УНИВЕРСАЛЬНОЕ ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО
UNIVERSAL DIESEL FUEL

Изобретение относится к нефтепереработке, а именно к разработке универсального дизельного топлива, которое может быть использовано в любых климатических условиях на территории России.
Дизельное топливо предназначено для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей.
Известно, что дизельное топливо получали гидроочисткой прямогонных среднедистиллятных фракций соответствующего фракционного состава до выполнения требований стандарта по содержанию серы. В качестве сырья для гидроочистки нередко использовали смесь среднедистиллятных фракций прямой перегонки и вторичных процессов, чаще прямогонного дизельного топлива и легкого газойля каталитического крекинга с добавлением присадок. (Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочник под ред. В.М. Школьникова. М., изд. Центр «Техинформ», 1999, с. 92-100).
В связи с ужесточением требований к дизельному топливу введен ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН-590-2009) «Топливо дизельное Евро. Технические условия», который предусматривает раздельное получение:
- дизельного топлива для умеренного климата;
- дизельного топлива для холодного и арктического климата.
Для улучшения эксплуатационных свойств топлив ГОСТом допускается использовать присадки.
2
Согласно ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН-590-2009) дизельное топливо для умеренного климата имеет цетановое число не менее 51 пункта, кинематическую вязкость при 40°C 2-4,5 мм/с, температуру вспышки в закрытом тигле не ниже 55°C (табл. 2), и наиболее благоприятно для эксплуатации быстроходных дизельных двигателей. Однако оно имеет высокую предельную температуру фильтруемости (не выше -20°C, табл. 3) на холодном фильтре и не может применяться в холодный период в регионах с холодным и арктическим климатом.
2
В холодный период в регионах с холодным и арктическим климатом применяется дизельное топливо для холодного и арктического климата (табл. 4). Данное топливо имеет более низкое цетановое число (47-49 пунктов], кинематическую вязкость при 40°C (нижний предел 1,2-1,5 мм/с) и температуру вспышки в закрытом тигле не ниже 30°C, что менее благоприятно для эксплуатации быстроходных дизельных двигателей. Однако показатель температуры фильтруемости на холодном фильтре (-38°C и -44°C) позволяет применять его в холодный период в регионах с холодным и арктическим климатом.
Известно, что дизельное топливо для холодного и арктического климата получают путем выделения узкой фракции дизельного топлива, имеющей необходимо низкую температуру фильтруемости на холодном фильтре с последующей гидроочисткой для снижения содержания серы до требований ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН-590-2009) и отгоном легких фракций.
2
2
При этом цетановое число готового продукта находится на уровне 47-48 пунктов, и повышается до 49 пунктов путем добавки 0,03% цетаноповышающей присадки. Данное топливо имеет кинематическую вязкость при 40°C около 1,5 мм/с (1,2 мм/с для арктического) и температуру вспышки в закрытом тигле 30-35°C.
Аналогичные результаты достигаются и при получении дизельного топлива для холодного и арктического климата по стандартной технологии с применением процессов каталитической депарафинизации и каталитической изомеризации дизельных фракций нефти (данные ООО «Лукойл-Ухтанефтепереработка»).
Данное топливо обладает рядом существенных недостатков, неблагоприятных для эксплуатации быстроходных дизельных двигателей:
- значение цетанового числа - менее 51 пункта;
2
- кинематическую вязкость при 40°C - менее 2 мм/с;
- неудобство раздельного транспортирования и хранения в отдаленных регионах дизельного топлива для умеренного климата и дизельного топлива для холодного и арктического климата, ведущего к увеличению затрат на эти операции.
Дизельное топливо для холодного и арктического климата имеет температуру вспышки в закрытом тигле не ниже 30°C, хотя наиболее благоприятной для эксплуатации быстроходных дизельных двигателей является температура вспышки в закрытом тигле не ниже 55°С, что также повышает пожароопасность при их эксплуатации.
Задачей данного изобретения является разработка универсального дизельного топлива, которое может быть использовано в любых климатических условиях на территории России, то есть как дизельное топливо для холодного и арктического климата, так и дизельное топливо для умеренного климата, и которое наиболее благоприятно для эксплуатации быстроходных дизельных двигателей.
Поставленная задача решается созданием универсального дизельного топлива, которое состоит из базового компонента с присадками в количестве 0,02-0,04% масс. противоизносной присадки и 0,15-0,30% масс., цетаноповышающей присадки и отличается тем, что базовый компонент представляет собой фракцию нефти, выкипающую в пределах 170-340°С, или ее смесь с газойлем замедленного коксования и/или каталитического крекинга, выкипающих в пределах 170-340°С, с последующими гидроочисткой и гидродепарафинизацией или гидроизомеризацией, а также глубокой стабилизацией до температуры начала кипения не ниже 175°С, позволяющих получить показатели качества, удовлетворяющие дизельному топливу как для холодного и арктического климата, так и для умеренного климата:
Цетановое число, не менее
51
Плотность при 15°С, кг/м<sup>3</sup>
820-840
Температура вспышки в закрытом тигле, °С,
не менее 55
Кинематическая вязкость при 40°С, мм<sup>2</sup>/с
2,0-4,0
Причем повышение цетанового числа, кинематической вязкости и температуры вспышки в закрытом тигле дизельного топлива для холодного и арктического климата благоприятно сказывается на его эксплуатационных характеристиках для быстроходных дизельных двигателей.
2
2
В ходе проведенных исследований был выявлен неочевидный факт, неописанный ранее, что при более глубоком удалении легких фракций из базового компонента, прошедшего гидроочистку и гидродепарафинизацию или гидроизомеризацию с достижением начала кипения от 157-159°С до 175°С [с объема выкипания до 180°С 9-9,5% об. до 2,5-3,7% об.) увеличивается температура вспышки с 35°С до 55-56°С и рост кинематической вязкости при 40°С с 1,7-1,8 мм/с до 2,2-2,5 мм/с. При этом, что исключительно важно, температура фильтруемости на холодном фильтре при отгонке легких низкоцетановых углеводородов не меняется, а в сочетании с добавкой цетаноповышающей присадки в количестве 0,15-0,30% масс. позволяет обеспечить необходимое цетановое число.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1 (сравнительный)
Дизельное топливо получают из смеси нефтей типа «Юралс», из которой для получения базового компонента выделяют фракцию 170-340°С, которую подвергают гидроочистке и гидродепарафинизации. Из полученного продукта отгоняют фракцию, выкипающую до 157°С, и добавляют в него противоизносную присадку в количестве 0,02% масс. и цетаноповышающую присадку в количестве 0,30% масс. Дизельное топливо имеет следующие показатели:
Цетановое число
47,4
Цетановый индекс
45
Плотность при 15°C, кг/м<sup>3</sup>
819
Содержание полициклических углеводородов, % масс.
2,7
Массовая доля серы, мг/кг
6,0
Температура вспышки в закрытом тигле, °C
35
Кинематическая вязкость при 40°C, мм<sup>2</sup>/с
1,8
Смазывающая способность, мкм
432
Фракционный состав, % об.:
перегоняется при температуре до 180°C
3
перегоняется при температуре до 340°C
97
температура фильтруемости на холодном фильтре, °C
-44
Полученное дизельное топливо по основным показателям соответствует дизельному топливу для холодного и арктического климата по ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН-590-2009), но не соответствует дизельному топливу для умеренного климата по кинематической вязкости при 40°C, температуре вспышки в закрытом тигле, по цетановому числу и плотности при 15°C.
Пример 2 (сравнительный}
Дизельное топливо получают из смеси нефтей типа «Юралс», из которой для получения базового компонента выделяют фракцию 170-340°С, которую подвергают гидроочистке и гидроизомеризации. Из полученного продукта отгоняют фракцию, выкипающую до 159°С, и добавляют в него противоизносную присадку в количестве 0,02% масс, и цетаноповышающую присадку в количестве 0,30% масс. Дизельное топливо имеет следующие показатели:
Цетановое число
47,9
Цетановый индекс
45,3
Плотность при 15°C, кг/м<sup>3</sup>
817
Содержание полициклических углеводородов, % масс.
2,4
Массовая доля серы, мг/кг
5,0
Температура вспышки в закрытом тигле,°C
34
Кинематическая вязкость при 40°C, мм<sup>2</sup>/с
1,7
Смазывающая способность, мкм
427
Фракционный состав, % об.:
перегоняется при температуре до 180°C
9,5
перегоняется при температуре до 340°C
91,5
температура фильтруемости на холодном фильтре, °C
-44
Полученное дизельное топливо по основным показателям соответствует дизельному топливу для холодного и арктического климата по ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН-590-2009), но не соответствует дизельному топливу для умеренного климата по кинематической вязкости при 40°C, температуре вспышки в закрытом тигле, по цетановому числу и плотности при 15°C.
Пример 3
Дизельное топливо получают из смеси нефтей типа «Юралс», из которой для получения базового компонента выделяют фракцию 170-340°C, которую подвергают гидроочистке и гидродепарафинизации. Полученный продукт направляют на глубокую стабилизацию до температуры начала кипения не ниже 175°C и добавляют в него противоизностную присадку в количестве 0,02% масс. и цетаноповышающую присадку в количестве 0,30% масс., что обеспечивает температуру вспышки в закрытом тигле не менее 55°C. Дизельное топливо имеет следующие показатели:
Цетановое число
51,3
Цетановый индекс
46,5
Плотность при 15°C, кг/м<sup>3</sup>
823,1
Содержание полициклических углеводородов, % масс.
2,8
Температура вспышки в закрытом тигле, °C
55
Массовая доля серы, мг/кг
7,5
Кинематическая вязкость при 40°C, мм<sup>2</sup>/с
2,45
Смазывающая способность, мкм
418
Фракционный состав, % об.:
перегоняется при температуре до 180°C
3
перегоняется при температуре до 250°C
67
перегоняется при температуре до 340°C
97
температура фильтруемости на холодном фильтре, °C
-44
2
Полученное дизельное топливо по основным показателям соответствует дизельному топливу для холодного и арктического климата по ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН-590-2009), однако увеличивается значение цетанового числа до 51,3, имеет кинематическую вязкость при 40°C 2,45 мм/с и температуру вспышки в закрытом тигле 55°C, что позволяет применять его как в холодном и арктическом, так и в умеренном климате.
Пример 4
Дизельное топливо получают из смеси нефтей типа «Юралс», из которой для получения базового компонента выделяют фракцию 170-340°C, которую подвергают гидроочистке и гидроизомеризации. Полученный продукт направляют на глубокую стабилизацию до температуры начала кипения не ниже 175°C и добавляют в него противоизностную присадку в количестве 0,02% масс, и цетаноповышающую присадку в количестве 0,15% масс, что обеспечивает температуру вспышки в закрытом тигле не менее 55°C.
Дизельное топливо имеет следующие показатели:
Цетановое число
51,5
Цетановый индекс
48,0
Плотность при 15°С, кг/м<sup>3</sup>
828
Содержание полициклических углеводородов, % масс.
2,5
Температура вспышки в закрытом тигле,°C
55
Массовая доля серы, мг/кг
5,0
Кинематическая вязкость при 40°C, мм<sup>2</sup>/с
2,30
Смазывающая способность, мкм
418
Фракционный состав, % об.:
перегоняется при температуре до 180°C
2,5
перегоняется при температуре до 250°C
66
перегоняется при температуре до 340°C
96
температура фильтруемости на холодном фильтре, °C
-44
2
Полученное дизельное топливо по основным показателям соответствует дизельному топливу для холодного и арктического климата по ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН-590-2009), однако имеет кинематическую вязкость при 40°C 2,30 мм/с и температуру вспышки в закрытом тигле 55°C, что позволяет применять его как в холодном и арктическом, так и в умеренном климате.
Пример 6
Дизельное топливо получают из смеси прямогонных дизельных фракций с легким газойлем каталитического крекинга и легким газойлем коксования, выкипающих в пределах 170-340°C, в массовом соотношении 60; 15:25, которую подвергают гидроочистке и гидродепарафинизации. Полученный продукт направляют на глубокую стабилизацию до температуры начала кипения не ниже 175°C и добавляют в него противоизносную присадку в количестве 0,04% масс. и цетаноповышающую присадку в количестве 0,30% масс.
Дизельное топливо имеет следующие показатели:
Цетановое число
51,6
Цетановый индекс
47,0
Плотность при 15°C, кг/м<sup>3</sup>
830
Содержание полициклических углеводородов, % масс.
5,9
Температура вспышки в закрытом тигле, °C
56
Массовая доля серы, мг/кг
6,0
Кинематическая вязкость при 40°C, мм<sup>2</sup>/с
2,60
Смазывающая способность, мкм
440
Фракционный состав, % об.:
перегоняется при температуре до 180°C
3,7
перегоняется при температуре до 250°C
65
перегоняется при температуре до 340°C
96
температура фильтруемости на холодном фильтре, °C
-39
2
Полученное дизельное топливо по основным показателям соответствует дизельному топливу для холодного и арктического климата по ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН-590-2009), однако имеет кинематическую вязкость при 40°C 2,60 мм/с и температуру вспышки в закрытом тигле 56°C, что позволяет применять его как в холодном и арктическом, так и в умеренном климате.
Таким образом, разработано универсальное дизельное топливо, которое наиболее благоприятно для эксплуатации быстроходных дизельных двигателей, и которое может быть использовано как дизельное топливо для холодного и арктического климата и как дизельное топливо для умеренного климата, что приведет к значительному снижению затрат при получении, хранении, эксплуатации дизельного топлива, особенно для районов Крайнего Севера, при этом отпадет необходимость раздельного транспортирования и хранения дизельного топлива.