Депрессорные присадки – это вещества, при введении которых в небольших количествах в нефть или нефтепродукты достигают существенного снижения температуры застывания и улучшение текучести при низких температурах.
Работы в области создания депрессорных присадок широко представлены в технической и патентной литературе, но поиск и создание новых эффективных соединений продолжается. Это связано с тем, что на практике нашли применение лишь немногие химические соединения, различающиеся в основном по молекулярной массе в пределах одного и того же гомологического ряда. Наиболее высокую эффективность в дизельных топливах проявляют полимерные и сополимерные присадки: полиалкилметакрилаты, сополимеры этилена и винилацетата, сополимеры алкилметакрилатов с винилацетатом и сополимеры этилена и пропилена (табл. 1). Показано, что по расходу полимерные и сополимерные депрессорные присадки, имеющие в своем составе кислородсодержащие функциональные группы, превосходят присадки других классов [2]. Сопоставление по депрессорным свойствам, представленных в табл. 1 присадок затруднительно, поскольку данные разрознены и получены на топливах различного состава. Значительная часть публикаций не преследует цели объективного сопоставления собственных присадок и присадок, разработанных другими лабораториями и фирмами [5, с. 35]. Количество отечественных присадок, которые допущены к промышленному применению значительно уступает количеству импортных. К сожалению, промышленное производство лучших отечественных депрессорных присадок к дизельным топливам до сих пор не организовано по конъюнктурным причинам. В отличие от противоизносных присадок и промоторов воспламенения депрессоры не имеют универсального характера. К каждому топливу необходимо подбирать присадку с определёнными физико-химическими характеристиками. Таким образом, в общем случае необходим достаточно обширный набор присадок. В ассортименте любой европейской фирмы насчитывается несколько десятков марок депрессорных присадок, из которых для каждого конкретного случая фирма подбирает оптимальный [3, с. 12].
Цель данной работы состояла в том, чтобы на основании анализа технических и экономических показателей наиболее известных и используемых в практике депрессорных присадок, выявить наиболее эффективные и сравнить с техническими показателями, присадки, синтезированной на основе крупнотоннажного отхода производства полиэтилена высокого давления – низкомолекулярного полиэтилена (НМПЭ) и стирола (Ст) [4].
Таблица 1
Эффективность различных типов депрессорных присадок и условия синтеза [1]
|
Тип присадки |
Расход присадок, % масс. |
Максимальная (оптимальная) депрессия, оС |
Основные параметры технологического процесса синтеза присадок |
||
|
tз |
tф |
tп |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Сополимеры этилена и винилацетата |
0,01–0,1 |
>30 |
15 |
– |
В растворителе (циклогексан): давление – 27–30 МПа; температура – 130–150 оС в присутствии инициатора |
|
В расплаве: давление до 200 МПа; температура около 150 оС в присутствии регулятора молекулярной массы |
|||||
|
Поли(мет)- акрилатные и их сополимеры |
0,05 |
19–24 |
8–19 |
0–10 |
Давление атмосферное; температура не более 100 оС; недостаток – многостадийный синтез и неполная степень превращения исходных реагентов |
|
Полиолефиновые (сополимеры этилена и пропилена) |
0,3 |
26–29 |
– |
– |
Давление высокое. Используют только в виде так называемых деструктатов, то есть представляют собой продукты термического разложения сополимеров |
|
Полиолефиновые (полиэтилен) |
0,05 |
19 |
7 |
– |
Отходы производства полиэтилена – низкомолекулярный полиэтилен |
|
Конденсационные (неполимерные) |
0,1–0,3 |
22–35 |
12–18 |
< 7 |
Давление – атмосферное, температура от 169 до 216 оС, суммарное время реакции по двум стадиям от 6 до 36 ч. Производство безотходное. Более мягкие условия при использовании растворителя (время синтеза до 6 ч) |
Для сравнения депрессорных присадок, существующих на сегодняшний день и широко представленных на рынке депрессорных присадок в РФ проанализируем данные табл. 2, в которой приведены их технико-экономические показатели присадок. В столбце 9 приведены результаты расчетов для приведения цены присадок разного объема к сопоставимому объему в 1 литр:
Сл = Су/V,
где Сл – стоимость 1 литра присадки, руб.,
Су – стоимость упаковки присадки, руб.,
V – объем присадки в упаковке, л.
В столбце 10 приведен итоговый показатель, определяющий затраты на приобретение присадки, рассчитанной на 100 литров дизельного топлива, исходя из ее цены и необходимой концентрации:
П = С × Ц,
где С – оптимальная концентрация присадки, указанная производителем, %;
Ц – цена 1 литра присадки, руб.
По данным табл. 2 видно, что наиболее эффективными и экономически выгодными являются депрессорные присадки Keroflux 3501, Gunk M2216, Clariant Dodiflow 5416. При своей небольшой стоимости эти присадки обладают отличными физико-химическими свойствами.
Таблица 2
Технико-экономические характеристики депрессорных присадок к дизельным топливам
|
Наименование образца |
Температура, оС (минус)* |
Цена опт, руб. |
Цена розница, руб. |
Объем, л. |
Оптимальная концентрация, % (Спр) |
Цена 1литра, руб. (Цпр) |
П** |
||
|
tп |
tф |
tз |
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Keroflux 3501 |
5 |
20 |
33 |
- |
7000 |
20 |
0,05 |
350 |
17,50 |
|
Mannol |
5 |
9 |
35 |
70 |
0,25 |
0,1 |
280 |
28,00 |
|
|
Ava car diesel antiwax |
5 |
6 |
20 |
120 |
0,125 |
0,05 |
960 |
43,20 |
|
|
Gunk M2216 |
5 |
23 |
35 |
- |
230 |
0,443 |
0,1 |
458,23 |
45,82 |
|
Spectrol |
5 |
18 |
36 |
120 |
0,5 |
0,2 |
240 |
48,00 |
|
|
Clariant Dodiflow 5416 |
5 |
26 |
39 |
345 |
1 |
0,3 |
207 |
103,5 |
|
|
Stp diesel treatment with anti gel |
5 |
13 |
28 |
- |
80 |
0,25 |
0,25 |
320 |
80,00 |
|
Астрохим |
5 |
19 |
41 |
73 |
0,3 |
0,33 |
243,33 |
80,30 |
|
|
Pingo |
4 |
6 |
27 |
125 |
0,14 |
0,1 |
892,85 |
89,29 |
|
|
Liqui Moly Diesel Fliess-Fit |
5 |
16 |
28 |
482 |
320 |
1 |
0,3 |
401 |
102,30 |
|
Тotek-Антигель+ |
5 |
25 |
45 |
- |
270 |
0,5 |
0,2 |
540 |
108,00 |
|
CRC |
5 |
12 |
34 |
95 |
0,15 |
0,2 |
633,33 |
126,67 |
|
|
Total Stopogel |
5 |
23 |
39 |
386 |
480 |
1 |
0,40 |
433 |
173,2 |
|
Wynn’s |
6 |
11 |
23 |
320 |
0,967 |
0,4 |
330,92 |
132,37 |
|
|
Jetgo |
5 |
14 |
27 |
100 |
0,355 |
0,51 |
281,69 |
143,66 |
|
|
Hi-Gear |
5 |
15 |
28 |
- |
319 |
0,444 |
0,2 |
718,46 |
143,69 |
|
Ravenol |
5 |
11 |
34 |
55 |
0,1 |
0,3 |
550 |
165,00 |
|
|
M6932 Gunk |
5 |
28 |
40 |
480 |
667 |
0,946 |
0,40 |
606,24 |
121,25 -242,5 |
|
Экспериментальная присадка (НМПЭ+Ст) |
22 |
35 |
- |
0,01 -0,03 |
- |
||||
Примечание: * максимально достигаемые низкие температуры; **приведенный показатель цены при учете оптимальной концентрации
Порог температуры предельной фильтруемости топлива у них составляет минус 20–26 оС. Часть присадок была протестирована с использованием ГОСТ 5066-91 «Топлива моторные. Методы определения температуры помутнения, начала кристаллизации и кристаллизации», ГОСТ 22254-92 «Топливо дизельное. Метод определения предельной температуры фильтруемости на холодном фильтре», ГОСТ 20287-91 «Нефтепродукты. Методы определения температур текучести и застывания» и в лаборатории, имеющей аккредитацию Госстандарта на проведение испытаний нефтепродуктов [6], где было показано, что характеристики ряда присадок, в частности (Ava car diesel antiwax, Hi-Gear) не соответствуют заявленным показателям.
Основным недостатком импортных депрессорных присадок, применяемых сейчас в промышленных условиях, является их высокая стоимость, что связано, в первую очередь, со сложностью производства как исходных мономеров для их синтеза, так и самих присадок. Как правило, процессы их синтеза связаны с применением высоких давлений (до 150 МПа), либо с использованием вакуума (табл. 1).
Эффективные депрессорные присадки к дизельным топливам могут быть получены в более мягких условиях с использованием в качестве сырья базовых нефтехимических продуктов (например, стирола) и отходов производства базовых промышленных полимеров (например, полиэтилена высокого давления) [4]. Синтезированная на основе НМПЭ и Ст депрессорная присадка хорошо растворяется в дизельном топливе, сгорает без отложений, термостабильна, снижает температуру застывания на 23 и температуру фильтруемости – на 10 оС, совместима с другими необходимыми присадками и не ухудшает эксплуатационных свойств, в частности, цетанового числа [4]. Таким образом, присадка не уступает, а в некоторых случаях превосходит такие как Keroflux 3501, антигель для дизельного топлива Hi-Gear, Liqui Moly Diesel Fliess-Fit, Stp Diesel Treatment With Anti Gel, Ava Car Diesel Antiwax, Jetgo, Spectrol, Астрохим, CRC, Mannol, Pingo, Ravenol, Wynn’s по порогам температур фильтруемости и застывания топлива.
При отличных эксплуатационных показателях, очень мягких условиях синтеза и с учетом того, что базовыми компонентами универсальной присадки являются продукты промышленного нефтехимического производства, в т.ч. продукты вторичного происхождения, не находящие квалифицированного применения, данная присадка может успешно конкурировать с такими присадками как Keroflux 3501, Gunk M2216, Clariant Dodiflow 5416.
В связи с изложенным выше можно прогнозировать, что производство депрессорной присадки в промышленных условиях экономически целесообразно даже исходя из того, что данную присадку можно использовать только для нужд самого нефтеперерабатывающего предприятия. В оптимистическом сценарии производство вышеуказанной присадки и ее реализация могут принести компании дополнительный источник прибыли.
Выполнено при финансовой поддержке Министерства образования и науки в рамках государственной работы «Организация проведения научных исследований» по заданию № 2014/52.
Рецензенты:
Огородникова Т.В., д.э.н., профессор, декан факультета экономики предприятия и управления бизнесом, ФГБОУ ВПО Байкальского государственного университета экономики и права», г. Иркутск;
Туренко Б.Г., д.э.н., профессор, кафедра экономики и управления бизнесом, ФГБОУ ВПО Байкальского государственного университета экономики и права», г. Иркутск.
Работа поступила в редакцию 24.06.2014.