Мир нефтепродуктов, 2023, № 5
научно-технический журнал
Покупка
Тематика:
Химическая промышленность
Издательство:
Профессия
Наименование: Мир нефтепродуктов
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 62
Дополнительно
Вид издания:
Журнал
Уровень образования:
Дополнительное профессиональное образование
Артикул: 819041.0001.99
Тематика:
ББК:
УДК:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
мир нефтепродуктов №5 2023 w w w . n e f t e m i r . r u Учредитель воскресенская кристиана Александровна Журнал зарегистрирован Государственным комитетом российской федерации по печати – свидетельство № 018580 от 5 марта 1999 г. Издатель © ооо Цоп «профессия» Генеральный директор огай А. и. Шеф-редактор воскресенская к. А. помощник шеф-редактора Безель м. Г. компьютерная верстка издательства. периодичность выпуска журнала 6 номеров в год. Контакты 190031, российская федерация, Санкт-петербург, Спасский пер., д. 2/44 e-mail: info@neftemir.ru Цена журнала – свободная материалы, поступившие в редакцию, подлежат обязательному рецензированию Заявленный тираж 1000 экз. © Цоп «профессия», 2020. все права защищены. никакая часть издания не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав. оформление, перевод: © Цоп «профессия», 2023 Founder Voskresenskaia Kristiana Aleksandrovna Journal registered in the State Committee of the Russian Federation for Press – Certificate No. 018580 of March 5, 1999. Publisher EPC "Professiya" CEO Ogay A. I. Chief editor Voskresenskaia K. A. Chief editor assistant Bezel M. G. Computer page makeup by publishing house Frequency: monthly issues, 6 volumes per year Contacts 190031, Russian Federation, St. Petersburg, Spasskii per. 2/44 e-mail: info@neftemir.ru © EPC "Professiya", 2020. All rights reserved (including those of translation into other languages). No part of this issue may be reproduced in any form by photoprinting, microfilm or any other means – nor transmitted or translated into a machine language without written permission from the publishers. Registered names, trademarks, etc. used in this magazine, even when not specifically marked as such, are not to be considered unprotected by law. Design, translation © EPC "Professiya", 2023 Scientific and technical journal ''world oF Petroleum ProduCts'' научно-технический журнал «МИР НЕФТЕПРОДУКТОВ»
w w w . n e f t e m i r. r u СОДЕРЖАНИЕ Журнал по решению ВАК Минобрнауки России включен в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук». Журнал включен в Российский индекс научного цитирования. нефтеХимиЯ: теХноЛоГиЯ, проЦеССЫ Золотов В. А., Бакунин В. Н. Малозольные моторные масла: технологии и тенденции применения Гадиров А. А., Нагиева Э. А., Фарзалиев В. М. Леонтьева М. Е., Бессонов В. В., Мережкин А. В. Синтез производных бензотриазола и их влияние на антиокислительные свойства синтетического смазочного масла Мамедбейли Э. Г., Исмайлова С. В., Джафаров Р. П., Гаджиева Г. Э., Фарзализаде О. М. Оптимизация процесса получения аминометоксипроизводных ментола Гусейнова Г. А., Алиева Н. М., Гасымова Г. А., Рашидова С. Ю. Исследование катализатора Zsm-5, модифицированного Zr, для процесса алкилирования масляных дистиллятных фракций Попов А. В. Технология получения топливного газа для нефтеперерабатывающей промышленности ЦифровиЗАЦиЯ, АвтомАтиЗАЦиЯ, мАтемАтиЧеСкое модеЛировАние Копыльцова А. Б., Тарасов Б. П., Копыльцов Ю. А. Пути решения конфликта между точностью и достоверностью, полнотой и своевременностью измерительной информации. Обзор Гасымова Ф. И., Джафаров Р. П., Агамалиев З. З., Фарзализаде О. М., Гамзаева Г. Н. Оптимизация процесса каталитического циклоалкилирования фенола 1-метилциклопентеном Бугаев Е. С., Сафронов Е. М., Зуйков А. В., Ершов М. А., Капустин В. М. Программные средства планирования и оптимизации технологических схем НПЗ ХиммотоЛоГиЯ Лашхи В. Л., Чудиновских А. Л., Татур И. Р. Расчет эффективности собственно моющего действия детергентов мероприЯтиЯ Семинар по анализу нефтепродуктов на выставке «Аналитика-2023» 6 12 18 22 26 30 38 46 54 58
мир нефтепродуктов №5 2023 w w w . n e f t e m i r . r u CONTENTS PEtROChEMIStRy: tEChNOlOGy, PROCESSES Zolotov V. A., Bakunin V. N. low-Ash motor oils: technologies and Application trends Gadirov A. А., Nagieva E. A., Farzaliev V. M. synthesis of Benzotriazole derivatives and their effect on Antioxidant Properties of synthetic lubricant oil Mammadbayli E. G., Ismailova S. V., Jafarov R. P., Hajiyeva G. E., Farzalizade O. M. optimization of the Process of obtaining Aminome-thoxy derivatives of menthol Huseynova G. A., Aliyeva N. M., Gasimova G. A., Rashi-dova S. Y. study of the Catalyst Zsm-5, modified Zr, for the Alkylation Process of oil distillate Fractions Popov A. V. Fuel Gas Production technology for the oil refining Industry DIGItAlIzAtION, AutOMAtION, MAthEMAtICAl SIMulAtION Kopiltsova A. B., Tarasov B. P., Kopiltsov Yu. A. How to resolve the Conflict between Accuracy and reliability, Completeness and timeliness of measurement Information: a review Gasimova F. I., Jafarov R. P., Aghamaliyev Z. Z., Farzalizade O. M., Gamzaeva G. N. optimization of the catalytic cycloalkylation process of phenol with 1-methylcyclopentene Bugaev E. S., Safronov E. M., Zuikov A. V., Ershov M. A., Kapustin V. M. software tools for Planning and optimization of technological schemes of refineries ChEMMOtOlOGy Lashkhi V. L., Chudinovskikh A. L., Tatur I. R. Calculation of the effectiveness of the Actual detergent effect of detergents EVENtS seminar dedicated to petroleum products analysis held at exhibition “Analytica-expo-2023” 6 12 18 22 26 30 38 46 54 58
w w w . n e f t e m i r. r u Scientific and technical journal ''world oF Petroleum ProduCts'' научно-технический журнал «МИР НЕФТЕПРОДУКТОВ» ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР Капустин В. М. – д-р техн. наук, профессор, рГу нефти и газа (ниу) им. и. м. Губкина, москва, россия РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ Караханов Э. А. – д-р хим. наук, профессор, мГу им. м. в. Ломоносова, москва, россия РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ Башкирцева Н. Ю. – д-р техн. наук, профессор, казанский национальный исследовательский технологический университет, казань, россия Винокуров В. А. – д-р хим. наук, рГу нефти и газа (ниу) им. и. м. Губкина, москва, россия Гришин Н. Н. – д-р техн. наук, профессор, 25-й Госнии химмотологии мо рф, москва, россия Егазарьянц С. В. – д-р хим. наук, мГу им. м. в. Ломоносова, москва, россия Ершов М. А. – канд. техн. наук, генеральный директор Центра мониторинга новых технологий, москва, россия Золотов В. А. – д-р техн. наук, профессор, 25-й Госнии химмотологии мо рф, москва, россия Локтев А. С. – д-р хим. наук, рГу нефти и газа (ниу) им. и. м. Губкина, москва, россия Лысенко С. В. – д-р хим. наук, мГу им. м. в. Ломоносова, москва, россия Максимов А. Л. – член-корреспондент рАн, д-р хим. наук, инХС им. А. в. топчиева рАн, москва Митусова Т. Н. – д-р техн. наук, профессор, Ао «внии нп», москва, россия Рудяк К. Б. – д-р техн. наук, профессор, Генеральный директор ооо «рн-Цир», москва, россия Соловьянов А. А. – д-р хим. наук, профессор, внии «Экология», москва, россия Спиркин В. Г. – д-р техн. наук, профессор, рГу нефти и газа (ниу) им. и. м. Губкина, москва, россия У Вэй – профессор, институт химии, химической технологии и материаловедения Хэйлунцзянского университета, Харбин, кнр Цветков О. Н. – д-р техн. наук, инХС им. А. в. топчиева рАн, москва, россия Чернышева Е. А. – канд. хим. наук, рГу нефти и газа (ниу) им. и. м. Губкина, москва, россия Чудиновских А. Л. – д-р техн. наук, генеральный директор Ао фирма «нАми-Хим», москва, россия Ярославов А. А. – д-р хим. наук, член-корреспондент рАн, мГу им. м. в. Ломоносова, москва, россия EDITOR-IN-CHIEF Prof. V. M. Kapustin – Gubkin Russian State university of Oil and Gas (National Research university), Moscow, Russia EDITORIAL COUNCIL Prof. E. A. Karakhanov – lomonosov Moscow State university, Moscow, Russia EDITORIAL BOARD Prof. N. Yu. Bashkirceva – Kazan National Research technological university, Kazan, Russia E. A. Chernishova – Gubkin Russian State university of Oil and Gas (National Research university), Moscow, Russia A. L. Chudinovskikh – Firm Nami-Chim ltd, Moscow, Russia S. V. Egazar’yants – lomonosov Moscow State university, Moscow, Russia M. A. Ershov – New technologies Watch Center, CEO, Moscow, Russia N. N. Grishin – 25th State Research Institute of MD of Russian Federation, Moscow, Russia Prof. A. S. Loktev – Gubkin Russian State university of Oil and Gas (National Research university), Moscow, Russia Prof. S. V. Lysenko – lomonosov Moscow State university, Moscow, Russia Prof. RAS A. K. Maksimov – A. V. topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, RAS, Moscow, Russia Prof. T. N. Mitusova – All-Russian Research Institute of Oil Refining, Moscow, Russia Prof. K. B. Rudyak – RN-CIR, CEO, Moscow, Russia Prof. A. A. Solov’yanov – All-Russian Research Institute of Ecology, Moscow, Russia V. G. Spirkin – Gubkin Russian State university of Oil and Gas (National Research university), Moscow, Russia O. N. Tsvetkov – A. V. topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, RAS, Moscow, Russia V. A. Vinokurov – Gubkin Russian State university of Oil and Gas (National Research university), Moscow, Russia Prof. Wu Wei – Institute of Chemistry, Chemistry technology and Materials Science, heilongjiang university, People’s Republic of China Prof. A. A. Yaroslavov – lomonosov Moscow State university, Moscow, Russia Prof. V. A. Zolotov – 25th State Research Institute of Chemmotology of MD of the Russian Federation, Moscow, Russia
мир нефтепродуктов №5 2023 w w w . n e f t e m i r . r u
w w w . n e f t e m i r. r u нефтеХимиЯ: теХноЛоГиЯ, проЦеССЫ Золотов в. А.1, д-р техн. наук; Бакунин в. н.2, д-р хим. наук ( 1 25-й Государственный научно-исследовательский институт химмотологии министерства обороны российской федерации, москва; 2 ооо «ЛЛк-интернешнл», москва) мАЛоЗоЛЬнЫе моторнЫе мАСЛА: теХноЛоГии и тенденЦии применениЯ Ключевые слова: дизель, бензиновый двигатель, моторные масла, сульфатная зола, свойства, спецификация, метод испытания. представлена аналитическая информация о разработке и внедрении мало- и беззольных моторных масел в спецификациях для перспективных автомобильных двигателей с учетом глобальных тенденций в развитии двигателестроения. рассмотрены технологии беззольных бустеров щелочного числа различного состава и строения в моторных маслах, а также особенности применения масел новых категорий, включающих ограничения по содержанию в них сульфатной золы. удк 621.43:621.892 DOI: 10.32758/2782-3040-2023-0-5-6-10 Современное развитие двигателестроения сопровождается соблюдением соответствия глобальным тенденциям в обеспечении экологической безопасности эксплуатации автомобильного транспорта. Автопроизводители соблюдают ограничения по выбросам оксидов углерода, а для дизельных двигателей — преимущественно по выбросам оксидов азота и твердых частиц за счет оснащения двигателей системами селективного каталитического восстановления (Selective Catalytic Reduction — SCR), фильтрами твердых частиц (Gasoline, Diesel Particular Filters — GPF, DPF) и системами рециркуляции отработанных газов (Exhaust Gas Recirculation — EGR). Совершенствование конструкции указанных двигателей, расширение диапазона условий их эксплуатации обусловливают особенности требований к физико-химическим и эксплуатационным свойствам применяемых моторных масел, что, в свою очередь, предусматривает изменения в химическом составе последних. на основе актуальных экологических требований получили развитие и широкое применение масла со средним и низким содержанием сульфатной золы, фосфора и серы (Middle & low Content Sulfated Ash, Phosphorus and Sulfur — SAPS), нормированные значения которых регламентированы в глобальных спецификациях и ряде спецификаций производителей оригинального оборудования (Original Equipment Manufacturer — OEM). повышенное содержание указанных элементов и сульфатной золы оказывает негативное воздействие на эффективность функционирования систем очистки и нейтрализации отработанных газов. Сульфатная зола в масле дополнительно влияет на образование отложений в зоне цилиндропоршневой группы, на лопатках и в патрубке турбонагнетателя, а также на седлах клапанов. в более ранних спецификациях на моторные масла ограничения по содержанию сульфатной золы были менее жесткими или вовсе отсутствовали. в настоящее время в североамериканских спецификациях API (American Petroleum Institute) содержанию сульфатной золы в моторных маслах не уделяется должного внимания, а в спецификациях международного комитета по стандартизации и утверждению смазочных материалов (International lubricant Standartization and Approval Committee — IlSAC) на масла для бензиновых двигателей норма на этот показатель не регламентируется. в частности, в США указывается лишь принадлежность масел к полно- или среднезольным (MidSAPS), но не к малозольным. так, спецификация API на масла категории Ch-4 (1998 г.) не ограничивала содержание SAPS, а типичное содержание сульфатной золы при этом варьировалось в диапазоне 1,5–1,8 %масс. отсутствие ограничений по содержанию SAPS в моторных маслах способствует достаточно высокому их нейтрализующему потенциалу и продолжительному интервалу до замены. Согласно международным требованиям, в моторных маслах для бензиновых двигателей сульфатная зольность не должна превышать 1,5 %масс., для дизельных
мир нефтепродуктов №5 2023 w w w . n e f t e m i r . r u двигателей малой мощности — 1,8 %масс. и для дизелей высокой мощности — 2,0 %масс. Содержание сульфатной золы в моторном масле, как правило, пропорционально исходному значению щелочного числа свежего масла, обусловленному в свою очередь содержанием Са-, мg-содержащих детергентов (сульфонатов, салицилатов и фенолятов металлов), обладающих как моющим, так и нейтрализующим действием и являющихся неотъемлемой составляющей в формулах пакетов функциональных присадок большинства современных масел. вместе с тем ограничения последних десятилетий в отношении содержания серы в топливе обусловили применение масел с относительно невысоким нейтрализующим запасом и, как следствие, соответствующим этому пониженным содержанием сульфатной золы. в последние десятилетия содержание серы в топливе снижалось со 150 ppm (для категории Euro 3 в 2000 г.) до 50 ppm (для категории Euro 4 в 2005 г.) и 10 ppm (для категории Euro 5 в 2009 г.). в россии общая тенденция снижения содержания серы в топливе с соответствующими ограничениями поддерживается требованиями ГоСт р51866– 2002 (соответствует EN-228-2004) и технического регламента таможенного союза — тр тС 013/2011. принятые в настоящее время к применению бензины и дизельные топлива со сверхнизким (10 ppm) содержанием серы обусловили рост потребления масел с пониженным содержанием сульфатной золы и соответствующим ему относительно невысоким содержанием детергентов, обеспечивающих нейтрализующий запас масла. необходимый нейтрализующий запас таких масел, выраженный значением их щелочного числа, достигается использованием в составе масел, в частности, малозольных сульфонатов магния, беззольных аминопроизводных соединений различного состава и строения. при пакетировании присадок к моторным маслам широкое распространение в ка- честве бустеров щелочного числа получили технологии аминопроизводных. в настоящей статье рассмотрены наиболее типичные из них. компанией BASF аннотирован [1] беззольный бустер щелочного числа. при содержании 1,5 %масс. в составе масла бустер увеличивает его щелочное число на ≈2,5 мг KOh/г, нейтрализует сильные (метод AStM D2896) и слабые (метод AStM D4739) кислоты. результаты сравнительных исследований и испытаний опытного образца масла с указанным бустером, наряду с его высоким нейтрализующим запасом, дополнительно показали проявление антиокислительных и моющих свойств. результат тестирования опытного образца масла, содержащего бустер, в дифференциальном сканирующем калориметре PDSC свидетельствовал об улучшении его антиокислительных свойств. индукционный период окисления опытного образца масла увеличился на 60 мин. результат испытаний этого же образца масла в турбированном дизеле VW-tDI по методу CEC l-078-99 показал повышение чистоты поршней и более высокое щелочное число масла в конце испытаний, свидетельствующее о его увеличенном нейтрализующем запасе. при этом бустер не оказал негативного влияния на низкотемпературные и реологические характеристики масла. Существует технология беззольных присадок к моторным маслам, в которой бустер щелочного числа состоит по меньшей мере из одного диазабицикло- или триазабициклосоединения, включающего, в свою очередь, минимум три третичных амина [2]. указанные соединения применяют в составе масел преимущественно для дизелей и газопоршневых двигателей. моторные масла, содержащие эти соединения, одобрены для применения в дизелях Cummins. в составе пакета присадок компанией lubrizol используется не содержащий металл беззольный бустер, представляющий собой азотсодержащий диспергент, имеющий щелочное число не менее 90 мг KOh/г. при добавлении этого бустера в состав пакета моторное масло содержит менее 1,0 %масc. сульфатной золы и имеет щелочное число не менее 8,5 мг KOh/г. как минимум 30 % нейтрализующего запаса масла при этом обусловлено химизмом действия бустера [3]. в ряде пакетов присадок в качестве беззольного бустера щелочного числа указанная компания использует сульфированное ароматическое аминное соединение (в частности, связанный с серой анилин). в условиях применения моторного масла, содержащего это соединение, установлено сохранение антиокислительных свойств масла [4]. в составе пакетов присадок к моторным маслам с пониженным содержанием сульфатной золы в качестве беззольного бустера щелочного числа компания Infineum использует как минимум один стерически затрудненный амин нового класса [5]. Щелочное число этих масел варьируется в диапазоне от 6 до 15 мг KOh/г при содержании сульфатной золы в диапазоне от 0,8 до 1,1 %масс. Затрудненные амины имеют щелочное число в диапазоне от 200 до 300 мг KOh/г, измеренное по методу AStM D4739. масла с указанным бустером в своем составе предназначены для применения в дизелях большой мощности, оснащенных системой рециркуляции отработанных газов и фильтром твердых частиц, и соответствуют критериям следующих эксплуатационных категорий: E6 — по спецификации европейской ассоциации автопроизводителей (Association des Constructeures Européen d’Automobiles — ACEA), CI-4+ и CJ-4 — по спецификации API, MB 228.51 — по фирменной спецификации Mercedes Benz. примеры структурных химических формул со- единений, предложенных в качестве беззольных бустеров, приведены на рисунке. а)