Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов различной молекулярной массы, включающую алканы, циклоалканы, ареновые соединения, а также малые количества серосодержащих, азотсодержащих и кислородсодержащих соединений. Основными компонентами являются парафиновые (нормальные и изопарафиновые), нафтеновые (циклоалкановые) и ароматические углеводороды.
Химическая структура нефти определяет её поведение при термическом разложении и каталитических процессах, что критично для выделения основных петрохимических сырьевых потоков. Лёгкие фракции нефти, такие как бензин и керосин, содержат преимущественно углеводороды С5–С12 и используются как исходные материалы для синтеза этилена, пропилена и ароматических соединений.
Процесс разделения нефти осуществляется преимущественно методом фракционной перегонки, что позволяет получить сырьё с различными физико-химическими свойствами:
Крекинг — процесс разложения тяжёлых углеводородов с образованием легких олефинов (этилен, пропилен, бутадиен), которые являются фундаментом для полиолефиновой промышленности. Каталитический крекинг обеспечивает более высокую селективность, позволяет контролировать распределение продуктов и уменьшать образование нежелательных смолистых соединений.
Каталитический риформинг лёгких нафтеновых и парафиновых фракций бензина приводит к образованию ароматических углеводородов (бензол, толуол, ксилол). Эти соединения являются ключевыми промежуточными продуктами для синтеза пластмасс, растворителей, нитросоединений.
Пиролиз применяется для переработки тяжёлых фракций и природного газа, в результате чего образуются этилен, пропилен, ацетилен. Эти продукты являются основой для производства полиэтилена, полипропилена, ПВХ и синтетических каучуков. Процесс пиролиза требует высокой температуры (700–900 °C) и контролируемого времени пребывания углеводородов в реакторе для минимизации побочных реакций.
Природный газ и лёгкие газовые фракции нефти (С1–С4) содержат метан, этан, пропан и бутан. Они используются в производстве этилена и пропилена через крекинг, а также для синтеза аммиака, метанола и других химических продуктов. Особое значение имеет извлечение этана и пропана из попутного газа, что обеспечивает стабильность сырьевой базы для полиолефиновых производств.
Каждая фракция нефти служит исходным сырьём для специфических петрохимических цепочек:
Эффективное использование всех фракций нефти позволяет обеспечить максимальную конверсию углеводородов в ценные химические продукты и минимизировать отходы. Современные заводы петрохимии интегрируют процессы перегонки, крекинга и риформинга в единую технологическую цепочку, что повышает экономическую и экологическую эффективность производства.
Контроль состава нефти, правильный выбор методов перегонки и глубина переработки каждой фракции напрямую определяют качество и количество конечной продукции петрохимии. Развитие технологий каталитического крекинга, пиролиза и риформинга остаётся ключевым фактором повышения конкурентоспособности нефтехимических предприятий и рационального использования природного сырья.