Получение низкозастывающих дизельных топлив на примере Далакнанской нефти - Диссертация

2В то же время в Якутии остро стоит проблема недостатка топлива и качества привозимого топлива. В Республике Саха (Якутия) локальная энергетика представлена почти 200 дизельными электростанциями (ДЭС), для функционирования которых ежегодно завозится более 120 тыс. т. дизельного топлива. С учетом наличия технологически изолированных районов и децентрализованного энергоснабжения большое значение имеет получение дизельного топлива с улучшенными низкотемпературными свойствами на базе летнего сорта введением депрессорных присадок - это одна из актуальных задач в решении проблем эксплуатации дизельной техники в республике. Работа выполнена в соответствии с «Инвестиционной стратегией Республики Саха (Якутия) на период до 2016 года и основных направлений до 2030 года», принятой Указом Президента Республики Саха (Якутия) № 2864 от 11 сентября 2014 г., и «Стратегией социально-экономического развития Дальнего Востока и Байкальского региона на период до 2025 года» утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации N Разработать рекомендации по оптимальному составу дизельного топлива с депрессорными присадками полученного на базе летнего сорта товарного топлива и нефтепродуктов из нефти Талаканского месторождения.По данным исследований, время задержки появления масла из коренного подшипника после начала работы насоса может составлять до 2 мин. и более; изза смазывания масла со стенок цилиндра топливом, попадающим в цилиндр в жидком виде, что приводит к ухудшению смазки; изза быстрого загрязнения масла, 11 вызываемого неудовлетворительной его фильтрацией вследствие резкого снижения пропускной способности фильтров тонкой очистки, в результате повышения вязкости смолистых веществ, отложившихся в них[15]. Основные причины: возрастание расхода топлива: увеличение времени прогрева двигателя; работа двигателя при пониженной температуре жидкости в системе охлаждения; повышение вязкости масла в агрегатах трансмиссии, что ведет к значительным потерям мощности на ее прокручивание; повышенное сопротивление движения по заснеженным дорогам. В настоящее время в Республике Саха (Якутия) остро стоит проблема недостатка топлива, с каждым годом идет подорожание горюче-смазочных материалов изза транспортировки топлива. применение в дизелях более тяжелого по сравнению с бензином топливо обеспечивает пожарную безопасность, облегчает его транспортировку и хранение; за счет значительно меньшего времени контакта топлива с воздухом (топливо в дизеле впрыскивается только к концу такта сжатия) полностью устраняется опасность возникновения детонационного сгоранияНаблюдение за образцами дизельных топлив с депрессорными присадками при хранении на открытом воздухе в зимний период (при температурах от 4 до-25С0) показало, что объем мутного слоя постепенно уменьшается и в конце хранения составляет 1-2 % объема топлива вследствие уплотнения частиц. В связи с этим установлен показатель седиментационной устойчивости дизельных топлив с депрессорными присадками при температурах ниже температур их помутнения. При понижении температуры эти углеводороды выпадают из топлива в виде кристаллов различной формы и топливо мутнеет. При температуре застывания топлива кристаллическая структура настолько упрочняется, что топливо теряет текучесть и приобретает студнеобразный вид. Если топливо не содержит депрессорных присадок, то предельная температура фильтрации равна температуре помутнения или ниже ее на 1...2?С.Производство дизельного топлива с улучшенными низкотемпературными свойствами в Республике Саха (Якутия) позволяет решить проблему северного завоза автомобильным транспортом по зимним дорогам в отдаленные районы республики.Физико-химические характеристики данной нефти представлена в таблице 2.1. Извлекаемые запасы углеводородного сырья на Талаканском месторождении составляют 115 млн. т нефти и 47 млрд. м3 газа. По физико-химическим свойствам эта нефть относится к классу средних: плотность равно 844,1 кг\м? . Реальная дозировка зависит от состава средних дистиллятов и характеризуется температурой помутнения, диапазоном кипения, типом и количеством парафинов и другими параметрами. При хранении средних дистиллятов при температурах ниже температуры помутнения происходит кристаллизация n-парафинов.Из проанализированных способов получения низкотемпературных дизельных топлив, выбран наиболее экономически целесообразный и перспективный способ - применение высокоэффективных депрессорных присадок. На базе этого способа рассмотрены присадки, для их применения: депрессорные присадки Difron 315, Keroflux 6100, и деспергатор парафинов Keroflux 3614.В работе определен индивидуальный углеводородный состав фракции н.к.-180 ОС фракции Талаканского месторождения. Как видно из рисунка 3.1 и таблицы 3.1 фракция Талаканской нефти имеет н-алкановый состав с максимумом на С7, значительные концентрации Рисунок 3.1 - Протонный спектр дизельной фракции выделенной из нефти Талаканского месторождения Республики Саха (Якутия).

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..….4 ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР………..……………………..….10 1.1 Природно-климатические условия и особенности эксплуатации дизельных двигателей в условиях Севера……………………………….…10 1.2. Дизельные топлива, их классификация, требования к ним………………………………………...………………………………….13 1.3. Низкотемпературные свойства дизельных топлив…………………...22 1.4 Способы улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив…………………………………………………………....24 1.5 Влияние фракционного и углеводородного состава дизельных топлив и их приемистости к присадкам……………………………………………37 Выводы к главе 1…………………………………………………………….41 ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ……………….…43 2.1 Объекты исследований………………………………………………….43

2.1.1 Дизельная фракция из Талаканской нефти………………………….43 2.1.2 Присадки к дизельным топливам………………………………….…44 2.2 Стандартные методы исследования……………………………………48 2.2.1 Исследование дизельных топлив методом ядерно-магнитного резонанса…………………………………………………………………………50 2.4 Исследование дизельных фракций выделенной из нефти Талаканского месторождения методом хромато-масс-спектрометрии……………………...51 2.5 Исследование дизельных фракций с депрессорными и диспергирующими присадками на седиментационную стойкость…………………………………………………………………………52 Выводы к главе 2……………………………………………………………...…53

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА ТОПЛИВА ИЗ НЕФТИ ТАЛАКАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ………..........................................................................54

3

3.1 Исследование углеводородного состава дизельной фракции выделенной из Талаканской нефти…………………………………………54 3.2 Исследование эксплуатационных свойств дизельной фракции выделенной из нефти Талаканского месторождения……………………..58 3.3 Эксплуатационные свойства товарных арктических дизельных топлив г. Якутска…………………………………………………………………….61 Выводы к главе 3…………………………………………………………….63 ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕПРЕССОРНЫХ ПРИСАДОК НА ТОПЛИВО ИЗ НЕФТИ ТАЛАКАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.......................................................................................65 4.1 Исследование эффективности действия депрессорных присадок Keroflux ES 6100 и Difron 315 в топливе из Талаканской нефти…………65 4.2 Исследование эффективности действия диспергатора парафинов Keroflux 3614 в топливе из Талаканской нефти………………………….69 4.3 Разработка оптимальной композиции арктического дизельного топлива ДАП-53/-39…………………………………………………………...…71 4.4 Технология получения низкотемпературного дизельного топлива

ДАП-53/-39……………………………………………………………………..…78 Выводы к главе 4………………………………………………………………...81 ГЛАВА 5ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПРИМЕНЕНИЯ ДЕПРЕССОРНЫХ ПРИСАДОК…………………………………………………………………..….82

5.1 Оценка технико-экономических показателей депрессорных присадок к дизельному топливу…………………………………………………………91 Выводы к главе 5…………………………………………………………….94 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ………………………………………………….…95 СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ…………………….…97 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………...…98 СПРАВКА О ПРАКТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ РАБОТЫ……………….110 ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………………….112

4

1. Производство дизельного топлива с улучшенными низкотемпературными свойствами в Республике Саха (Якутия) позволяет решить проблему северного завоза автомобильным транспортом по зимним дорогам в отдаленные районы республики. Кроме того, используя местные ресурсы, как Талаканская нефть, РС(Я) возможно экономить больше средств за счет существенного снижения объемов поставляемого из других регионов топлива.

42

2. Производство современных арктических дизельных топлив соответствующих техническому регламенту невозможно без применения депрессорных присадок.

431. Из проанализированных способов получения низкотемпературных дизельных топлив, выбран наиболее экономически целесообразный и перспективный способ - применение высокоэффективных депрессорных присадок. На базе этого способа рассмотрены присадки, для их применения: депрессорные присадки Difron 315, Keroflux 6100, и деспергатор парафинов Keroflux 3614.

2. Показано, что Талаканская нефть по физико-химическим свойствам относится к классу средних: плотность равна 844,1 кг\м?. По содержанию серы - средне- сернистая от 0,36 % масс. Содержание смол от 8,11 % мас. Содержание асфальтенов достигает 0,15% масс. В углеводородном составе преобладает метаново-нафтеновые углеводороды.

54

По теме диссертации опубликовано 8 работ в научных журналах и сборниках тезисов докладов конференций, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК министерства образования и науки РФ, получен 1 патент РФ на изобретение.

Личный вклад

Все представленные в диссертации результаты расчетов и экспериментов получены при участии автора. Соискатель принимал

9 непосредственное участие в постановке задач, планировании экспериментов и проведении расчетов. Обработка полученных результатов расчетов, их анализ и подготовка к публикации в статьях и конференциях проводились совместно с соавторами, причем вклад диссертанта был определяющим.

Разработка нового состава арктического дизельного топлива проводилась совместно с соавторами патента.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, содержит 116 страниц машинописного текста, в том числе 28 таблиц, 11 рисунков библиографический список использованной литературы из 126 наименования.

10