Использование вторичных продуктов нефтехимии для подготовки летних дизельных топлив к применению при отрицательных температурах

А. Ф. Кемалов, Р. А. Кемалов, Д. З. Валиев ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ПРОДУКТОВ НЕФТЕХИМИИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ЛЕТНИХ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ К ПРИМЕНЕНИЮ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Ключевые слова: дизельное топливо, депрессорная присадка, температура помутнения,

температура застывания.

Для России актуальна проблема улучшения низкотемпературных свойств нефтяных топлив (холодная климатическая зона занимает 80%), большая доля нефтей является парафинистыми. Наиболее эффективным и экономически целесообразным способом улучшения низкотемпературных свойств, нефтей, топлив и масел является использование депрессорнно-диспергирующих присадок (ДДП). Это вещества, при введении которых в малых дозах (обычно 0,05- 0,10%) достигается существенное снижение температуры застывания и улучшение текучести при низких температурах.

Keywords: diesel fuel, depressor additive, cloud point, pour point.

For Russia, the urgent problem of improving low temperature properties of petroleum fuels (cool climatic zone occupies 80%), a large share of oil is the waxy nature of oils. The most efficient and cost-effective way to improve low-temperature properties of oils, fuels and oils is the use of depressant-dispersant additives (DDA).

These substances, when administered in small doses (typically 0,05 - 0,10%)help to achieve a significant reduction in freezing temperature and improve flow at low temperatures.

Очень важна и актуальна для РФ и других северных стран проблема улучшения низкотемпературных свойств горюче-смазочных материалов (холодная климатическая зона в РФ занимает 80% территории страны). Данная проблема усугубляется тем, что все большая доля нефтей, добываемых в РФ, является парафинистыми нефтями, т. е. содержащими значительное количество алканов нормального или малоразветвленного строения. Последние отличаются от других углеводородов нефти повышенной температурой застывания, что обуславливает ухудшенные низкотемпературные свойства (подвижность, текучесть и др.) как самой нефти, так и продуктов ее переработки [1].

Разработаны различные способы удаления парафиновых углеводородов, в частности карбамидная депарафинизация дизельных топлив, депарафинизация дистиллятных и остаточных масел в кетоноароматических растворителях. Но они дорогостоящи, да и удаление парафиновых углеводородов не всегда благоприятно с позиции других свойств топлив и масел. Часто для обеспечения требуемых низкотемпературных свойств нефтепродуктов прибегают к их разбавлению более легкими нефтяными фракциями. Этот путь, однако, противоречит стратегии рационального использования нефтяных ресурсов, особенно если учесть те колоссальные усилия, которые предпринимаются сейчас для углубления переработки нефти.

Наиболее эффективным и экономически целесообразным способом улучшения низкотемпературных свойств нефтей, дизельных топлив и масел является использование де-прессорных присадок. Это вещества, при введении которых в малых количествах (обычно

0.05.1%) достигается существенное снижение температуры застывания и улучшения текучести при низких температурах. В отличие от всех других способов, это направление обеспечивает рациональное использование нефтяных ресурсов и комплексное улучшение низкотемпературных свойств различных нефтепродуктов и нефти.

Наиболее простой и распространенный способ понижения температуры помутнения дизельных топлив - облегчение фракционного состава на установках прямой перегонки нефти. Однако это связано с резким снижением их ресурсов. Сравнение потенциальных содержаний зимнего дизельного топлива с температурой помутнения минус 25°С (фр. 180-360°С) и летнего (фр.180-370°С) показал, что при переходе на производство зимнего дизельного топлива ресурсы снизятся в среднем на 13%. При этом некондиционный остаток дизельного топлива (фр.300-370°С) будет вовлекаться в мазут.

Процессы карбамидной и цеолитной депарафинизации позволяют получать дизельные топлива с удовлетворительными низкотемпературными свойствами, но также на 20 -30% снижают их выход. При этом ухудшается один из важнейших эксплуатационных показателей - цетановое число, которое может снизиться до 40-42 единиц.

Добавление в топливо более легких фракций малоэффективно в отношении снижения температуры помутнения, что объясняется слабой растворимостью высокоплавких парафиновых углеводородов, содержащихся в дизельном топливе. При этом резко снижается температура вспышки, вязкость, цетановое число топлива, что отрицательно влияет на пусковые свойства двигателя [2].

Нередки случаи, когда для снижения температуры застывания на местах применения используют смеси летних сортов дизельных топлив с реактивным топливом или бензином. При разбавлении дизельных топлив более низкокипящими компонентами приходиться использовать значительное (до 80%) количество разбавителя [3], что, в свою очередь, отражается на повышении износа двигателя и снижении цетанового числа.

Для улучшения низкотемпературных свойств широко применяют депрессорные присадки, добавка которых снижает такие показатели как предельная температура фильт-руемости и температура застывания.

Применение присадок позволит увеличить глубину отбора дизельной фракции из 1 тонны нефти, а значит, уменьшится количество отходов, выбросов при ректификации нефти, поскольку для получения того же количества дизельной фракции будет необходимо переработать меньшее количество нефти. Сравнение потенциальных содержаний зимнего дизельного топлива с температурой помутнения минус 25°С (фр. 180-360°С) и летнего (фр.180-370°С) показал, что при переходе на производство зимнего дизельного топлива ресурсы снизятся в среднем на 13 %.

Литература

1. ТертерянР.А. Депрессорные присадки к нефти, топливам и маслам / Р.А. Тертерян - М.: Химия, 1990. - 226 с

2. Кулиев А.М. Химия и технология присадок к маслам и топливам / А.М. Кулиев. - Л.: Химия, 1985. -312 с.

3. Кемалов А.Ф., Кемалов Р.А. Научно-практические основы физико-химической механики и статистического анализа дисперсных систем / А.Ф. Кемалов, Р.А. Кемалов, Казан, гос. технол. ун-т. - Казань, 2008. - 476 с.

© 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; Д. З. Валиев - асп. той же кафедры, din838@mail.ru.