исследование оптимального состава пакета присадок к дизтопливу

Введение

Современная жизнь невозможна без транспорта. Перемещение любой, грузов и товаров – эти процессы, ставшие для человека настолько привычными, что обыватель даже не задумывается о том, какие специфические процессы сопровождают каждую такую поездку. Движение транспортного средства обеспечивается применением нефтяного топлива. Нефтяное топливо также является важнейшим источником энергии, и эту роль оно сохранит на протяжении еще многих лет. Количество транспортных средств с каждым годом неуклонно растет, что приводит к необходимости увеличения объемов потребления топлива. Необходимо также отметить, что среди широкого спектра топлив лидирующую позицию в использовании занимает дизельное топливо. Международная статистика показывает, что темпы ежегодного роста объема производства дизелей последние десять лет составляли 2,2%, в то время как бензиновых (карбюраторных) двигателей не превышали 1,5%. По существующим прогнозам, последующие двадцать лет соотношение объемов потребления бензина и дизельного топлива будет постоянно изменяться в сторону увеличения последних [1 - 4].
Данная статистика имеет логичное объяснение, заключающееся в ряде преимуществ дизельных двигателей перед бензиновыми:
во-первых, они на 25% экономичнее,
во-вторых, состав отработанных газов, образующихся при работе дизеля, в большей степени соответствует экологическим нормам;
в-третьих, они дешевле.
Помимо необходимости повышения объемов производства дизельного топлива, требования к его качеству постоянно ужесточаются в рамках международной экологической политики, что соответственно также вносит коррективы в технологическую цепочку производства топлива. Отметим, что топливо для летнего и зимнего периода – отличаются, что также определяет специфику производства. Таким образом, тенденция опережающего роста потребления дизельного топлива, по сравнению с автобензином, и наблюдающееся в последние годы ужесточение требований к качеству основных видов нефтепродуктов, в том числе и к дизельным топливам, не вызывает сомнений [9].
«Чистое» дизельное топливо не может соответствовать всем требованиям, предъявляемый техническими и экологическими стандартами. Наиболее перспективным и экономически выгодным способом улучшения качества дизельных топлив является использование присадок различного функционального назначения, несмотря на то, что присадки, порой, улучшая качество одних марок топлива, не проявляют эффективности в других топливах и даже выступают в роли антагонистов, по отношению к иным присадкам, входящим в состав используемого пакета. Начиная с 70-х годов, на мировой рынок регулярно поставляются присадки от всемирноизвестных фирм, таких как EXXON, SHELL, BASF, LUBRIZOL и других.
Среди широкого ассортимента присадок для России большое практическое значение имеют депрессорные присадки, призванные обеспечивать нормальную работу дизельных двигателей при отрицательных температурах, окружающей среды. В зависимости от качества фактически вырабатываемого топлива может возникать потребность и в других присадках, улучшающих конкретные показатели топлив, например, повышающих вязкость или цетановое число и т.д. [14]
В связи с этим разработка пакетов присадок, позволяющих улучшать качество дизельных топлив одновременно по нескольким показателям, и пригодным для использования отличается высокой степень актуальности.
Цель работы заключается в разработке пакета присадок для дизельного топлива, соответствующего европейским стандартам качества.
Задачи исследования
1. ознакомится с процессами производства дизельного топлива, а также требованиями, предъявляемыми к качеству;
2. охарактеризовать технологию синтеза присадок и механизм их действия;
3. провести изучение параметров оценки эффективности действия присадок;
4. провести исследование присадок к дизельным топливам и подобрать пакет наиболее эффективного состава и концентрации.

 

Содержание

Введение 4
Глава 1. Аналитический обзор повышения качества эксплуатационных свойств дизельных топлив 7
1.1. Требования, предъявляемые к качеству дизельного топлива 7
1.2. Присадки, применяемые в производстве дизельных топлив 12
1.3. Технологические процессы, применяемые для получения дизельного топлива 16
Глава 2. Синтез и исследование функциональных свойств присадок к дизельному топливу. 27
2.1. Аналитический обзор процессов синтеза присадок 27
2.2 Оценка эффективности присадок в топливе и исследование механизма их действия 29
2.3. Исследование режимов получения присадок 44
Глава 3. Методы изучения оптимального состава пакета присадок к дизтопливу 51
3.1.Описание объекта исследования 51
3.2. Обоснование методической организации проведения анализа для изучения присадок к дизтопливу 55
3.3. Построение калибровочных моделей и определение характера ошибок при проведении анализа для изучения присадок к дизтопливу 57
3.4. Аналитическое обоснование определения оптимального сочетания пакетов присадок 63
Глава 4. Практическая реализация использования предлагаемого пакета присадок 67
4.1 Обоснование выбора технической организации смешения присадок 67
4.2. Анализ экономических затрат на производство присадок оптимального состава 70
Заключение 75
Библиографический список 77


 

Заключение

Дизельные топлива в России – это традиционный вид топлива для крупногабаритных грузовых автомобилей, пассажирских автобусов и всех конструкций, работающих на дизельных двигателях, но в последнее время оно приобретает популярность и для обычных автомобилей, количество которых постоянно растет. Тенденция производства дизельного топлива, определяемая постоянно растущей потребностью, привела к углублению процессов переработки нефти, связанных с вовлечением в их состав «тяжелых» фракций, что привело к существенному ухудшению качества получаемых получаемого дизельного топлива. Одновременно с этим происходит ужесточения требований к качеству и экологичности дизелного топлива. Для нормирования показателей качества российских ДТ в соответствии с современными требованиями в России введен новый Технический Регламент "О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту", утвержденный постановлением Правительства РФ от 27 февраля 2008 г. N 118 с изменениями от 25 сентября и 30 декабря 2008 г [2].
Требования, предъявляемые Техническим Регламентом к выпускаемым топливам, существенно отличается от действующего, вплоть до настоящего времени, ГОСТ 305-82 и по ассортименту топлива, и по их качеству. Он предусматривает в период до 31 декабря 2011 года выпуск дизельного топлива, содержание сернистых соединений в которых не превышает 350 мг/кг (класс 3), до 31 декабря 2014 года выпуск дизельного топлива с содержанием сернистых соединений не превышающем 50 мг/кг (класс 4) и с 1 января 2015 года выпуск дизельного топлива с содержанием сернистых соединений не более 10 мг/кг (класс 5). Выпуск ДТ с такими показателями, естественно, предполагает использование присадок различного функционального назначения, призванных повышать качество дизельного топлива ГОСТ 305-82, влияя на такие показатели, как: цетановое число (ЦЧ), скорректированный диаметр пятна износа (СДПИ), температура застывания (tз) и предельная температура фильтруемости (tф) и улучшая тем самым способность к самовоспламенению, противоизносные, низкотемпературные и другие свойства ДТ.
Основной целью данной работы являлся подбор пакета присадок оптимальных для улучшения качества дизельного топлива по всем требуемым параметрам без ухудшения свойств. Для сравнения были приняты 7 марок присадок различного действия для дальнейшего исследования в 3-х характеристических диапазонах концентраций. Результатом работы стал рекомендуемый в производство пакет присадок к дизельному топливу.
 

Библиографический список

1. Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 года № 184-ФЗ
2. Постановление Правительства РФ от 12 октября 2005 г. №609- «Об утверждении Специального технического регламента «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории России, вредных (загрязняющих) веществ».
3. Технический регламент таможенного союза ТР/ТС 013/2011 «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту»
4. Башкатова С.Т., Голубенко Ю.С., Винокуров В.А. и др. - Композиционная депрессорная присадка к дизельным топливам - Химия и технология топлив и масел, 2001, № 3, с. 27.
5. Башкатова С.Т., Островский H.A., Винокуров В.А. и др. - Влияние депрессорных присадок на степень дисперсности топливных дисперсных систем - Сб. тезисов Международной научно-технической конференции по проблемам нефтехимии, 2000, М., с.75.
6. Виппер А.Б., Ермолаев M.B. Новое в топливной переработке за рубежом - Нефтепереработка и нефтехимия - 2001, №10, с. 52 - 55.
7. Гришина И.Н., Зиненко С.А., Овчинникова Т.Ф. - Композиция присадок МИАКРОН-2015, улучшающая низкотемпературные характеристики и седиментационную устойчивость дизельных топлив - В сборнике докладов 3-ей Международной научно-практической конференции "Новые топлива с присадками", Санкт-Петербург, Академия Прикладных Исследований, 2004, с. 228-230.
8. Данилов A.M. Введение в химмотологию. М., Техника, ООО "ТУМА ГРУПП", 2002, 464 с.
9. Данилов A.M. Присадки к топливам в России сегодня и завтра. В сборнике трудов 3-ей Международной научно-практической конференции "Новые топлива с присадками", Санкт-Петербург, "Академия Прикладных Исследований", 2004, с. 14-23.
10. Данилов A.M. Применение присадок в топливах для автомобилей. Справочник. - М., Химия, 2000, 231 с.
11. Данилов A.M., Митусова Т.Н., Ковалев В.А., Чурзин А.Н. - Органические пероксиды - цетаноповышающие присадки к дизельным топливам - Химия и технология топлив и масел. — 2003, № 6, с. 22-24.
12. Данилов А. М. Присадки к топливам // Химия и технология топлив и масел. — 2007. — № 2. - С. 47-56.
13. Дизельные топлива и присадки, допущенные к применению в 2001-2004 гг. / Т. М. Митусова, Е. Е. Сафонова, Г. А Брагина, Л. В. Бармина//Нефтепереработка и нефтехимия. -2006.-№ I.- С. 12-19.
14. Ечевский Г.В. Переработка углеводородного сырья с целью получения моторных топлив с помощью одностадийного процесса БИМ — Наука и технологии в промышленности — 2002, №2, с. 62-64.
15. Зиненко С.А., Егоров С.А., Макаров A.A. и др. - «МИАКРОН-2000» - цетаноповышающая присадка для дизельных топлив, Мир нефтепродуктов, 2002, № 3, с. 10-12.
16. Зиненко С.А., Егоров С.А., Макаров A.A. и др. - Цетаноповышающая присадка "Миакрон - 2000" к дизельным топливам - Химия и технология топлив и масел, 2002, № 5, с. 17-20.
17. Зиненко С.А., Егоров С.А., Елкин С.И. и др. - Экспериментальное исследование цетаноповышающей присадки "Миакрон-2000" в альтернативных углеводородных топливах.- Сборник докладов 3-ей Международной научно-практической конференции "Новые топлива с присадками", 2004, Санкт-Петербург, Академия Прикладных Исследований, с. 190-196.
18. Ирисова К.Н., Талисман Е.Л., Смирнов В.К. - Проблемы производства малосернистых дизельных топлив - Химия и технология топлив и масел, 2003, №1-2, с. 21-24.
19. Каплан С.З., Радзевенчук И.Ф. Вязкостные присадки и загущенные масла. Л., Химия, 1982, 136 с.
20. Китова М.В., Логинова А.Н., Власов В.Г. и др. - Каталитическая депарафинизация утяжеленных дизельных фракций - Химия и технология топлив и масел, 2001, № 1, с. 16-18.
21. Климов О.В., Кихтянин О.В., Аксенов Д.Г. и др. Снижение потерь топлива от испарения с помощью процесса БИМ — Химия и технология топлив и масел, 2003, № 5, с. 22 - 27.
22. Климов О.В., Аксенов Д.Г., Ечевский Г.В. и др. Изучение возможностей получения кондиционных моторных топлив из широкой фракции н.к. - 360°С газового конденсата месторождения Прибрежное по технологии БИМТ - Нефтепереработка и нефтехимия, 2004, №3, с. 19-25.
23. Коротко о разном. Нефтегазовые технологии. 2001, №1, с. 102.
24. Левин А.Я., Трофимова Г.Л., Евстафьев В.П. и др. - Разработка отечественного пакета присадок к моторным маслам - Сб. тезисов докладов 6-ой научно-технической конференции, посвященной 75- летию Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России", 2005, М., Нефть и газ, с. 188.
25. Лобашова Марина Михайлова. Улучшение качества дизельных и котельных топлив присадками: дис. канд. технических наук: 21.11.14 / М.М. Лобашова, 2014. — 146 с.
26. Лупанов H.B., Рудяк К.Б., Харрис Д., Яскин В.П. - Проблемы производства и применения малосернистых дизельных топлив с присадками на заводах ТНК-ВР - В сборнике трудов 3-ей Международной научно-практической конференции "Новые топлива с присадками", Санкт-Петербург, "Академия Прикладных Исследований", 2004, с. 171-174.
27. Лыткин A.C., Бегак О.Ю., Ивахнюк Г.К. Азотсодержащие гетероатомные соединения в автомобильных топливах/ Экология энергетика экономика / Промышленная и пожарная безопасность/ Межвуз. сб. науч. трудов СПб., № IX, 2005.
28. Лыткин А.С., Бегак О.Ю., Ивахнюк Г.К. Повышение эксплутационных характеристик дизельного топлива для пожарной и аварийно-спасательной техники МЧС России в условиях чрезвычайной ситуации / Безопасность жизнедеятельности, № 7, 2008.
29. Лыткин А.С., Бегак О.Ю., Хорошилов О.А. Гетероорганические соединения в ДТ / Проблемы управления рисками в техносфере, № 6, 2008.
30. Мастепанов A.M. Топливно-энергетический комплекс России на рубеже веков состояние, проблемы и перспективы развития (Информационно-аналитический обзор). - М.: Современные тетради. - 2001. - 624 с.
31. Материалы Московской конференции по технологиям нефтепереработки, Москва, 25-26 июня 2001 г. М., Фирма «Мобил», 2001.
32. Митусова Т.Н. Новые требования к качеству дизельных топлив / / Нефтехимия и нефтепереработка. 2000. № 1. с. 19-21.
33. Митусова Т.Н., Полина Е.В., Калинина М.В. - Современные дизельные топлива и присадки к ним. М., Техника, ООО "Тума Групп", 2002, 64 с.
34. Митусова Т.Н., Калинина М.В., Довлатбегова О.Б., Дьяченко Е.Ф. - Совместимость присадок различного функционального назначения в экологически чистых топливах - В сборнике докладов 3-ей Международной научно-практической конференции "Новые топлива с присадками", Санкт-Петербург, Академия Прикладных Исследований, 2004, с. 24-31.
35. Мухамадиев А.А.. Эффективные технологии борьбы с сероводородом и меркаптанами на нефтепромыслах / М.Ф. Валиев // Журнал Экологическая и промышленная базопасность. — 2011 — № 11. — С. 108—111.
36. Новацкий Г.Н., Володажский C.B., Соколов Б.Г. - Современные методы улучшения качества дизельных топлив.- Нефть. Газ. Промышленность. 2004, № 2, с. 22.
37. Новацкий Г.Н., Володажский C.B., Соколов Б.Г. - Разработка отечественного пакета присадок для современных дизельных топлив. - В сборнике докладов 3-ей Международной научно-практической конференции "Новые топлива с присадками", 2004, Санкт-Петербург, Академия Прикладных Исследований, с. 201 - 207.
38. Пат. на изобретение РФ № 2276681. Противоизносная присадка по заявке № 2004132806/04 / Пере¬крестов А. П., Сычева А. А. 10.11.2004; Опубл. 20.05.2006.Бюл. № 14.
39. Пьядичев Э.В., Микутенок Ю.А. Производство и использование широкофракционного дизельного топлива на газоконденсатных и нефтяных месторождениях России. - Сборник докладов 3-ей Международной научно-практической конференции "Новые топлива с присадками", 2004, Санкт-Петербург, Академия Прикладных Исследований, с. 297-300.
40. Островский H.A., Башкатова С.Т., Винокуров В.А., - Особенности получения депрессорной присадки ДАКС-Д - Химия и технология топлив и масел, 2001, № 1, с. 18 - 19.
41. Островский H.A. Закономерности получения присадки, улучшающей низкотемпературные характеристики дизельных топлив и минеральных масел. - Автореферат дисс канд. техн. Наук 02.00.13. М., 2000,134 с.
42. Островский H.A., Башкатова С.Т., Грицкова И.А. - Влияние присадки ДАКС-Д на свойства нефтяных масел - Химия и технология топлив и масел, 2000, № 4, с. 35-36.
43. Сборник материалов форума: «Топливно-энергетический комплекс России: региональные аспекты», Санкт-Петербург, 8-11 апреля 2003 г.- 302 с.
44. Смирнова Л.А., Башкатова С.Т., Винокуров В.А. и др. - Влияние депрессоров на оптические и низкотемпературные характеристики дизельных топлив — Химия и технология топлив и масел, 2003, № 1 — 2, с. 55 - 56.
45. Стратегические приоритеты российских нефтеперерабатывающих предприятий / Под редакцией В.Е. Сомова. М.: ЦНИИТ Энефтехим, 2002. -292 с.
46. Сыроежко A.M., Бегак О.Ю. Теория и практика применения инструментальных методов анализа в исследовании природных энергоносителей: Учебное пособие. СПб: СПбГТИ (ТУ), 2005. - 85 с.
47. Туманян Б.П. — Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем - М., Техника, 2000,336 с.
48. Шабаров Ю.С. Органическая химия. М., Химия, 2000. 347с.
49. Swaty Т. E. Global refining industry trends: the present and future // Hydrocarbon processing, September, 2005. P. 35 46.
50. Suppressing cross-linking reactions during pyrolysis of lignite pretreated by pyridine Publication year: 2008 Source: Journal of Fuel Chemistry and Technology, Volume 36, Issue 6, December 2008, Pages 641-645.