НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЛАБОРАТОРИИ

У заводской лаборатории Мозырского нефтеперерабатывающего завода появились новые возможности для исследования стабильности тяжелых нефтепродуктов.

Переработка тяжелого углеводородного сырья — неотъемлемая часть современного НПЗ, позволяющая значительно повысить глубину переработки нефти и превратить малоценные тяжелые нефтяные остатки (гудрон, мазут и др.) в высококачественные продукты (компоненты низкосернистых дизельных, котельных и судовых топлив и др.). Однако чем глубже переработка тяжелого сырья, то есть выше его конверсия, тем нестабильнее остаток этой переработки. Как правило, тяжелые нефтяные остатки и продукты их переработки содержат асфальтены — твердые высокомолекулярные вещества ароматической природы, находящиеся в коллоидно-диспергированном состоянии (это когда нерастворимые частички одного вещества равномерно распределены в другом веществе — дисперсионной среде). Устойчивость этих коллоидных систем определяется внешней молекулярной структурой асфальтенов, а именно — толщиной сольватной оболочки, которая является структурно-механическим барьером, препятствующим агрегации (слипанию) асфальтенов и выпадению их в осадок. При глубоких термических процессах и изменении состава дисперсионной среды происходит разрушение этой структуры. В результате асфальтены осаждаются и продукт перестает быть стабильным.

В этом году начнутся пусконаладочные операции на комбинированной установке гидрокрекинга ОАО «Мозырский НПЗ». После ввода ее в эксплуатацию появится необходимость в глубоком изучении стабильности промежуточных и остаточных продуктов установки, чтобы контролировать и оптимизировать технологический процесс, а также контролировать конечное остаточное топливо. Это позволит избегать образования трудноудаляемых осадков в резервуарах, трубопроводах и появления серьезных проблем с дальнейшим использованием остаточного топлива. К тому же в последнее десятилетие постоянно ужесточаются требования к экологической чистоте топлив. С января 2020 года согласно требованиям Международной морской организации (IMO) и Международной конвенции по предотвращению загрязнений от судов (MARPOL) введен запрет на использование судового топлива с содержанием серы выше 0,50% масс. и 0,10% масс. в зонах особого контроля. Это заставляет вносить принципиальные изменения в технологии производства судового топлива. Например, в больших количествах вовлекать средние дистилляты, использовать низкосернистые остатки и т.д. В то же время компаундирование и обеспечение показателей качества по содержанию серы, вязкости, плотности, низкотемпературным показателям приводят к резкому возрастанию риска несовместимости компонентов и нестабильности конечного судового топлива.

В лабораторной практике существуют различные подходы к оценке стабильности нефтепродуктов: широко используются такие методы, как определение общего содержания асфальтенов (SARA-analysis) и общего осадка методом горячего фильтрования (ISO 10307-2), а также оценка методом пятна (spot test), оценка флокуляции в бинарных растворителях с определением S и P значений (ASTM D 7112, ASTM D 7061, ASTM D 7157) и др.

В 2021 году центральной заводской лабораторией ОАО «Мозырский НПЗ» приобретен анализатор Porla GLX (Финляндия), который позволяет определять стабильность остаточных нефтепродуктов, а также прогнозировать их совместимость в соответствии с методом ASTM D 7112. Он основан на определении количества неароматического растворителя, при добавлении которого к смеси топлива с ароматическим растворителем происходят флокуляция (хлопьеобразование) асфальтенов и выпадение их в осадок. Момент флокуляции регистрируется специальным оптическим детектором путем обратного рассеяния света. На основании точно измеренных масс и объемов рассчитывается ряд показателей стабильности и совместимости. Основной из них Р-значение — показатель стабильности или растворяющей способности топлива в отношении осаждения асфальтенов. Дополнительно рассчитываются показатели растворимости, нерастворимости и оценивается запас стабильности.

В настоящее время специалисты центральной заводской лаборатории ОАО «Мозырский НПЗ» осуществляют наладку и подбор режимов работы анализатора, занимаются наработкой данных по сырью и продуктам установки висбрекинга гудрона.

Отметим, что исследования стабильности нефтепродуктов, особенно устойчивости к осаждению в процессах гидрокрекинга, достаточно сложны и длительны, поэтому должны проводиться по совокупности различных методов. Опираясь на опыт родственных предприятий и наши будущие исследования, мы наработаем свою методологию, оценим соответствие и взаимосвязь различных методов.

ТЕКСТ Яна Анкудович, начальник контрольной лаборатории ОАО «Мозырский НПЗ»

ФОТО Игорь Малащенко