Возможно ли получение нефтепродуктов высокого качества на мини-НПЗ

Нестеров Г.А.*, Сайфутдинов А.Ф., Бекетов О.Е., Ладошкин В.С.
Линас-Техно, Новосибирск, Россия
* - Linas Technology International Corporation, New York, USA

 

Введение

     Вопрос качества бензина и дизельного топлива волнует миллионы российских автолюбителей. Об этом написаны тысячи статей. Однако практически ничего не изменилось за прошедшие годы. Качество нефтепродуктов оставляет желать лучшего. Если бензин можно с натяжкой отнести к топливу с удовлетворительным качеством, то проблемы качества дизельного топлива остаются на том же неудовлетворительном состоянии. По этой причине большинство автолюбителей предпочитает покупать бензиновые авто, не смотря на всю привлекательность и экономичность дизельного двигателя. Всем известны истории о неожиданном выходе из строя дизельного двигателя после заливки очередной порции дизельного топлива сомнительного состава. В последние годы западные производители автомобилей перешли к производству высокоэкономичных дизелей нового поколения с давлением подачи топлива в цилиндры двигателя до 2000 атмосфер. Это потребовало ужесточения требований к дизельному топливу по фракционному составу, температуре вспышки и по цетановому числу.
     Из-за высокой экономичности новых дизельных двигателей и высокой стоимости топлива в Западной Европе наблюдается бум продаж дизельных авто. Среди новых проданных автомобилей доля дизельных авто в среднем доходит до 35 %, а во Франции уже около 50 %. И это можно понять, учитывая экономичность дизельных двигателей и их надежность при правильной эксплуатации и при наличии качественного дизельного топлива.
     Очевидно, что стоимость топлива будет только расти в будущем, поэтому рано или поздно российский автолюбитель постепенно обратит свои взоры на дизельные автомобили. Есть ли у него возможность эксплуатировать дизельный автомобиль на качественном топливе? С нашей точки зрения такая возможность есть, и данная статья посвящена именно этому.
     В настоящей работе мы предлагаем фактический материал с данными о нефтепродуктах высокого качества, получаемых на мини-НПЗ, основанных на ректификационной технологии Линас.

 

Проблема качества дизельного топлива

     В данном разделе попробуем проанализировать основные проблемы низкого качества дизельного топлива. Мы не претендуем на абсолютную полноту излагаемой здесь информации. Но, работая в области нефтепереработки более 5 лет, определенные опытные данные у нас собрались.
     Мы не сомневаемся в качестве дизельного топлива, производимого на больших НПЗ. За ворота НПЗ отправляется, как правило, дизельное топливо, соответствующее стандартам России.
     А вот что происходит дальше, почему его качество снижается, доходя до потребителя?
     Рассмотрим ситуацию за Уралом. На всю гигантскую территорию от Урала до Владивостока имеется реально только пять больших НПЗ. Это на 7000 километров. А потребитель имеется везде на этой территории, и до него необходимо это топливо доставить. Это означает, что топливо многократно перегружается из цистерн в баки нефтехранилищ и обратно и может храниться длительное время. Чистота баков и цистерн часто желает лучшего. Более того, встречаются случаи, когда одна и та же цистерна используется для перевозки бензина, дизельного топлива и керосина. Это приводит к попаданию в топливо ненужных фракций другого топлива, что понижает качество.
     Учитывая особенности климата, часто наблюдается конденсация влаги в цистернах и это приводит к увеличению содержания влаги в дизельном топливе. Все это оборачивается большими проблемами у владельцев машин.
     При доставке на большие расстояния проходит время и часто летнее дизельное топливо попадает к потребителю зимой, когда необходимо уже зимнее дизельное топливо. Чем это все кончается хорошо известно водителям дизельных машин. Мы уже не говорим о том, что иногда наблюдается подмешивание к качественному дизельному топливу различных отстоев и сливов, ничего общего не имеющих с дизельным топливом.
     Где же выход из этого положения?
     Теоретически можно организовать строжайший контроль за доставкой дизельного топлива от завода до потребителя. К сожалению, в ближайшее время рассчитывать на радикальное улучшение всей системы доставки и контроля топлива не приходится.
     Есть и другой путь улучшения качества продаваемого дизельного топлива. Он состоит в приближении места получения дизельного топлива к реальному потребителю.
Ясно, что строительство больших НПЗ крайне проблематично, да и нет в этом необходимости. Наиболее оптимальным вариантом является строительство сравнительно небольших мини-НПЗ, на которых бы производилось высокачественное дизельное топливо. Причем это топливо желательно продавать в ближайших больших городах, где в основном, сконцентрированы автомобили с дизельными двигателями нового поколения.
     Желательно отправлять качественное дизельное топливо непосредственно с мини-НПЗ на фирменные автозаправочные станции напрямую, минуя всех посредников. Через некоторое время потребители быстро оценят качество продукции, и уже не понадобится их убеждать заправляться только на данных автозаправочных станциях.
     При этом переход с летнего дизельного топлива на зимнее будет проходить быстро и своевременно. Это позволит избежать проблем, характерных для всех регионов Сибири и Дальнего Востока каждый год в переходный осеннее-зимний период.
     Данное направление, конечно, не решит полностью проблемы качественного дизельного топлива, но позволит значительно ее уменьшить и предоставить потребителям выбор.

 

Ректификационная технология Линас и мини-НПЗ на ее основе

     Рассмотрим сейчас центральный вопрос - а возможно ли получение качественного дизельного топлива на мини-НПЗ?
Можем совершенно определенно ответить. Да, это возможно и доказано нами на реально действующем промышленном мини-НПЗ.

     На Интернет сайте www.linas.ru подробно изложены основы новой ректификационной технологии Линас и ее применение в промышленности.
В настоящий момент мы применяем данную технологию для первичной перегонки нефти на мини-НПЗ различной мощности с получением трех основных продуктов: прямогонного бензина, высококачественного дизельного топлива (летнего и зимнего) и высококачественного товарного мазута марки М100.

     Существует довольно распространенное мнение, что на мини-НПЗ нельзя получить высококачественные нефтепродукты. Это можно понять, так как у всех перед глазами многочисленные примеры так называемых "самопальных самоваров", на которых делается самая примитивная разгонка нефти.
     При первичной перегонке нефти на мини-НПЗ в самом простом варианте получаются: прямогонный бензин (не может быть использован как товарное бензиновое топливо и используется как сырье для нефтехимии или как составляющая товарного бензинового топлива), товарное дизельное топливо и товарный мазут. Таким образом, в качестве готового моторного топлива можно использовать дизельное топливо. Мазут используется как топливо, но для котельных и ряда других применений.

     Несмотря на приставку мини, нефтепродукты, соответствующие ГОСТовским требованиям получать на мини-НПЗ можно. Это делается в реальной жизни на мини-НПЗ, прошедших экспертизу государственных органов и имеющих разрешение на применение и все необходимое для этого техническое обеспечение. Как правило, это все зарубежные мини-НПЗ (компании Val Verde, Red, Chemex и другие). Из отечественных мини-НПЗ это, прежде всего, установки компании Белэнергомаш, Спецстройинжиниринг и Линас-Техно (совместно с американской компанией Linas Technology International Corporation).

     Зарубежные мини НПЗ, по сути, представляют уменьшенную копию больших НПЗ и на них получаются качественные нефтепродукты при довольно сложной ректификационной технологии и высокачественной управляющей автоматике. Соответственно и цена этих мини-НПЗ достаточно высока. Как правило, еще одним недостатком таких установок является неполное соответствие климатическим условиям России, особенно Сибири и Севера.

     На большинстве российских мини-НПЗ уровень качества продукции несколько ниже, так как для уменьшения стоимости оборудования отсутствует дополнительная колонна, необходимая для отпарки дизельного топлива. Это приводит к увеличению содержания легких фракций в дизельном топливе и к ухудшению его качества. Одновременно в дизельном топливе при использовании традиционной ректификационной колонны может увеличиться содержание тяжелых фракций с температурой кипения выше 360оС. Особенно, если стараться выжать максимум светлых фракций из тяжелого остатка. И это обычно делается в ущерб качеству дизельного топлива.
Кроме того, уровень автоматизации ректификационного процесса также уступает строгим требованиям по выдерживанию основных параметров, что приводит к колебанию параметров ректификационного режима и соответственно качества продукции.

     В целом, по основным параметрам, полученное таким образом дизельное топливо, укладывается в основные параметры ГОСТа. Однако такое топливо далеко от требований международных стандартов, в частности по фракционному составу и температуре вспышки.

     Понимая это и учитывая тот факт, что дизельное топливо является самым ценным товарным продуктом при первичной перегонки нефти на мини-НПЗ, мы сконцентрировались на создании установки, на которой можно было бы получать высококачественное товарное дизельное топливо, близкое по основным параметрам к западным стандартам. Под основными параметрами понимается строгое выдерживание фракционного состава и температуры вспышки. От уровня этих параметров зависит качество топлива. Использование преимуществ ректификационной технологии Линас позволяет это сделать.
     Мы не ставили перед собой целью получение дизельного топлива, полностью соответствующего так называемому Евростандарту. Прежде всего, из-за содержания серы в топливе. Используя для мини-НПЗ нефть первой категории, мы гарантированы в содержании серы в пределах требований ГОСТа (0,2 %). Достижение же содержания серы в дизельном топливе на уровне 0,02% согласно требований Евростандарта, возможно только при проведении гидроочистки, что делать на мини-НПЗ экономически нецелесообразно.

     При разработке мини-НПЗ на основе технологии Линас в конструкции ректификационной колонны Линас был предложен ряд оригинальных решений, которые позволили принципиально улучшить качество получаемого дизельного топлива. Данная цель была достигнута уже на первой НПУ-8(10), которая находится в промышленной эксплуатации в Кузбассе.
     По ряду показателей на мини-НПЗ Линас были получены дизельное топлива, близкие к евростандартам. Это касается, прежде всего, фракционного состава и температуры вспышки. Одновременно резко улучшились показатели температуры замерзания и вязкости и ряд других параметров. Причем, данное качество обеспечивается постоянно в процессе эксплуатации НПЗ при различных режимах работы (летнее и зимнее топливо), как с полной нагрузкой, так и при снижении нагрузки до 50% и более.
     Высокое качество дизельного топлива было достигнуто за счет факторов:

    1. Ряд особенностей собственно технологии Линас.
    2. Введение в ректификационную колонну дополнительной компактной секции по отпарке легких фракций из дизельного топлива. Одновременно эта же секция удаляет из дизельной фракции основную часть тяжелых фракций с температурой кипения выше 360оС.
    3. Применение специального стриппинга, основанного на технологии Линас.
    4. Высококачественная промышленная система автоматизации, позволяющая выдерживать температурный режим в ректификационной колонне с колебаниями не более одного градуса.

     Конкретные цифры, подтверждающие высокое качество получаемого дизельного топлива, приведены в таблице 1.

Характеристики качества дизельного топлива (летнего и зимнего), получаемого на мини-НПЗ Линас в сравнении с требованиями ГОСТа.

Таблица 1
Наименование показателей Норма по ГОСТ 305-82
для:
Летнего
Зимнего
Наименование НТД Получаемое летнее дизельное топливо, фактические данные Получаемое зимнее дизельное топливо, фактические данные
Фракционный состав:   ГОСТ 2177-82    
50 % перегоняется при температуре, не выше, оС
280
280
 
230-245
230-235
96 % перегоняется при температуре не выше, оС
360
340
 
350-360
336-340
Кинематическая вязкость при 20 оС (сСт)
3,0-6,0
1,8-5,0
ГОСТ 33-82
3,0
2,0-2,7
Температура вспышки в закрытом тигле, не ниже, оС
40
35
ГОСТ 6356-75
56-65
56-60
Массовая доля серы в %, не выше
0,2
0,2
ГОСТ 19121-73
0,16
0,15
Температура помутнения, не выше, оС
-5
-25
ГОСТ 5066-91
-14
-27…-(-30)
Температура застывания, не выше, оС
-10
-35
ГОСТ 20287-91
-21
-40
Кислотность в мг КОН на 100 мл, не более
5,0
5,0
ГОСТ 5985-79
0,1-0,2
0,1
Йодное число, в г йода на 100 г топлива, не более
6,0
6,0
ГОСТ 2070-82
1,4-1,5
1,4
Зольность, %, не более
0,01
0,01
ГОСТ 1461-75
отсутствует
отсутствует
Коксуемость 10 % остатка, в %, не более
0,20
0,30
ГОСТ 19932-74
0,05-0,07
0,05
Содержание водорастворимых кислот и щелочей
отсутствие
отсутствие
ГОСТ 6307-75
отсутствует
отсутствует
Содержание механических примесей
отсутствие
отсутствие
ГОСТ 6370-83
отсутствует
отсутствует
Содержание воды
отсутствие
отсутствие
ГОСТ 2477-65
отсутствует
отсутствует
Плотность при 20оС, не более
0,860
0,840
ГОСТ 3900-85
0,820-0,830
0,820

     Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что параметры получаемого дизельного топлива существенно перекрывают требования ГОСТа. По фракционному составу и температуре вспышке данное дизельное топливо удовлетворяет требованиям евростандарта. Цетановое число получаемого дизельного топливо лежит в диапазоне 45-50 при требовании ГОСТа 45.
     Наряду с объективными цифровыми показателями в пользу получаемого дизельного топлива говорят и субъективные оценки водителей, использующих данное топливо. Они наблюдали ощутимое увеличение мощности двигателя и его приемистости. Одновременно значительно уменьшилась дымность выхлопных газов.
     Даже по внешнему виду данное топливо отличается от обычного. Оно светлее и имеет более слабый желтый оттенок. Наверное из-за этого данное топливо стали называть "солярка питьевая". Конечно это жаргон, но часто такие меткие слова более точно отражают качество продукта, чем многочисленные технические параметры.
     Есть еще один психологический параметр для покупателей продукции мини-НПЗ. Они знают, что топливо завозится с конкретного мини-НПЗ, который находится рядом, а не с неизвестного НПЗ за тысячу километров. И есть с кого спросить за качество продукта.

     В настоящей статье мы сконцентрировали внимание читателей на качестве дизельного топлива. Однако и другие продукты, получаемые на мини-НПЗ Линас, а именно прямогонный бензин и мазут полностью соответствуют требованиям стандартов. Более того, впервые для мини-НПЗ удалось получать мазут марки М100 в режиме получения как летнего, так и зимнего дизельного топлива. Этот результат получен только благодаря применению технологии Линас.

 

Выводы

     Можно совершенно определенно утверждать, что качество дизельного топлива, получаемого на мини-НПЗ Линас, является лучшим среди отечественных мини-НПЗ и не уступает качеству дизельного топлива, получаемого на мини-НПЗ известных западных компаний.
     Причем все это достигается на одной ректификационной колонне необычайно компактных размеров. Высота колонны не зависит от мощности мини-НПЗ. Для мини-НПЗ Линас с годовой мощностью от 10 до 200 тысяч тонн высота ректификационной колонны одна и та же и равна 5,5 метров.
     Ни один мини-НПЗ в мире не может показать вышеуказанные результаты при такой высоте ректификационной колонны. При всем этом установка имеет абсолютные рекордные показатели по промышленной безопасности, по эксплуатационным качествам и экономичности.

     Помимо высокого качества получаемой продукции необходимо отметить, что коммерческая цена мини-НПЗ Линас существенно ниже зарубежных мини-НПЗ и даже пока несколько уступает по цене другим отечественным промышленным мини НПЗ.

     На основе конкретного промышленного опыта работы можно совершенно определенно рекомендовать всем организациям и компаниям, заинтересованным в производстве и продаже высококачественного дизельного топлива, обратить внимание на возможность приобретения мини-НПЗ Линас. Мини-НПЗ Линас дает определенные гарантии на производство высокачественного дизельного топлива при умеренных затратах и в обозримые сроки.

 

Новосибирск, сентябрь, 2004

ЗАО НПП Линас-Техно
©2004
ЗАО НПП "ЛИНАС-ТЕХНО"
Новосибирск, ул. Тайгинская, 1
Почтовый адрес: 630027, Новосибирск, аб.ящ. 308
Телефоны: (3832) 74-29-61, 74-30-86
E-mail: linas@linas.ru
http://www.linas.ru


Главная страница

Публикации


© 1999-2016 Линас