Водородная химчистка: как из черной нефти получают прозрачное дизельное топливо
Опытные автомобилисты знают, как выглядит качественное дизельное топливо: прозрачное, от светло-желтого до практически бесцветного. Если сравнить его внешний вид с дизельной фракцией нефти, то можно не догадаться, что это одна и та же субстанция. Все дело в очистке.
Водородные процедуры
Гидроочистка — это химический процесс переработки нефти, который называют методом облагораживания дизельного топлива. За счет нее на нефтеперерабатывающих заводах получают его премиальные сорта экологического стандарта наивысшего пятого класса с ультранизким содержанием серы. Согласно современным требованиям, в каждой тонне дизельного топлива должно содержаться не более 10 граммов серы.
Сера в выхлопных газах признана основным источником кислотных дождей. При сгорании топлива с ее высоким содержанием образуется сероводород, вредный для атмосферы. Этим обусловлены жесткие экологические требования к топливу по ее содержанию.
Приставка «гидро» в названии химического процесса означает, что в нем участвует водород. Под воздействием температуры 350–420 градусов и давления 40–80 атмосфер он связывает находящуюся в нефти серу — получается сероводород. Его улавливают и отправляют на переработку для получения серной кислоты и комовой серы. Одновременно происходит деазотирование — снижение содержания азота. В итоге топливо становится стабильным: при сгорании в двигателе оно противостоит образованию смолистых веществ, а значит, минимизируется риск образования отложений и нагара.
Гидроочистка эффективно уменьшает и объем полициклических ароматических углеводородов — они понижают цетановое число дизельного топлива. Чем оно больше, тем выше воспламеняемость и стабильнее горение топливной смеси. Высокое содержание полиароматики же способствуют образованию нагара в моторе и провоцируют его коррозию. Частицы нагара могут попадать в масло и ускорить износ силового агрегата — прежде всего, поршневых колец. Все это уменьшает эффективность двигателя внутреннего сгорания и со временем может привести к его поломке.
Катализаторы вместо мыла
На каждом современном нефтеперерабатывающем заводе есть установка гидроочистки прямогонных фракций — бензина, керосина, дизельного топлива, вакуумного газойля. В зависимости от назначения процесса и состава фракции схемы таких установок могут немного отличаться.
К примеру, для облагораживания бензинов с большим количеством непредельных углеводородов применяют гидроочистку в мягких температурных режимах — при 250–325 градусах.
При переработке высокосернистых тяжелых нефтяных фракций обязательно используют каталитическую гидроочистку. Катализаторы гидроочистки — это гранулы из оксида алюминия, пропитанные активными растворами солей гидрирующих металлов (например, молибдена, никеля, кобальта). Чем эффективнее катализатор, тем топливо получится чище — во всех смыслах этого слова.
Ирина Резниченко
Руководитель программы развития катализаторов «Газпром нефти»
В реакторах установок гидроочистки дизельную фракцию как бы процеживают через гранулы, тем самым запуская процесс отделения сернистых соединений, азота и полиароматики.
Палитра автовладельца
После гидроочистки к посветлевшим углеводородам добавляют различные присадки. В дизельном топливе это депрессорно-диспергирующие, цетаноповышающие и противоизносные составы.
Депрессорно-диспергирующие присадки — компоненты, снижающие температуру застывания и предельную температуру фильтруемости дизельного, печного и судового видов топлива. Такие добавки помогают обеспечить работу двигателя в мороз.
Цетаноповышающие присадки — это азотсодержащие соединения, которые повышают цетановое число в дизельном топливе. Они способствуют увеличению полноты его сгорания, повышению КПД мотора, облегчению пуска двигателя зимой и сокращают образование нагара.
Противоизносные присадки снижают износ деталей поршневой группы.
Цвет топлива после всех «процедур» варьируется от желтоватого, характерного для летних марок, до практически бесцветного прозрачного — для зимних. Причина сезонной разницы оттенков в том, что зимнее дизельное топливо делают из более легкой и прозрачной части фракции — по наличию тяжелых компонентов в составе оно ближе к керосину.
