| 16. |
Аннотация |
На сегодняшний день в Российской Федерации реализуется ряд проектов, направленных на экономическое, научное и военное освоение северных территорий и Арктики. Успешная реализация крупных инфраструктурных проектов в Арктике невозможна без обеспечения техники и генераторов энергии качественными, экологически чистыми горюче-смазочными материалами, способными эффективно работать в условиях экстремально низких температур, характерных для арктических широт. В случае северных и Арктических территорий, в связи с их транспортной труднодоступностью принципиально важна возможность производства топлива по месту, на малотоннажных, автономных установках, т.к. доставка в отдаленные районы кратно увеличивает стоимость топлива.
Вместе с тем, расположенные на данных территориях нефтегазодобывающие предприятия, обладают значительными ресурсами углеводородного сырья. На нефтяных месторождениях распространенной практикой является разделение добываемой нефти на топливные фракции атмосферной перегонкой, с целью использования для собственных нужд предприятий.
Однако стоит отметить, что прямогонное углеводородное сырье обладает неудовлетворительными эксплуатационными характеристиками – прямогонные дизельные фракции, из-за входящих в их состав н-парафинов, теряют свою текучесть даже при относительно небольших отрицательных температурах (порядка -5 °С). Использование прямогонного углеводородного сырья, без улучшения эксплуатационных характеристик по средствам смешения с присадками или переработки, в качестве моторного или энергетического топлива не представляется возможным.
Анализ литературных источников с целью поиска решений, обозначенных препятствий для использования прямогонного углеводородного сырья в качестве моторного или энергетического топлива показывает, что наибольшее распространение для улучшения низкотемпературных свойств прямогонных дизельных топлив нашли следующие методы: использование депрессорных присадок; вторичная переработка в процессе каталитической депарафинизации.
Использование депрессорных присадок для улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив получило наибольшее распространение. Данный метод является наиболее экономически целесообразным. Основным недостатком данного метода является то, что состав дизельного топлива существенно влияет на эффективность действия депрессорных присадок и в некоторых случаях может сделать присадку абсолютно неэффективной. Каталитическая депарафинизация позволяет значительно улучшить низкотемпературные свойства дизельных топлив, при этом процесс характеризуется высоким выходом (порядка 95-98%). Однако, не смотря на высокую эффективность процесса, присутствует и ряд недостатков – в процессе используется дорогостоящий, катализатор на основе благородных металлов, зарубежного производства, крайне чувствительный к каталитическим ядам, в связи с чем сырье депарафинизации должно быть в обязательном порядке гидроочищенно. То есть, строительство установки депарафинизации потребует строительства дополнительной установки гидроочистки. Реализация обоих процессов невозможна без водородсодержащего газа высокой чистоты, следовательно, потребуется строительство установки получения водорода. Таким образом, реализация процесса депарафинизации требует значительных капитальных и операционных затрат. Строительство автономных, малотоннажных установок, что крайне важно для проектов в Арктике, представляется практически невозможным.
В последние годы в нефтеперерабатывающей промышленности все большую популярность набирают цеолитные катализаторы. Данные катализаторы являются недорогими, при этом характеризуются высокой активностью, селективностью и стойкостью к действию каталитических ядов. Многие годы цеолиты использовались в производстве катализаторов только в качестве носителей для благородных металлов, однако, известно, что цеолиты сами по себе проявляют активность и селективность в отношении реакций изомеризации, крекинга и олигомеризации органических молекул. Каталитическая переработка на цеолитах не потребует использования водородсодержащего газа, может быть реализована в малотоннажном и автономном исполнении.
Так же стоит отметить, что найденные в литературе решения, предлагают получение только одного вида топлива, в то время как любое нефтегазодобывающее предприятие, как и в целом инфраструктура отдаленных и Арктических территорий нуждается в целом комплексе энергетических и моторных топлив.
Решением обозначенной проблемы станет разработка комплексной технологии получения моторных топлив для использования в Арктике переработкой различного углеводородного сырья на цеолитных катализаторах и смешения с депрессорными присадками.
Результаты проведенных научным коллективом исследований показали, что переработка прямогонных дизельных топлив на цеолите позволяет получить продукт, не застывающий при температуре -70 °С. Также были выявлены закономерности влияния состава дизельных топлив на эффективность действия депрессорных присадок и установлены вещества (тяжелые фракции, н-парафиновые фракции, нефтяные смолы), добавление которых в небольших концентрациях позволяет усилить эффективность действия депрессорных присадок (в отношении предельной температуры фильтруемости на 10-15 °С).
Кроме того, результаты исследований научного коллектива, свидетельствуют о том, что продукт, получаемый при переработке прямогонных дизельных фракций на цеолитном катализаторе, характеризуется широким фракционным составом (пределы выкипания 30-360 °С), что делает его перспективным для разделения и получения целого комплекса моторных топлив – широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), бензинов, реактивных топлив/керосина, дизельных топлив. Комплексная технология получения различных топлив отвечает потребностям добывающих предприятий и инфраструктуры отдаленных и Арктических территорий: ШФЛУ может быть использована для обеспечения энергией и теплом производственных помещений; бензины – для обеспечения топливом автомобильного транспорта; реактивные топлива/керосины – для обеспечения топливом вертолетного транспорта; дизельные топлива – для обеспечения топливом тяжелого транспорта и дизельных электрогенераторов.
Разработанная комплексная технология получения моторных топлив для использования в Арктике переработкой на цеолитах и смешением с присадками найдет свое применение на нефтегазодобывающих и нефтеперерабатывающих предприятиях, нефтебазах, автономных станциях смешения нефтепродуктов, в профильных научных и образовательных организациях, в корпоративных научно-производственных лабораториях, предприятиях оборонно-промышленного комплекса.
Особенно актуальны результаты проекта будут для инфраструктуры и нефтегазодобывающих предприятий, расположенных в отдаленных, северных районах, в Арктике. Использование разработанной технологии позволит автономно, на малотоннажных установках вырабатывать весь комплекс необходимых моторных топлив (широкая фракция легких углеводородов, бензин, реактивное топливо/керосин, низкозастывающее дизельное топливо). |