CC BY
03. Результаты исследований проб и расчет материального баланса Отраднинского УКПГ: технический отчет / исп. ООО «ЛабОйл». Тюмень, ООО «ТюменьНефтьСервис». 2015. 23 с.
4. Отчет по промыслово-лабораторным исследованиям технологической характеристики оборудования УКПГ Отраднинского ГКМ методом материального баланса и определению эффективности работы сепарационного оборудования при подготовке газа к транспорту, при участии представителей Заказчика, и последующему проведению лабораторных и аналитических исследований, отобранных на УКПГ проб газа и конденсата для определения фракционного и компонентного (химического) состава углеводородной продукции исходного природного газа и его товарной кондиции. / исп. Н.Н. Тагров, В.И. Таран. Якутск: ИПНГ СО РАН, 2023. 68 с.
5. Зотов Г.А., Алиев З.С. Инструкция по комплексному исследованию газовых и газокон-денсатных пластов и скважин. Москва: Недра, 1980. 304 с.
6. Инструкция по комплексным исследованиям газовых и газоконденсатных скважин. Часть I и II. Инструкция Р Газпром 086-2010, утверждена ОАО «Газпром» от 05 августа 2010 г. 320 с.
УДК 665.6/.7:54.057:665.753.4:665.7.035.2 DOI 10.24412/cl-37255-2024-1-111-114
СИНТЕЗ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ И ИСПЫТАНИЕ ИХ В КАЧЕСТВЕ ДИСПЕРГАТОРОВ ПАРАФИНОВ
Тубельцева А.Д., Лисечко О.А., Иванова Л.В.
РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, г. Москва E-mail: anna.tubeltseva@mail.ru
Аннотация. В силу географического положения в России высока потребность в низкозастывающих топливах, и она неизменно возрастает. При производстве таких топлив используют композиции де-прессорно-диспергирующих присадок. В ходе работы синтезированы соединения, применяемые в качестве диспергаторов парафинов к дизельному топливу, исследована эффективность их действия в летнем дизельном топливе в композиции с депрессором. Структуры полученных соединений были подтверждены с помощью ИК-спектроскопии. Проведена оценка их низкотемпературных свойств. Выявлено, что синтезированные соединения проявляют диспергирующий эффект и обеспечивают получение межсезонного топлива сорта F, а также зимнего топлива класса 0.
Ключевые слова: суровые климатические условия, дизельное топливо, низкотемпературные свойства, депрессорно-диспергирующие присадки, диспергаторы парафинов.
В настоящее время освоение северных регионов является одной из основных стратегических задач, способствующих развитию минерально-сырьевой базы России. В Арктической зоне проживает около 2,5 млн граждан РФ и функционирует большое количество предприятий горнодобывающей промышленности и нефтегазового сектора. Континентальный шельф Российской Федерации в Арктике содержит более 85,1 трлн м3 горючего природного газа, а также 17,3 млрд тонн нефти, включая газовый конденсат [1]. На сегодняшний день возможность увеличения объемов добычи и переработки нефти и газа как никогда актуальна.
В регионах с суровыми климатическими условиями, где накладывают отпечаток транспортная труднодоступность и неразвитая социальная инфраструктура, требуется специальная техника и бесперебойная транспортная логистика для обеспечения всех видов деятельности. В связи с этим в настоящее время вопрос обеспечения отрасли качественным межсезонным, зимним и арктическим дизельным топливом в нашей стране приобретает все большую актуальность.
На Крайнем Севере и в других регионах России с экстремальными климатическими условиями в зимний период для обеспечения эксплуатации быстроходных дизельных двигателей наземной техники требуется применение арктического дизельного топлива, в остальное время года возможно применение зимних и межсезонных дизельных топлив.
Для обеспечения надежной эксплуатации дизельного топлива в условиях холодного климата выпускаемая продукция должна соответствовать нормам ГОСТ Р 55475-2013 [2]. Данный нормативный документ предусматривает выпуск топлива, способного обеспечивать работу двигателя при температурах окружающей среды до минус 52°С, и позволяет повысить надежность и безопасность использования дизельного топлива в арктических условиях, а также снижает риск возникновения аварийных ситуаций. Кроме того, необходимо руководствоваться ГОСТ 32511-2013 «Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия», который разработан с целью обеспечить выпуск шести различных сортов топлива для использования в условиях умеренного климата и пяти классов для эксплуатации в условиях холодного и арктического климата [3].
При отрицательных температурах окружающего воздуха возникают определенные сложности в использовании дизельного топлива, связанные с увеличением его вязкости и выпадением из топлива кристаллов высокоплавких углеводородов, что затрудняет его прокачивае-мость через топливный фильтр и приводит к нарушению работы двигателя. Процесс застывания нефтепродуктов представляет собой формирование трехмерной сетки кристаллов парафина, выделяющихся из жидкой фазы при понижении температуры. В результате этого в условиях холодного хранения топливо способно расслаиваться, образуя два слоя: верхний и нижний. Нижний слой - мутный, обогащенный агломератами парафина. Оба слоя являются подвижными, однако, если при запуске двигателя происходит отбор топлива из нижнего слоя, то это может привести к его плохой прокачиваемости через систему фильтров за счет забивки их кристаллами парафинов, и работа двигателя может быть затруднена.
Наиболее технологичным и оптимальным методом улучшения низкотемпературных характеристик топлива, а также, его седиментационной устойчивости в условиях холодного хранения считается использование депрессорно-диспергирующих присадок [4-6]. Их применение даёт возможность увеличить выработку дизельного топлива за счёт вовлечения более тяжёлых фракций. Считается, что депрессор взаимодействует с поверхностью зарождающихся кристаллов и препятствует их росту и ассоциации. Он адсорбируется на поверхности кристаллизующихся н-парафинов, полярные группы остаются на поверхности парафина, предотвращая агрегацию, слипание, и выпадение кристаллов парафина в осадок [7]. Диспергатор останавливает рост кристаллов парафинов на таких размерах, что броуновское движение частиц поддерживает их во взвешенном состоянии. На поверхности кристаллов парафинов образуются одноименные электрические зарядов, обеспечивающих электростатическое отталкивание. Электрический заряд на поверхности зародившихся кристаллов, способствующий отталкиванию их друг от друга, предотвращает их слипание в крупные образования.
Целью данной работы являлся синтез и испытание диспергирующих присадок для дизельного топлива.
По результатам проведенных синтезов было получено 10 образцов ^содержащих соединений разного состава. Полученные соединения были испытаны в качестве диспергаторов в композиции с депрессором в летнем гидроочищенном дизельном топливе.
При приготовлении образцов топлив, содержащих композиции, включающие синтезированные соединения, придерживались следующих дозировок: концентрация депрессора была 400 ррт, концентрация синтезированных продуктов составляла также 400 ррт. Для каждого из образцов топлив были определены низкотемпературные показатели: температура застывания (Тз), температура помутнения (Тп) и предельная температура фильтруемости (ПТФ). Также было проведено исследование на седиментационную устойчивость в условиях холодного хранения согласно СТО 11605031-041-2010 (таблица 1).
Таблица 1 - Низкотемпературные характеристики образцов дизельного топлива, содержащих в качестве диспергаторов синтезированные соединения
Образец Тз, °С Тп, °С ПТФ, °С Холодное хранение
ПТФ верха, °С ПТФ низа, °С Расслоение, %
0 -21 -10 -11 -11 -11 неявно
1 -34 -11 -25 -26 -21 63
2 -27 -11 -20 -20 -20 50
3 -30 -13 -22 -23 -22 12
4 -33 -12 -20 -23 -22 33
5 -35 -10 -23 -28 -25 61
6 -36 -13 -22 -29 -26 33
7 -39 -12 -21 -23 -21 38
8 -39 -13 -22 -23 -23 0
9 -38 -11 -25 -24 -24 5
10 -39 -13 -23 -23 -21 1
11 -39 -13 -23 -23 -21 0
Для сравнения эффективности действия композиций присадок, включающих синтезированные образцы в качестве диспергаторов, был приготовлен образец 1, содержащий в своём составе только депрессорную присадку.
Из данных, приведенных в таблице 1, видно, что введение в топливо только депрессора (образец 1) позволило снизить температуру застывания на 13°С, а ПТФ на 14°С по сравнению с образцом базового дизельного топлива (образец 0).
Показано, что среди образцов 2-11, содержащих синтезированные соединения в качестве диспергаторов в композиции депрессором, имеются образцы, способные улучшать низкотемпературные характеристики исследуемого топлива. Выявлено, что наилучший диспергирующий эффект в топливе проявляют соединения 8 и 11, так как образцы топлива, включающие композиции присадок, содержащие данные соединения в качестве диспергаторов, полностью соответствуют требованиям СТО - расслоения топлива в течение 16 ч не наблюдалось, а разница в предельной температуре фильтруемости является допустимой. Данные соединения обеспечили наиболее равномерное распределение высокомолекулярных н-парафинов в объеме топлива в условиях холодного хранения.
Таким образом, в ходе выполнения работы были синтезированы диспергаторы парафинов к летнему гидроочищенному дизельному топливу. Синтезированные соединения обеспечили получение из летнего топлива межсезонное топливо сорта F, а также зимнее топливо класса 0, удовлетворяющее нормам ГОСТ 32511-2013 «Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия».
Список литературы
1. Хасанова А.А. Глава Роснедр заявил, что ресурсы газа на шельфе РФ в Арктике составляют 85 трлн м3 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://neftegaz.ru/amp/news/gas/760483-glava-rosnedr-zayavil-chto-resursy-gaza-na-shelfe-rf-v-arktike-sostavlyayut-85-trln-m3. - 11.07.2024.
2. ГОСТ Р 55475-2013. Топливо дизельное зимнее и арктическое депарафинированное. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2019. 12 с.
3. ГОСТ 32511-2013. Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2019. 15 с.
4. Гришин Д.Ф. Депрессорные, противоизносные и антиокислительные присадки к гидроочищенным дизельным топливам с низким и ультранизким содержанием серы (обзор) // Нефтехимия. 2017. Т. 57, № 5. С. 489-502. DOI: 10.7868/S0028242117050094
5. Камешков А.В., Гайле А.А. Получение дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами (обзор) // Известия СПбГТИ(ТУ). 2015. № 29 (55). С. 49-60. DOI: 10.15217/issn998984-9.2015.29.49
6. Гилева М.В., Кулакова Н.А., Рябов В.Г. Применение депрессорно-диспергирующей присадки при получении дизельного топлива для арктического климата // Вестник пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. 2015. № 4. С.147-160.
7. Кузьмин К.А., Сышляева К.И., Рудко В.А., Пягай И.Н. Депрессорные присадки к нефтяным топливам // Нефтепереработка и нефтехимия. 2021. № 12. С. 3-10.
УДК 661.961.9
DOI 10.24412/cl-37255-2024-1-114-117
НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОДОРОДНЫЕ ПОЛИГОНЫ: ПЕРВООЧЕРЕДНЫЕ ЗАДАЧИ И ОБЪЕКТЫ
Филиппова Д.С. Институт проблем нефти и газа РАН, г. Москва E-mail: filippovads@ipng.ru
Аннотация. В статье рассматриваются вопросы организации сети научно-технологических водородных полигонов. Предлагается на их базе выполнить необходимый объем исследований, уточняющий закономерности размещения локальных скоплений ископаемого водорода. Определены задачи теоретического и методического характера, которые необходимо выполнить для обоснования регламента геолого-разведочных работ на водород. Выбраны отдельные объекты, на которых целесообразно разместить научно-технологические полигоны.
Ключевые слова: декарбонизация, водород земных недр, полезное ископаемое, научно-технологические полигоны, промышленно-ценные пластовые воды.
Актуальность исследования. Рост объемов промышленного производства в индустриально развитых странах требует надежного и бесперебойного обеспечения агро-промышлен-ных предприятий эффективными видами энергии. Приоритет (по объему и цене) жидких и газообразных углеводородов в обеспечении энергоемких сфер производства не оспаривается. Ископаемые углеводороды надолго сохранят свое ведущее положение в энергообеспечении и нашей стране. Однако это не исключает использование в промышленных масштабах водорода, произведенного технически и добытого из земных недр. Взаимодополняемость ископаемых и возобновляемых видов энергетического сырья становится мировым трендом и фактором экологизации промышленного производства в связи с тем, что максимальные выбросы парниковых газов производят такие индустриально развитые страны, как Россия, Китай, Канада, Германия, Япония и др.
Водородная энергетика сделала в последние два десятилетия огромный рывок. В нашей стране в 2023 г. водород введен в реестр полезных ископаемых, однако при этом нормативно-правовая база ведения поисков и разведки ископаемого водорода отсутствует, не созданы (и не приняты) производственные регламенты соответствующих работ
Сложившееся положение налагает на научные геологические организации России задачу скорейшего научного обоснования направлений поисков и разведки природного водорода и выбор на этой основе первоочередных объектов исследований. С учетом крайне низкой изученности водорода как газа, генерируемого в геологической среде, ближайшей научно-практической задачей является обоснование предложений по организации научно-технологических водородных полигонов, задачей которых станет детализация научных представлений об онтогенезе ископаемого водорода, апробация на этой основе методических решений по поиску, разведке и разработке принципиально нового для России вида полезного ископаемого.
Цель исследования. Обоснование предложений по принципам размещения и основным задачам научно-технологических водородных полигонов с позиций рационального вовлечения в промышленный оборот энергетических ресурсов страны. Учитывая стартовый характер
