Требования к смазочным материалам в настоящее время становятся жестче, и использование смазочных материалов на основе минеральных масел остаётся преимущественным лишь из-за дешевизны базовых масел. Они не могут полностью удовлетворить прогрессирующую индустрию, что вызывает необходимость изучения новых смазочных материалов на смешанной основе или же на основе синтетических веществ.

Маслорастворимые модификации ПАГ (полиокси--алкилированные высшие алкилфенолы или бис-фенолы и их смешанные эфиры с карбоновыми кислотами, а также сополимеры разных оксидов алкиленов) могут увеличивать термостабильность и детергентно-диспергирующее действие масел, их антифрикционные свойства.

Физико-химические и эксплуатационные свойства этих смазочных материалов можно варьировать в широком диапазоне изменением молекулярной массы и соотношения исходных оксидов олефинов, степени их олигомеризации, природы реагентов, взятых для этерификации образовавшихся олигомеров, а также смешением различных ПАГ и др. веществ. Значительный ассортимент ПАГ выпускается в промышленном масштабе - диолы сополимеров оксидов , Сз и их моно-алкиловые эфиры, полипропиленгликолевые эфиры ди- этиленгликоля, глицерина, ксилита (лапролы), простые -алкиловые и -алкилфениловые моноэфиры полиэтиленгликолей (синтанолы, неонолы и т.н.) и некоторые др. продукты. Этерификацией указанных ПАГ могут быть получены различные модифицированные продукты, в том числе растворимые в нефтяных маслах.

Просто-и сложноэфирные модификации ПАГ и их композиции, проявляют повышенную эффективность в сравнении с нефтяными маслами, обеспечивая работу подшипников трения и качения, значительно уменьшая износ и энергетические потери.

Заворотный В.А., Тонконогов Б.П., Облащикова И.Р., Ефанова О.Ю.

Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России

Начальным этапом при осуществлении мер ликвидации аварийных разливов нефти, является сбор и удаление нефти с открытой воды у самого источника разлива. Локализация нефти в Арктической зоне является очень ложной операцией, а ее ликвидация требует отделения нефти ото льда. Анализ литературных источников и различных исследований в этой области показали, то на сегодняшний день более всего преобладают механические методы по бору углеводородов и сжигание нефти на открытой воде. При быстрой локализации нефтяного пятна и его сжигания на месте образуется ряд продуктов сгорания, таких как: сажа, оксиды углерода, оксиды азота, оксиды серы, различные полиядерные ароматические углеводороды, альдегиды, кетоны и многие другие побочные продукты. Образующиеся продукты сгорания могут осаждаться на ледниках, что приводит к их таянию. Также, при сжигании нефти, образуются тяжелые остатки, которые в свою очередь осаждаются, что приводит к загрязнению морского дна.

Для решения подобной задачи, в рамках научной работы, ведется разработка технологии, которая позволила 6ы избежать выброса в атмосферу продуктов сгорания нефти и снизить антропогeнную нагрузку на окружающую среду. В настоящее время, необходимо разработать универсальные огнеупорные боновые заграждения, на которых могут размещаться термостойкие полотна, для создания купола над областью сжигания углеводородов. Купол должен иметь герметичную структуру способную выдерживать высокую температуру при горении нефти и способность расширяться в случае накапливания в нем горячих отходящих газов. Задумка заключается в нагнетании в данный купол воздуха и откачки горячего газа через шланги, подведенные к верхней части этого купола. Газ с продуктами сгорания будет направляться в мобильную установку, расположенную на корабле аварийно-спасательного формирования. Мобильная установка очистки отходящих газов будет включать в себя сухие и мокрые методы очистки. Полученные после очистки взвешенные частицы будут складироваться и вывозится на берег или, если есть такая возможность, можно рассмотреть вариант замешивания их в котельное топливо и постепенно утилизировать прямо на судне корабля.

Подобный технологический подход может минимизировать воздействие на окружающую среду, избежать уноса продуктов сгорания в атмосфере и сделать процесс сжигания более контролируемым.

В будущем планируются опытно-промышленные испытания.

Еремин И.С.

Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России

Объем производства дизельного топлива в России с каждым годом увеличивается в среднем на 6,5%, в перспективе ожидается выпуск до 80 млн, тонн данного топлива. Это позволит развиваться рынку присадок и добавок к дизельному топливу.

Одним из основных параметров, оказывающих влияние на количество выбросов в атмосферу при сжигании дизельного топлива в двигателях автомобилей, является состав топлива, включая присадки и добавки. Для увеличения полноты сгорания и снижения выбросов отработанных газов целесообразно в топливо вводить биодобавки.

Наибольший вред окружающей среде и здоровью людей наносят выбросы углеводородов и оксидов углерода. При введении биодобавок на основе растительных масел в гидроочищенное дизельное топливо (5% масс.) количество выбросов оксидов углерода и углеводородов снижается на 3-5% масс., дисперсных частиц и летучих органических соединений на 5-7% масс, и лишь незначительно увеличиваются выбросы оксида азота (доли процента).

Исходя из этого, было синтезировано на лабораторной установке 6 видов биодобавок на основе различных растительных масел и спиртов. После получения и исследования сложных эфиров растительных масел было принято решение о вовлечении их в качестве биодобавок в гидроочищенное малосернистое дизельное топливо в количестве, не превышающем 10% масс., с получением 24 различных образцов экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ).

Низкое содержание общей серы в экологически чистом дизельном топливе объясняется минимальным количествам серы в биодобавке, что связано с тем, что растительность практически не усваивает серу из почвы а также не оказывает токсического воздействия и биоразлагается.

Таким образом, улучшение экологических свойств дизельного топлива может достигаться за счет введения в базовое топливо биодобавок, которые позволяют снизить вредные выбросы в атмосферу отработанных газов автомобилей. Одновременно увеличивается ресурс дизельного двигателя почти в 2-3 раза и снижается диаметр пятна износа. Однако понижается теплотворная способность дизельного топлива, которое при этом удовлетворяет по всем своим характеристикам требованиям ГОСТ Р 52368.

Еремеева А.М., Олейник И.Л., Кондрашева Н.К.

Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России

Способ газоразделения при помощи органических (полимерных) мембран является весьма перспективным в газовой промышленности. Так, газ, добываемый на Астраханском газоконденсатном месторождении, является высокосернистым, на местном газоперерабатывающем заводе функционируют несколько установок, предназначенных для очистки газа. Использование мембранного газоразделения для очистки товарного газа от сероводорода обладает рядом достоинств. Среди них непрерывность технологического процесса, его низкая энерго- и материалоемкость, относительная простота применяемых массообменных аппаратов. К тому же, мембранное газоразделение проходит без фазовых превращений, не создает вредных выбросов и не требует реагентов.

В качестве инструмента для проведения процесса газоразделения предлагаются органические (полимерные) мембраны, для чего проведен обзор существующих видов и типов конструкций мембран. Изучен вопрос, связанный с проницаемостью компонентов газовой смеси, которая определяется их диффузией и растворимостью в материале мембраны. Для определения параметров технологического процесса поставлена задача расчета степени разделения, что связано с использованием математической модели, описывающей процесс газоразделения.

Предложен алгоритм математической модели для проведения вычислительного эксперимента. Данный вычислительный эксперимент призван определить селективность (или коэффициент разделения) различных мембран, предлагаемых к использованию на производстве. При этом максимальная относительная погрешность расчетов не должна превышать 10%.

Помимо этого, необходимо провести расчет собственно мембранного модуля для газоочистки с целью получения их геометрических характеристик.

В то же время, очень сложно провести натурные испытания предложенной технологии непосредственно на производстве, поэтому для верификации результатов вычислительного эксперимента используется программный пакет AspenHYSYS, предназначенный для моделирования в стационарном режиме, проектирования химико-технологических производств, контроля производительности оборудования, оптимизации и бизнес-планирования в области добычи и переработки углеводородов и нефтехимии.

Джанаев И.С., Нургалиев Е.Р.

Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России

Чрезвычайно высокая реакционная способность аллена и аллилена раскрывает широкие возможности их использования для синтеза многих промышленно важных продуктов (полимерных и целлюлозно-бумажных материалов, ядохимикатов, медицинских препаратов, ракетного топлива и др.)

Многочисленные попытки получить аллеи и аллилен пиролизом пропилена и хлористого аллила при высоких температурах (800-1200°С) не увенчались успехом вследствие образования значительных количеств продуктов побочных реакций. Пиролиз и крекинг низкомолекулярных углеводородов при высоких температурах порядка 800-1200°С, сопровождающиеся значительным осмолением, представляют ограниченный интерес, поэтому изыскание новых более эффективных способов получения аллена на основе экономически выгодного сырья и катализатора является актуальным.

Настоящее исследование посвящено изучению возможности получения аллена и аллилена, имеющих практическую значимость для утилизации отходов производства глицерина с целью получения ценных мономеров.

С целью выявления сравнительной реакционной способности хлорпроизводных пропилена в реакции дегидрохлорирования использовались 2-хлорпропан (2-ХП), 1,2-дихлорпропан (1 ,2-ДХГI), 1,2,3-трихлорпропан (1,2,3-ТХП) и хлористый аллил (ХА), выделенные из отходов производства глицерина. Дегидрохлорирование проводилось при 400°С на промышленном катализаторе на основе оксида магния.

Согласно полученным данным, реакционная способность хлорпроизводных пропилена, выраженная средней скоростью образования (моль/л•ч) аллена и аллилена, падает в ряду:

1 ,2-ДХП (0,31) > 1 ,2,3-ТХП (0,22) >_ ХА (0,13) >> 2-ХИ (следы).

Сравнительно больший выход аллена и аллилена в случае 1,2-ДХП по сравнению с хлористым аллилом обусловлен, по видимому, инициирующим влиянием образующегося хлора на дальнейшее дегидрирование промежуточных структур.

Следует подчеркнуть, что синтез аллена и аллилена из дихлорпропана и трихлорпропана - отходов производства глицерина - благоприятен не только с точки зрения сокращения расходов ценных мономеров - пропилена, изо-бутилена и хлористого аллила в процессах пиролиза, но и тем, что в случае этих хлоруглеводородов удается использовать одновременно каталитическое действие как оксида, так и хлора в момент его образования в промежуточных стадиях на поверхности.

Джаббарова Н.Э.

Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России

В современной химии использование комплексов краун-эфиров усиливает протекание реакции (β-дегидрогапогенировании и дает возможность разработать новый способ получения алкинов и диэнов в условиях межфазных катализов.

Поэтому с применением метода МФК нами разработан новый, простой и очень эффективный способ получения п-этинилбензола. Изучена возможность получения п-этинилбензола щелочным дегидрогалогенированием п-бис-1,2-дигалогенэтилбензола в двухфазной гетерогенной системе, состоящей из исходного галогенида и твердой порошкообразной щелочи в присутствии межфазного катализатора в органических растворителях.

В качестве межфазных катализаторов (МК) использовались: краун-эфиры-дибензо- 18-краун-6 (ДБ18К6), 18-краун-6 (18К6), пентаметил-15-краун-5 (ПМ15К5), тетраметил-12-краун-4 (ТМ12К4) и их ациклические аналогии - диметиловые эфиры диэтиленгликоля (диглим), триэтиленгликол (триглим), тетраэтиленгликоля (тетраглим), а также широко применяемая четвертичная аммониевая соль -триэтилбензиламмонийхлорид (ТЭБА).

Нами исследованы закономерности дегидрогалогенирования п-бис-1,2-дигалогенэтилбензола в зависимости от природы и концентрации щелочи и МК, а также растворителей. Наибольший выход п-этинилбензола достигается в диглиме (98%).

Изучено также влияние природы краун эфиров на выход п-этинилбензола. Максимальный выход п-этинилбензола наблюдается при применении ДБ18К6 и 18К6. На выход п-этинилбензола также влияет изменение концентрации ДБ 18К6 и КОН.

Максимальный выход достигается при применении 0,004 моль ДБ 18К6 и 0,4 моль КОН.

Изучая влияние различных факторов, установлено, что при использовании гидроксида калия (0,4 моль) в ксилоле при температуре 130°С в присутствии дибензо-18-краун-6 (ДБ18К6) (0,0004 моль) выход п-этинилбензола достигает 90-95%.

Гусейнова Т.М.

Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России

Возможным способом решения задачи замещения противоизносной присадки к авиакеросинам НIТЕС-580 производства США является применение отечественной противоизносной присадки к авиакеросинам на основе промышленно выпускаемых полиненасыщенных жирных кислот. Из ранее проведенных исследований известно, что наибольший эффект дают полиненасыщенные жирные кислоты с числом атомов углерода более 18. В промышленных объемах смесь кислот получают при ректификации сырого талового масла, являющегося побочным продуктом сульфатцеллюлозного производства.

Влияние жирных кислот талового масла на противоизносные свойства гидроочищенной керосиновой фракции исследовали на аппарате BOCLE 100 по ГОСТ Р 53715 «Топлива авиационные для газотурбинных двигателей. Метод определения смазывающей способности на аппарате шар-цилиндр (BOCLE)».

Результаты проведенных испытаний показали, что введение полиненасыщенных жирных кислот талового масла в гидроочищенные керосиновые фракции значительно улучшает их противоизносные свойства. Оптимальной является концентрация 0,035% масс. Диаметр пятна износа, полученный при исследовании образцов с указанной концентрацией полиненасыщенных жирных кислот, составляет 0,51 - 0,52 мм, что находится в диапазоне характерных пределов оценки смазывающей способности товарных топлив для реактивных двигателей, содержащих присадку HITEC-580. Результаты сравнительных испытаний подтвердили высокую эффективность используемых в качестве противоизносной присадки полиненасыщенных жирных кислот.

Таким образом, установлено, что в качестве отечественной противоизносной присадки к авиакеросинам возможно использовать смесь полиненасыщенных жирных кислот, являющихся побочным продуктом сульфатцеллюлозного производства, в концентрации, характерной для ранее применявшихся противоизносных присадок (ДНК и НIТЕС 580) -0,0035%. Они эффективно улучшают смазывающую способность гидроочищенных керосиновых фракций и позволяют получать товарные топлива для реактивных двигателей.

Горюнова А.К., Шаталов К.В., Лихтерова Н.М.

Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России

Широко применяемый в нефтепереработке ХХ века способ очистки нефтепродуктов серной кислотой или олеумом привел к образованию достаточно большого количества отходов - кислых гудронов. Эти трудноутилизируемые отходы, накопленные в больших количествах, до пор представляют опасность для окружающей природной среды. На старейшем НПЗ им. Д.И. Менделеева в прудах - накопителях осталось о 200 000 тонн кислого гудрона.

Целью работы является изучение физико-химических свойств прудового гудрона и разработка технологии его утилизации с получением продуктов, имеющих потребительский спрос.

В работе было установлено, что за время хранения состав кислого она за счет протекания окислительно-восстановительных реакций и вымывания кислых соединений дождевыми и талыми водами сильно вился. Кислотное число гудрона снизилось с 400 мг КОН/г до 40-60 ОН/г. По мере увеличения глубины отбора пробы кислого гудрона, увеличивается содержание минеральных компонентов.

Для прудового кислого гудрона с малым содержанием минеральных веществ (не более 8%) нами предложена технология получения вяжущего риала с применением асфальтов пропановой деасфальтизации. Чистый асфальт деасфальтизации является неудовлетворительным вяжущим риалом, так как имеет плохие низкотемпературные показатели окую хрупкость и низкую растяжимость при 0°С.

Технология переработки прудового кислого гудрона, заключенная в нейтрализации гудрона суспензией извести-пушонки с асфальтами деасфальтизации, обезвоживании реакционной массы и окислением ученных продуктов до требуемой марки вяжущего.

Разработка технологии переработки может быть реализована в аппаратах бескомпрессорного окисления битумов. Этот процесс менялся ранее в дорожных организациях для окисления нефтяного она до битумов требуемых марок.

Полученные вяжущие могут быть использованы для укрепления грунтов, строительства нижних слоев дорожных покрытий.

Гончаренко А.Ю., Тимрот С.Д., Маркелова Н.Л., Лукьянова Н.С.

Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России

Мировое производство и потребление пластичных смазок на протяжении последних лет в России составляет около 1 млн. т в год, т.е. приблизительно 3% от общего потребления смазочных материалов.

Особое внимание во многих странах уделяется разработке, производству и потреблению высокотемпературных, а также биоразлагаемых смазок. В поиске материалов, отвечающих современным требованиям, было замечено, что полиуретаны (полимочевины) -высокомолекулярные соединения, содержащие в структуре уретановые группы, отличаются высокой термической и химической устойчивостью, механической стабильностью и хорошей загущающей способностью по отношению к дисперсионным средам различной природы. Однако, они обладают недостаточно высокими смазочными свойствами.

Известно, что пластичные смазки, содержащие в качестве загустителя полимочевину, обладают хорошими антиокислительными и механическими стабильностями, устойчивостью к воде, к химически агрессивным средам, сохраняют смазывающие свойства при длительной работе при температурах от -70°С до 260°С.

Для получения смазок в смеси с пигментами нами была проведена реакция диазотирования 2,6-диамино-4-нитротолуола, полученного на основе модифицированного тринитротолуола (ТНТ). Использование конкретного диамина представляет определенный практический интерес, так как он является продуктом химической трансформации 2,4,6-тринитротолула (ТНТ, ТОЛ, тротил), а задача поиска путей использования демилитаризованного тротила или продуктов его химических превращений признано в РФ народно-хозяйственной проблемой.

В результате проведенных исследований было выявлены следующие закономерности. Добавка пигмента в процессе варки смазки на этапе формирования загустителя ведет к улучшению диаметра пятна износа, коллоидной стабильности и температуры каплепадения.

Гличева К.Р., Алексанян К.Г., Килякова А.Ю.

Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России

По мере истощения запасов легких и средних нефтей важным сырьевым источником для удовлетворения растущих потребностей в топливе и продуктах нефтехимии становятся тяжелые высоковязкие нефти и природные битумы. Мировые ресурсы тяжелых и битуминозных нефтей значительно превышают запасы легких нефтей и составляют примерна 750 млрд т. Наиболее крупными запасами располагают Канада, Венесуэла и Россия. В связи с вышесказанным поиск эффективных технологий переработки тяжелых нефтей становится все более актуальным.

Специалистами КНИТУ и Инженерно-внедренческого центра "Инжехим" (Казань) совместно исследуется технология первичной переработки тяжелых нефтей. Целью разрабатываемой технологии является разделение сырья с получением нефти облегченного состава (полусинтетической нефти) и тяжелого остатка. Процесс основан на интенсивной обработке подогретого сырья перегретым водяным паром в аппарате колонного типа при атмосферном давлении. Для отработки данной технологии создана лабораторная установка производительностью до 5 кг/час по сырью. Экспериментальные исследования работы установки проведены с сверхвязкой нефтью Ашальчинского месторождения республики Татарстан.

По результатам исследования было установлено, что в зависимости от условий проведения процесса можно получить разное соотношение выхода легкой части (до 63% масс.) и тяжелого остатка. Состав и свойства продуктов также зависят от «жесткости» ведения процесса, а именно от соотношения расходов пар: нефть и температуры водяного пара. Получаемая облегченная нефть, в сравнении с исходным сырьем, характеризуется более низкой плотностью (на 50-70 ед.), вязкостью (в 50 раз), содержанием общей серы (на 1%), а также повышенным выходом моторных фракций (в 1,5-2 раза). Тяжелый остаток при определенных режимах отвечает большинству требований стандарта на дорожные битумы марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, т.е. фактически является неокисленным битумом.

Технология паротермического разделения тяжелых нефтей целесообразно применять непосредственно на месторождениях с использованием пара, генерируемого для закачки в пласт по технологии SAGD.

Полученная полусинтетическая нефть с пониженной вязкостью может быть отправлена трубопроводным транспортом без дополнительного подогрева или разбавления на переработку. Остаток разделения необходимо направить на асфальтобетонный завод для использования в качестве битумного вяжущего.

Галиуллин Э.А., Фахрутдинов Р.3., Фарахов М.И.

Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России