Гидрокрекинговые масла: Гидрокрекинг. Что это такое? — статья на MyMotul.ru

Содержание

Гидрокрекинг. Что это такое? — статья на MyMotul.ru

Что это такое? Какие есть плюсы и минусы масел, изготовленных по этой технологии?

Что такое гидрокрекинг?

Гидрокрекинговые масла — масла, полученные из натурального сырья путём гидрокаталитической переработки. 


Гидрокрекинг: синтетика, полусинтетика или минералка?

К какому классу относятся гидрокрекинговые масла?

Часто можно встретить мнение, что гидрокрекинговые масла – это полусинтетика. Кто-то считает их минеральными.

API (Американский Институт Нефти)вообще  классифицировал гидрокрекинговые масла как синтетические.

Давайте разберёмся.


Гидрокрекинг = полусинтетика?

Сомнительно. 

Ведь полусинтетические масла – это масла, полученные в результате смешивания  в разных пропорциях минерального и синтетического базовых масел. Гидрокрекинг же получается в результате совершенно других манипуляций.

Гидрокрекинг = минералка?

Тоже неверное утверждение.

Для получения такого типа масел, в отличие от минеральных базовых масел, первоначальное сырьё проходит очень серьёзную обработку: нефть подвергается чрезвычайно глубокой очистке, в остатке получается незначительное количество примесей и цепочки углеводорода, которые потом синтезируются до оптимальной длины. 

Минеральным такое масло назвать никак нельзя.

Гидрокрекинг = синтетика?

Близко к тому, хоть и не совсем точно. 

Часто такие масла называют НС-синтез. Эти масла получают в несколько этапов:

  • Глубокая очистка сырья от примесей

  • Разрыв длинных цепочек углаводородов на более мелкие

  • Насыщение водородом мест разрыва цепочек


Какими свойствами обладают масла на основе гидрокрекинга?

Гидрокрекинговое масло приближается по свойствам к маслам на основе ПАО (полиальфаолефинов). Цепочки углеводородов в таком масле уже «причёсаны», однородны и стабильны, в отличие от минеральной базы.

Часто можно услышать, мол, «гидрокряк — отстой, лить нужно только ПАО или эстеровые масла». Позвольте не согласиться.

Одним из главных свойств масел на основе гидрокрекинга является отличная совместимость с различными присадками. Это позволяет вывести свойства гидрокрекинговых масел на самый высокий уровень.

Также у гидрокрекинга отличные антиокислительные свойства и хорошая смазывающая способность, в отличие от масел на основе, например, ПАО.

Есть у такого масла и минусы. Время жизни присадок всё же меньше, чем время хорошей работоспособности базы, что уменьшает эффективность масла со временем.

Также гидрокрекинг не используется при экстремальных условиях: очень низких температурах, длительных межсервисных интервалах и в автоспорте.

Главный козырь гидрокрекинга — невысокая цена. Что делает эти масла во многих случаях наиболее предпочтительными как для производителей, так и для потребителей.


Так что же стоит лить?
Допуски и стандарты, указанные, в сервисной книжке вашего автомобиля, являются определяющими при выборе масла.

Именно на основании этих данных и стоит выбирать масло для вашего автомобиля или мотоцикла. А уже после определения подходящего для вас ассортимента, выбрать конкретную канистру, в соответствии со своими предпочтениями и бюджетом.

Подобрать правильное масло — не всегда простая задачка.


Подбор масла для транспортных средств
Мы с удовольствием поможем вам выбрать наиболее подходящее моторное и трансмиссионное масло из ассортимента Motul!
Просто позвоните нам по телефонам +7(499)705-2326 или +7(909)944-9188.

Также вы можете заполнить форму подбора масла и отправить её нам или подобрать масло самостоятельно с помощью каталога Motul.

Копирование без активной ссылки на статью запрещено.

Гидрокрекинговое масло: что это и как отличить от синтетического

Новинка на рынке моторных жидкостей – гидрокрекинговое масло – получило неоднозначную оценку среди автовладельцев. Одни считают эту смазку лучшей современной разработкой.

Другие обращают внимание на особенности производства материала и отзываются о нём негативно. Прежде чем делать окончательные выводы, стоит разобраться, гидрокрекинговое масло – что это, каковы его преимущества и недостатки, и стоит ли выбирать смазки такого качества для собственного автомобиля.

Что такое гидрокрекинговое масло

Гидрокрекинг – способ переработки нефтяной основы для производства базовых масел с высокими характеристиками вязкости. Технология НС-синтеза разработана американскими химиками в 1970-х годах. Во время гидрокаталитической переработки «плохие» фракции нефти преобразуются в углеводы. Превращение обычной «минералки» в «синтетику» более высокого качества происходит под воздействием химических процессов. С одной стороны, HC-масло производится из нефти, подобно минеральному, а с другой – молекулярная структура основы кардинально меняется. Полученный в результате состав полностью теряет характеристики минерального масла.

Существует несколько видов гидрокрекинга

Технология производства

Получить полное представление о ГК-масле позволит изучение технологии производства. Гидрокрекинг – способ очистки базового минерального масла, который позволяет приблизить характеристики конечного продукта к синтетике. Основу масла составляет нефть, молекулярную структуру которой изменяют с помощью специальных химических процессов. Очистка состоит из трёх этапов:

  1. Депарафинизация. Удаление из нефти парафинов способствует повышению температуры замерзания состава.
  2. Гидроочистка. На данной стадии углеводородные составляющие насыщаются водородом и этим изменяют их структуру. Масло приобретает устойчивость к процессам окисления.
  3. Гидрокрекинг – удаление соединений серы и азота. На данной ступени очистки производится расщепление колец, насыщение связей и разрыв парафиновых цепей.

Трёхступенчатая очистка позволяет избавить нефть от ненужных примесей и получить масляный состав, отличающийся от привычных минеральных, синтетических или полусинтетических. Поэтому производители относят НС-масло к отдельной категории смазочных материалов.

Технология гидрокрекинга

После процедуры очистки в масло вводят синтетические присадки для придания ему окончательных свойств и возможностей высококачественных смазочных материалов.

Основные свойства

Основа моторных масел влияет на их вязкость. Самые густые масла минеральные, самые жидкие – синтетические. Гидрокрекинговое масло, наряду с полусинтетическим, располагается на средней позиции. Особенность данной смазки в том, что по технологии производства она ближе к минеральным, а по физическим и химическим свойствам – к синтетическим.

Данный тип масла обладает свойствами как минерального, так и синтетического

Основа, созданная технологией гидрокрекинга, имеет улучшенные свойства по сравнению с минеральной. По параметрам чистоты такие масла приближены к синтетическим, однако имеют гораздо меньшую стоимость.

Это важно! НС-синтез позволяет получить смазку с индексом вязкости 150 единиц, тогда как минеральные смазки имеют вязкость всего 100 единиц. Введение присадок максимально приближает гидрокрекинговые составы к синтетическим.

Преимущества и недостатки

Многоступенчатая перегонка нефти с последующим обогащением присадками делает ГК жидкость высококачественным смазочным маслом.

Преимущества этой смазки состоят в следующем:

  • Эффективная работа при механических или температурных перегрузках;
  • Минимальная агрессивность к эластомерам;
  • Стойкость к формированию отложений;
  • Устойчивость к деформациям;
  • Оптимальная вязкость;
  • Низкий коэффициент трения;
  • Высокая растворимость присадок;
  • Экологичность.

Гидрокрекинговые масла имеют отличительные преимущества и недостатки

При явных преимуществах данный вид масла имеет ряд существенных минусов:

  • Повышенная испаряемость;
  • Склонность к провоцированию образования коррозии;
  • Быстрое старение и, как следствие, необходимость частой замены.

Несмотря на некоторые недостатки, многие автовладельцы отзываются о его использовании вполне положительно. По качеству оно немного уступает только высококлассным синтетическим маслам с максимальной стоимостью. Преимущество в сравнении с синтетикой аналогичных характеристик состоит в гораздо меньшей цене.

HC или синтетическое: что выбрать и как отличить

По окончании химического преобразования основы ГК по характеристикам значительно опережает минеральное масло, но до уровня качественной «синтетики» не дотягивает. Основная задумка разработчиков нового масла – приближённость к синтетическим разновидностям при одновременном снижении себестоимости производства. Теоретически строгое идеальное соблюдение всех технологических процессов может гарантировать получение продукта, практически не отличающегося от синтетического. Однако такая сложность сразу отразится на цене, поэтому вряд ли цель будет оправдана. Поэтому производители предпочитают «золотую середину»: свойств минеральных смазок в новом продукте нет, но и синтетикой он ещё не является.

Выбирать масло следует с учётом потребностей двигателя автомобиля

Но ничего идеального химическая промышленность автовладельцам пока предложить не может. Синтетика и гидрокрекинг имеют свои преимущества и недостатки:

  1. Синтетическое масло выдерживает невероятные перегрузки, повышенные обороты, попадание в состав горючего без снижения качества. «Синтетика» работает в два раза дольше ГК и стойко выдерживает перегрев.
  2. Однако в плане стойкости во время перепада температур гидрокрекинг отличается явным преимуществом. Этот продукт сохраняет вязкость как при высоких, так и при аномально низких температурах. Поэтому его можно безбоязненно использовать зимой и летом. Достаточно только менять или доливать смазку чаще, чем «синтетику».
  3. При использовании ГК-масла улучшаются параметры пуска двигателя и характеристики его мощности. Продукт обладает лучшими по сравнению с «синтетикой» смазывающими свойствами. однако заявленные свойства присадки теряют достаточно быстро, и смазка стареет.

Это важно! Выбирая смазку для двигателя, стоит ориентироваться на характеристики мотора авто, указанные в руководстве по эксплуатации. Необходимо учесть эксплуатационные условия ТС: в некоторых регионах состояние дорог влияет на скорость засорения масла, поэтому приобретать дорогой продукт для длительного использования нецелесообразно.

Переход с синтетического на гидрокрекинговое масло

Технология процедуры перехода с синтетического масла на гидрокрекинговое зависит от возраста и состояния двигателя. На старом автомобиле после слива лучше снять поддон и удалить всю грязь и нагар, избавиться от которых не помогает никакая промывка.

Процедура замены масла несложная и под силу любому автовладельцу

В относительно новых автомобилях достаточно произвести двойную замену масла. После слива синтетики заливают гидрокрекинг и проезжают 200–300 км. Затем эту порцию масла сливают и заливают новую.

Это важно! Многие специалисты считают, что при переходе с масла классом выше на более низкий достаточно простой замены, без промывки и повторного залива.

Как отличить гидрокрекинговое масло от синтетического

Если автовладелец остановил свой выбор на гидрокрекинговом масле, у него может возникнуть некоторая сложность с его идентификацией. Единственный ориентир для большинства неискушённых потребителей – соответствующая надпись на упаковке. Некоторые производители обозначают гидрокрекинг латинской аббревиатурой HC. Но зачастую такой идентификационный знак на упаковке отсутствует, поэтому потребителю стоит познакомиться с отличительными особенностями продукта:

  1. Стоимость. Себестоимость производства ГК продукта намного меньше «синтетики», поэтому цена конечного продукта значительно меньше. В то же время это масло стоит в разы дороже минерального.
  2. Расплывчатые по смыслу характеристики. Американский Институт Нефти приравнял гидрокрекинговые масла к синтетическим, поэтому многие производители вносят некую двусмысленность в обозначение категории продукта: они не ставят на этикетку маркировку «Синтетика 100%», а пишут о применении «синтетических технологий». Если на банке присутствует подобная формулировка, перед покупателем HC-масло.

Чтобы отличить гидрокрекинговое масло от синтетического, нужно знать некоторые нюансы

Данные показатели лишь косвенно указывают на применённую производителями основу. Реально отличить гидрокрекинг от синтетики можно только лабораторным путём. Но есть несколько явных показателей, на которые стоит обратить внимание при выборе смазки:

  • Надписи «Vollsynthetisches» достаточно, когда смазка произведена в Германии: здесь понятие синтетического масла чётко определено на законодательном уровне;
  • Масла с маркировками 5W, 10W, 15W, 20W – это, скорее всего, «гидрокрекинг» или «полусинтетика»;
  • Масла фирмы «ZIC» и почти все оригинальные смазки для японских авто исключительно гидрокрекинговые.
Видео: HC смазочные материалы

Благодаря соотношению цены и качества гидрокрекинговые масла приобретают всё большую популярность. Специалисты прогнозируют, что при постоянном совершенствовании технологии производства этот тип смазки может обогнать «синтетику» по частоте использования.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Гидрокрекинговые масла — что это?

Гидрокрекинг

Процесс гидрокрекинга известен относительно недавно, только с середины шестидесятых годов прошлого века. Хотя надо отметить тот факт, что практическое применение было налажено только лишь к середине семидесятых годов в Соединенных Штатах Америки.

Гидрокрекинг — гидрокаталитическая переработка сырья для получения базовых масел с высоким индексом вязкости (100 и выше), низким содержанием сернистых и ароматических углеводородов. Масла нужного качества получаются не удалением нежелательных компонентов из сырья (как в случае с очисткой селективными растворителями, адсорбционной очисткой и гидроочисткой), а преобразованием их в углеводороды необходимой структуры за счёт реакций гидрирования, крекинга, изомеризации и гидрогенолиза (происходит удаление серы, азота, кислорода), что сказывается на стабильности получаемых масел. При гидрокрекинге получают высококачественные основы широкого ассортимента товарных смазочных масел: гидравлических, трансформаторных, моторных, энергетических, индустриальных и т.д. По своим физико-химическим свойствам масла ГК превосходят «классические» минеральный масла.   

Гидрокрекинг-синтетика, полусинтетика или минералка?

Попробуем разобраться. Правильнее, все-таки, относить ГК-масла к особому классу масел, хотя, производители моторных масел, дабы не пугать автолюбителей сложной и непривычной терминологией, а также пользуясь тем, что Американский Институт Нефти признал гидрокрекинговые масла синтетическими, пишут на упаковках нечто вроде «синтетические технологии» и тому подобное. Некоторые производители вообще не пишут на своих упаковках способ производства основы, а по своей сути масла ГК — это улучшенная минералка.

Полусинтетика – это, по определению, смесь минеральных и синтетических базовых масел. В роли синтетической базы выступают обычно поли-альфа-олефины (ПАО) или эстеры, либо их смесь. В  ГК маслах – минеральное масло заменяют на крекинговое. Минеральная основа – самая дешевая. Это продукт прямой перегонки нефти, состоящий из молекул разной длины (длина углеводородных цепочек – 20…35 атомов) и разного строения.

Из-за этой неоднородности:

  • нестабильность вязкостно–температурных свойств
  • высокая испаряемость
  • низкая стойкость к окислению.

Минеральная основа – самая распространенная в мире моторных масел. ПАО — основа, это углеводороды с длиной цепочки порядка 10…12 атомов. Получают ее путем полимеризации (соединения) коротких углеводородных цепочек – мономеров из 3…5 атомов. Сырьем для этого обычно служат бензиновые молекулы, либо нефтяные газы – бутилен и этилен. Преимущества ПАО: не застывают до –60С, высокая стойкость к перепадам температур, старению, низкая испаряемость. Такая масляная основа в 4,5 раза дороже минеральной. Эстеры представляют собой сложные эфиры – продукты нейтрализации карбоновых кислот спиртами. Сырье для производства – растительные масла, например рапсовое, или, даже, кокосовое. Эстеры обладают рядом преимуществ перед всеми другими известными основами. Во-первых, молекулы эстеров полярны, то есть электрический заряд распределен в них так, что молекула сама «прилипает» к металлу. Во вторых, вязкость эстеров можно задавать еще на этапе производства основы: чем более тяжелые спирты используются, тем большей получается вязкость.

Недостатки традиционных синтетических компонентов не ограничиваются высокой ценой. Дело в том, что и ПАО и эстеры, в них хуже растворяются присадки, без которых невозможно производство современного моторного масла. Что же касается эстеров, то их отличает повышенная чувствительность к попаданию воды и, особенно, водяного пара. Весьма удачной попыткой совместить высокие качества синтетики с неагрессивностью «минералки» и, главное, за приемлемую цену, стала технология гидрокрекинга, или «НС-синтеза».

Сырьем для ГК масел, в отличие от ПАО, выступают не короткие углеводородные молекулы – мономеры, а тяжелые, длинные углеводородные цепочки из 20…35 атомов и более. Длинные цепочки разрываются (крекинг) на более короткие «масляные» с однородной структурой, места разрывов в новых укороченных молекулах насыщаются водородом (гидрирование). Отсюда и название – «гидрокрекинг». В результате гидрокрекинга получают базовое масло с очень высокими вязкостно – температурными характеристиками – индекс вязкости (ИВ) достигает у них 130 – 150 единиц. Для сравнения – ИВ у лучших минеральных основ — не более 100. К тому же, НС-масла не разъедают уплотнений, меньше «боятся» попадания воды, гораздо лучше совместимы с присадками чем ПАО и эстеры. И самое главное! Гидрокрекинговая основа стоит всего в 2 раза дороже минеральной, т.е. в 2,5 раза дешевле ПАО и в 3-5 раз дешевле эстеров. Поэтому гидрокрекинговая основа стала повсеместно применяться в производстве синтетик и полусинтетик т. к. она лучше минеральной и дешевле ПАО.

Так же не так давно появилась еще одна интересная технология: GTL Pure Plus от Shell, проще говоря, это синтез нужных нам молекул с нужными нам свойствами из природного газа. Она мало чего имеет общего с производством «обычных масел» и именно ее, на сегодняшний день, можно назвать полностью синтетической.

Дело в том, что масла GTL имеют все преимущества ПАО и при всем при этом не имеют их недостатков, в том числе и цены. И соответственно их рабочие характеристики выше чем у масел на основе гидрокрекинга, как минимум потому что из них не делают полусинтетику и не добавляют минеральную основу. Что касается цены, то она стоит на уровне «синтетических гидрокрекинговых» масел других известных производителей, а преимущества на лицо.

Хочу заметить, что в линейки Shell имеются, и стоят отдельно (HX8 и HX7), синтетические и полусинтетические масла на основе гидрокрекинга, произведенные по технологии XHVI. И именно эта технология позволяет делать ГК масла сверхвысокого индекса вязкости в отличие от других производителей ГК масел.

Гидрокрекинговое моторное масло — ООО «Чайка», г.Ростов-на-Дону

Что представляет собой гидрокрекинговое масло? К какой разновидности моторных масел они принадлежат, к синтетическим или минеральным?
Одни автовладельцы скажут: «Что непонятного, это обычная минералка, насыщенная присадками». Другие не согласятся, утверждая, что гидрокрекинговое масло — это разновидность синтетики. В действительности же, особенности производства гидрокрекинговых масел относят его больше к минеральным, а качественные характеристики — к синтетическим маслам.

В качестве сырья для изготовления гидрокрекингового масла Shell применяется нефть. Производственный процесс заключается в более глубокой очистке и изменению на молекулярном уровне структуры масла. очистка предусматривает удаление серных соединений, азота и прочих вредных компонентов. Степень очистки в некотором роде определяет качественные характеристики получаемого продукта. Преобразование молекулярной структуры несет в себе крекинг (расщепление) молекулярной цепочки углеводорода на более мелкие, посредством процесса гидрирования (насыщение водородом). Длина молекулярной цепи определяет температуру застывания моторного масла, с уменьшением длины молекулярной цепочки, тем уменьшается скорость застывания масла и, соответственно, понижается температура застывания.

Если говорить о качественных характеристиках гидрокрекингового масла Shell, то оно не значительно превосходит минеральные и приближается к синтетике. 

Позитивные и негативные стороны гидрокрекинговых масел

Такая смазка для двигателя неагрессивна к эластомерам и может демонстрировать высокие показатели снижения трения, в сравнении со смазками синтетического происхождения. Последние спецификации API уделяются этому факту особое внимание. Присадки хорошо растворяются в основе гидрокрекингового масла, что отличает его от синтетики. К недостаткам. Подверженность окислительным процессам. Повышенная испаряемость. Масло быстрее устаревает. Показатель вязкости сравниваемого продукта несколько ниже, в сравнении с синтетикой. 

Компания Shell придерживаются принятых стандартов API. Согласно классификации Американского Института Нефти, гидрокрекинговые масла относятся к синтетическим. Это объясняет факт того, что производители данной продукции неохотно подтверждают принадлежность масла к технологии гидрокрекинга, чтобы не наводить панику на потребителей. В действительности, отличить гидрокрекинговое масло от синтетического, без проведения химического анализа, практически невозможно, если компания-изготовитель не указала специальную маркировку (HC-Synthese).


Гидрокрекинговое масло — что это, плюсы и минусы, отличия от синтетического и минерального

Водители всегда хотят выжать из своего автомобиля максимум, и производители различных аксессуаров и расходных материалов стараются им в этом помочь. Регулярно на рынке появляются новые присадки, расходные жидкости или детали, которые обещают прирост динамики, снижение расхода топлива или другие преимущества для автомобиля. Одной из таких новинок является гидрокрекинговое масло. Часто в автомобильных кругах можно слышать, что использование такого типа масла несет массу преимуществ для автомобиля. В рамках данной статьи попробуем разобраться, чем это масло отличается от обычного моторного, и какие плюсы и минусы оно имеет.


Оглавление: 
1. Гидрокрекинговое масло - что это
2. Как отличить гидрокрекинговое масло от синтетического
3. Плюсы гидрокрекингового масла

Гидрокрекинговое масло — что это

Слово “Крекинг” происходит от понятия “расщепление” из английского языка. Под данным процессом понимается переработка при помощи высоких температур нефти с целью получения итогового сырья с уменьшенной молекулярной массой.

Используется гидрокрекинговое масло в автомобилях в связке с минеральными маслами. За счет происходящих процессов, минеральным масла удается приблизить по качеству к синтетическим маслам, при этом сохранив их низкую себестоимость. Поэтому гидрокрекинговое масло может быть полезно не только в качестве моторного масла, но и применяться в качестве основы масла гидравлического или трансформаторного.

Обратите внимание: Маркетологи различных компаний часто называют “синтетическими” масла, которые на самом деле являются гидрокрекинговыми. У них можно видеть на упаковке аббревиатуру High Tech Synthese Technology или HC.

Как отличить гидрокрекинговое масло от синтетического

Как отмечалось выше, поскольку стоимость синтетических масел дороже, чем цена изготовления гидрокрекингового масла, маркетологам выгодно вводить людей в заблуждение, выдавая “доработанное” минеральное масло за синтетическое, при этом делая его дешевле, чем стоимость реального синтетического масла. Отличить по внешнему виду гидрокрекинговое масло от синтетического невозможно. Чтобы однозначно сказать, какое перед вами масло, требуется проведение химического анализа. Зачастую почерпнуть информацию о том, гидрокрекинговое масло перед вами или синтетическое, можно из подробной информации на сайте производителя или на упаковке масла.

Обратите внимание: Помимо синтетического масла, в продаже можно встретить гидросинтетическое масло (HC Synthese). Данные масла также разрабатываются при помощи технологии гидрокрекинга, и они являются не чисто синтетическими, а “полусинтетическими”, либо гидросинтетическими, как пишут производители.

Плюсы гидрокрекингового масла

За счет химических процессов, которые происходят при гидрокрекинге, ненасыщенные и ароматические углеводороды в конечном продукте удается сильнее насытить водородом, что повышает стойкость к окислительным процессам. Соответственно, это ведет к тому, что гидрокрекинговые масла хорошо защищают элементы двигателя автомобиля от формирования коррозии, отложений и окисливания.

Помимо этого, гидрокрекинговое масло имеет хорошие вязкостные свойства и хорошо взаимодействует с различными присадками, что позволяет производителю значительно увеличить количество полезных свойств в нем. При этом по показателям снижения трения гидрокрекинговое масло не уступает синтетическому, тогда как по цене его производство обходится значительно дешевле, благодаря использованию недорогих сортов нефти в процессе его создания, тогда как для синтетического масла требуются чистые фракции первичного бензина.

Также, в отличие от синтетического масла, гидрокрекинговое не оказывает негативное влияние на уплотнители и другие компоненты, восприимчивые к агрессивной среде.

Загрузка…

Гидрокрекиноговое маоторное масло: особенности, технология производства

В широкой линейке смазочных жидкостей гидрокрекинговое масло занимает позицию «золотой середины», продукт выгодно отличается от аналогов. По стоимости сопоставим с минеральным маслом, а по физическим свойствам близок к синтетике, хотя уступает высококачественным видам. Автомобилисты все чаще выбирают для своих машин масла НС, чтобы снизить затраты по техническому обслуживанию. В процессе эксплуатации смазка себя отлично зарекомендовала, подходит для многих марок автомобилей.

Технология гидрокрекинга

При производстве синтетики нефть возгоняется до газообразного состояния, этим обусловлена высокая себестоимость молекулярного синтеза. Такая смазка на 100% состоит из искусственно созданных компонентов. Гидрокрекинг менее затратная технология, предусматривает переработку жидкой фракции нефтепродуктов.

Технологический процесс проводится в несколько этапов:

  1. Устранение твердых нефтепродуктов, замерзающих при отрицательных температурах. Процесс депарафинизации аналогичен этапу минеральной смазки. В результате получается газойл – жидкая смесь из сложных углеводородов и вредных примесей.
  2. Дальнейшая переработка проводится при избытке водорода. В присутствии катализатора разрушаются длинные органические цепочки, изменяется состав смеси, она приобретает стабильную вязкость в широком диапазоне температур, повышается устойчивость к окислению.
  3. Крекинг предусматривает очистку органической смеси углеводородных компонентов от вредных примесей: азотных соединений серы, фосфора. Это делается с применением парафина, технология экологически безопасная.
  4. В процессе последующей дистилляции базовой основы достигаются высокие показатели степени очистки, до 99%. Для улучшения эксплуатационных характеристик мировые производители добавляют в составы смазки присадки и синтетику.

Достоинства и недостатки

В отличие от НС, ПАО-синтетика производится из газовых фракций, содержит только летучие углеводороды альфаолеиновых групп. Она отличается однородностью химического состава, отсутствием вредных примесей. Высокое качество смазки уровня ПАО соответствует стоимости. Гидрокренинговое доступно по цене, вполне применим для многих двигателей, намного эффективнее минеральных смазочных жидкостей.

Характеристики и свойства моторного масла напрямую зависят от химического состава базовой основы.

Если сравнивать смазку на крекинговой основе с минеральными маслами и полусинтетикой, главной отличительной характеристикой первого считают стабильную вязкость до -30°С. Минеральное в зимний период теряет свою работоспособность.

Есть и другие параметры сравнительной оценки в пользу смазки на крекинговой основе:

  • испаряется намного медленнее полусинтетики;
  • выдерживает минимум 10 тысяч без потери рабочих свойств, минеральное нужно менять гораздо чаще, каждые 7 тысяч пробега в условиях городской среды;
  • образует довольно плотную пленку, снижающую силу трения, повышается износостойкость узлов автомобиля;
  • устойчивость к окислению снижает образование шламовых отложений на деталях машины в процессе интенсивной эксплуатации.

В сравнении с синтетикой дорогих марок ГК-масло проигрывает:

  • по скорости испарения;
  • эксплуатационным характеристикам;
  • пожаробезопасности (легче воспламеняется).

По объективной оценке специалистов, характеристики и свойства смазки на ГК-основе, делают его применимым наравне с полусинтетикой и низкими сортами синтезированных масел. Это экономически целесообразно, качество работы двигателя при этом не изменится. Присадки и добавки, используемые производителями крекинговых масел, работают на протяжении всего срока службы. Реально ГК-масло уступает только высококлассным синтетическим смазочным жидкостям 100% степени очистки. Если изготовитель авто не заявляет особых условий эксплуатации и технического обслуживания, переход на ГК-смазку вполне приемлем в условиях многих регионов России. Исключение составляют зоны аномально низких температур. Там применима только синтетика, не теряющая своей вязкости до 60°С.

Нельзя сбрасывать со счетов, что в процессе изготовления ГК-основа приобретает отличные антиокислительные и коррозионные свойства, что делает смазки на ее основе широко применимыми в условиях вредных факторов городской среды: повышенной запыленности и загазованности.

Выделяют следующие характеристики ГК-масла:

  • использование при низких и высоких температурах;
  • низкий коэффициент окисления, нет склонности к образованию вязких отложений;
  • химическая нейтральность: не разрушает структуру уплотнителей;
  • высокая степень коррозионной защиты металла;
  • стабильная плотность образуемой пленки, устраняющей трение деталей.

Маркировка

При выборе масла владелец машины руководствуется рекомендациями производителей автомобиля, для каждого двигателя существует свой набор характеристик смазки. Единой классификации автомасел не существует, поэтому нередко возникает путаница при выборе.

Это обусловлено тем, что Американский институт нефти причислил гидрокрекинговое масло к высшему разряду смазок, изготовленных из нефти.

Германия – единственная страна, где узаконена маркировка полностью синтетического продукта.

Некоторые производители смазок, LIQUI MOLY, Top Tec указывают на упаковке основу масла «НС». Обычно написано «НС-synthetic», это масло с добавками на крекинговой основе. Производители восточных стран вообще не делают маркировки основы, указывают только качество смазки «Fully Synth». Считают все свои масла минеральными, имея в виду, что все они – продукт нефтепереработки.

Иногда его выдает стоимость: цена ГК-продуктов выше, чем у минеральных аналогов, ниже, чем у синтетического масла. Смазки категории «W» с цифровыми показателями от 5 до 20 – ГК-масло или полусинтетическое. По утверждению специалистов, занимающихся тестированием масел, многие моторные смазки, заявленные как синтетические или полусинтетические, в большинстве своем сделаны на крекинговой основе. Это линейка смазок ВР за редким исключением. Многие масла фирм:

  • Castrol, один из крупнейших производителей смазочных материалов, Великобритания;
  • Total, французская нефтегазовая компания;
  • Mobil, американская корпорация Мобил-ойл;
  • Esso, американская корпорация EXXON.

Критерии выбор масла

При выборе масла каждому автомобилисту будет полезно учитывать определённые моменты:

Автоконцерны дают конкретные рекомендации по выбору качества смазки для мощных двигателей. Гидрокрекинговые масла с присадками и добавками не всегда в полном объеме способны соответствовать задаваемым параметрам, поэтому владельцам дорастающих автомобиле от покупки НС-масла лучше отказаться.

Моторы машин среднего класса, как правило, всеядны. В этом случае переплачивать за полностью синтетическое масло не имеет смысла. Выбирая смазку с присадками, необходимо быть уверенным в качестве продукции. Брендовые производители подвергают масла всевозможным проверкам на соответствие качеству. Малоизвестным компаниям в этом плане доверять не стоит. Экономия на техобслуживании приведет к дополнительным расходам по оплате ремонта двигателя.

Крекинговая технология совершенствуется, возможно, в скором времени производителям удастся добиться выпуска качественного масла, по свойствам сопоставимого с эффективными синтезированными смазками.

Сколько «синтетики» в моём масле? (часть 2)

Какие масла можно считать синтетическими и что означает надпись «синтетическое» на канистре масла? Как выбрать масло, которое подходит для вашего автомобиля и не переплачивать лишнего? 

На российском рынке присутствуют более 200 масляных брендов. И каждый бренд имеет в своём ассортименте масла, которые они преподносят потребителю как синтетические.Но производители зачастую скрывают или недоговаривают главное: какие масла можно считать синтетическими и что означает надпись «синтетическое» на канистре масла.

В первой части мы разобрались, что существует 5 групп базовых масел, из которых производят товарные масла.

III группа базовых масел — это VHVI- гидрокрекинговые масла с высоким индексом вязкости, а также масла, произведенные по технологии GTL (Gas to Liquid). GTL — масла, произведенные путем синтеза природных газов. Несмотря на то, что сделано оно из газа, по международной классификации такое масло все же относится к 3-й группе базовых масел.

Битва Титанов

До 1999 года гидрокрекинговые масла считались минеральными, пока не возник прецедент: произошло историческое событие в виде решения американского суда по иску Exxon Mobil к Castrol. Кому интересно, подробно об этом можно прочесть здесь: www.1st-in-synthetics.comЕсли кратко, Castrol стал писать на своих канистрах с гидрокрекинговыми маслами слово «Synthetic», чем вызвал возмущение специалистов Mobil. Произошло знаменитое противостояние между двумя «монстрами» масляного бизнеса. Решение суда удивило многих и по сути внесло исторические изменения на рынок смазочных материалов. Гласило оно примерно следующее: надпись на канистре «Синтетика» — это вопросы маркетинга, а вовсе не вопросы технического описания товара.

После этого решения гидрокрекинг стал королем на рынке синтетических продуктов. АРI исключил ссылки на «синтетические» из своей системы лицензирования и сертификации (API1509). Масса компаний стала называть синтетикой продукты гидрокрекинговой очистки базового масла. Ну, а поскольку такая технология производства гораздо дешевле процесса синтеза из газа, то и цена такого продукта стала огромным конкурентным преимуществом перед классической синтетикой на ПАО. Рынок смазочных материалов наполнился канистрами с надписями «Full Synthteic», «100% Synthetic», «Synthetic», которые по своему составу ни что иное как смесь 3-й группы гидрокрекинговых базовых масел и 2-й или 1-й группы минеральных, но формально это синтетика.

До сих пор в мире нет документа, регулирующего понятие «синтетическое», по которому можно было бы предъявить претензию производителям масел за недостоверную информацию. В целом гидрокрекинговые масла по своим свойствам очень сильно приблизились к ПАО маслам и по сути уже смело могут называться синтетикой, но есть ряд технических особенностей, благодаря которым ПАО-базовые масла останутся недостижимым уровнем для гидрокрекинговой базы, по крайней мере на данном уровне технического развития химической отрасли.

Т.е. синтетикой сейчас называют не только моторное масло, сделанное на ПАО основе, но и масло, сделанное из сырой нефти путем глубокой очистки и химического катализа. Это производное HC синтеза -гидрокрекинговое моторное масло. Гидрокрекинговое автомобильное масло отличается, во-первых, более низкой ценой, а во-вторых, своими преимуществами и недостатками, которые, как и в ПАО-маслах, являются зеркальным отражением достоинств. Многие адепты синтетических масел до сих пор считают гидрокрекинг минеральным маслом с высокой степенью очистки, и это верно, ведь сделано оно именно из минеральной основы. Но поскольку есть решение суда — сами понимаете.))

IV группа базовых масел используется при производстве ПАО (ПолиАльфаОлефиновых) масел и имеет большие преимущества перед маслами на минеральной основе. Она выдерживает огромные нагрузки, высокие обороты, попадание топлива практически без ухудшения качества масла, очень долго сохраняет все свои основные технические параметры, прекрасно выдерживает термические нагрузки. Но. Адепты минеральных масел скажут: «при всех своих замечательных свойствах ПАО база практически не в состоянии растворить в себе присадки». И это действительно так. Поэтому в современном производстве ПАО масел используют присадки в жидком состоянии. Производители пакетов присадок для растворения ингредиентов используют минеральную базу, с которой присадочный комплекс прекрасно смешивается. Мы согласны с тем, что не бывает в мире ПАО масел, состоящих только из синтетики, в любом случае какой-то процент минеральной основы присутствует, но он минимален.

ПАО и эстеры

Кто-то может сказать: «но у ПАО базовых масел или масел 4-ой группы полярность низкая или практически отсутствует. То есть молекулы ПАО масла не «прилипают» к металлическим поверхностям и после выключения могут спокойно стремиться стечь в картер, также не очень хорошо относятся к резинотехническим уплотнителям в виде сальников и прокладок.» Так вот, для борьбы с подобным явлением используют специальные вещества, которые придают определенную полярность молекулам масла, укрепляя пленку и придавая свойства «прилипания» к металлу. Как правило, раньше для этих целей использовали представителей 5-ой группы базовых масел, так называемые сложные эфиры или эстеры. Эстеры даже в небольшом количестве существенно влияют на свойства ПАО базового масла и избавляют его от вышеописанных недостатков. На сегодняшний день многие производители переходят на алкалированные нафталины. По сути, они так же, как и эстеры, избавляют ПАО базовое масло от недостатков, но это более современное поколение присадок. Таким образом, классическое синтетическое масло – это масло, в базе которого содержится большой процент ПАО базового масла.

Итак, синтетическим автомобильным маслом может называться как классическое ПАО масло, так и продукция сделанная из нефти или гидрокрекинговое масло. С недавних пор в полку синтетических масел прибыло еще одно, новая – старая технология, а именно GTL или Gas to Liquid. За основу была взята технология переработки угля в жидкое состояние (Coal-to-Liquid), разработанная немецкими учеными еще во время Второй Мировой. GTL базовые масла — это продукция, сделанная путем синтеза природных газов. Все попытки мирового производителя (все знают, кто это) GTL базы вывести данные масла-основы в отдельную группу или приравнять к IV группе базовых масел пока не увенчались успехом.

Что же выбрать?

При выборе синтетического масла прежде всего исходите из условий эксплуатации автомобиля. В большинстве случаев при правильном подборе по вязкости и допускам можно ограничиться «бюджетной», но качественной гидрокрекинговой синтетикой. Если же вашему автомобилю приходится работать в условиях, которые большинство назовут суровыми или экстремальными, а это постоянные «пробки», большой перепад температуры окружающей среды, некачественное топливо, запыленность местности, то выбор однозначно за ПАО синтетикой.Ну а по каким параметрам определить, ПАО масло перед вами или нет, описано в первой части статьи: Сколько «синтетики» в моём масле?

Спасибо за внимание!


Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Процесс гидрокрекинга мазута с использованием галлуазита, модифицированного различными методами.

Одним из важных вопросов является увеличение глубины переработки нефти за счет разработки качественных, экологически чистых процессов и технологий, необходимых для современного уровня развития нефтехимической промышленности. Процесс гидрокрекинга — один из эффективных способов получения высококачественных моторных топлив из тяжелых нефтяных остатков (мазут, гудрон). Несмотря на многочисленные работы ведущих зарубежных компаний в этой области, до настоящего времени не создана простая и эффективная технология, позволяющая напрямую и эффективно перерабатывать остаточные нефтепродукты с получением топливных фракций [1,2,3].С учетом этого ведутся интенсивные работы по совершенствованию технологии гидрокрекинга, в частности, по использованию реакторов с псевдоожиженным слоем или с подвешенным одноразовым слоем катализатора. В промышленности освоен ряд процессов быстрой переработки тяжелого углеводородного сырья в дистиллятные продукты под давлением водорода (15–27 МПа) [4].

Таким образом, процессы H-Oil и LC-Fining были разработаны фирмами Hydrocarbon Research (США) и Lummus (США), соответственно, и эти процессы проводились на псевдоожиженном слое катализатора для переработки тяжелого сырья в дистиллятные продукты. под давлением водорода 16–25 МПа [5, 6].

Восходящий газовый поток обеспечивает поддержание «псевдоожиженного» слоя катализатора. В такой системе достигается равномерное распределение газа, жидкости и катализатора по поперечному сечению реактора и изотермичность процесса. Процесс может осуществляться с умеренной (65%) или высокой (85% и выше) степенью конверсии гудрона (превышение 524 ° C). В последнем случае применяется циркуляция вакуумного остатка.

Промышленные установки для этого и других подобных методов используются в Японии, Германии, Кувейте и других странах [5, 6].

В Японии процесс термического крекинга был разработан при относительно низкой температуре в псевдоожиженном слое инертного пористого материала. При переработке тяжелого сырья (с высоким содержанием металлов) был достигнут большой выход средних дистиллятов и относительно низкий выход газа и кокса. Тяжелые металлы собирались в порах инертного материала. Процесс разработан в двух вариантах: с водородом и без водорода [7].

Из-за большого количества гетероатомных соединений, тяжелых органических соединений металлов и асфальтенов внутри фракций, полученных из нефти, кокс и металлоорганические соединения осаждаются на поверхности катализатора, что создает серьезные проблемы при рафинировании.При этом размер высокомолекулярных соединений, подвергающихся гидрокрекингу, может быть больше, чем размер микро- и макропор стационарных катализаторов в виде таблеток и гранул. Кроме того, процесс всегда сопровождается необратимым осаждением кокса и соединений металлов на поверхности катализатора. Поэтому очень важно разработать новую прогрессивную технологию с использованием стерически доступных и постоянно обновляемых поверхностных катализаторов для глубокой очистки остаточных продуктов, получаемых из нефти.

Выбор катализаторов процесса гидрокрекинга — одна из основных проблем. В литературе для катализаторов процесса гидрокрекинга чаще всего используются следующие кислотные компоненты: аморфные алюмосиликаты, цеолит Y-типа или их комбинация [8].

В некоторых исследованиях [9] бета-цеолитные катализаторы использовались в гидрокрекинге тяжелых нефтяных остатков. В катализаторах, применяемых для процесса гидрокрекинга, платина или палладий использовались в качестве гидрирующего компонента, потому что водород растворим в платине и палладии и ускоряет процесс гидрирования, переходя в атомарное состояние.Обычно также используются никель, кобальт, молибден, вольфрам или их комбинации. Причина в том, что эти металлы относительно дешевле платины и палладия. Также при нанесении перечисленных выше металлов катализаторы не загрязняются загрязняющими веществами. Эти металлы добавляют к носителям с использованием методов пропитки, ионного обмена, осаждения и соосаждения. В зависимости от используемого металла количество пропитанного металла ограничено: Pt (Pd) 0,1–3 мас.%; Ni (Co) 2,5–5 мас.%; Mo (W) 5–15 мас.% В виде сульфидов.

Катализаторы, предложенные авторами [10], были исследованы при гидрокрекинге тяжелых нефтяных остатков (содержащих 3,39% серы внутри). Было высказано предположение, что природа гидрирующего компонента (NiMo или NiW) слабо влияет на конверсию тяжелого нефтяного остатка и выход дизельной фракции, но влияет на свойства полученной дизельной фракции. По сравнению с аморфными алюмосиликатами NiW / Al 2 O 3 , катализатор на основе аморфных алюмосиликатов NiMo / Al 2 O 3 обеспечивает меньшее количество серы в полученной дизельной фракции.

В литературе [11] в качестве катализатора использовались сульфиды переходных металлов на носителе. Функция крекинга катализатора обычно объясняется наличием кислотных центров в носителях из оксида алюминия или алюмосиликата. Свойства катализатора процесса гидрокрекинга определяются соотношением центров гидрирования на сульфиде металла и концентрацией кислот в носителе. При относительно небольшом количестве центров гидрирования могут происходить вторичные процессы, которые приводят к образованию легких углеводородов, а также к олигомеризации и образованию кокса в кислотных центрах.Недостаток гидрогенизирующей функции катализатора гидрокрекинга приводит к быстрому снижению его активности. В то же время высокая гидрогенизирующая активность предотвращает процесс крекинга и преобладает процесс изомеризации.

Исходя из вышеизложенного, настоящее исследование было посвящено исследованию процесса гидрокрекинга мазута, полученного из бакинской нефти, в присутствии наноструктурированного галлуазита.

Пришествие современной гидрообработки — Эволюция технологии базовых масел

В первой части этой серии обсуждалась ранняя история базовых масел для смазочных материалов до начала 1950-х годов.Здесь, во второй части, мы рассматриваем современные технологии производства базовых масел и описываем, как современные базовые масла открыли дверь для значительных улучшений в готовых смазочных материалах. В части 3 сравниваются характеристики базовых масел и рассматриваются будущие тенденции.

Гидроочистка

Гидроочистка была разработана в 1950-х годах и впервые использовалась в производстве базовых масел в 1960-х годах компанией Amoco и другими. Гидроочистка — это процесс добавления водорода к базовому маслу при температуре выше 600 ° F и давлении выше 500 фунтов на квадратный дюйм в присутствии катализатора.Это удаляет загрязнения, стабилизирует наиболее активные компоненты базового масла, улучшает цвет и увеличивает срок службы базового масла. Сама по себе гидроочистка обычно недостаточна для получения базового масла.

Гидрокрекинг

Гидрокрекинг — более тяжелая форма гидроочистки. При гидрокрекинге сырье базового масла протекает через слой высокоактивного катализатора при температуре выше 650 ° F и давлении выше 1000 фунтов на квадратный дюйм. Молекулы корма меняют форму, а некоторые расщепляются на более мелкие молекулы.Практически вся сера и азот удаляются, а многие ароматические соединения насыщаются водородом. Изменение формы молекул происходит по мере образования изопарафинов и насыщенных кольцевых соединений.

Эти соединения имеют высокий индекс вязкости (ИВ) и низкую температуру застывания. Однако парафиновые соединения, в основном нормальные парафины, в значительной степени не подвержены воздействию гидрокрекинга и должны быть удалены в последующем процессе, чтобы снизить температуру застывания. Чистые виды топлива (дизельное и реактивное топливо, а также нафта для автомобильного бензина) являются побочными продуктами этого процесса.

Примитивная версия процесса гидрокрекинга была предпринята для производства смазочного масла в 1930-х годах, но вскоре от него отказались по экономическим причинам после того, как процесс очистки растворителем был коммерциализирован. Однако технология катализаторов гидрокрекинга продолжала совершенствоваться. 1

После Второй мировой войны предшественники современной технологии катализаторов гидрокрекинга были импортированы из Германии. В конце 1950-х годов Chevron ввела эту технологию в производство для производства топлива. 2 В 1969 году первая установка гидрокрекинга для производства базового масла была коммерциализирована на нефтеперерабатывающем заводе компании Idemitsu Kosan в Чибе с использованием технологии, лицензированной Gulf. 3 За ним в 1971 году последовал нефтеперерабатывающий завод Sun Oil Company в Ябукоа в Пуэрто-Рико, также использующий технологию Gulf. 1

Каталитическая депарафинизация и гидроизомеризация парафина

Каталитическая депарафинизация — это высокотемпературный процесс под высоким давлением, в котором катализатор избирательно расщепляет молекулы парафина, присутствующие в базовом масле, до легких продуктов, таких как газ и нафта.Хотя этот процесс эффективен, он несколько расточителен, поскольку ценный воск превращается в более дешевый газ и легкое топливо. При гидроизомеризации процесс аналогичен, но воск избирательно превращается (изомеризуется) в базовое масло очень высокого качества. Оба процесса удаляют воск и, следовательно, понижают температуру застывания базового масла, но гидроизомеризация приводит к более высокому индексу вязкости базового масла и лучшим выходам.

Первые технологии каталитической депарафинизации и гидроизомеризации парафина были коммерциализированы в 1970-х годах.Shell использовала технологию гидроизомеризации парафина в сочетании с депарафинизацией растворителем для производства базовых масел со сверхвысоким индексом вязкости в Европе. Exxon и другие построили аналогичные заводы в 1990-х годах. В Соединенных Штатах Mobil использовала каталитическую депарафинизацию вместо депарафинизации растворителем, но все же сочетала ее с экстракцией растворителем для производства обычных нейтральных масел.

Каталитическая депарафинизация была желательным усовершенствованием депарафинизации растворителем, особенно для обычных нейтральных масел, поскольку в ней использовались упрощенные операции по удалению н-парафинов и парафинистых боковых цепей из других молекул путем их расщепления на более мелкие молекулы.Это снизило температуру застывания базового масла, так что оно текло при низких температурах, как масла, депарафинированные с помощью растворителя.

Компания Chevron была первой, кто объединил каталитическую депарафинизацию с гидрокрекингом и гидроочисткой на своем заводе базовых масел в Ричмонде, Калифорния, в 1984 г. 4 (рис. 1).


Рис. 1. ChevronTexaco’s Ричмонд, Калифорния,
Завод смазочных масел (RLOP)

Это была первая коммерческая демонстрация всего процесса гидрообработки для производства базовых смазочных масел.

В 1993 году компания Chevron начала коммерциализацию первого современного процесса изомеризации-депарафинизации парафина. 5 Это было огромным улучшением по сравнению с предыдущей каталитической депарафинизацией, поскольку температура застывания базового масла была снижена за счет изомеризации (изменения формы) н-парафинов (парафина) и других молекул с парафиновыми боковыми цепями в желаемые разветвленные соединения с превосходными смазывающими свойствами, а не чем взламывать их. В этом технологическом прорыве был использован катализатор Chevron ISODEWAXING® Catalyst для значительного повышения выхода депарафинизации и производительности базового масла.

Гидроочистка

Заключительным этапом на современных заводах по производству базовых масел является гидроочистка, при которой используются сложные катализаторы и давление выше 1000 фунтов на квадратный дюйм для окончательной полировки базового масла. По сути, немногочисленные оставшиеся примеси превращаются в стабильные молекулы базового масла.

Собираем все вместе

Современная гидрообработка позволяет получать продукты исключительной чистоты и стабильности благодаря чрезвычайно высокой степени насыщения водородом.Эти продукты отличаются тем, что, в отличие от других базовых масел, они обычно не имеют цвета. Комбинируя гидрокрекинг, изодепарафинизацию и гидроочистку, молекулы с плохими смазывающими качествами трансформируются и преобразуются в молекулы базового масла более высокого качества. Температура застывания, вязкость и устойчивость к окислению контролируются независимо на отдельных стадиях каталитической обработки.

Среди многих преимуществ этой комбинации процессов — большая гибкость в отношении сырой нефти; то есть меньше полагаться на узкий диапазон сырой нефти, из которой можно производить высококачественные базовые масла.Кроме того, характеристики базового масла могут стать практически независимыми от источника сырья, в отличие от базового масла селективной очистки. На рисунке 2 показана блок-схема современного завода по производству базовых масел с двумя параллельными технологическими линиями — одна для легких базовых масел, а другая — для тяжелых базовых масел.


Рисунок 2. Группа гидрообработки II

Группа II — современные обычные базовые масла

Базовые масла смазочных материалов, изготовленные с помощью современных технологий гидрообработки, в целом демонстрируют лучшие характеристики по сравнению со старыми технологическими процессами.Это побудило Американский институт нефти (API) классифицировать базовые масла по составу (публикация API 1509) в 1993 году, как показано в таблице 1.

Таблица показывает, что базовые масла Группы II отличаются от базовых масел Группы I, поскольку они содержат значительно более низкие уровни примесей (менее 10 процентов ароматических соединений, менее 300 частей на миллион серы). Они тоже выглядят иначе. Масла группы II, произведенные с использованием современной технологии гидрообработки, настолько чисты, что практически бесцветны.

С точки зрения производительности улучшенная чистота означает, что базовое масло и добавки в готовом продукте могут служить намного дольше. Более конкретно, масло более инертно и образует меньше побочных продуктов окисления, которые увеличивают вязкость базового масла и уменьшают количество присадок. В таблице 1 графически показана разница между базовыми маслами API Группы I и Группы II. Очень большая разница в содержании примесей является основной причиной более высоких характеристик Группы II, что более подробно обсуждается в Части 3 этой серии.


Рис. 3. Запасы группы II имеют меньшее количество примесей

Современный процесс гидроизомеризации, лицензированный Chevron под названием ISODEWAXING, быстро получил признание с момента его внедрения в 1993 году. Фактически, более 40 процентов всех базовых масел, производимых в Северной Америке, в настоящее время производятся с использованием технологии ChevronTexaco. В остальном мире по-прежнему преобладают базовые масла Группы I, но Группа II также добивается значительных успехов в этой области.

В последние несколько лет компания Mobil (ExxonMobil) усилила эту тенденцию, выполнив коммерциализацию базовых масел Группы II в Сингапуре и Бэйтауне, штат Техас. Селективная депарафинизация Mobil (MSDWTM) используется в Сингапуре для производства полностью гидрообработанных базовых масел, а Exxon RHC (гидроконверсия рафината), дополнительная стадия гидрообработки, используется в Бэйтауне для превращения примерно половины сланца базовых масел Бэйтауна в группу, подвергшуюся депарафинизации растворителем. II. Модернизация завода в Бэйтауне довела долю базовых масел Группы II в Северной Америке почти до 50 процентов.


Рис. 4. Процент базовых масел группы II в Северной Америке

Группа III — Нетрадиционные базовые масла

Таблица 1 показывает, что API определяет разницу между базовыми маслами Группы II и III только с точки зрения VI. Базовые масла с обычным VI (от 80 до 119) относятся к Группе II, а базовые масла с нетрадиционным VI (120+) относятся к Группе III. Масла группы III также иногда называют нетрадиционными базовыми маслами (UCBO) или базовыми маслами с очень высоким индексом вязкости (VHVI).

Депарафинизированные растворителем базовые масла Группы III производятся в Европе более 10 лет, в основном компаниями Shell и BP6, но некоторые из этих масел первого поколения Группы III не работают так же хорошо, как современные масла Группы III. Следовательно, многие из этих старых заводов сейчас модернизируются, чтобы позволить им производить изодепарафинированные масла группы III. 7

С точки зрения обработки, современные базовые масла Группы III производятся по существу тем же технологическим способом, что и современные базовые масла Группы II.Более высокий индекс вязкости достигается за счет увеличения жесткости установки гидрокрекинга или за счет перехода на сырье с более высоким индексом вязкости.

Базовые масла группы III в настоящее время широко доступны в Северной Америке, поскольку они могут производиться в больших количествах большинством компаний, которые в настоящее время производят масла группы II. Многие из этих компаний начали добавлять продукты Группы III в свои линейки синтетических продуктов.

Современные базовые масла группы III обладают свойствами, которые позволяют им работать на высоком уровне — во многих случаях они соответствуют характеристикам традиционных синтетических масел или превосходят их.

Группа IV — Традиционные «синтетические» базовые масла (ПАО)

Слово «синтетические» в индустрии смазочных материалов исторически было синонимом полимеризованных базовых масел, таких как поли-альфа-олефины (ПАО), которые сделаны из небольших молекул. Первый коммерчески жизнеспособный процесс производства ПАО был впервые разработан компанией Gulf Oil в 1951 году; этот процесс был усовершенствован компанией Mobil в 1960-х годах. Mobil впервые применила это новое базовое масло в специальных продуктах, таких как Mobilgrease 28, что позволило решить проблему выхода из строя ступичного подшипника на авианосцах в холодном климате. 8

ПАО стали одним из основных компонентов смазочных материалов, востребованных потребителями, когда Mobil Oil начала продавать свой Mobil 1®. За 15 лет после внедрения рынок ПАО прошел долгий и извилистый путь, борясь с медленным, устойчивым ростом и критикой оправдания более высокой стоимости по сравнению с обычными маслами.

За последние 10 лет рынок ПАО значительно вырос, сначала в Европе, а затем в Северной Америке, переживая периоды роста, выражающегося двузначными числами.Частично такой рост можно объяснить более строгими спецификациями смазочных материалов в Европе, которые создали рыночную нишу для синтетических и полусинтетических продуктов. 8

По мере роста прибыльного рынка ПАО некоторые производители базовых масел начали использовать сырье с более высоким VI группы III (обычно побочные продукты при производстве парафина) для производства минеральных масел с VI, которые соответствуют ПАО. Эти новые масла Группы III не производились из небольших молекул, как традиционные синтетические материалы, но они восполняли пробел в производительности для большинства продуктов при более низкой стоимости.

Поэтому некоторые производители смазочных материалов, в первую очередь в Европе, начали заменять ПАО на эти недавно доступные базовые масла Группы III в своих синтетических моторных маслах. Это вызвало разногласия в индустрии смазочных материалов, поскольку некоторые производители синтетических базовых масел и смазочных материалов считали, что полимеризованные базовые масла являются единственными настоящими синтетическими маслами.

Наиболее заметная ниша, в которой группам III трудно конкурировать с ПАО, — это приложения с очень низкими температурами, такие как смазочные материалы для суставов, которые имеют чрезвычайно низкие требования к температуре застывания.

Тенденция к глобализации спецификаций смазочных материалов и всемирных спецификаций OEM в настоящее время создает больший спрос на базовые масла Группы III. Это особенно верно в отношении Северной Америки из-за постановления 1999 г., принятого Национальным отделом рекламы Better Business Bureau, которое разрешает рассматривать базовые масла группы III как синтетические.

В третьей и заключительной части этой серии обсуждаются характеристики базовых масел и рассматриваются будущие тенденции.

Список литературы

  1. Секейра, А., Jr., «Смазочные базовые масла и обработка воска». Marcel Dekker, Inc., Chemical Industries Series, август 1994 г.
  2. Стормонт, Д. «Новый процесс имеет большие возможности». Журнал Нефть и Газ, 57, 44, 1959, стр. 48-49.
  3. Официальный отчет компании Idemitsu Kosan Co, Imperial Chemical LTD, Shell Development Co, «Первая установка для крекинга смазочного масла». Журнал «Нефть и газ», 12 июня 1972 г.,
  4. Закарян, Дж., Робсон, Р. и Фаррелл, Т. «Полностью гидрообработка смазок с высоким индексом вязкости.”Energy Progress, 7, 1, 1987, p. 59-64.
  5. Уилсон, М., Мюллер, Т. и Крафт, Г. «Коммерциализация изодепарафинизации — новой технологии депарафинизации для производства высококачественных базовых масел». ФЛ-94-112, НПРА, ноябрь 1994 г.
  6. Мин, П. «Базовые масла VHVI: спрос и предложение». 4-я ежегодная конференция по топливу и смазочным материалам, Сингапур, январь 1998 г.
  7. Хауэлл, Р. «Пути гидрообработки для улучшения качества базовых масел и экономики нефтепереработки.”6-я ежегодная конференция по топливу и смазочным материалам, Сингапур, январь 2000 г.
  8. Буй, К. «Синтетика II». Lubricants World, ноябрь 1999 г.
  9. Крамер Д., Лок Б. и Круг Р. «Эволюция технологии базовых масел». Смазка турбин в 21 веке, ASTM STP # 1407, W. Herguth и T. Warne, Editors. Американское общество испытаний и материалов, Вест Коншохокен, Пенсильвания, 2001.

Гидрокрекинг масла Jatropha на несульфидированном катализаторе PTA-NiMo / ZSM-5

Характеристики катализатора

Рентгенограммы всех свежеприготовленных катализаторов ZSM-5 показаны на рис.2. Картины демонстрировали характерные дифракционные пики при 2θ = 7,89 °, 8,73 °, 14,82 °, 23,04 °, 23,86 ° и 24,26 °, которые были привязаны к цеолитной структуре MFI (JCPDS № 42-0024). Картины рентгеновской дифракции исходных цеолитов ZSM-5 показали, что не было образовано никаких новых фаз и внутренняя структура решетки ZSM-5 не изменилась. Таким образом, тонкая структура цеолитов сохранялась в катализаторе после процесса обескремнивания и пропитки, но относительная кристалличность снижалась.Этот результат был аналогичен ранее сообщенному 9,29,30 . После пропитки частицами NiMo не наблюдалось пика для соединений Ni или Mo. Отсутствие каких-либо пиков оксидов металлов на рентгенограммах указывает на хорошую дисперсию металла с малым размером частиц на поверхностях цеолита 31,32 . После пропитки PTA пики, наблюдаемые при 2θ = 10,52 °, 25,54 ° и 34,02 °, были отнесены к PTA (JCPDS № 50-0657) и присутствовали только в образце катализатора PTA45-NiMo / HZ0,5.Это указывает на то, что PTA был сильно диспергирован на катализаторах PTA5-NiMo / HZ0,5 и PTA20-NiMo / HZ0,5, но PTA был агрегирован из-за чрезмерной пропитки на образце PTA45-NiMo / HZ0,5. Кроме того, отсутствовали другие дифракционные пики для образцов пропитанного катализатора ПТА, что указывает на то, что структуры Кеггина остались нетронутыми. 33 .

Рис. 2

Рентгенограммы катализаторов ZSM-5.

FTIR-спектры образцов HZ и PTA20-NiMo / HZ0.5, отобранных при комнатной температуре, представлены на рис.3. Характеристические полосы при ν = 455, 545 и 795 см -1 были связаны с валентным колебанием групп [AlO 4 ] или [SiO 4 ] в каркасе HZ. Одна полоса при ν = 1080 см −1 с плечом при ν = 1240 см −1 была отнесена к характерной полосе асимметричного растяжения моста Si – O – Si 34 . В целом, для катализатора PTA20-NiMo / HZ0,5 не было обнаружено явных изменений каркаса, что согласуется с результатом XRD.Полосы при ν = 1637 и 3440 см −1 были отнесены к деформационным колебаниям адсорбированных молекул воды, а полосы при ν = 3440 см −1 отнесены к водородно-связанным силанольным группам и молекулам воды, адсорбированным в цеолит 34 . После пропитки PTA катализатор PTA20-NiMo / HZ0,5 показал новые пики при ν = 984, 892 и 811 см −1 , которые соответствовали краю ν (W = O), ν (W – O – W), и ν (W – O – W) угол соответственно 35 . Расстояние между полосами при ν = 811 и 795 см −1 было слишком малым, поэтому они плавно объединялись в более крупный пик.Таким образом, структура Кеггина ПТА сохранялась в катализаторе без повреждений 36 .

Рис. 3

FTIR-спектры ( a ) катализатора HZ и ( b ) катализатора PTA20-NiMo / HZ0,5. (▲ W = O; ● W – O – W край; ◆ W – O – W угол).

Изотермы адсорбции-десорбции азота иерархических образцов ZSM-5 показаны на рис. 4. Исходный цеолит HZ представляет собой изотерму типа I с плато, начинающимся при очень низком относительном давлении, что означает преобладание исходного цеолита. по микропористой структуре.После пропитки частицами NiMo образец NiMo / HZ также показал изотерму типа I, что означает, что NiMo / HZ сохранила ту же микропористую структуру. Эти результаты согласуются с рассчитанными диаметрами микропор, показанными в таблице 1. По сравнению с исходным цеолитом образцы, обработанные щелочью и промытые кислотой, демонстрируют изотермы типа IV, типичные для микро- и мезопористых материалов. Изотерма с петлей гистерезиса типа h5 — это известный отпечаток иерархической пористой системы с однородными по размеру одномерными щелевыми каналами 37,38,39 .Основными отличиями изотерм иерархических образцов по сравнению с исходным цеолитом было увеличение адсорбции N 2 для области 0,4

0 <0,9, что было интерпретировано как наличие капиллярной конденсации во внутреннем пространстве. -кристаллические мезопористые пространства и внешняя поверхность 40 . Эти изменения должны положительно сказаться на каталитической активности цеолита. Изотерма образца NiMo / HZ1.0 показала быстрое увеличение поглощения с P / P 0 > 0.8, что свидетельствует о значительном повреждении внутренних пор.

Рисунок 4

Изотермы адсорбции-десорбции азота иерархических образцов ZSM-5.

Таблица 1 Текстурные свойства приготовленных образцов ЗСМ-5.

Текстурные свойства различных образцов ZSM-5 перечислены в таблице 1. Анализ размера пор Barrett Joyner Halenda (BJH) выявил мезопоры в диапазоне размеров 2–20 нм. Результаты показали увеличенную БЭТ и площадь поверхности мезопор для иерархических цеолитов, за исключением NiMo / HZ1.0 цеолит. Ожидалось, что это усиление, проявляемое иерархическими цеолитами, окажет положительное влияние на каталитическую активность. Увеличенные площади поверхности мезопор и уменьшенные площади поверхности микропор показали, что потеря микропористости и развитие мезопористости происходили в результате процесса щелочной обработки и кислотной промывки. Однако развитие мезопористости происходило с повреждением микропор, когда цеолиты обрабатывали при более высокой концентрации NaOH, равной 1,0 М, и площадь поверхности и объем пор резко уменьшались.Ожидалось, что это уменьшение площади поверхности и объема пор отрицательно скажется на каталитической активности. Площадь поверхности и объем пор цеолитных катализаторов NiMo / HZ уменьшились по сравнению с исходным цеолитом HZ, что было приписано действию частиц NiO и MO 3 на внешнюю поверхность, препятствующих доступу молекул N 2 . и блокируют микропоры цеолита. После пропитки PTA было ясно, что площадь поверхности и объем пор уменьшились. Потеря удельной поверхности может быть результатом сильной адсорбции ПТА с малой площадью поверхности.Тем не менее, уменьшение площади поверхности при низкой загрузке ПТА (5–20 мас.%) Было небольшим, что указывает на то, что большая часть ПТА располагалась вне мезопор. Однако, когда содержание ПТА было дополнительно увеличено до 45 мас.%, Площадь поверхности и общий объем значительно уменьшились, что свидетельствует о том, что на этом более высоком уровне многие микропоры или мезопоры цеолита были заблокированы. Эти результаты соответствуют результатам XRD.

Спектры РФЭС для NiMo / HZ0.5 и PTA20-NiMo / HZ0.Катализаторы 5 показаны на рис. 5. Энергия связи Ni 2p показана на рис. 5а. Металлический Ni в двух катализаторах был 852,09 эВ и 852,25 эВ, соответственно, а два других пика каждого образца были отнесены к Ni 2+ 41 . Энергия связи Mo 3d показана на рис. 5б. Низкая энергия связи (около 233 эВ) была приписана Mo 4+ в MoO 2 , а высокая энергия связи (около 236 эВ) была приписана Mo 6+ в MoO 3 42 .Сдвиг пиков в сторону более высоких значений энергии связи в Ni 2p, но в сторону более низких значений в Mo 3d для катализатора PTA20-NiMo / HZ0,5 может быть приписан сильному взаимодействию между различными видами элементов в образце.

Рис. 5

XPS-спектры уровней ( a ) Ni 2p и ( b ) Mo 3 d для катализаторов NiMo / HZ0,5 и PTA20-NiMo / HZ0,5.

Таблица 2 показывает, что после добавления PTA отношение площадей пиков Ni 0 / Ni 2+ в NiMo / HZ0.5 и катализаторов PTA20-NiMo / HZ0,5 увеличилось с 30,5% до 43,3%, а соотношение Mo 6+ / Mo 4+ увеличилось с 60,0% до 71,5%. Эти изменения свидетельствуют о том, что катализатор, содержащий ПТА, способен способствовать восстановлению Ni 2+ и окислению Mo 4+ . Частицы Мо могут отдавать частичные электроны частицам оксида Ni и поддерживать частицы оксида металла в состоянии восстановления. Перенос электронов между частицами металлов происходил из-за структуры Кеггина PTA, которая позволяла заменять предварительное сульфирование и поддерживать катализаторы в активной форме во время реакции гидрокрекинга 4,5 .О подобном явлении также сообщалось в нашей предыдущей работе 5,6 .

Таблица 2 Относительные площади пиков и отношения Ni и Mo в анализе XPS (%).

Кислотность образцов ZSM-5 изучали с помощью NH 3 -TPD. Кислотные свойства различных образцов суммированы в таблице 3. Два пика десорбции наблюдались при 220 ° C и 380 ° C, что приблизительно соответствует десорбции NH 3 . Адсорбированные молекулы NH 3 десорбируются из слабых кислотных центров при низких температурах и из сильных кислотных центров при высоких температурах.Слабые кислотные центры были отнесены к кислотному каркасу группы Si – OH – Si, тогда как сильные кислотные центры были отнесены к кислотному каркасу группы Si – OH – Al 34 . Потеря слабых и сильных кислотных центров в образцах HZ0,5 и NiMo / HZ0,5 могла быть вызвана тем, что обескремнивание и деалюминирование уменьшали количество кислотных центров каркаса после обработки щелочью и последующей промывки кислотой 15 . Другое возможное объяснение снижения кислотности состоит в том, что кислотные центры, расположенные на внешней / мезопоровой поверхности, имеют более низкую кислотную силу, чем те, которые находятся внутри системы микропор 43 .В целом, по сравнению с исходным катализатором HZ, иерархические образцы HZ0,5 и NiMo / HZ0,5 показали пониженную общую кислотность, вероятно, из-за частичной потери кислотных центров каркаса и образования структуры мезопор. Оказалось, что включение NiMo влияет на количество слабых кислотных центров. Увеличение слабых кислотных центров может быть связано с образованием новых центров NiMo со слабыми кислотными свойствами. Для иерархического образца NiMo / HZ0.5 высокотемпературный пик становится шире и смещен в сторону более высоких температур (от 370 ° C до 383 ° C) по сравнению с иерархическим HZ0 без NiMo.5. Эти результаты могут указывать на лучшее диспергирование и контакт частиц NiMo с цеолитным носителем для образцов иерархического цеолита, что должно иметь положительный эффект на каталитическую активность. Соотношение слабых кислотных центров и сильных кислотных центров для катализаторов постепенно увеличивалось. С добавлением PTA количество сильных кислотных центров образца PTA20-NiMo / HZ0.5 увеличивалось. Этот результат свидетельствует о том, что PTA был загружен на поверхность цеолита, и сильные кислотные протоны PTA вызывали сдвиг.По сравнению с пиком температуры десорбции NiMo / HZ0,5 пик, относящийся к сильным кислотным центрам, был смещен в сторону более низкой температуры, но слабые кислотные центры были сдвинуты в сторону более высокой температуры, что свидетельствует об уменьшении силы кислотных центров, которые ослабляли отложения кокса и сдерживали дезактивацию катализатора. Природа твердого кислотного катализатора в основном определяется сильными кислотными центрами на поверхности 44 .

Таблица 3 Кислотность катализаторов (ммольг -1 ).

Анализ жидких продуктов

FTIR-спектры стандартного толуола и жидких продуктов реакции с использованием катализатора HZ показаны на рис. 6. Графики анализа жидких продуктов над катализатором с помощью ГХ показаны на рис. 7. Распределение углеводородов в продуктах показано на Рис. 8.

Рис. 6

ИК стандартного толуола ( a ) и ( b ) жидких продуктов, полученных с использованием катализатора HZ (A: CH x растяжение ; BD: C = C-растяжение; C: C = C-колебания; E: колебания ароматических колец).

Рисунок 7

Диаграммы ГХ-анализа жидких продуктов.

Рис. 8

Распределение углеводородов в жидких продуктах, проанализированных с помощью ГХ (мас.%).

Структура подтверждена ИК-Фурье-спектрометрией. Пики при 2920 см -1 и 2850 см -1 были отнесены к метиленовым группам 45 . Эти результаты согласуются с ГХ-анализом жидких продуктов, полученных с использованием катализатора HZ (рис. 7 и 8). Пик при 3050 см −1 был обусловлен растяжением ароматического CH x , пик при 1600 см −1 и 1421 см −1 были отнесены к симметричному растяжению ароматического кольца C = C 45,46,47 , а пик при 1500 см −1 был обусловлен ароматическими колебаниями C = C 48,49 .Пик при 752 см. −1 был отнесен к колебаниям ароматических колец с низкой степенью замещения 45 . Характерные пики жидких продуктов соответствовали толуольному стандарту, который предполагал, что ароматические углеводороды генерируются в результате каталитической конверсии масла ятрофы.

Исследован гидрокрекинг масла ятрофы до биоароматических углеводородов с использованием катализаторов ZSM-5. Графики ГХ-анализа жидких продуктов над катализатором показаны на рис.7.Распределение углеводородов в продуктах показано на фиг. 8. Количество каждой группы продуктов рассчитывали на основе произведения относительной площади (%) каждого компонента, определенного с помощью анализа ГХ. Продукция состояла из трех фракций: газообразных продуктов, жидких продуктов и кокса. Жидкие продукты составляют около 70 мас.% Масла ятрофы, и большинство жидких продуктов представляют собой БТК и легкую нефть. Остальные 30 мас.% Представляли собой газообразный продукт, который в основном состоял из CO, CO 2 , CH 4 , C 2 H 4 и C 3 H 8 .Фракция C15 – C18 от реакций деоксигенации триглицерида практически не обнаруживалась в образцах, за исключением образца, приготовленного с использованием образца катализатора HZ0.5, который показал низкие количества. Кислотность катализаторов могла быть достаточной для реакций деоксигенации и крекинга, но кислотность катализатора HZ0,5 была немного ниже, согласно значениям, представленным в таблице 3 24 . В реакции крекинга фракция C15-C18 была отсечена и разбита на фракции (C2-C10), которые предоставили большое количество материалов для ароматизации. 50 .Углеводороды в жидких продуктах были в основном углеводородными фракциями C6 – C9 (рис. 8). Анализ ароматической фракции показал, что она в основном состоит из наиболее ценных ароматических углеводородов C6 – C8 BTX (рис. 9).

Рис. 9

Выходы ароматических углеводородов БТК в жидких продуктах.

Фракции легких углеводородов 2 , могут быть прямыми материалами для ароматизации, исходя из корреляции между отношением слабых кислотных центров к сильным кислотным центрам и выходами фракций БТК или Рис. 10

Корреляция между отношением слабых кислотных центров к сильным кислотным центрам и выходами фракций БТК или

Конверсия масла ятрофы и выход БТК с использованием катализаторов (HZ, PTA20-NiMo / HZ0,5) показаны на рис. 11. Конверсия масла ятрофы составила более 96,5% за 15 ч для двух катализаторов. . Конверсия постепенно снижалась с 98,3% до 84,7% между 15 и 40 часами для катализатора PTA20-NiMo / HZ0,5.Для катализатора HZ конверсия быстро снизилась с 96,5% до 68,1% между 15 часами и 55 часами. Конверсия двух катализаторов мало изменилась через 55 часов. Выход БТК постепенно снижался с 64,7% до 47,2% за 35 ч и впоследствии оставался неизменным для катализатора PTA20-NiMo / HZ0,5. Выход БТК снизился с 41,6% до 26,5% за 30 ч для катализатора HZ. Результаты показали, что стабильность или каталитическая активность приготовленного катализатора PTA20-NiMo / HZ0,5 была лучше, чем у катализатора HZ.

Рис. 11

Конверсия масла ятрофы и выходов БТК в продукт-масло в зависимости от времени реакции с использованием катализаторов HZ и PTA20-NiMo / HZ0,5.

Стабильность и возможность повторного использования наиболее эффективного катализатора (PTA20-NiMo / HZ0,5) оценивались путем выполнения четырех последовательных циклов. Конверсия и выходы БТК на катализаторе (8 ч) при последовательном использовании показаны на фиг. 12. Катализатор подвергали термической обработке на воздухе для имитации типичной процедуры регенерации между каждым циклом.Конверсия постепенно снижалась с 99,5% до 93,2%, а доходность BTX с 59,5% до 50,1%. Такое незначительное изменение как раз показало стабильность активности катализатора.

Рис. 12

Конверсия и выходы BTX при последовательном использовании катализатора PTA20-NiMo / HZ0,5.

Сравнение выходов БТК ZSM-5 выявило отличную ароматизирующую активность для различных каталитических цеолитов. Для катализаторов HZ и NiMo / HZ последний образец показал более высокое образование ароматических продуктов БТК.Включение металла NiMo способствовало образованию газообразных углеводородов, вероятно, связанных с протеканием реакций переноса водорода, которые увеличивали образование легких фракций и давали больше материалов для ароматизации (рис. 10). Несмотря на уменьшение кислотных центров на катализаторе NiMo / HZ0,5, соотношение слабых кислотных центров и сильных кислотных центров было увеличено, а ароматические продукты БТК также увеличились по сравнению с образцом NiMo / HZ. Разница в производительности объяснялась только иерархическим подходом.Это может быть связано с тем, что иерархический катализатор NiMo / HZ0,5 демонстрирует более высокие площади внешней поверхности и поверхности мезопор, больший объем пор и больший диаметр пор (таблица 1), что увеличивает площадь реакции и улучшает ограничение диффузии. Кроме того, активный центр, расположенный на стенках мезопор иерархических цеолитов, может катализировать реакции с участием объемных молекул, которые не могут проникать в микропоры цеолита, и увеличивает доступность реакции 51 . Анализ NH 3 -TPD показал лучшую дисперсию и контакт с NiMo в NiMo / HZ0.5, который может действовать синергетически, повышая активность. Как показано на фиг. 13, все образцы, содержащие ПТА, проявляли очень высокие каталитические свойства для реакции ароматизации. Более того, катализатор PTA20-NiMo / HZ0,5 показал самый высокий выход БТК (59 мас.%) По сравнению с катализатором NiMo / HZ0,5. Это могло быть связано с тем, что на катализаторе PTA20-NiMo / HZ0,5 было больше кислотных центров, чем на катализаторе NiMo / HZ0,5. Кроме того, согласно анализу XPS, частицы Mo могут отдавать частичные электроны частицам оксида Ni, что приводит к переносу электронов между Mo и Ni, что может увеличить производство ионов карбения и повысить каталитическую активность.

Рис. 13

Выходы ароматических углеводородов БТК для катализаторов NiMo / HZ0,5 (мас.%) С различными количествами ПТА.

Возможный путь реакции

Большинство продуктов, преобразованных из масла Jatropha, были CO, CO 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 3 H 8 и углеводороды в диапазоне от От C4 до C18. На начальной стадии реакции гидрокрекинга каждая молекула триглицерида была расщеплена на три молекулы углеводорода с помощью трех типов реакций деоксигенации (экв.3), которые представляют собой гидродекарбоксилирование (HDCO), гидродекарбонилирование (HDC) и гидродеоксигенирование (HDO) 52 . Углеводороды C15 и C17 были продуктами меньшего потребления водорода, прямого декарбоксилирования и декарбонилирования (путь удаления углерода), а углеводороды C16 и C18 были продуктами процесса гидродеоксигенации с более высоким потреблением водорода (путь присоединения водорода).

Реакция гидрокрекинга:

Между тем, содержание кислорода в триглицеридах было удалено как CO 2 , CO и H 2 O.CO, CO 2 , CH 4 , C 2 H 4 и C 3 H 8 были основными газообразными продуктами, обнаруженными в отходящей газовой смеси. Реакции метанирования (уравнения 4 и 5) и сдвиг водяного газа (уравнение 7) были вероятными побочными реакциями, и эти реакции также могут увеличивать потребление водорода или состав метана. Метан может быть частично преобразован в этилен (уравнение 6) и может способствовать реакции дегидроароматизации метана (MDA), которая способствовала выходам BTX 53,54 .В газообразных продуктах также протекают два типа реакций, в которых в основном используется CO. Один был через реакцию Фишера-Тропша (уравнение 8) с образованием иона алкилкарбения. Другой был через реакцию Будуара (уравнение 9), что привело к осаждению углерода на поверхности катализатора 54 .

Реакция метанирования:

Сдвиг водяного газа:

Реакция Фишера-Тропша (FT):

Реакция Будуара:

Последующая реакция крекинга может происходить следующим образом: 55 .Крошечная фракция алканов C15-C18 может быть подвергнута прямому крекингу (экв. 10) с образованием иона алкилкарбения. Большинство C15-C18 алканов дегидрировали на металлических участках с образованием соответствующих алкенов (экв.12), затем алкены переместились в сильные кислотные центры и образовали ион алкилкарбения (экв.13), а затем алкены были перегруппированы. и растрескивается посредством β-расщепления (уравнения 11 и 13). Затем образованный легкий алкилкарбениевый ион олигомеризовали, и были получены C2-C10 алкены (экв.13) в качестве основных промежуточных продуктов реакции ароматизации 50,56 . Наконец, алкены переместились к участкам металла и гидрировались с образованием алканов C2-C10 (экв. 12), а затем алканы присоединились в крекинг-цикле с образованием более легких алкенов.

Последующая реакция крекинга:

Реакция дегидрирования и перегруппировки:

Предполагалось, что ароматические углеводороды образовывались в результате реакций Дильса – Альдера из легких алкенов, что являлось лимитирующей и ключевой реакцией ароматизации 56 .Образованные алкены попали в слабый кислотный центр, чтобы пройти реакции циклизации Дильса-Альдера и произвести циклоалканы, а затем циклоалканы преобразовались в ароматические соединения в сильных кислотных центрах путем дегидрирования-ароматизации (уравнения 14,15,16,17,18). Затем лишь небольшая часть ароматических углеводородов полимеризуется на поверхности катализатора с образованием кокса.

Реакции Дильса – Альдера и дегидрирование-ароматизация с образованием БТК:

Катализаторы | Бесплатный полнотекстовый | Гидрокрекинг легкого дизельного топлива на катализаторах с промышленно модифицированными цеолитами Y

2.1. Свойства промышленных цеолитов Y
Во-первых, рентгенограммы трех образцов, а именно MUSY-A, -B и -C, показали типичные характерные дифракционные пики структуры фожазита и никаких других примесных пиков (не принадлежащих FAU цеолит) (дополнительные материалы, рисунок S1). Все три промышленных цеолита имеют хорошую кристалличность, в которой MUSY-B и -C имеют несколько более низкие основные дифракционные пики по сравнению с MUSY-A. Изотермы адсорбции-десорбции N 2 для MUSY-A, MUSY-B и Образцы цеолита MUSY-C показаны на рисунке 1.Адсорбция-десорбция азота на образце MUSY-A представляет собой комбинацию изотерм типа I и типа IV, что в основном указывает на наличие микропор и агрегацию кристаллов цеолита (петля). Однако на изотермах адсорбции-десорбции образцов MUSY-B и -C наблюдаются более крупные петли гистерезиса, что указывает на наличие мезопор в образцах. Изотермы адсорбции-десорбции N 2 образцов MUSY-B и -C на рисунке 1 демонстрируют заметные петли гистерезиса после p / p 0 = 0.45, что может быть вызвано вторичными мезопорами [10,15]. Для MUSY-C резкое увеличение адсорбции N2 после p / p 0 ≈ 0,8 может быть приписано капиллярной конденсации в открытых мезопорах или полученных макропорах [10,15,18]. Фактически, распределение пор по размерам, полученное из адсорбционной ветви изотерм, показывает существование мезо- и макропор структуры с широким распределением пор по размерам в диапазоне от 3 до 50 нм в образцах цеолита (дополнительные материалы, рис. S2).MUSY-B и -C имеют очень похожее распределение пор, оба с узким распределением пор, от 3 до 8 нм. Между тем, MUSY-A показывает большее количество вторичных мезо- и макропор (10-50 нм), образованных деалюминированием гексафторсиликатом аммония исходного цеолита Y. Во-вторых, СЭМ-изображения использованных образцов цеолита на рис. MUSY-A, -B и -C имеют в основном типичную морфологию фожазита с крупной внешней поверхностью [14], в то время как внешние поверхности кристаллов в последних двух образцах более грубые, чем у образца MUSY-A.В частности, внешняя поверхность образца MUSY-C довольно грубая, так как на внешней поверхности его кристаллов можно увидеть множество очевидных наноразмерных частиц. ПЭМ-изображения MUSY-B и -C (рис. 3) убедительно свидетельствуют о том, что обильные мезо- и макропоры появляются в двух образцах цеолита. Изображение MUSY-A компактное и твердое, что указывает на присутствие микропор и закрытых мезопор, что хорошо согласуется с наблюдаемым результатом изотерм адсорбции-десорбции N 2 , как показано на рисунке 1.Следовательно, резкое увеличение после p / p 0 = 0,8 на изотерме адсорбции-десорбции N 2 MUSY-C можно приписать капиллярной конденсации в открытых мезопорах или макропорах, полученных при заполнении наноразмерных межчастиц цеолита Y ‘пространства в поликристаллических скоплениях. Фактически, прямые свидетельства, иллюстрирующие присутствие внутрикристаллических мезопор или макропор размером ок. Диаметр 20 ~ 80 нм также обеспечивается изображениями ПЭМ. Общий объем пор V (всего ) образцов цеолита MUSY-A, -B и -C равен 0.36, 0,51 и 0,54 см 3 / г (таблица 1), соответственно, что указывает на образование большего количества мезопор внутри кристаллов образцов цеолита Y [29]. На рисунке 4 спектры ЯМР MAS MUSY-A, Представлены образцы цеолитов -B и -C. Пик с острыми краями с центром около 57 ppm в спектрах ЯМР 27 Al, отображаемых в правом нижнем углу на рис. 4, относится к тетраэдрически координированному Al в каркасе цеолита [18]. Пик при 0 м.д., который приписывается октаэдрическому координированному атому Al, не наблюдается в образцах MUSY-B и -C.Между тем, в образце MUSY-A обнаруживается очевидный пик с центром примерно при 0 ppm, который вызван некаркасным алюминием, а слабый сигнал при 30 ppm относится к искаженным тетраэдрическим или пятикоординированным частицам Al [24]. также видны (см. дополнительные материалы на рис. S3). Результат предполагает, что каркасные и некаркасные частицы алюминия сосуществуют в образце MUSY-A. Однако некаркасные частицы алюминия исчезли после алюминирования (перекристаллизации) исходного MUSY-A ( 27 Al-ЯМР на Фигуре 4).Более того, сигнал с центром около ок. 40 ~ 70 м.д. в MUSY-B и -C, очевидно, уже, чем у цеолита MUSY-A, в котором расширенный пик может отражать ухудшение однородности атомов алюминия в его каркасе. Для спектров ЯМР 29 Si всех трех образцов резонансы около -110 м.д. можно отнести к позициям Si (4Si, 0Al), резонансы при -104 м.д. — к позициям Si (3Si, 1Al), -98 м.д. к сайтам Si (2Si, 2Al) и -93 м.д. к сайтам Si (1Si, 3Al).Пик при -113 м.д. относится к фазе аморфного кремнезема [13]. Расчетные каркасные отношения Si / Al для MUSY-A, MUSY-B и MUSY-C составляют 10,9, 4,7 и 4,6 соответственно. Отношения Si / Al в каркасе, рассчитанные по результатам, полученным с помощью спектров ЯМР 27 Si последних образцов цеолита Y (MUSY-B и -C), очень похожи на отношения Si / Al на поверхности, обнаруженные с помощью XRF (Таблица 1). , в то время как соотношение Si / Al в каркасе MUSY-A заметно выше, чем соотношение Si / Al в объеме (Таблица 1), демонстрируя поверхность с богатым содержанием Al с алюминием без каркаса (Рисунок 4 и Дополнительные материалы Рисунок S3).Следовательно, кислотные свойства образцов цеолита были исследованы с помощью NH 3 -TPD (Рисунок 5) и адсорбции пиридина in situ (Таблица 1). Пики десорбции NH 3 сосредоточены при 217 ~ 233 ° C и 319 ~ 360 ° C и приписываются выходу NH 3 из слабых и / или сильных кислотных центров соответственно [13,15]. Количества кислоты, полученные путем расчета соответствующих площадей пиков кривых NH 3 -TPD, позволяют предположить, что MUSY-B и -C имеют более высокую кислотную интенсивность и большее количество кислоты, чем MUSY-A.По результатам спектров ЯМР 29 Si трех образцов, отношение Si / Al каркаса MUSY-A составляет до 10,9, а отношение MUSY-B и MUSY-C составляет 4,7 и 4,6 соответственно. Однако отношения Si / Al трех образцов по методу XRF (таблица 1) очень похожи. Очевидно, что образец MUSY-A с более высоким соотношением Si / Al каркаса имеет больше некаркасных частиц Al с искаженными тетраэдрическими или пятикоординированными частицами Al (при 30 ppm; см. Дополнительные материалы на рис. S3), чтобы показать более низкое кислотное количество.Пики десорбции молекул NH 3 с центром при температуре около 350 ° C, которая приписывается средним сильным кислотным центрам, сместились от 339 ° C на кривой MUSY-A до 360 ° C на кривой MUSY-B и MUSY-C, что указывает на наличие в них относительно более сильных кислотных центров. MUSY-B и MUSY-C демонстрируют хорошее количество кислот Бренстеда, количество кислоты Льюиса и общее количество кислоты (Таблица 1), количество которых намного больше, чем у MUSY-A, что довольно хорошо согласуется с результатами, полученными NH 3 -TPD (Рисунок 5).Повышенные кислотные свойства, указанные в количестве и силе кислоты в двух образцах, могут дать соответствующим катализаторам превосходные крекирующие свойства.
2.2. Свойства гидрокрекинга
Компоненты легкого дизельного топлива, использованного в этом эксперименте в качестве сырья, были определены с использованием метода анализа SH / T0606-2005 с газовой хроматографией / масс-спектрометрией (Waters 2695, American PerkinElmer Co., Waltham, Массачусетс, США). Как показано в Таблице 2, содержание диароматических соединений в легком дизельном топливе, включая нафталин, нафталины, аценафтены и аценафтилены, достигает 29.8 мас.%. Моноароматические углеводороды (в основном состоящие из алкилбензолов, индена) и тетрагидронафталина составляют 32,8 мас.%, Циклопарафины составляют 9,1 мас.%, А другие, в основном парафины, составляют 28,2 мас.%. Холостое измерение над катализатором без цеолита показало функцию гидрирования в процессе, в которой компоненты циклопарафинов и алкилбензолов явно увеличиваются, в то время как диароматические углеводороды заметно снижаются. Характеристики каталитического гидрокрекинга легкого дизельного топлива оценивали на установке микрореактора.Результаты в таблице 2 (и на рис. S4 дополнительных материалов) показывают различия в распределении светлого дизельного топлива для трех катализаторов, указывая на их различные каталитические свойства, соответственно. После обработки катализаторами гидрокрекинга содержание диароматических соединений в легком дизельном топливе заметно снизилось с 29,8 до 5,2 ~ 7,1 мас.%, В то время как продукты гидрирования, например, инден и тетрагидронафталин, увеличились с 3,1 до примерно 27,2 ~ 30,8 мас.%. %, а алкилбензолов — с 20.От 4 до 24,7 ~ 27,5 мас.%. Вышеупомянутые результаты предполагают, что все бифункциональные катализаторы демонстрируют отличную активность гидрирования и раскрытия цикла (крекинга). Функция гидрирования-дегидрирования, обеспечиваемая металлами Mo и Ni, превращает диароматические соединения в инден или тетралин, которые затем могут превращаться в алкилбензолы при крекинге. или обработка с раскрытием кольца над кислотными центрами, в основном в цеолите. Из таблицы 2 можно предположить, что катализаторы, использующие MUSY-B и -C в качестве активного компонента крекинга, демонстрируют меньшую селективность по индену и тетралину, но лучшую селективность по алкилбензолу, что указывает на то, что MUSY-B и -C обладают более высокой крекирующей активностью по сравнению с с MUSY-A из-за улучшенных кислотных свойств и повышенной эффективности диффузии в результате создания вторичных мезо- и макропористых структур.Образцы цеолита MUSY-B и -C имеют очень похожие свойства; катализатор HCK-C имеет более сильную способность к раскрытию кольца, чем HCK-B, в результате высокого выхода алкилбензолов и низкой селективности инданов / тетралинов в продуктах (таблица 1 и дополнительные материалы, рисунок S4) из-за большего количества кислотных центров Бренстеда в MUSK -C (Таблица 1). Хорошо известно, что характеристики катализаторов гидрокрекинга в значительной степени определяются кислотностью и доступностью кислотных центров цеолитного компонента, а кислотность по Бренстеду, обеспечиваемая цеолитным компонентом, играет ключевую роль в катализируемых кислотой реакциях во время гидрокрекинга [30 ].Доступные кислотные центры Бренстеда, способствующие характеристикам крекинга, обычно зависят от текстурных свойств цеолитного компонента. Диффузионные ограничения микропор с аналогичными размерами окон в цеолитах для молекул реагентов не только снижают активность реакции из-за ограниченной доступности активных центров, расположенных в основном в микропорах и микроканалах, но также могут приводить к ухудшенной селективности из-за вторичных растрескивание изделий [31]. В любом случае, введенная мезо- и / или макропористая структура в цеолитный компонент полезна для гидрокрекинга [30,32] за счет облегчения диффузионного ограничения из-за укороченных микропор или облегчения переноса объемных молекул углеводородов с наличием более крупных пор. .Вышеупомянутые результаты, обнаруженные с помощью Nh4-TPD и адсорбции пиридина in situ, показали, что обработка модификацией дала MUSY-B и MUSY-C большую кислотность (особенно больше кислотных центров Бренстеда; см. Таблицу 1) и более сильную кислотность. Чем больше кислотных центров Бренстеда, тем больше активных центров, которые могут быть использованы реагентами, в то время как более сильная кислотность связана с повышенной крекирующей ролью реагентов. Более того, созданные иерархические поры, представленные мезо- и макропористой системой, как обнаружено экспериментами по адсорбции-десорбции N2 и подтверждено изображениями ПЭМ, улучшили доступность кислотных центров для объемных реагентов [9,16,17,30] , особенно для объемных молекул реагентов [24], например индена и тетралина.Повышенная эффективность диффузии также способствует снижению избыточного крекинга [31], что дополнительно способствует более высокой селективности по отношению к алкилбензолам. Предлагается следующая схема гидрокрекинга нафталина над катализаторами (Схема 1): Наконец, катализаторы были дополнительно исследованы во время гидрокрекинга того же легкого дизельного топлива при различных температурах, чтобы оценить влияние температуры на эффективность гидрокрекинга ( Рисунок 6). Очевидно, что выход алкилбензолов увеличивался с повышением температуры при 240–300 ° C и снижался при повышении температуры выше 320 ° C.Когда температура превышает 320 ° C, высокая температура может легко привести к вторичному крекингу [31], что снижает выход алкилбензола.

Получение жизнеспособного топлива из остаточной нефти

Каталитический крекинг и гидрокрекинг в псевдоожиженном слое позволяют производить различные виды топлива для отопления и транспорта, включая дизельное топливо и бензин. Крекинг — это второстепенная часть процесса переработки сырой нефти. Первым шагом в процессе переработки является отделение углеводородов ископаемого топлива. В процессе дистилляции углеводороды сырой нефти разделяются на партии с малыми, средними и крупными молекулами.Крекинг — это очистка очень крупных углеводородов, оставшихся после процесса дистилляции.

Два наиболее распространенных метода крекинга углеводородов — каталитический крекинг с псевдоожиженным слоем (FCC) и гидрокрекинг — являются процессами, характерными для больших, длинных и тяжелых углеводородов. Оба следуют процессу дистилляции, который отделяет пригодные для использования углеводороды от углеводородов, требующих дальнейшей очистки. И оба делают пригодное для использования транспортное и отопительное топливо из остаточного топлива, остающегося после процесса дистилляции, с ограниченным использованием.

Перед крекингом углеводородов процесс дистилляции разделяет углеводороды по весу

Перегонка сырой нефти производит газовое топливо, бензин, дизельное топливо и мазут. Он также производит сырье для пластмасс, красок, резины, клеящих составов и сотен других продуктов на углеводородной основе. Процесс очистки дистилляцией не отделяет все углеводороды от сырой нефти. Есть остатки углеводородов. Название оставшихся углеводородов — «остатки».”

Важно отметить, что не существует углеводородов «дизельное топливо», «бензин» или «пропан». Не существует конкретных категорий или типов углеводородов для ископаемого топлива. Многие ископаемые виды топлива содержат одни и те же углеводороды. То есть процесс переработки сырой нефти — это не разделение топлива и синтетики. Хотя верно то, что все ископаемое топливо состоит из углеводородов, ни одно топливо не является продуктом одной категории или класса углеводородов.

Все ископаемые виды топлива представляют собой смесь углеводородов различных категорий, классов, размеров и веса.Итак, многие ископаемые виды топлива содержат одни и те же углеводороды. Это смесь различных типов углеводородов, которые определяют тип ископаемого топлива.

Дистилляция — это кипячение сырой нефти

Основным компонентом нефтеперерабатывающего завода является дистилляционная колонна (и). «Первый процесс известен как дистилляция. В этом процессе сырая нефть нагревается и подается в дистилляционную колонну. Когда температура сырой нефти в дистилляционной колонне повышается, сырая нефть разделяется на различные компоненты, называемые «фракциями».’Затем фракции собираются отдельно. Каждая фракция соответствует разному типу нефтепродукта в зависимости от температуры, при которой эта фракция выкипает из смеси сырой нефти ».

Дистилляционная колонна заполняется сырой нефтью, затем медленно начинает ее нагревать. Когда температура сырой нефти повышается, углеводороды начинают отделяться. Процесс разделения углеводородов в ректификационной колонне — это испарение. При повышении температуры углеводороды превращаются в пары.После испарения углеводороды фильтруются в резервуары для хранения.

По сути, очистка сырой нефти — это перегонка различных категорий и классов углеводородов в процессе кипячения. Более конкретно, очистка — это перегонка углеводородов разного размера. Но даже более важным для процесса переработки, чем размер углеводородов, является их вес.

В процессе нефтепереработки в первую очередь испаряются легчайшие углеводороды. Последними испаряются самые тяжелые углеводороды.Некоторые углеводороды настолько тяжелы и плотны, что не испаряются. Остаточные углеводороды в сырой нефти настолько тяжелы, что не испаряются. Неиспаряющиеся углеводороды помечаются этикеткой «остатки».

Вместо испарения, если тепло в дистилляционной колонне становится достаточно высоким, остаточные углеводороды самовоспламеняются. Они просто остаются на дне дистилляционной колонны.

Почему некоторые углеводороды не перегоняют

Не все углеводороды в сырой нефти подходят для использования в качестве топлива для отопления или транспорта.Несмотря на то, что большая часть углеводородов в сырой нефти используется, есть небольшая часть — остаточные продукты, — которые слишком тяжелы и плотны для практического применения.

Остаточные углеводороды настолько тяжелы, что имеют чрезвычайно высокую вязкость. Это означает, что они льются очень медленно, если вообще наливаются. Кроме того, остатки в основном состоят из длинных, разветвленных и петлевых алканов. Это означает, что остаточное масло очень стабильно. В результате, хотя остаточные углеводороды и содержат много энергии, они нелегко насыщаются кислородом.

Таким образом, остаточное углеводородное топливо не только почти полутвердое, но и не воспламеняется. Таким образом, остаточные углеводороды очень малопригодны. Если это не так, углеводороды в мазуте изменяются на молекулярном уровне. Для практического использования — использования в качестве топлива для транспорта и / или отопления, углеводороды должны быть разбиты на более мелкие углеводородные молекулы.

Вот что такое крекинг, превращение остаточных углеводородов в более мелкие полезные углеводороды.

Спрос на топливо для отопления и транспорта чрезвычайно высок.Таким образом, существует ценность преобразования остаточных углеводородов в углеводороды, которые , подходящие для использования в качестве топлива для отопления и транспорта. Крекинг превращает остаточные углеводороды в углеводороды с низкой вязкостью и более высокой летучестью.

Различия между гидрокрекингом и каталитическим крекингом связаны с типами углеводородов, которые производятся каждым из них. Типы крекируемых углеводородов определяют виды углеводородов, получаемых при ФКК и гидрокрекинге. Некоторые углеводороды в мазуте образуют бензин при крекинге.Другие производят ископаемое топливо в газовом состоянии. И все же другие при крекинге производят углеводороды, необходимые для производства дизельного топлива. Чтобы понять разницу между гидрокрекингом и каталитическим крекингом с псевдоожиженным слоем, необходимо понимать разницу между углеводородами.

Обзор компонентов сырой нефти

Состав сырой нефти почти полностью состоит из углеводородов, за исключением существующих следовых примесей. «Сырая нефть — это природный неочищенный нефтепродукт, состоящий из залежей углеводородов и других органических материалов.Сырая нефть, являющаяся ископаемым топливом, может быть переработана для производства полезных продуктов, таких как бензин, дизельное топливо и различные виды нефтехимии ».

Углеводороды сырой нефти бывают двух категорий и четырех классов. Обе категории состоят из двух классов по пьесе. Две категории углеводородов — насыщенные и ненасыщенные.

Насыщенные и ненасыщенные углеводороды

Насыщенные углеводороды — это углеводороды, которые больше не могут брать на себя атомы углерода или водорода. Они полные.Поскольку насыщенные углеводороды полны, они чрезвычайно стабильны.

Ненасыщенные углеводороды, с другой стороны, неполны. Атомы углерода и водорода в ненасыщенных углеводородах имеют место для добавления большего количества атомов углерода и водорода вдоль цепи. А поскольку ненасыщенные углеводороды неполные, они летучие.

PEDIAA.com объясняет: «Основное различие между насыщенными и ненасыщенными углеводородами заключается в том, что насыщенные углеводороды содержат только одинарные ковалентные связи между атомами углерода, тогда как ненасыщенные углеводороды содержат по крайней мере одну двойную или тройную ковалентную связь в основной цепи.Насыщенные и ненасыщенные углеводороды имеют разные характеристики из-за этих структурных различий ».

Обе категории углеводородов состоят из пары углеводородных классов.

Четыре класса углеводородов

Есть два класса углеводородов в категории насыщенных углеводородов и два класса в категории ненасыщенных. Алканы и циклоалканы — это классы насыщенных углеводородов. Алкены и алкины относятся к классам ненасыщенных.Алкины и алкены — два класса в категории ненасыщенных — обладают уникальными свойствами и характеристиками на молекулярном уровне.

Спорный вопрос о том, существует ли на самом деле два класса насыщенных углеводородов.

Циклоалканы — это просто замкнутые алканы. Атомы углерода на каждом конце молекулярной цепи связаны вместе. В результате получается углеводородное кольцо. Хотя структура циклоалканов отличается от структуры алканов, химический состав такой же. «Алканы — это органические соединения, которые полностью состоят из одинарных атомов углерода и водорода и лишены каких-либо других функциональных групп.Они имеют общую формулу \ (C_nH_ {2n + 2} \) и могут быть подразделены на следующие три группы: линейные алканы с прямой цепью, разветвленные алканы и циклоалканы. Это также насыщенные углеводороды. Алканы — это простейшие и наименее химически активные углеводородные соединения, содержащие только углерод и водород ».

Циклоалканы не всегда признаются самостоятельным классом предельных углеводородов. Итак, циклоалканы — это, по сути, алканы. «Алканы описываются как насыщенные углеводороды, а алкены, алкины и ароматические углеводороды — как ненасыщенные.”

Категории и классы углеводородов соответствуют видам топлива. Например, «Дизельное топливо, полученное из нефти, состоит из примерно 75% насыщенных углеводородов (в основном парафина, включая n , iso и циклопарафины) и 25% ароматических углеводородов (включая нафталины и алкилбензолы). Средняя химическая формула обычного дизельного топлива — C12h34, примерно от C10h30 до C15h38 ».

Значение категорий и классов углеводородов для крекинга

Категории и классы углеводородов относятся к гидрокрекингу и каталитическому крекингу.Причина в том, что каталитический крекинг с псевдоожиженным слоем разбивает тяжелые, плотные, насыщенные углеводороды на более мелкие молекулы с целью производства ископаемого топлива в газообразном состоянии и топлива средней массы, такого как бензин. Гидрокрекинг — это двухэтапный процесс. Гидрокрекинг — это, во-первых, процесс добавления атомов водорода к атомам ненасыщенных углеводородов с целью их насыщения. Когда молекулы углеводородов насыщаются, , затем , они разбиваются на более мелкие составные части, чтобы получить дизельное топливо и мазут.

Процесс жидкого каталитического крекинга

Крекинг углеводородов — не новая концепция. Фактически, он существует с начала прошлого века. «Процесс каталитического крекинга был разработан в 1920 году Юджином Гудри для повышения качества остатка, который был коммерциализирован в последнем в 1930 году. Процесс Гудри был основан на циклической конфигурации с неподвижным слоем. Процесс каталитического крекинга постоянно совершенствовался, начиная с технологии неподвижного слоя и кончая каталитическим крекингом в псевдоожиженном слое (FCC).”

Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое — это способ расщепления больших плотных молекул углеводородов. «Установки каталитического крекинга в псевдоожиженном слое (FCCU) — это операция вторичной конверсии на более сложных нефтеперерабатывающих заводах, которая используется для производства дополнительного бензина, в первую очередь, из газойлей, произведенных на установках атмосферной и вакуумной перегонки». Это одностадийный процесс. После крекинга углеводороды поступают в дистилляционную колонну для разделения с сырой нефтью.

С другой стороны, процесс гидрокрекинга состоит из нескольких стадий.

Процесс гидрокрекинга

Процесс гидрокрекинга набирает популярность, поскольку он позволяет не только крекинг углеводородов. Кроме того, процесс гидрокрекинга удаляет загрязняющие вещества, обычно присутствующие в остаточном масле. «Гидрокрекинг — один из наиболее универсальных процессов преобразования низкокачественного сырья в высококачественные продукты, такие как бензин, нафта, керосин, дизельное топливо и гидро-парафин, которые могут использоваться в качестве нефтехимического сырья.Его важность возрастает в большей степени, поскольку нефтеперерабатывающий завод ищет вариант с низкими инвестициями для производства чистого топлива. Новое законодательство по охране окружающей среды требует дополнительных и дорогостоящих усилий для удовлетворения строгих требований к качеству продукции ».

Технология гидрокрекинга состоит из двух частей. Обе стадии необходимы для превращения тяжелых плотных углеводородов, поступающих из широкого спектра сырья нефтеперерабатывающего завода, в ценные нафту или продукты дистиллята. Гидрокрекинг, из всех технологий крекинга, способен преобразовывать сырье самого низкого качества в высококачественные транспортные и нагревающие углеводороды.

Например, гидрокрекинг может преобразовать углеводороды, содержащиеся в битуме нефтеносных песков, в пригодный для использования углеводород. Битумы нефтеносных песков имеют практически нулевую ценность. Но с помощью гидрокрекинга их можно превратить в пригодное для использования углеводородное топливо.

Гидрокрекинг — это двухстадийный процесс, сочетающий каталитический крекинг и гидрирование. Часть гидрокрекинга гидрокрекинга — это присоединение атомов водорода к ненасыщенным углеводородам, ароматическим кольцам. «Из-за того, что ароматические кольца нельзя крекировать до тех пор, пока они не будут полностью насыщены водородом, процесс гидрокрекинга позволяет обрабатывать больше ароматического сырья, включая побочные продукты каталитического крекинга (например,г. легкое цикличное масло) ».

Другими словами, первая стадия процесса гидрокрекинга — насыщение ненасыщенными углеводородами. Второй этап — крекинг этих углеводородов с целью получения топлива с низкой вязкостью

Важность взлома

Крекинг углеводородов с целью увеличения общего количества используемого топлива в барреле сырой нефти становится все более важным. Каждый день в мире производится более миллиона баррелей бензина FCC. По мере того, как мир становится все более и более зависимым от тяжелой сырой нефти, подобной той, что содержится в битуминозных песках Венесуэлы и Канады, FCC и гидрокрекинг будут становиться все более важными.

Сообщество нефтепереработки | »Axens H-Oil HydroCracking

Axens H-Oil гидрокрекинг в кипящем слое

Axens H-OilRC использует гидрокрекинг в кипящем слое для обработки тяжелых остатков сырья, атмосферных и вакуумных остатков с высоким содержанием металлов, серы, азота, асфальтенов и твердых частиц. Уровни конверсии варьируются от низкого до более 80% в зависимости от схемы нефтепереработки. RC = Гидрокрекинг остатков

Axens H-OilDC использует гидрокрекинг в кипящем слое для обработки тугоплавких масел, таких как вакуумный газойль (VGO), деасфальтированные масла (DAO) или масла, полученные из угля.Это сырье обычно содержит металлы, CCR, азот или взвешенные твердые частицы, которые вызывают быстрое засорение и загрязнение катализатора. Конверсия от 50 до 85% в зависимости от сырья. DC = крекинг дистиллята

Автор: Пол Р Орловски

Пол Орловски — генеральный директор нефтеперерабатывающего предприятия, в которое входит коксохимия.com, CatCracking.com, SulfurUnit.com, гидрокрекинг остатков и SDA. Они консультируют на нефтеперерабатывающих заводах по всему миру. Они провели 36 технических конференций по всему миру, обучили 1000 человек и выполнили очень полезные проекты по консультированию и поиску и устранению неисправностей. Пол стал соучредителем Coking.com Inc в 1998 году вместе с Гэри Питманом. Позже к команде присоединился Эван Хайд. Помимо того, что он был преподавателем и инженером по программному обеспечению, он 18 лет работал на нефтеперерабатывающих заводах ARCO и BP недалеко от Сиэтла, штат Вашингтон, США. Ранее он работал в международной корпорации Science Applications и компании Dealer Information Systems.В 2019 ищите #RefComm Galveston Coking | CatCracking | Гидрокрекинг остатков и коксование RefComm® в Роттердаме | CatCracking. В 2020 году Галвестон; Гданьск, Польша и Рио-де-Жанейро, Бразилия и Сингапур.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.