Стабилизаторы для средних дистиллятов и Оптимизация процессов смешения топлива

Содержание Почему стабильность важна? Основы стабильности средних дистиллятов Улучшая стабильность Смешение топлива и использование стабилизаторов FOA Примеры - Обзор

Почему стабильность топлива важна? Низкая стабильность приводит к потемнению, образованию осадка, осмолению и образованию кислот Засоряет фильтры в системах транспорта и в автомобилях Повреждает топливопроводы и емкости Приводит к формированию отложений в двигателях Снижает управляемость, ухудшает эксплуатационные характеристики, экономию топлива и выбросы Требования топливных спецификаций EN мг/м3 осадка/смол ASTM D2274 Стратегические требования к стабильности Длительное хранение, экстремальные условия, Например, национальный топливный резерв или армия

Сравнение методов оценки стабильности дизельного топлива МетодУсловияМаксимальный допустимый предел осадка Корреляция с практикой Полевое хранение Средние, 1 год. 2.0 мг/100 мл100% ASTM D-4620 Хранение три месяца при 43°C в темноте. Топливо фильтруется и определяется осадок. 2.0 мг/100 мл90% ASTM D-2274 Кислород продувается через топливо при 95°C в течение 16 часов. Топливо фильтруется и определяется осадок. 2.5 мг/100 млНе устанавливал ась ASTM D-6468 Топливо нагревается до 150°C. Тест 90 минут. Топливо фильтруется и оценивается по шкале от 1 до 20. Не более 7 рейтинга Не устанавливал ась

Исследования причин нестабильности средних дистиллятов показали несколько возможных путей: Реакции полимеризации Реакции нейтрализации Реакции этерификации Реакции, инициируемые ультрафиолетом Основы нестабильности средних дистиллятов

Основы нестабильности средних дистиллятов Реакции полимеризации Непредельные соединения, частично олефины, легко подвергаются катализируемой свободно радикальной полимеризации, с образованием нерастворимых смол: (1)инициирование(2)передача (3)Обрыв R-H R + H R + O2 R-O-O R + R R-R R-O-O + R 1 -H R-O-OH + R 1 R-O- O + R R-O-O-R R + R 1 -CH=CH2 R- R 1 -CH-CH2 пероксиды Полимерный радикал

Кислотные компоненты в топливе, естественного происхождения или продукты окисления серных или кислородных соединений, реагируют с азотными основаниями с образованием солей, которые выпадают в осадок. Этот механизм часто является важным, из-за смешения потоков из разных процессов. Основы нестабильности средних дистиллятов Реакции нейтрализации

Как и реакции нейтрализации, эти реакции вовлекают соединения, содержащие азот, серу и кислород, и приводят к образованию осадка, но являются гораздо более сложными и медленными. Как и реакции полимеризации, эти комплексные реакции часто катализируются следовыми количествами металлов. Основы нестабильности средних дистиллятов Реакции этерификации

Основы нестабильности средних дистиллятов Применение стабилизаторов Деградация топлива – это комплекс из множества реакций, тем не менее, смесь стабилизаторов часто придает улучшенные эксплуатационные характеристики Наибольший эффект достигается при введении присадок в самый нестабильный компонент пока тот еще остается горячим, например, при температуре °C Более позднее добавление при транспортировке или после уменьшает эффективность компонентов стабилизатора

Типичная химия стабилизаторов Стабилизаторы – ингибиторы формирования осадка Амины с длинной цепочкой или циклические Антиоксиданты – ингибиторы осмоления Замещенные фенолы Фенилендиамины Дисперсанты – распределяют осадок, препятствуют агломерации Беззольные сукцинимиды, метакриловые полимеры Деактиваторы металлов - хелатные комплексообразователи N,N´ - дисалицилиден-1,2-диаминопропан

Стабилизаторы Innospec FOA для средних дистиллятов Стабилизаторы - FOA-3, FOA-6, FOA-8106 На основы аминов для контроля за образованием кислот Контроль цвета и осадка Дисперсанты – FOA-5, FOA-8106 На основе полимеров для контроля за осаждения твердых частиц Мультифункциональные формулы – FOA-31A, FOA-35A, FOA-5840 Комбинация присадок для получения нескольких типов стабильности и улучшенных эксплуатационных характеристик

Стабилизатор FOA – получаемый эффект – Нерастворимые ASTM D2274, Европейский газойль с 60 мг/л FOA-31A Содержание нерастворимых уменьшилось на 82%

Стабилизаторы FOA – улучшение свойств - цвет Исходное топливо состаренное топливо топливо после старения с добавкой Innospec FOA

ASTM D6468 в Европейском дизельном топливе с 60 мг/л FOA-31A Стабилизаторы FOA- улучшение свойств - Термостабильность

Смешение при переработке и использование стабилизаторов Цель – увеличение доли ценных продуктов Давление к увеличению использования дешевых или низкостабильных потоков переработки в готовых смесях топлив Использование этих потоков обычно ограничивается одним из параметров спецификации: Содержание серы Плотность Цетановое число Стабильность смеси Можно использовать цетаноповышающие присадки Можно преодолеть с использованием стабилизирующих пакетов

На рынке топлива с очень низким содержанием серы, продукты крекинга с более высоким содержанием серы обычно добавляются в состав газойля Количество этих нестабильных продуктов в конечном топливе может быть увеличено за счет испольования пакетов стабилизаторов: Улучшенная экономика смешивания Увеличенный объем производства Увеличенная гибкость производства Уменьшение потребления водорода Операционная экономия легко покрывает стоимость стабилизатора Преимущества смешивания с использованием стабилизаторов

ПРИМЕРЫ испоьзования

Пример 1: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продукте Цель: Проведение тестов с целью выяснения стабильности конечной смеси газойля при увеличении доли компонентов крекинга. Методы: ASTM D2274 : Тест из спецификаций, Слабая дифференциация для предсказания стабильности Малая продолжительность, высокотемпературные условия, воздействие высокой концентрации кислорода. F31-81 : Длительные испытания – 7 дней, 80 °C, обычная концентрация кислорода

Обычная конечная смесь газойля содержит 15% LCO Оценивались смеси с +5% и +10% LCO FOA-81 выбран в качестве перспективного стабилизатора Полимерные амины Амины контролируют реакции кислотной деградации Полимеры действуют как диспергаторы продуктов окисления используется в продуктах крекинга и конечных топливах Пример 1: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продукте

Обычный газойль +5% LCO Фильтруемые нерастворимые, мг/100мл Прилипшие нерастворимые, мг/100мл Нерастворим ые суммарно, мг/100 мл Обычный газойль % LCO Добавление +5% LCO имеет негативный эффект на стабильность, но результат в рамках спецификации Пример 1: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продукте ASTM D2274

Цвет до Цвет после % отражения Рейтинг ASTM 6468 Обычный газойль незначительн ый +10% LCO Плохо Обычный газойль + 50ppm FOA Превосходно +10% LCO + 50ppm FOA Превосходно Пример 1: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продукте F31-81

Пример 1: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продукте Выводы Обычная смесь газойля немного нестабильна Добавление LCO уменьшает стабильность Использование 50ppm стабилизатора кардинально улучшает стабильность До 10% LCO можно дополнительно добавить в конечную смесь без ухудшения стабильности смеси

Пример 2: Увеличение доли продуктов крекинга в легком печном топливе Европейское легкое печное топливо Шанс для завода включить потоки продуктов крекинга в состав смеси легкого печного топлива Исследование показывает, что до 35% продуктов крекинга может быть добавлено при увеличении стабильности смеси с использованием стабилизатора FOA-31A

Пример 2: Увеличение доли продуктов крекинга в легком печном топливе ASTM D Нерастворимые

Пример 2: Увеличение доли продуктов крекинга в легком печном топливе ASTM D1500, УФ-излучение тест начистое окно

Пример 3: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продукте Завод на Украине обычно использовал 6% LCO в готовой смеси газойля Использовал стабилизатор конкурента Стабилизатор FOA предложен в качестве прямой замены В лаборатории была определена концентрация ввода для увеличения доли LCO В итоге, используемый продукт был заменен и доля используемого LCO значительно увеличилась Увеличение доли использования LCO с лихвой окупило использование стабилизатора

Пример 3: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продукте Хранение при 43°C, 12 недель Смесь 14% LCO + FOA оказалась более стабильной чем исходная 6% смесь

Пример 4: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продукте Завод в азиатско-тихоокеанском регионе Заинтересованность в увеличении доли LCO от 0 до 10% в конечном газойле Клиент обнаружил, что 10% смесь LCO может быть стабилизирована FOA-31A при 85 мг/л FOA-8106 при 120мг/л

Пример 4: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продукте ASTM D2274 Общее нерастворимых мг/100мл Обычный газойль % LCO % LCO +85 мг/л FOA-31A % LCO +120 мг/л FOA

Пример 5: Независимое исследование стабильности Независимое исследование стабильности было проведено одной из мультинациональных нефтяных компаний Инноспек и два конкурента 100% LCO и 10% LCO смеси газойля ASTM D2274 и ASTM D4625 В качестве заключения можно сказать, что только FOA–81 единственный антиоксидант с потрясающим эффектом близким к нулю

Пример 5: Независимое исследование стабильности ASTM D2274 – Общее нерастворимых, смесь 10% LCO

Выводы Проблема стабильности очевидна для средних дистллятов Серия продуктов Innospecs FOA доказано борется с этими проблемами Стабилизаторы могут придать продуктам дополнительную стабильность и значительно повысить гибкость производства в оптимизации смешения продуктов Технический сервис от Innospec имеет богатый опыт работы с нефтепереработкой в помощи оптимизации операций смешения и повышения прибыльности