CC BY
102
УДК 665.75:665.7.03
Д. З. Валиев, А. Ф. Кемалов, Р. А. Кемалов ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ ПРОГРЕССИВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПРОИЗВОДСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ
Ключевые слова: дизельное топливо, депрессорно-диспергирующая присадка, температура застывания,
предельная температура фильтруемости.
Реальные потребности российских автомобилистов в зимнем ДТ удовлетворяется лишь на 30%. Из всех существующих способов улучшения низкотемпературных свойств топлив и получения зимних сортов дизельных топлив наиболее экономичным является добавка к топливу депрессорных присадок, обеспечивающих необходимое улучшение низкотемпературных свойств топлив и расширение ресурсов их зимних сортов.
Keywords: diesel fuel, depressant-dispersant additives, pour point, filterability temperature limit.
The real needs of motorists in the Russian winter DT satisfied only by 30%.0f all the ways of improving low temperature properties of fuels and obtaining winter grades of diesel fuels, the most cost effective is the addition of depressant additives which provides the required improvement in the low-temperature properties offuels and increase in the rational use of resources for the winter grades offuels.
В соответствии с полным объемом проводимых научно-практических изысканий в области инноваций науки, производства, образования и бизнеса реализован интегрированный современный подход.
Прогрессивный технологический комплекс - высокотехнологичный системный подход в технологиях переработки и облагораживания нефтяных топлив, который создан с целью синтеза пакета высокоселективных депрессорно-диспергирующих присадок (ДДП) для производства современных нефтяных топлив, интегрированный современным пакетом программ проектирования CADWorx P&ID, включающий в себя новейшие технологические приемы (роторно-пульсационные, в том числе акустические аппараты, где протекает создание ультрадисперсных ДДП и модифицированных ими нефтяных топлив, а также эффективные методы контроля качества производимой продукции с помощью математического описания динамических, многомасштабных и многокомпонентных нефтяных систем, используя современную спектроскопию, разработанных на их основе экспресс методов определения структурного и группового химического состава нефтяных топлив и н-парафинов, методов определения низкотемпературных (температуры застывания, предельной температуры фильтруемости, термодинамических, реологических свойств топлив, определения их дисперсности.
Широкое промышленное внедрение «Прогрессивного технологического комплекса» -обеспечит быстрый и непрерывный прогресс в ближайшем будущем, особенно при интегрировании существующей нормативной базы для нефтяных топлив в Российской Федерации со своими европейскими и западными аналогами, позволит коренным образом пересмотреть экологическую и энергетическую безопасность как регионов в частности, так и РФ в целом.
В связи с этим эффективным решением в сложившейся ситуации является:
1. Системно-технологический синтез объемных нанокристаллических материалов -ДДП в процессах облагораживания нефтей и нефтяных топлив, обладающих моющей, антиокислительной, ингибирующей, противоизносной, противозадирной, дезактивирующей, загущающей характеристиками с улучшенным комплексом свойств, регламентируемых современными российскими, европейскими и западными стандартами качества ISO, ASTM, DIN и т.п. на базе основных принципов физико-химической механики нефтяных дисперсных систем (НДС), обладающие высокими структурообразующей способностями за счет
кластерного эффекта при физико-химическом взаимодействии компонентов;
Проведение системно-технологического анализа процессов синтеза ОНКМ
представляет наибольший интерес для практической реализации задач материаловедения в производстве ультрадисперсных наносистем - ДДП, где остро обозначилась проблема внедрения разработок в производство, выбора технологии и методологии технологической подготовки производства, в частности проектирования технологии изготовления таких материалов.
2. Разработка принципиально новых аппаратов и устройств для производства ДД11 при получении нефтяных топлив с характеристиками, превосходящими их современный уровень, что весьма важно для интенсивного развития многих областей техники и технологии, охраны окружающей среды, обороны и т.д.
3. С помощью математического описания динамических многокомпонентных НДС
разработаны принципиально новые экспресс-методы контроля качества с использованием малогабаритного импульсного ЯМР-релаксометра. Новые бесконтактные экспресс-методы определения физико-химических, термодинамических, реологических свойств
композиционных топлив с использованием малогабаритных импульсных ЯМР-релаксометров.
Дизельное топливо (ДТ) - продукт повсеместного и масштабного спроса,
бесперебойное обеспечение которым создает нормальные условия для жизни населения и развития общества, социально-экономической и военно-политической стабильности государства. В силу этого дизельное топливо играет важную роль в ресурсном обеспечении экономики России. Дизельное топливо, так же как автомобильный бензин, является товаром и для оптовой торговли на рынке продукции производственно-технического назначения, и на рынке потребительских товаров (розничной торговли) [1].
Основными потребителями дизельного топлива являются транспорт и сельское хозяйство (27 и 25% соответственно). В промышленности потребляется 23%, в строительстве
- 8% (рис. 1). Прочие отрасли экономики, включая Минобороны и МЧС, потребляют 17% общероссийского объема.
Рис. 2 - Структура производства ДТ в России
В России производят и потребляют в основном летнее ДТ (85%) (рис. 2), зимнего дизтоплива производится в 6 раз меньше (14%), арктического - еще меньше (1%). Наиболее крупное производство ДТ (в порядке убывания) - в РБ, Самарской, Омской, Ленинградской и Ярославской областях.
Качество производимого в России дизельного топлива отстает от европейских стандартов. В октябре 2005 г. принят ГОСТ Р 52368-2005 «Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия», за основу которого взят стандарт Euro 4, но в основном отечественная нефтеперерабатывающая промышленность вырабатывает ДТ трех марок в соответствии с ГОСТ 305-82: летнее (Л), применяемое при температуре окружающего воздуха выше 0°С;
Рис. 1 - Структура потребления ДТ по отраслям экономики России
зимнее (З), применяемое при температуре до -30°С; арктическое (А), температура применения которого до -50°С.
Многие отечественные нефтеперерабатывающие заводы реализуют программы по переоснащению своего производства для выпуска ДТ с низким содержанием серы (соответствующего Euro 3 и Euro 4), предназначенного на экспорт. Так, в 2004 г. на Пермском заводе «Лукойл-ПНОС» введен в действие комплекс по выпуску малосернистого ДТ, отвечающего стандарту Euro 3. Комплекс дает возможность все ДТ, произведенное на других установках, доводить до стандарта Euro 4. На ОАО «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез» в ноябре 2005 г. введен комплекс гидрокрекинга проектной мощностью 2,14 млн. т в год, выход которого на полную загрузку позволит дополнительно производить в год 500 тыс. т ДТ уровня Euro 4. В декабре 2005 г. на ЗАО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания» введена установка гидроочистки.
Производство зимних сортов дизельных топлив (ДТ) весьма актуально для нашей страны с ее развивающимися северными и северо-восточными районами. Реальные потребности российских автомобилистов в зимнем ДТ удовлетворяется лишь на 30%. Проблема усугубляется тем, что большинство нефтей, добываемых в стране, являются парафинистыми нефтями, т. е. содержащими значительное количество алканов нормального или малоразветвлённого строения.
Использование депрессорно-диспергирующих присадок (ДДП) в количестве до 0,05% обеспечивает рациональное использование нефтяных ресурсов и комплексное улучшение низкотемпературных свойств нефти и товарных нефтепродуктов [2].
ДДП представляют собой композиции традиционных депрессоров и диспергаторов парафинов. В основе депрессоров - высокомолекулярные соединения, получаемые при высоких (до 150 МПа) давлениях. Известные фирмы, имеют в запасе большой ассортимент (23 десятков марок) присадок этого назначения. Эффективность присадок в большой степени зависит от природы топлива. Поэтому каждому топливу приходится подбирать присадку с индивидуальными физико-химическими характеристиками [3].
Основными преимуществами является многофункциональность ДДП, низкая цена, высокая технологичность, меньшие энерго- и транспортные затраты для потребителей РТ. Внедряемые ДДП характеризуются относительной дешевизной; доступностью, растворяются, сгорают в топливе, его компонентах без отложений; не ухудшают эксплуатационные свойства - цетановое число, температуру застывания и фильтруемости; термостабильны, совместимы с другими необходимыми присадками, увеличивают глубину отбора топлив на НПЗ и повышают производительность установок АВТ по керосиновой фракции.
Альтернативные варианты технологического оформления производства ДДП в настоящее время заключаются в использовании низкоскоростных перемешивающих устройств (якорные либо рамные смесители), отсутствие оперативного контроля качества готовой продукции, отсутствие современных КиП и АСУТП, отсутствие должной инструментальной лабораторной базы для входного и выходного комплексного анализа материалов, сырья и полупродуктов и вместе с тем, должной квалификации сотрудников.
Многолетнее сотрудничество с руководителями, ведущими сотрудниками и главными специалистами вышеуказанных предприятий сочетается с современным подходом к организации деятельности предприятия, которая включает в себя:
- многоуровневую подготовку высококвалифицированного специалиста, начиная с первого года его обучения, как студента, в технологических ВУЗах при получении базового образования и одновременного проведения научных исследований,
- апробирование полученных научно-практических результатов на различных конференциях и симпозиумах российского и международного уровня,
- дополнительное обучение молодых специалистов оформлению патентов, пакета нормативно-технической документации и технико-экономического обоснования, требуемых для внедрения разработанной наукоемкой продукции в производство;
- и в целом создание команды специалистов, отвечающих всем современным требованиям, пропорционально количеству разрабатываемых технологий.
Этот подход позволяет решать любые возникающие задачи, как собственными силами (на предприятии работают специалисты в области разработки наукоемкой продукции, защиты интеллектуальной собственности, оформления всей необходимой нормативно-технической документации: технических условий, лабораторных регламентов и технологических карт, технико-экономического обоснования до уровня бизнес-плана, проведения внедренческих опытно-промышленных работ на действующих производственных площадках), так и с привлечением высококвалифицированных в данной области специалистов из сторонних организаций.
Литература
1. Кемалов, А.Ф. Получение зимних сортов дизельного топлива с применением депрессорно-диспергирующих присадок на основе нефтехимического сырья / А.Ф. Кемалов, Р.А. Кемалов, Д.З. Валиев // Вестник Казан. технол. ун-та. 2010. -№10. - С.645-647.
2. Тертерян, Р.А. Депрессорные присадки к нефти, топливам и маслам / Р.А. Тертерян. - М.: Химия, 1990. - 226 с.
3. Кемалов, А.Ф. Научно-практические основы физико-химической механики и статистического анализа дисперсных систем / А.Ф. Кемалов, Р.А. Кемалов. - Казань: Казан, гос. технол. ун-т., 2008. -476 с.
© Д. З. Валиев - асп. каф. химической технологии переработки нефти и газа КГТУ, [email protected]; А. Ф. Кемалов - д-р техн. наук, проф. каф. химической технологии переработки нефти и газа КГТУ; Р. А. Кемалов - канд. техн. наук, доц. той же кафедры, [email protected].
