Фракции нефти на НПЗ: получение, свойства и применение

Первичная переработка нефти на НПЗ обеспечивает четкое разделение исходного сырья на фракции по температурам кипения.

Каждая полученная фракция — от легкого углеводородного газа до гудрона — проходит очистку и вторичный крекинг для превращения в товарные продукты.

Точный учет физико-химических свойств дистиллятов позволяет заводу выстраивать эффективные схемы производства топлива, масел и химического сырья.

---

Крупнейший НПЗ в мире находится в городе Джамнагар (Jamnagar Refinery), Индия. Комплекс перерабатывает свыше 1,24 млн баррелей в сутки (более 60 млн тонн в год), закрывая около 1,5% всей мировой нефтепереработки. Это гигантский технологический хаб с десятками установок, выпускающий полный спектр коммерческого топлива и химического сырья.

Крупнейший НПЗ в США, в свою очередь, находится в городе Мотива (Motiva Refinery), Порт-Артур, Техас. Его мощность составляет около 640–656 тыс. баррелей в сутки, что делает его крупнейшим объектом нефтепереработки в Северной Америке. Завод способен эффективно перерабатывать как легкие, так и тяжелые сернистые сорта нефти.

Крупнейший НПЗ в РФ же – Омский НПЗ (ОНПЗ), Омск. Самый мощный НПЗ в России с объемом переработки свыше 21–22 млн тонн нефти в год (почти 430 тыс. баррелей в сутки). После глубокой модернизации за счет современного комплекса глубина переработки на заводе достигла рекордных 97–99%, предприятие обеспечивает каждый восьмой литр бензина в стране. Омский НПЗ после удара дронов 6 июля 2026 года продолжает восстановительные работы; масштабы повреждений официально полностью не раскрыты.

Технологическая матрица нефтяных фракций

Процесс термического разделения сырой нефти на атмосферно-вакуумных трубчатых установках (АВТ) происходит ступенчато в ректификационных колоннах. Технологическая цепочка получения фракций включает следующие последовательные этапы:

1. Обессоливание и обезвоживание сырой нефти на электродегидраторах.

2. Атмосферная перегонка с отбором светлых нефтепродуктов и получением мазутного остатка.

3. Вакуумная перегонка мазута с выделением газойлевых дистиллятов и гудрона.

4. Вторичная переработка полученных погонов на установках гидроочистки, риформинга и крекинга.

Для оценки углеводородного состава и назначения получаемых погонов технологи используют нормативно-техническую сетку фракционирования.

Ниже в таблице приведена физико-химическая характеристика основных фракций нефти, выделяемых на НПЗ.

Название фракции	Интервал кипения	Молекулярный состав	Ключевые продукты и сферы применения
Углеводородный газ	До 40°C	C1–C4	Сжиженные газы (СУГ), бытовое топливо, сырье для нефтехимии
Бензиновая фракция (нафта)	30–180°C	C5–C10	Товарные автомобильные бензины, сырье пиролиза и риформинга
Керосиновая фракция	140–280°C	C10–C15	Авиационное топливо (ТС-1, РТ, Jet A-1), растворители
Дизельная фракция	180–360°C	C12–C20	Дизельные топлива стандартов Евро-5 и Евро-6, судовое топливо
Вакуумный газойль	350–500°C	C20–C30	Сырье для установок каталитического крекинга и гидрокрекинга
Масляные фракции	350–500°C	C20–C40	Базовые минеральные масла для моторных и индустриальных смазок
Гудрон	Более 500°C	C40+	Дорожные и строительные битумы, нефтяной кокс, остаточное топливо

Сжиженный углеводородный газ (СУГ)

Углеводородная газовая фракция выкипает при температуре до 40 °C и состоит из смеси метана, этана, пропана и бутана. Этот погон отделяется в верхней части атмосферной ректификационной колонны, после чего направляется на фракционирующую установку (ГФУ) для разделения на индивидуальные компоненты. Легкие сухие газы (метан и этан) частично сжигаются в технологических печах НПЗ для обеспечения производства собственным теплом, а пропан-бутановый отгон подвергается компримированию и сжижению.

Сжиженные углеводородные газы служат ценным сырьем для установок дегидрирования, где из них получают пропилен и бутилен, необходимые для полимеризации и выпуска пластиков. В коммерческом секторе СУГ применяется в качестве альтернативного газового топлива для автомобилей (автогаз), а также поставляется в баллонах для коммунально-бытового водоснабжения и отопления. Выделение из этой фракции изобутана позволяет производить высокооктановые компоненты бензина методом алкилирования.

Бензиновая фракция (нафта)

Бензиновый погон отбирается в температурном интервале от 30 до 180 °C и содержит низкокипящие углеводороды с числом атомов углерода от C5 до C10. В зависимости от требований технологической схемы прямогонный бензин разделяют на легкую (30–85 °C) и тяжелую (85–180 °C) нафту. Прямогонный бензин имеет крайне низкое октановое число (около 50–60 пунктов по исследовательскому методу), поэтому в чистом виде не может использоваться в современных двигателях внутреннего сгорания.

Легкая нафта направляется на установки изомеризации для трансформации парафинов нормального строения в изопарафины, что повышает октановое число до 85–90 пунктов. Тяжелая нафта служит сырьем для каталитического риформинга, где превращается в высокооктановый ароматизированный компонент (риформат). В нефтехимической промышленности бензиновая фракция используется в качестве главного сырья пиролиза для получения этилена, пропилена и бензола.

В СНГ маркировка бензина идет по исследовательскому октановому числу (RON / ИОЧ): АИ-92, АИ-95, АИ-98, АИ-100.

В США используется индекс AKI (Anti-Knock Index) или формула $(RON + MON) / 2$, где MON — моторное октановое число, измеренное при более жестких нагрузках.

Разница между RON и AKI составляет примерно 4–5 единиц.

АИ-92 (США: Regular Gasoline / AKI 87)

• Как получают: Базой служит бензин каталитического крекинга (до 50–60%), разбавленный прямогонными фракциями, изомеризатом и небольшим количеством риформата.

• Соответствие в США: Regular (87 AKI). Содержит минимальное количество оксигенатов и высокооктановых добавленных компонентов.

АИ-95 (США: Midgrade AKI 89 / Premium AKI 91)

• Как получают: Увеличивается доля риформата и изомеризата, добавляется до 5–10% алкилата и высокооктановые эфиры (МТБЭ до 5–7%).

• Соответствие в США:

  • Midgrade / Plus (89 AKI) — промежуточный вариант между АИ-92 и АИ-95 (часто смешивается прямо на АЗС из колонок Regular и Premium).

  • Premium (91 AKI) — прямой аналог европейского и российского АИ-95 в штатах с жарким климатом или высокими экологическими требованиями (например, Калифорния).

АИ-98 (США: Premium / Super Premium AKI 93)

• Как получают: Базой выступают риформат высокой жесткости и алкилат (до 25–30%), а также до 10–15% эфирных добавок (МТБЭ). Олефиновые бензины каткрекинга практически исключаются для снижения нагарообразования.

• Соответствие в США: Super Premium / V-Power / Ultimate (93 AKI). Стандартное высокооктановое топливо на АЗС большинства штатов для турбированных и высокофорсированных моторов.

АИ-100 (США: Ultra Premium 94 AKI / Race Fuel / E85)

• Как получают: Рецептура включает максимум алкилата (до 40–50%), чистый изомеризат, жесткий риформат и максимальную разрешенную концентрацию оксигенатов (МТБЭ/ЭТБЭ до 15%). Топливо обладает минимальным содержанием смол и высокой детонационной стойкостью.

• Соответствие в США:

  • Ultra Premium (94 AKI) — редкие коммерческие колонки (например, Sunoco Ultra 94).

  • E85 (Flex Fuel) — смесь 85% этанола и 15% бензина. За счет высокой теплоты испарения спирта и его октана (около 105–108 RON) обеспечивает эквивалентную или превосходящую детонационную стойкость для тюнингованных авто.

  • 100+ Street/Race Fuel — специализированное гоночное топливо (Sunoco 260 GT, VP Racing), продаваемое на треках или в канистрах.

Сводная матрица рецептуры и эквивалентов^

Марка (СНГ)	Индекс RON	Аналог в США (AKI)	Ключевые компоненты рецептуры НПЗ
АИ-92	92	Regular (87 AKI)	Бензин каткрекинга + изомеризат + небольшая доля риформата
АИ-95	95	Midgrade (89) / Premium (91)	Риформат + изомеризат + бензин каткрекинга + МТБЭ (до 7%)
АИ-98	98	Super Premium (93 AKI)	Риформат + алкилат + изомеризат + МТБЭ (до 10–12%)
АИ-100	100+	Race Fuel (94+ AKI) / E85	Высокая доля алкилата + изомеризат + риформат + МТБЭ/ЭТБЭ (до 15%)

Керосиновая фракция

Керосиновый дистиллят выкипает в пределах 140–280 °C и представлен углеводородами C10–C15 с высокой плотностью энергии и оптимальной вязкостью. Главное требование к керосину — высочайшая химическая стабильность, низкая температура застывания и отсутствие меркаптановой серы. На НПЗ прямогонный керосин проходит обязательный процесс гидроочистки или демеркаптанизации для удаления серосодержащих соединений и снижения коррозионной активности.

Основным направлением использования керосиновой фракции является производство реактивного топлива для гражданской и военной авиации (марки ТС-1, РТ и Jet A-1). Также дистиллят применяют в качестве осветительного керосина, дефальсифицирующего растворителя в лакокрасочной промышленности и технической жидкости для промывки деталей. В зимний период керосиновую фракцию в строго дозированных пропорциях компаундируют в дизельное топливо для снижения предельной температуры фильтруемости.

Дизельная (газойлевая) фракция

Дизельный погон отбирается в температурном диапазоне от 180 до 360 °C и включает углеводородные цепочки C12–C20. Напрямую из атмосферной колонны дизельная фракция содержит от 0,2 до 1,5% серы, что делает ее непригодной для заправки современной техники без глубокой очистки. На НПЗ прямогонное дизельное топливо смешивают с газойлями вторичных процессов и отправляют на установки гидрообессеривания, где под давлением водорода содержание серы снижается до экологического стандарта Евро-5 (не более 10 ppm).

Главным показателем качества дизельной фракции выступает цетановое число, определяющее воспламеняемость топлива в цилиндрах дизельного двигателя. При компаундировании товарных топлив технологи регулируют смазывающую способность, фракционный состав и температуру помутнения. Ниже приведено распределение сфер применения дизельной фракции в промышленности:

• Заправка автомобильного коммерческого и легкового транспорта, оснащенного дизельными двигателями.

• Обеспечение топливом железнодорожных локомотивов, маневровых тепловозов и морских судов.

• Использование в качестве топлива для стационарных дизель-генераторов и тяжелой строительной техники.

Мазутная фракция

Мазут представляет собой остаток атмосферной перегонки нефти, выкипающий при температуре выше 350–360 °C. Он состоит из смеси высокомолекулярных смол, асфальтенов, полициклических ароматических углеводородов и тяжелых металлов (ванадия, никеля). Из-за высокой вязкости и плотности прямогонный мазут требует постоянного подогрева при транспортировке и хранении, а его химический состав напрямую зависит от качества перерабатываемой сырой нефти.

В классических схемах НПЗ мазут служит сырьем для установок вакуумной перегонки, где из него извлекают ценные масляные и газойлевые фракции. Коммерческий топочный мазут применяют в качестве котельного топлива для ТЭЦ, промышленных печей и судовых энергетических установок. На НПЗ с глубокой переработкой мазут подвергают термическому крекингу или висбрекингу для снижения вязкости и получения дополнительных объемов светлых нефтепродуктов.

Вакуумный газойль

Вакуумный газойль отбирается из мазута в вакуумной ректификационной колонне в интервале температур 350–500 °C. Снижение давления в колонне позволяет испарять тяжелые углеводороды без их термического разложения и коксования. Погон представляет собой густую маслянистую жидкость темно-янтарного или коричневого цвета с высокой концентрацией гетероатомных соединений.

Вакуумный газойль является главным сырьевым компонентом для установок каталитического крекинга и гидрокрекинга. В процессе каталитического крекинга из вакуумного газойля получают высокооктановый компонент бензина и легкий газойль, а на гидрокрекинге под высоким давлением водорода продукт превращается в высококачественное керосиновое и дизельное топливо с нулевым содержанием серы.

Масляные фракции

При переработке специальных беспарафинистых или малосернистых нефтей из вакуумной колонны отбирают узкие масляные дистилляты, выкипающие в диапазоне 350–500 °C. Эти погоны подвергаются многостадийной физико-химической очистке, включая селективную очистку фенолом или фурфуролом, депарафинизацию растворителями и гидрофинишинг.

Очищенные масляные фракции образуют базу для приготовления широкого спектра товарных смазочных материалов. Путем смешения базовых масел с многофункциональными пакетами присадок на заводе получают моторные, трансмиссионные, гидравлические, компрессорные и трансформаторные масла. Базовые минеральные масла обладают высокой смазывающей способностью и защищают трущиеся узлы механизмов от износа.

Гудронная фракция

Гудрон является остатком вакуумной перегонки мазута и выкипает при температуре выше 500 °C.

Это черная вязкая или твердая масса, в которой сконцентрированы самые тяжелые компоненты нефти: асфальтены, смолы, высокомолекулярные парафины и органометаллические комплексы. Выход гудрона зависит от плотности исходной нефти и глубины вакуумирования в колонне.

Гудрон выступает сырьем для производства нефтяных битумов на битумно-окислительных установках путем продувки воздухом. На НПЗ с высокой глубиной переработки гудрон направляют на установки замедленного коксования (УЗК) или деасфальтизацию растворителями для извлечения деасфальтизата, который затем перерабатывается в моторные топлива.

Нефтяной кокс и битумы

Нефтяной кокс и битумы — это конечные продукты глубокой вторичной переработки тяжелых остатков (гудрона и крекинг-остатков).

Битумы формируются за счет окисления полициклических ароматических углеводородов и асфальтенов, а кокс образуется в процессах глубокого термического уплотнения углеродного скелета при температурах свыше 450–500 °C.

Дорожные, кровельные и строительные битумы широко используются в инфраструктурном строительстве для создания асфальтобетонных покрытий и гидроизоляционных материалов. Нефтяной кокс благодаря низкому содержанию золы применяется в цветной и черной металлургии для изготовления анодной массы при выплавке алюминия, а также в качестве графитированных электродов в дуговых сталеплавильных печах.