Стабилизаторы для средних дистиллятов и Оптимизация процессов смешения топлива

1. Стабилизаторы для средних дистиллятов и Оптимизация процессов смешения топлива

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

3. 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 • EN590 25 мг/м3 осадка/смолASTM D2274 • Стратегические требования к стабильности • Длительное хранение, экстремальные условия, • Например, национальный топливный резерв или армия

4. Сравнение методов оценки стабильности дизельного топлива

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

6. Основы нестабильности средних дистиллятовРеакции полимеризации • Непредельные соединения, частично олефины, легко подвергаются катализируемой свободно радикальной полимеризации, с образованием нерастворимых смол: • инициирование (2)передача(3)Обрыв R-H  R + H R + O2  R-O-O R + R R-R R-O-O + R1-H  R-O-OH + R1 R-O- O + R R-O-O-R R + R1-CH=CH2 R- R1-CH-CH2 пероксиды Полимерный радикал

7. Основы нестабильности средних дистиллятов Реакции нейтрализации • 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.

8. Основы нестабильности средних дистиллятовРеакции этерификации • 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.

9. Основы нестабильности средних дистиллятовПрименение 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 100 - 250°C • Более позднее добавление при транспортировке или после уменьшает эффективность компонентов стабилизатора

10. 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

11. 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

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

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

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

15. 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

16. Преимущества смешивания с использованием стабилизаторов • 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

17. ПРИМЕРЫ испоьзования

18. 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

19. Пример 1: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продукте • 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

20. Пример 1: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продукте ASTM D2274 • Обычный газойль +5% LCO • Добавление +5% LCO имеет негативный эффект на стабильность, но результат в рамках спецификации

21. Пример 1: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продукте F31-81

22. 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

23. 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

24. Пример 2: Увеличение доли продуктов крекинга в легком печном топливеASTM D2274 - Нерастворимые

25. Пример 2: Увеличение доли продуктов крекинга в легком печном топливеASTM D1500, УФ-излучениетест на “чистое окно”

26. 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

27. 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

28. 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

29. Пример 4: Увеличение доли легкого рециклингового газойля (LCO) в конечном продуктеASTM D2274

30. 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”

31. Пример 5: Независимое исследование стабильностиASTM D2274 – Общее нерастворимых,смесь 10% LCO

32. Выводы • Проблема стабильности очевидна для средних дистллятов • Серия продуктов Innospec’s 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