О дизельном топливе и об альтернативе ему

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Присадки к дизельным топливам

В настоящее время производство высококачественных дизельных топлив невозможно без добавки присадок различного функционального назначения, таких как депрессорные, цетаноповышающие, противоизносные, антидымные, моющие, антиокислительные, диспергирующие, ингибиторы коррозии и другие. Добавка пакета присадок позволяет получить топливо с улучшенными эксплуатационными и экологическими свойствами. При составлении пакетов присадок к дизельному топливу необходимо учитывать их совместимость, поскольку различные поверхностно-активные вещества могут отрицательно влиять на функциональные свойства друг друга, т.е. проявлять антагонистический эффект. [10]

Для обеспечения  требуемого цетанового числа в топлива  вводят присадки на основе алкилонитратов. Алкилнитраты при достаточно высокой эффективности характеризуются рядом серьезных недостатков. Они токсичны и коррозионно агрессивны, ухудшают цвет топлив при хранении. Поэтому не прекращается попытки создания промоторов воспламенения на  основе других соединений, из которых наибольшее внимание уделяют органическим пероксидам. Из органических пероксидов практический интерес представляют симметричные диалкил- и диарилпероксиды. Они наиболее устойчивы при хранении и нагревании, не разлагаются контакте с водой, олефинами и другими соединениями, которые могут присутствовать в товарных топливах.

Малосернистые дизельные топлива характеризуются  плохими смазочными свойствами и  поэтому должны обязательно содержать  противоизносные присадки. Отечественные, вырабатывающие топлива на экспорт  по требованиям европейской нормали   EN-590, добавляют в них пакет присадок, состоящий из промотора воспламенения и противоизносной присадки. Обе присадки  закупают по импорту.

В присутствии  пероксидов в сочетании с противоизносной  присадкой смазочные свойства топлива  улучшаются в большей степени, чем  в присутствии только противоизносной  присадки.

Пероксиды в качестве присадок к дизельным  топливам имеют ряд преимуществ  перед алкилнитратами. Они нетоксичны, менее взрывоопасны, не оказывают  отрицательного влияния на физико-химические характеристики топлива и хорошо совмещаются с присадками других типов. Основное препятствие – сравнительная  высокая стоимость. [11]

Авторами [12] был разработан состав много функциональной присадки, позволяющий в концентрации 0,02-0,05 % (масс.) улучшить качество дизельного топлива одновременно по шести показателям: Понизить температуру застывания и предельную температуру фильтруемости с получением зимнего топлива на базе летнего с умеренным климатом; обеспечить седиментационную устойчивость при отрицательных температурах окружающей среды; улучшить противоизносные свойства; повысить цетановое число; уменьшить дымность отработанных газов. Предложен безотходный, экологический безопасный процесс получения присадки. Для исследования в качестве ее компонентов были выбраны отечественные недефицитные продукты, которые могли улучшить показатели дизельного топлива:

• Низкомолекулярный сополимер этилена с пропиленом – депрессор;
• Скуцинимид – диспергирующий компонент;
• Алкилсульфонат кальция – противодымный компонент;
• 2-этилгексилнитрат – промотор воспламенения;
• Алкиламиды синтетических жирных кислот – компонент, улучшающий противоизносные свойства.

 

 

7. Современные перспективы в развитии производства дизельного топлива высокого качества

Для производства высококачественного дизельного топливо  совершенствуются методы глубокой переработки  нефти, процессы экстракции и  гидрооблагараживания. Новые разбатанные технологии внедрятся  в процесс работы отечественных  НПЗ.

Например, авторами [13] был получен компонент дизельного топлива многоступенчатой противоточной экстракцией N,N-метилформаммидом легкого газойля замедленного коксования и разработана принципиальной схемы установки экстракции.

Одним из факторов, отрицательно влияющих на экологические  свойства дизельных топлив, является содержание в них серы. При сгорании таких топлив образуются  высокотоксичные  оксиды серы. С 2009 года содержание серы в странах ЕЭС содержание серы в дизельном топливе устанавливается  на уровне 10 мг/кг, к 2010 весь дизельный  парк автомобилей будет переведен  на топливо с почти с нулевым  содержанием серы.

Возможность организации производства дизельного топлива, отвечающим самым современным  требованиям, на отечественных НПЗ  показала НК «Лукойл», введя в комплекс глубокой переработки нефти, способный  вырабатывать дизельное топливо  с содержанием серы 10 мг/кг.

Производство  малосернистых дизельных топлив, приведет к необходимости улучшения  противоизносных свойств, так как  многие соединения серы, удаляемые  при гидроочистке, обеспечивают необходимые  смазывающие свойства.

Актуальность  проблемы разработки противоизносных  присадок для малосернистых дизельных  топлив определяется также и тем, что  в отечественных условиях внедрение различных присадок для  моторных топлив занимает достаточно длительный период.

В 2002 г. НК «Роснефть» приняла решение о  строительстве комплекса глубокой переработки нефти в ОАО «Комсомольский НПЗ», в том числе установка глубокой гидроочистки дизельного топлива. Введенная установка обеспечивает требуемое его качество с широкой перспективой дальнейшего улучшения. [14]

Степень обессеривания дизельных фракций  в значительной мере зависит от фракционного состава, поскольку он определяет содержание и групповой состав соединений серы.

В ОАО  «Новокуйбышевский НПЗ» основным компонентом  сырья установки гидроочистки является прямогонная фракция дизельного топлива с установок АВТ.  Процесс  проводится в присутствии алюмоникельмолибденового катализатора НКЮ-220. Технология его  синтеза была отработана в промышленном масштабе на Новокуйбышевском заводе производства катализаторов.[15]

Авторами [16] была предложена экологически чистая, основанная на принципиально новых решениях (защищены патентами Украины) технология извлечения из дизельного топлива соединений серы. Создание предлагаемой технологии стало возможно благодарф разработанному авторами мембранному материалу, обладающему избирательной поглощающей способности к определенным органическим веществам.

Авторами [17] был описан метод доочитки гидрочищенного дизельного топлива от серы в две стадии. На первой окисление соединений серы, оставшихся в гидрогенизате, пероксидом водорода до сульфонов происходит в пенно-эмульсионном режиме в присутствии кислот, на второй сульфоны извлекаются из оксидата адсорбцией силикагелем. Однако используемые в качестве катализатора кислоты вызывают коррозию оборудования, борьба с которой требует дополнительных затрат, что затрудняет промышленное внедрение процесса. Для исключения из технологии кислот и отработанного адсорбента было исследовано окисление соединений серы в гидрогенизате пероксидом водорода до сульфонов в пенно-эмульсионном режиме в присутствии соединений металлов с последующим каталитическим разложением сульфонов на сернистый ангидрид и углевород.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вторая половина XX в. характеризуется резким увеличением в мировой добыче нефти доли стран Ближнего Востока и Латинской Америки. Большая часть добываемых в этих странах нефтей относится к типу тяжелых, сернистых и высокосернистых. Более 80 % доказанных мировых запасов нефти относится к тяжелому типу нефтей, характеризующихся высокой плотностью и большим содержанием асфальтенов, металлов (V, Ni) и серы. Вследствие этого в мировом балансе добываемых нефтей наблюдается непрерывное и весьма заметное увеличение удельного веса данного типа нефтей. Аналогичная тенденция имеет место и в балансе добываемых нефтей в России.

Развитие  техники, особенно транспортных средств, основанных на использовании реактивных и дизельных двигателей, значительно увеличило потребление средних прямогонных нефтяных фракций (200– 350°С).

Несмотря на то, что дизельное  топливо имеет и серьезные  недостатки, оно все равно остается весомым аргументом в современной  топливной энергетике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. А.А.Гуреев, И.Г.Фукс, В.Л.Лашхи. Химмотология. Изд. «Химия» -М:1986 г, 368 с.;
2. Е. В. Бойко. Химия нефти и топлив. Учебное пособие. Ульяновск 2007, 60 с.;
3. Ч.3 Черножуков Н.И. Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов.
4. Современные требования, предъявляемые к качеству дизельного топлива в России. Научно-технический журнал «Технологии нефти и газа»/ РГУ имени нефти и газа Губкина/  №5(46), 2006, стр.24;
5. В.Г.Рассадин, О.В.Дуров, Г.Г.Васильев, Н.Г.Гаврилов, О.Ю.Шлыгин, И.М.Лихтерова. Российские экологически чистые дизельные топлива европейского уровня качества. /ХТТМ /№1, 2007, стр. 3;
6. В.П.Баженов. – ИнфоТЭК: статистика, документы, факты. / №11, 2002, стр.83-90;
7. Сравнение жидких биотоплив с нефтяными топливами по физико-химическим характеристикам. К.Е.Панкин, Ю.В.Иванова, Р.И.Кузьмина, С.Н.Штыков. Саратовский государственный университет имени Н.Г.Чернышевского. /ХТТМ/ №1, 2011, стр. 8;
8. Сравнение жидких биотоплив с нефтяными топливами по эксплуатационным характеристикам. К.Е.Панкин, Ю.В.Иванова, Р.И.Кузьмина, С.Н.Штыков. Саратовский государственный университет имени Н.Г.Чернышевского. /ХТТМ/ №2, 2011, стр. 3;
9. Сравнение жидких биотоплив с нефтяными топливами по экологическим  характеристикам. К.Е.Панкин, Ю.В.Иванова, Р.И.Кузьмина, С.Н.Штыков. Саратовский государственный университет имени Н.Г.Чернышевского. /ХТТМ/ №3, 2011, стр. 3;
10.    Митусова Т.Н., Полина Е.В., Калинина М.В., Сафонова Е.Е., Ахтырская В.С. Присадки к дизельным топливам. /ХТТМ/№5, 2005, стр. 5;
11. А.М.Данилов, Т.Н.Митусова, В.А.Ковалев, А.Н.Чурзин. Органические пероксиды – цетоноповышающие присадки к дизельным опливам. /ХТТМ / №6, 2003. 22 стр.
12. И.Н.Гришина, С.Т.Башкатова, Луис Эррера, И.М.Колесников. Многофункциональная присадка к дизельным топливам. /ХТТМ/ №3, 2007. Стр. 25.
13. А.А.Гайле, В.Н.Чистяков, Л.Л.Колдобская, В.В.Колесов. Санкт-Петербургский ГТИ. Получение компонента дизельного таоплива многоступенчатой экстракционной очисткой легкого газойля замедленного коксования.
14. В.В. Нападовский, В.В. Ежов, К.В. Балашов, Ю.Н. Лебедев, А.С. Левандовский, В.В. Мелехин, В.Г. Зайцев. Установка глубокого гидрооблагораживания дизельного топлива. /ХХТМ/ №5., 2006. Стр 13.
15. А.Г.Олтырев, В.В.Самсонов, В.Г.Власов, С.В.Шураева. Гидрообессиривание прямогонных и вторичных дизельных топлив. /ХТТМ/ №6, 2004. Стр 43.
16. И.А.Буртная, А.И.Гагулашвили, О.О.Гачечиладже, Л.И.Ружинская, И.А. Хананашвили, Н.В. Шафаренко.  Киевский политехнический университет. /ХТТМ/ №5, 2008. Стр. 3
17. А.Х.Шарипов, В.Р.Нигматулин. Доочистка дизельного топлива от соединений серы после гидроочистки. /ХТТМ/ №4, 2005. Стр. 42.