Источник: Журнал "НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА И НЕФТЕХИМИЯ" № 3 · 2025
Представлены результаты детализированного анализа производства тёмных нефтепродуктов в России за несколько лет. На основании разработанных для каждого НПЗ математических моделей получен прогноз производства этих продуктов до 2030 г. и обозначены основные проблемные вопросы. С учётом планируемого запуска установок коксования ожидается практически удвоение производства нефтяного кокса, при этом в оптимистическом ценовом сценарии производство битума стабилизируется на уровне до 8 млн тонн в год. Предложены меры по снижению рисков дорожной отрасли за счёт расширения сырьевых ресурсов для получения битумов.
Ключевые слова: нефтяной кокс, битум, установка замедленного коксования, УЗК, гудрон, нефтяные остатки.
На протяжении последних нескольких лет со стороны дорожно-строительных компаний и производителей битума неоднократно звучали опасения, что из-за углубления переработки нефти и модернизации российских НПЗ в перспективе нескольких лет возможен дефицит сырья для битумных установок. Так, по оценке «Газпромнефть-Битумные материалы» дисбаланс сырья для битумного производства может составить около 20% [1].
С одной стороны, необходимость глубокой и квалифицированной переработки нефти без получения низкокачественных и неэкологичных топлив типа топочного мазута ни у кого не вызывает сомнений — это очевидный этап развития нефтепереработки во всём мире, связанный с внедрением коксования, гидрокрекинга и других «безостаточных» процессов. При этом битумные вяжущие зачастую находятся в нижнем ценовом сегменте продуктового ассортимента НПЗ. Цена ординарных битумов (без добавок модификаторов), как правило, сопоставима с альтернативным продуктом — топочным мазутом и существенно ниже цены исходного сырья — нефти. В этой связи экономическая эффективность переработки гудрона с получением битума оказывается существенно ниже, чем, например, эффективность его использования в качестве сырья для установок замедленного коксования (УЗК).
С другой стороны, есть потребность дорожной отрасли в материалах для строительства и ремонта дорог, для удовлетворения которой битумные вяжущие являются практически незаменимой составляющей. Битумы — это продукты с высокой социальной составляющей. Дорожная отрасль является одной из системообразующих в стране, поскольку без развитой сети дорог в населённых пунктах и между ними в настоящее время невозможно осуществить нормальное функционирование экономики, товарооборот, обеспечивать людей необходимыми товарами повседневного спроса и т.д. Таким образом, вопрос поддержания оптимального баланса между модернизацией НПЗ с отказом от производства тёмных нефтепродуктов и обеспечением дорожной отрасли вяжущими материалами в полном объёме и с приемлемой стоимостью является актуальным в настоящее время. И этот вопрос должен решаться для каждого НПЗ с учётом его расположения, схемы переработки, набора технологических процессов, перерабатываемого сырья и других факторов.
Производство битума в России в последние годы стабилизировалось на уровне 7,7-8 млн т/год после нескольких лет активного роста, начиная с 2015 г. в среднем на 7% в год (табл. 1) [2].
При этом, как показал проведённый ранее анализ [3], за последние несколько лет доля производителей битума существенно изменилась (рис. 1).
Так, ряд крупных НПЗ в центральной части страны снизили выпуск битума, сократив свою долю на рынке на 2-6%. Происходило это, прежде всего, в период высоких цен на альтернативный продукт — экспортный мазут, когда битум на внутреннем рынке оказался существенно дешевле мазута. Вместе с тем значительно увеличилось производство битума на мини-НПЗ и малых предприятиях, особенно на юге России, у которых по всей видимости нет таких налаженных экспортных каналов отгрузки мазута.
Таким образом, текущее снижение производства битума на крупных НПЗ было в большей степени обусловлено экономическими факторами, чем развитием глубокой переработки.
Табл. 1. Статистика производства темных нефтепродуктов в РФ, млн тонн
При этом, как показал проведенный ранее анализ [3], за последние несколько лет доля производителей битума существенно изменилась (рис. 1).
Рис. 1. Изменение доли НПЗ в производстве битума в РФ [2]
Однако известен и другой пример. Пермский НПЗ прекратил производство битума с 2016 г. в связи с нехваткой сырья после запуска второй УЗК. Текущая мощность установок коксования на Пермском НПЗ составляет 3 млн т и на их загрузку направляется практически весь объём вырабатываемого на НПЗ гудрона, и даже поставляется дополнительный объём тяжёлого сырья с Нижегородского НПЗ. Это показательный пример, когда углубление переработки сказалось на ограничении производства битума. В этой связи актуально сделать прогноз распределения тяжёлого сырья на основных российских НПЗ, чтобы выявить возможные последствия их дальнейшей модернизации.
На основе фактических данных по производству нефтепродуктов и загрузки технологических процессов на основных российских НПЗ за период 2021-2024 гг. сотрудниками РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина и OMT-Консалт было проанализировано распределение тяжёлого нефтяного сырья (гудрона, асфальтита и других полуфабрикатных компонентов) между основными процессами переработки остатков и получения остаточных нефтепродуктов: установками коксования, висбрекинга, деасфальтизации, битумной, гидрокрекинга остатков, и непосредственно в качестве компонента смешения мазута. Для каждого из 32 анализируемых НПЗ была разработана математическая модель распределения нефтяных остатков для переработки, схематически представленная в общем виде на рис. 2. Одним из принципиальных аспектов данной модели было определение среднего выхода на каждом НПЗ остатка перегонки нефти — гудрона, объём которого оценивался на основе средних данных по качеству сырьевой нефти (плотности, содержания серы) с корректировкой на фактическую выработку остаточных топлив (мазута и т.д.). Пример анализа фактического распределения сырья за четыре года на одном из НПЗ представлен на рис. 3.
Рис. 2. Общий вид схемы переработки нефтяных остатков на НПЗ
Рис. 3. Пример распределения гудрона на Нижегородском НПЗ [2]
По набору технологических процессов анализируемые НПЗ были отнесены к следующим 3 категориям:
1. С действующими УЗК: ТАНЕКО, Пермский, Омский, Нижегородский, Уфанефтехим, Волгоградский, Тюменский, Новокуйбышевский, Ново-Уфимский, Ангарский, Комсомольский НПЗ.
2. С планируемым запуском УЗК до 2030 г: Орский, Ачинский, Московский, Ярославский, Сызранский, Афипский, Новошахтинский, Яйский НПЗ, в т.ч. без окончательного подтверждения (Киришский, Уфимский, Саратовский, Рязанский НПЗ).
3. Остальные НПЗ: Нефтехим-Салават, Туапсинский, Куйбышевский, Ухтинский, Хабаровский, Ильский, Марийский, Краснодарский НПЗ, а также Астраханский ГПЗ, мини-НПЗ и др.
В рамках данного исследования основной интерес представляют НПЗ из 2-й категории, особенно в части возможных ограничений по сырью для производства битума, а также снижения выработки остаточных топлив.
Суммарная мощность планируемых к запуску УЗК оценивается на уровне 15-24 млн т/год, соответственно с получением дополнительно 4- 6,5 млн т/год нефтяного кокса. С учётом качества сырья указанных НПЗ по большей части это будет сернистый кокс, имеющий невысокую ценность.
В настоящее время из порядка 5 млн т производимого кокса около 45% потребляется на внутреннем рынке — компаниями «РУСАЛ», «НЛМК», «ЭЛ 6», «Алтай-Кокс» и т.д., а остальные объёмы уходят на экспорт – преимущественно в Китай, а также в страны Ближнего Востока и Средней Азии (ОАЭ, Казахстан и др.).
В случае появления дополнительных 4-6 млн т нефтяного кокса наиболее вероятно, что эти объёмы также будут направлены в Китай, что может оказать давление на уровень экспортных цен, и, как следствие, привести к снижению экономической эффективности УЗК (действующих и новых).
В соответствии с планами модернизации, например, на Московском НПЗ заявлено строительство новой УЗК мощностью по сырью 2,4 млн т/год с получением около 600 тыс. т нефтяного кокса. В этом случае возможны два сценария в зависимости от экономической эффективности соответствующих процессов в период после запуска УЗК. В случае высокой эффективности получения битума НПЗ может продолжить его производство на текущем уровне (до 1,3 млн т), обеспечивая при этом максимальную загрузку УЗК, и с суммарным потреблением порядка 3,7 млн т/год гудрона (практически весь объём). В этом случае обеспечение установки висбрекинга сырьём остаётся под вопросом даже при условии повышенной загрузки НПЗ. Следует отметить возможность получения остаточных судовых топлив на основе дистиллятных компонентов, например, газойлей коксования, однако в рамках данного расчёта это не учитывалось.
В случае, если ценовые факторы будут благоприятствовать поддержанию загрузки висбрекинга, на Московском НПЗ возможна реализация промежуточного сценария — со снижением производства битума, и производством балансового количества мазута. Также эффективность висбрекинга зависит от «жёсткости» его режима. В случае поддержания низкой конверсии на установке, с преимущественным получением компонента топочного мазута, эффективность висбрекинга в обычных условиях будет невысока. Если же на установке осуществляется повышенный отбор светлых фракций (до 15-20%), это становится дополнительным стимулом для продолжения его загрузки и после запуска УЗК.
Аналогичным образом были получены прогнозы производства нефтепродуктов по всем основным российским НПЗ. Как можно отметить, в оптимистичном сценарии после запуска всех новых УЗК ожидается увеличение производства нефтяного кокса до 11,5 млн т (+6,5 млн т). При этом производство битума стабилизируется на уровне около 8 млн т/год. При условии запуска УЗК только из подтверждённого списка выработка кокса составит до 9 млн т/год (+4 млн т).
С учётом появляющихся ограничений по сырью на некоторых НПЗ в модели предложено поэтапное увеличение производства битума на основных крупных НПЗ в рамках имеющегося потенциала: Нижегородском — до 700 тыс. т, Омском — до 500 тыс. т, Ярославском — до 500 тыс. т, Рязанском — до 650 тыс. т. Вместе с тем прогнозируется существенное снижение производства остаточных нефтяных топлив с 48 до 25-34 млн т/год, что должно благоприятно отразиться на экологической обстановке и стимулировать перевод транспорта на более экологически чистые виды топлив. С учётом большей потребности в тяжёлом нефтяном сырье также появится необходимость в увеличении переработки нефти в России до 290-295 млн т.
Что касается обеспечения совместного производства битума и кокса, наиболее критичная ситуация возможна на НПЗ, приведённых в табл. 2 (сценарий максимального производства кокса и битума).
Табл. 2. Ограничения по производству продуктов после запуска УЗК
Обозначения: «±» – близко к текущему уровню, «-» – снижение производства, «0» – минимизация производства
Таким образом, на большинстве НПЗ после ввода в эксплуатацию новых УЗК останется технологический потенциал производства битума на текущем уровне, либо с незначительным снижением. Если обеспечение внутреннего рынка битумом будет приоритетным по цене, производство остаточных топлив (мазута) на этих НПЗ может быть либо минимизировано, либо практически полностью прекращено в связи с дефицитом компонентов. Если же экономическая эффективность производства мазута окажется выше (рост котировок на экспортный мазут HSFO), то минимизировано будет производство битума.
Вместе с тем результаты анализа показали, что в случае запуска всех указанных установок коксования, потенциал повышения выработки битума на российских НПЗ в объёме более 8 млн т/год практически отсутствует. При этом в соответствии с прогнозами Газпромнефть-Битумные материалы к 2030 г. в оптимистичном сценарии ожидается рост потребления битума до 8,5 млн т [3]. Для решения этой проблемы и гарантированного обеспечения дорожной отрасли вяжущими материалами видятся следующие направления:
• государственное стимулирование производства битумных вяжущих и ценовое регулирование на рынке нефтепродуктов во избежание ситуации с высоким приоритетом производства мазута и его отгрузок на экспорт;
• повышение объёмов хранения битума с целью его накопления на зимний период («несезон») [3];
• использование дополнительного ресурса полуфабрикатов НПЗ для расширения сырьевого пула производства битумных вяжущих (компоненты маслоблока, остатки нефтехимических производств, вторичные материалы и т.д.) [4, 5];
• вовлечение в переработку тяжёлых нефтей оптимального состава с преимущественным получением битума и других нестандартных продуктов [4, 6].
Проведённый анализ показал, что в рамках планируемой до 2030 г. модернизации российских НПЗ и внедрения процессов глубокой переработки нефти в целом в стране потенциал производства битумов останется на уровне 8 млн т/год. При этом будет наблюдаться почти двухкратное увеличение производства нефтяного кокса — с 5 до 9-11,5 млн т/год, и существенное снижение выпуска остаточных топлив — с 48 до 25-34 млн т. Вместе с тем дальнейшее увеличение производства битумов в соответствии с растущей потребностью дорожной отрасли даже в условиях оптимистичного ценового прогноза ограничено вследствие ожидаемого дефицита сырьевых компонентов на основных НПЗ. Для решения этой проблемы предлагается расширять ассортимент сырьевых компонентов для получения битумов, в том числе за счёт вовлечения в переработку специальных тяжёлых нефтей, а также повышать запасы хранения битума в зимний период.
Список литературных источников
1. Газпром нефть прогнозирует недостаток гудрона для получения битумов.18.09.19 https://rupec.ru/news/42200/
2. ОМТ-Консалт. Аналитический отчет «Анализ производства и отгрузок нефтяного кокса в РФ за 2015-2024 г. с прогнозом до 2030 г». – 2025 г. – 132 с. https://t.me/bitumomt/1530
3. Пискунов И.В., Саитов Р.И., Коньков Д.А. Анализ текущего состояния и тенденции рынка битумов в России // Нефтегазовая вертикаль. – 2024. – № 8-9. – С. 92-99.
4. Пискунов И.В., Рожков И.М., Харпаев А.В., Башкирцева Н.Ю. Основные тенденции в производстве и применении битумных материалов // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2021. - № 11. – С. 3-16
5. Сенчик М.А., Чеканов И.А., Родионов В.А. и др. Исследование влияния присадки на основе низкомолекулярных каучуков с резиновой крошкой на процесс окисления гудрона, проведенное с учетом адгезионных характеристик полученного битума // Мир нефтепродуктов. – 2024. – №7. – С. 48-51
6. Антонов С.А., Поздняков В.В., Кутеева С.Г. и др. Влияние отбора дистиллятных фракций из нафтено-ароматической нефти на качество окисленных дорожных битумов PG марок // Башкирский химический журнал. – 2023. – Т. 30 №2. С. 78-84.
[1] И.В. ПИСКУНОВ, канд. техн. наук, [1] В.М. КАПУСТИН д-р техн. наук, [2] Р.И. САИТОВ, [2] Д.А. КОНЬКОВ
[1] Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина [РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина], Москва;
[2] ООО «Консалтинговая компания «ОМТ-Консалт», Москва
