородного сырья, производство полиэтилена и сополимеров этилена увеличилось в 1972 по сравнению с 1965 в 5,4 раза и достигло 307 тыс. т.
Развитие Н. п. характеризуется высокими темпами и непрерывным повышением эффективности производства. Внедряются высокопроизводительные установки, создаются узкоспециализированные многотоннажные производства, совершенствуются каталитические системы, создаются поточно-автоматические линии для эластомеров и изделий из них, внедряются автоматизированные системы управления.
В производстве синтетического каучука широко применяются установки для получения изопрена, единичная мощность которых возросла в 2-3 раза. Это оборудование позволяет на 20% сократить удельные капиталовложения, на 5% снизить себестоимость изопрена и в 2 раза повысить производительность труда.
СССР оказывает техническую помощь др. социалистическим странам в создании и развитии Н. п. Страны - члены СЭВ координируют свои планы в этой области. Доля стран - членов СЭВ в мировом производстве химических товаров значительно возросла. Огромную роль в этом сыграла братская помощь Советского Союза в снабжении стран СЭВ нефтью, газом, а также в сооружении важных объектов, прежде всего нефтепровода «Дружба».
Рост производства таких важнейших продуктов нефтехимии, как полиэтилен и сополимеры этилена, а также автопокрышек, показывают данные табл. 2 и 3.
Табл. 2.- Производство полиэтилена и сополимеров этилена в странах - членах СЭВ, тыс. т
| Страны | 1965 | 1970 | 1972 |
| Болгария | - | 34,2 | 38,7 |
| Венгрия | - | 5,3 | 24,9 |
| Польша | - | 16,7 | 33,4 |
| Румыния | 7,8 | 65,9 | 84,7 |
| СССР | 57,0 | 267 | 307 |
| ЧССС | - | 29,2 | 30,3 |
Табл. 3.- Производство автопокрышек в странах членах СЭВ, тыс. штук
| Страны | 1965 | 1970 | 1972 |
| Болгария | 474 | 919 | 1220 |
| Венгрия | 921 | 1090 | 1037 |
| ГДР | 3750 | 4692 | 5191 |
| Польша | 2818 | 4495 | 4963 |
| Румыния | 1329 | 2508 | 3055 |
| СССР | 26434 | 34620 | 38752 |
| ЧССР | 2995 | 3933 | 5189 |
Широкое развитие производства продуктов Н. п. наблюдается в капиталистических (особенно в развитых) странах (см. табл. 4).
Развивающиеся страны - Индия, Ирак, Алжир и др.- придают большое значение созданию собственной Н. п. при осуществлении планов индустриализации, повышения уровня жизни населения и укрепления национальной независимости. СССР расширяет сотрудничество с этими странами и оказывает им техническую помощь в развитии Н. п.
Табл. 4.- Производство некоторых нефтехимических продуктов в капиталистических странах в 1970, млн. т
| Страны | Этилен | Пропилен | Бензол | Бутадиен |
| Bce капиталистические страны | 19,0 | 9,8 | 8,8 | 3,0 |
| Страны Западной Европы | 5,6 | 3,6 | 2,7 | 0,8 |
| США | 8,4 | 3,2 | 3,4 | 1,4 |
| Япония | 3,1 | 2,1 | 1,2 | 0,5 |
Лит.см. при ст. Нефтеперерабатывающая промышленность.
В. С. Федоров.
Нефтехимический синтез
Нефтехими'ческий си'нтез,получение химических продуктов на основе нефти и углеводородных газов синтетическим путём. Углеводороды нефти и газов природных горючих, газов нефтяных попутных, газов нефтепереработкислужат основным сырьём в производстве важнейших массовых синтетических продуктов: пластмасс, каучуков и волокон, азотных удобрений, поверхностно-активных и моющих веществ, пластификаторов; топлив, смазочных масел и присадок к ним, растворителей, экстрагентов и др. (см. Нефтепродукты ) .Все эти продукты широко применяются в различных отраслях народного хозяйства и в быту, с ними связано развитие многих новых областей техники (космонавтики, атомной энергетики и др.). В промышленно развитых странах Н. с. позволил создать крупную и быстро развивающуюся нефтехимическую промышленность.Углеводороды нефти и газов, являясь доступным, более технологичным и дешёвым сырьём, вытесняют остальные виды сырья (угли, сланцы, растительное, животное сырьё и пр.) почти во всех процессах органического синтеза (см. Основной органический синтез ) .
Н. с. базируется на успехах органической химии, катализа, физической химии, химической технологии и др. наук и связан с глубоким изучением состава нефтей и свойств их компонентов. В основе процессов переработки углеводородного сырья в целевые продукты лежат многочисленные реакции органической химии: пиролиз, окисление, алкилирование, дегидрирование и гидрирование, галогенирование, полимеризация, нитрование, сульфирование и др.; важнейшее значение среди них имеют каталитические реакции. В производстве продуктов Н. с. большое место занимает подготовка углеводородного сырья и получение первичных исходных углеводородов: предельных (парафиновых), непредельных (олефиновых, диеновых, ацетилена), ароматических и нафтеновых. Основная их часть превращается в функциональные производные с активными группами, содержащими кислород, азот, хлор, фтор, серу и др. элементы.
Предельные (алкановые) углеводородызанимают важное место по объёму использования в Н. с. Для производства различных химических продуктов потребляют низшие газообразные углеводороды (метан, этан, пропан, бутан, пентаны) и жидкие или твёрдые парафины (от C 6до C 40). Низшие парафиновые углеводороды выделяются из газов природных и попутных. Газы нефтяные попутные и получаемые при стабилизации нефти содержат предельные углеводороды C 2-C 5в количестве 83-97 объёмных %. Из них выделяют этан-пропановую фракцию, изобутан, н-бутан, пентан. Природный газ с содержанием 96-97% метана используется в качестве технического метана в основном для производства аммиака, ацетилена, метилового спирта,хлорпроизводных соединений, сероуглерода, синильной кислоты.Жидкие и твёрдые нормальные парафины C 6-C 40получают из продуктов переработки нефти (бензино-керосиновых, дизельных и масляных дистиллятов) кристаллизацией при охлаждении, карбамидной депарафинизацией (см. Депарафинизация нефтепродуктов ) и с помощью молекулярных сит,а также др. методами. Переработкой парафинового сырья обеспечивается всё возрастающая потребность Н. с. в непредельных углеводородах (олефинах, диенах, ацетилене). Основным методом производства олефинов (этилена, пропилена, бутиленов) является высокотемпературный пиролиз разнообразного сырья, начиная от этана и газового бензина до тяжёлых нефтяных фракций и сырой нефти. Олефины получаются также попутно в процессах нефтепереработки. Каталитическим дегидрированием (см. Гидрогенизация ) превращают бутан в бутадиен, а изопентан в изопрен - в основные мономеры для производства каучуков синтетических.
Большое промышленное значение имеют процессы конверсии парафиновых углеводородов в синтез-газ (смесь окиси углерода с водородом, см. Конверсия газов ) .Сырьём могут быть газы природные, попутные, нефтепереработки и любые нефтяные фракции. Из синтез-газа получают дешёвый водород,потребляемый в больших количествах для синтеза аммиака, гидроочистки нефтепродуктов, гидрокрекинга и др. процессов. Аммиак служит исходным продуктом для производства удобрений (аммиачной селитры, мочевины), синильной кислоты и др. Двухступенчатой конверсией метана производят также концентрированную углерода окись,используемую для многих процессов Н. с. Синтез-газ широко применяется в оксосинтезе, основанном на реакциях олефинов с окисью углерода и водородом. Из окиси углерода и водорода вырабатывается метанол - сырьё, из которого получают формальдегид,важнейший продукт для производства пластмасс, лаков, клеев и пр. материалов.
Применяя реакции окисления, галогенирования, нитрования, сульфирования и др., из парафинов производят разнообразные продукты. Путём прямого жидкофазного окисления воздухом лёгких фракций (пределы выкипания 30-90 °С) бензина прямой перегонки при 150-210 °С и 4 Мн/м 2(40 ам) в присутствии ацетата кобальта или марганца вырабатывают в больших количествах уксусную кислоту.Многотоннажным процессом является жидкофазное окисление воздухом твёрдых нормальных парафинов в высшие жирные кислоты (C 10-C 20). В промышленности реализовано производство высших спиртов окислением н-парафинов (C 10-C 20). Из них вырабатывают поверхностно-активные вещества,моющие вещества типа алкилсульфатов и пр.
В промышленных масштабах вырабатывают галогенопроизводные парафинов. Из метана получают метилхлорид, метиленхлорид, хлороформ, четырёххлористый углероди др. продукты. Метиленхлорид и четырёххлористый углерод являются хорошими растворителями. Хлороформ используют для синтеза тетрахлорэтилена, хлорфторпроизводных, ценного мономера тетрафторэтилена и прочих. Хлорированием этана производят гексахлорэтан и др. хлорпроизводные. Продукт хлорирования твёрдых парафинов хлорпарафин-40 (около 40% Cl) используется в качестве пластификатора, хлорпарафин-70 (около 70% Cl) - для пропитки бумаги и тканей повышенной огнестойкости. Продукты полного фторирования узких фракций керосина и газойля являются ценными смазочными веществами и гидравлическими жидкостями,обладающими высокой термической и химической стойкостью. Они могут работать продолжительное время при 250-300 °С в очень агрессивных средах. Фреоны - хлорфторпроизводные метана и этана - применяются в качестве хладоагентов в холодильных машинах. Нитрованием пропана и парафинов, кипящих выше 160-180 °С, азотной кислотой вырабатывают смесь нитропарафинов. Они используются как растворители и промежуточные продукты синтеза нитроспиртов, аминоспиртов, взрывчатых веществ.Сульфохлорированием и сульфоокислением керосиновых фракций C 12-C 20и н-парафинов получают поверхностно-активные вещества типа алкилсульфонатов.
Непредельные углеводороды. Благодаря высокой реакционной способности эти соединения широко используются в Н. с. Многие продукты синтезируются на основе олефинов, диеновых углеводородов и ацетилена.
Олефины. Первое место по масштабам промышленного потребления среди олефинов занимает этилен;во всё возрастающих количествах применяют пропилен и бутены. Из высших олефинов основное значение имеют a-олефины с прямой цепью, получаемые термическим крекингом твёрдого или мягкого парафина при температуре около 550 °С и каталитической олигомеризацией этилена с помощью алюминийорганических катализаторов. Полимеризацией олефинов получают высокомолекулярные продукты - полиэтилен, полипропилени др. полиолефины. Полиэтилен - самый массовый вид пластмасс. Его производство растет очень быстро, и он широко используется во всех отраслях промышленности. Быстро прогрессирует синтез винилхлорида окислительным хлорированием этилена или смеси этилена с ацетиленом. Винилхлорид широко используется для производства многих полимерных материалов. Из поливинилхлорида изготавливают плёнки, трубы и прочие.
Большое значение в Н. с. приобрели окись этилена и окись пропилена; из них синтезируют гликоли, поверхностно-активные вещества, этаноламины и др. Значительное количество этилена расходуется на алкилирование бензола для производства стирола, окисление в ацетальдегид и уксусную кислоту, для производства винилацетата и этилового спирта. Для получения спиртов, альдегидов и некоторых др. соединений используется оксосинтез. Хлорированием олефинов производят многие ценные растворители, инсектициды и др. вещества. Из высших олефинов синтезируют алкилсульфаты, присадки к нефтепродуктам.
Диены. Бутадиен-1,3 и 2-метил-бутадиен-1,3 (см. Изопрен ) являются основными мономерами в производстве синтетических каучуков. В промышленности бутадиен получается как побочный продукт пиролиза и дегидрированием бутана и бутиленовой фракции продуктов пиролиза нефтяного сырья на этилен. К перспективным методам производства изопрена относится дегидрирование изоамиленов, выделенных из лёгких крекинг-бензинов, и дегидрирование изопентана, содержащегося в попутных газах и получаемого изомеризацией н-пентана. Часть бутадиена расходуется на получение хлоропрена, циклододекатриена-1,5,9 - полупродукта в производстве полиамидных волокон.
Ацетилен. Большое количество ацетилена производится из метана и др. парафиновых углеводородов окислительным пиролизом, электрокрекингом и пиролизом различного нефтяного сырья в водородной плазме. Димеризацией ацетилена в присутствии однохлористой меди получают винилацетилен, используемый главным образом для производства хлоропрена (см. также Хлоропреновые каучуки ) .Из ацетилена получают также акрилонитрил, винилхлорид, ацетальдегид, но во всех этих случаях ацетилен постепенно вытесняется более дешёвыми этиленом и пропиленом.
Ароматические углеводороды. Бензол, толуол, ксилолы, три - и тетраметилбензолы, нафталин являются ценным сырьём для синтеза многих продуктов. Ароматические углеводороды образуются в процессах каталитического риформинга бензиновых и лигроиновых фракций. В значительных количествах эти соединения получаются попутно при пиролитическом производстве этилена. Бензол и нафталин получают также деалкилированием их алкилпроизводных в присутствии водорода. Для производства этим способом бензола используют алкилароматические углеводороды (толуол, ксилолы, высшие алкилпроизводные) и бензины пиролиза. Сырьём для получения нафталина являются тяжёлые фракции риформинга, газойля каталитического крекинга. Алкилированием бензола этиленом получают этилбензол, алкилированием пропиленом - изопропилбензол, превращаемые дигидрированием в ценнейшие мономеры для производства каучуков - стирол и a-метилстирол. Из изопропилбензола при окислении воздухом получают в больших количествах фенол и ацетон. На основе алкилароматических соединений синтезируют пластификаторы, смазочные масла и присадки к ним, поверхностно-активные вещества. Окислением ароматических углеводородов получают терефталевую кислоту, служащую для производства волокон (лавсана), малеиновый и фталевый ангидрид,ценные пластификаторы и компоненты термостойких пластмасс (полиимиды). В меньших масштабах используется хлорирование, нитрование и др. реакции. Из хлорфенолов и хлорнафталинов производят эффективные гербициды,растворители и изоляционные масла для трансформаторов. Бензилхлорид используется для синтеза ряда соединений, содержащих бензильную группу ( бензиловый спирт,его эфиры и прочие).
Нафтены.Из этих углеводородов только циклогексан приобрёл большое значение в Н. с. В небольших количествах циклогексан выделяется чёткой ректификацией бензиновых фракций нефти (содержащих 1-7% циклогексана и 1-5% метилциклопентана). Метилциклопентан превращают в циклогексан изомеризацией с хлористым алюминием. Промышленная потребность в циклогексане удовлетворяется в основном получением его гидрированием бензола в присутствии катализатора. Окислением циклогексана кислородом воздуха производят циклогексанон и адипиновую кислоту, которые используются в производстве полиамидных синтетических волокон (капрона и нейлона). Адипиновая кислота и др. дикарбоновые кислоты, получаемые при окислении циклогексана, используются для синтеза эфиров, применяемых в качестве смазочных масел и пластификаторов. Циклогексанон находит применение как растворитель, а также как заменитель камфоры.
Большое внимание уделяется развитию микробиологического синтеза на базе нефтяного сырья. Из парафиновых углеводородов получают белково-витаминные концентраты для питания животных.
Лит.:Наметкин С. С., Собр. трудов, 3 изд., т. 3, М., 1955; Новые нефтехимические процессы и перспективы развития нефтехимии, М., 1970; Новейшие достижения нефтехимии и нефтепереработки, пер. с англ., т. 9-10, М., 1970; Лебедев Н. Н., Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза, М., 1971; Черный И. Р., Производство мономеров и сырья для нефтехимического синтеза, М., 1973; Жермен Дж., Каталитические превращения углеводородов, пер. с англ., М., 1972; Суханов В. П., Каталитические процессы в нефтепереработке, 2 изд., М., 1973; Ситтиг М., Процессы окисления углеводородного сырья, пер. с англ., М., 1970; Вынту В., Технология нефтехимических производств. пер. с рум., М., 1968; Платэ А. Ф., Нефтехимия, М., 1967; Основы технологии и нефтехимического синтеза, под ред. А. И. Динцеса и Л. А. Потоловского, М., 1960.
Н. С. Наметкин, В. В. Панов.
«Нефтехимия»
«Нефтехи'мия»,научный журнал, орган Отделения общей и технической химии АН СССР. Издаётся в Москве с 1961. Выходит 6 раз в год. Публикует работы по различным вопросам нефтехимии: состав и свойства нефти; углеводороды, их реакции и превращения; переработка газов, дистиллятов и остаточных нефтепродуктов; нефтехимический синтез; синтез и физико-химические свойства синтетических масел и присадок к топливам и маслам. Тираж (1974) 1560 экз.
Нефтехранилище
Нефтехрани'лище,искусственный резервуар для хранения нефти или продуктов её переработки. По расположению различают Н. наземные, полуподземные и подземные; по материалам, из которых они изготовляются, - металлические, железобетонные, а также подземные (сооружаемые в толще отложений каменной соли). В СССР распространены наземные металлические полуподземные железобетонные.
Наземные Н. выполняют, как правило, металлическими (сварными). По форме бывают цилиндрические (вертикальные, горизонтальные), сферические и каплевидные.
Стальные вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления («атмосферного» типа) изготовляют с конусной кровлей, щитовой кровлей, сферическим покрытием. Резервуары с конусной кровлей изготовляются ёмкостью от 100 до 5000 м 3и предназначаются для хранения нефти и нефтепродуктов плотностью 0,9-1,0 т/м 3и внутренним давлением в газовом пространстве резервуаров 27