RU2618231C1

RU2618231C1 - Arctic diesel fuel

Info

Publication number: RU2618231C1
Application number: RU2016124300A
Authority: RU
Inventors: Екатерина Викторовна Береснева; Вера Всеволодовна Лунева; Евгений Алексеевич Шарин; Василий Александрович Середа; Вера Алексеевна Губарева
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-05-03

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention discloses arctic diesel oil based on middle distillate petroleum fractions containing a base component and an antiwear additive in an amount of up to 0.04 wt %, while the base component contains a mixture of a hydrotreated dewaxed diesel fraction boiling within 200-310°C, a hydrocracked kerosene fraction boiling in the range of 140-240°C, or a hydrotreated kerosene fraction boiling in the range of 140-230°C, and a hydrocracked kerosene fraction boiling within 180-250°C, or a hydrotreated kerosene fraction boiling in the range of 130-220°C, taken in the ratio 39:41-29:31-29:31 vol %.

EFFECT: arctic diesel fuel has low-temperature properties that ensure reliable operation of diesel engines in arctic conditions and regions of the Far North at ambient temperatures above minus 65 degrees.

7 tbl

Description

Изобретение относится к жидким углеводородным топливам на основе смесей углеводородов для воспламенения от сжатия, конкретно к дизельному топливу, предназначенному для использования в быстроходных дизелях, и может быть использовано в условиях Крайнего Севера и Арктической зоны.The invention relates to liquid hydrocarbon fuels based on mixtures of hydrocarbons for compression ignition, specifically to diesel fuel intended for use in high-speed diesel engines, and can be used in the Far North and the Arctic zone.

При применении дизельных топлив в арктических условиях и районах Крайнего Севера, где при продолжительности зимы до 300 дней морозы могут достигать минус 65 ÷ минус 70°C, возникают нештатные ситуации: затрудняется запуск двигателя и готовность к немедленному использованию. На трассе БАМ наблюдались температуры воздуха минус 52 ÷ минус 59°C [1 - Бакуревич Ю.Л., Толкачев Р.С., Шевелев Ф.Н. Эксплуатация автомобилей на севере. М., Транспорт, 1973, с. 18]. Сложности применения дизельных топлив при отрицательных температурах окружающего воздуха связаны с выпадением из топлива кристаллов высокоплавких углеводородов с одновременным или последующим образованием кристаллической сетки, в результате чего топливо застывает или теряет свою подвижность. Также наблюдается резкое возрастание вязкости топлива.When using diesel fuels in arctic conditions and regions of the Far North, where frosts can reach minus 65 ÷ minus 70 ° C with winter durations of up to 300 days, abnormal situations arise: it is difficult to start the engine and to be ready for immediate use. On the BAM route, air temperatures were observed minus 52 ÷ minus 59 ° C [1 - Bakurevich Yu.L., Tolkachev RS, Shevelev F.N. Car operation in the north. M., Transport, 1973, p. eighteen]. The difficulties of using diesel fuels at negative ambient temperatures are associated with the precipitation of high-melting hydrocarbon crystals from the fuel with the simultaneous or subsequent formation of a crystalline network, as a result of which the fuel freezes or loses its mobility. A sharp increase in fuel viscosity is also observed.

В июле 2006 г. введен в действие ГОСТ Р 52368 [2 - ГОСТ Р 52368-2005. Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия], в котором дизельные топлива для холодного и арктического климата представлены пятью классами: 0, 1, 2, 3, 4. Низкотемпературные свойства этих дизельных топлив, выпускаемых по ГОСТ Р 52368, определяются двумя показателями - температурой помутнения и предельной температурой фильтруемости (без определения температуры застывания).In July 2006, GOST R 52368 [2 - GOST R 52368-2005. Diesel fuel EURO. Technical conditions], in which diesel fuels for the cold and arctic climate are represented by five classes: 0, 1, 2, 3, 4. The low-temperature properties of these diesel fuels produced in accordance with GOST R 52368 are determined by two indicators - the cloud point and the maximum filterability temperature ( without determination of pour point).

В ГОСТ Р 52368 (Приложении Г) приведена таблица с рекомендациями по сезонному применению дизельных топлив. Например, дизельное топливо класса 4 с температурой помутнения «не выше минус 34°C» и предельной температурой фильтруемости «не выше минус 44°C» рекомендуется применять с 15 октября по 15 мая в таких районах, как Якутия, Магаданская обл., острова Северного Ледовитого океана и др., хотя, согласно ГОСТ 16350-80, эти районы относятся к очень холодному климатическому району I₁, где число дней в году с минимальной температурой воздуха ниже минус 45°C составляет от 10 до 100 суток [3 - ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статические параметры климатических факторов для технических целей, с. 2].GOST R 52368 (Appendix D) provides a table with recommendations for the seasonal use of diesel fuels. For example, class 4 diesel fuel with a cloud point of “not higher than minus 34 ° C” and a limiting filterability temperature of “not higher than minus 44 ° C” is recommended to be used from October 15 to May 15 in areas such as Yakutia, Magadan Region, and the North Island Of the Arctic Ocean and others, although, according to GOST 16350-80, these areas belong to a very cold climatic region I ₁ , where the number of days in a year with a minimum air temperature below minus 45 ° C is from 10 to 100 days [3 - GOST 16350 -80. The climate of the USSR. Zoning and static parameters of climatic factors for technical purposes, p. 2].

В то же время абсолютный минимум температуры воздуха в этом климатическом районе, согласно ГОСТ 16350, может достигать минус 64°C - минус 71°C (3 - с. 7).At the same time, the absolute minimum air temperature in this climatic region, according to GOST 16350, can reach minus 64 ° C - minus 71 ° C (3 - p. 7).

Из приведенного выше следует, что ГОСТ Р 52368 не содержит марки дизельного топлива, применение которого в дизельных двигателях обеспечит их надежную эксплуатацию в климатическом районе I₁.From the above it follows that GOST R 52368 does not contain the brand of diesel fuel, the use of which in diesel engines will ensure their reliable operation in the climatic region I ₁ .

Перед авторами стояла задача разработать такое арктическое дизельное топливо, которое могло бы обеспечить бесперебойную работу двигателя при температуре окружающего воздуха до минус 65°C, для этого необходимо обеспечить температуру помутнения не выше минус 65°C, предельную температуру фильтруемости не выше минус 65°C, температуру застывания не выше минус 70°C и кинематическую вязкость при 20°C в пределах 1,5-4,0 мм²/с. Температура применения дизельных топлив определяется значением его предельной температуры фильтруемости, согласно требованиям и положениям ГОСТ Р 52368 (2 - с. 10).The authors were faced with the task of developing such an Arctic diesel fuel that could ensure uninterrupted operation of the engine at an ambient temperature of minus 65 ° C, for this it was necessary to ensure a cloud point of no higher than minus 65 ° C, a limiting filterability temperature not higher than minus 65 ° C pour point no higher than minus 70 ° C and kinematic viscosity at 20 ° C in the range of 1.5-4.0 mm ² / s. The application temperature of diesel fuels is determined by the value of its maximum filterability temperature, in accordance with the requirements and provisions of GOST R 52368 (2 - p. 10).

В соответствии с тактико-техническим заданием на научно-исследовательскую работу (далее - НИР) «Разработка и военно-научное обеспечение создания новых КЖРТ и горюче-смазочных материалов для современного и перспективного вооружения и военной техники» (шифр «Испольщина - 13») ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России» был разработан и утвержден в декабре 2014 г. стандарт организации (далее - СТО) СТО 08151164-0157-2014 «Топливо дизельное для Арктической зоны»In accordance with the tactical and technical task for research work (hereinafter - R&D) "Development and military-scientific support for the creation of new KZHRT and fuels and lubricants for modern and advanced weapons and military equipment" (code "Ispolshchina - 13") FAA "25 State Research Institute of Chemotology of the Ministry of Defense of Russia" was developed and approved in December 2014, the organization standard (hereinafter - STO) STO 08151164-0157-2014 "Diesel fuel for the Arctic zone"

Требования к дизельному топливу для холодной и арктической техники должны соответствовать СТО 08151164-0157-2014 «Топливо дизельное для Арктической зоны»:Requirements for diesel fuel for cold and Arctic equipment must comply with STO 08151164-0157-2014 "Diesel fuel for the Arctic zone":

для высшего сорта:for the highest grade:

Цетановое число, не менееCetane number, not less 4747 Плотность при 15°C, кг/м³ Density at 15 ° C, kg / m ³ 800-833800-833 Температура вспышки в закрытом тигле, °C не нижеFlash point in a closed crucible, ° C not lower 30thirty Кинематическая вязкость при 20°C, мм²/сKinematic viscosity at 20 ° C, mm ² / s 1,50-4,001,50-4,00 Температура помутнения, °C, не вышеCloud point, ° C, not higher минус 65minus 65 Предельная температура фильтруемости, °C, не вышеFiltration limit temperature, ° C, not higher минус 65minus 65

для первого сорта:for the first grade:

Цетановое число, не менееCetane number, not less 4545 Плотность при 15°C, кг/м³ Density at 15 ° C, kg / m ³ не менее 780not less than 780 Температура вспышки в закрытом тигле, °C, не нижеFlash point in a closed crucible, ° C, not lower 30thirty Кинематическая вязкость при 20°C, мм²/сKinematic viscosity at 20 ° C, mm ² / s 1,40-4,001.40-4.00 Температура помутнения, °C, не вышеCloud point, ° C, not higher минус 65minus 65 Предельная температура фильтруемости, °C, не вышеFiltration limit temperature, ° C, not higher минус 65minus 65

Для производства топлива дизельного для арктической зоны могут использоваться нефти различных месторождений и ловушечные продукты в смеси с нефтью.For the production of diesel fuel for the Arctic zone, oils of various fields and trap products mixed with oil can be used.

Как показала практика, существует два способа улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив - это использование различных дизельных и керосиновых фракций прямой и вторичной перегонки и применение депрессорно-диспергирующих присадок [4 - Митусова Т.Н., Хавкин В.А. и др. Современное состояние производства низкозастывающих дизельных топлив на заводах России // ХТТ. - 2012. - №2. - С. 6-8].As practice has shown, there are two ways to improve the low-temperature properties of diesel fuels - the use of various diesel and kerosene fractions of direct and secondary distillation and the use of depressant-dispersing additives [4 - Mitusova TN, Khavkin VA and others. The current state of production of low-curing diesel fuels in the factories of Russia // KhTT. - 2012. - No. 2. - S. 6-8].

Применение дизельных топлив с депрессорно-диспергирующими присадками в технике, оборудованной быстроходными дизелями, запрещено [5 - ГОСТ РВ 9130-002-2011. Топливо дизельное. Технические условия].The use of diesel fuels with depressant-dispersing additives in equipment equipped with high-speed diesel engines is prohibited [5 - GOST RV 9130-002-2011. Diesel fuel. Specifications].

Отечественные и зарубежные специалисты путем компаундирования дизельных и керосиновых фракций, прошедших гидроочистку и процессы глубокого гидрирования, а также, вовлекая в композиции фракции риформинга, пытаются расширить ассортимент зимних и арктических топлив, что подтверждается источниками патентной информации, проанализированными при выполнении научно-исследовательской работы.Domestic and foreign experts, by compounding diesel and kerosene fractions that have undergone hydrotreating and deep hydrogenation processes, as well as involving reforming fractions, are trying to expand the range of winter and Arctic fuels, which is confirmed by patent information sources analyzed during research work.

Известно дизельное топливо, которое состоит из прямогонных фракций, начало кипения (далее - НК) которых - 180°C и НК-185°C, или смесей после вторичной перегонки фракций НК-180°C и НК-185°C с выделением фракций НК-62°C, 62-180°C и кубового остатка, выкипающего в интервале 180°C - конец кипения (далее - КК), и прошедшую гидроочистку и риформинг фракцию 62-180°C. Выделенные фракции компаундируют с прямогонной фракцией, выкипающей в интервале 140-240°C, в соотношении 80-85:20-15 соответственно с получением дизельного арктического топлива, имеющего температуру застывания минус 58°C [6 - RU Патент №2185419, C10L 1/04, 2001 г.]. Дизельное топливо, полученное на основе этого изобретения, имеет температуру застывания минус 58°C, что не достаточно для применения такого топлива в климатическом районе I₁.Diesel fuel is known, which consists of straight-run fractions, the beginning of boiling (hereinafter - NK) of which is 180 ° C and NK-185 ° C, or mixtures after the secondary distillation of the NK-180 ° C and NK-185 ° C fractions with the allocation of NK fractions -62 ° C, 62-180 ° C and the bottom residue boiling in the range of 180 ° C - the end of boiling (hereinafter - KK), and the hydrotreating and reforming fraction 62-180 ° C. The separated fractions are compounded with a straight-run fraction boiling in the range of 140-240 ° C in a ratio of 80-85: 20-15, respectively, to obtain diesel Arctic fuel having a pour point of minus 58 ° C [6 - RU Patent No. 2185419, C10L 1 / 04, 2001]. The diesel fuel obtained on the basis of this invention has a pour point of minus 58 ° C, which is not enough for the use of such fuel in the climatic region I ₁ .

Известна композиция дизельного топлива, состоящая из керосиновой фракции прямой перегонки нефти, 96% которой выкипает до 250°C, фракции, 96% которой выкипает до 320°C, их компаундирование с добавлением товарного реактивного топлива марки Т-6 при следующем соотношении компонентов, % масс.:A known composition of diesel fuel, consisting of a kerosene fraction of direct distillation of oil, 96% of which boils to 250 ° C, a fraction of 96% of which boils to 320 ° C, their compounding with the addition of commercial jet fuel grade T-6 in the following ratio,% mass .:

керосиновая фракция, 96% которой выкипает до 250°Ckerosene fraction, 96% of which boils up to 250 ° C 20-2520-25 фракция, 96% которой выкипает до 320°Cfraction, 96% of which boils up to 320 ° C 1-101-10 товарное реактивное топливо марки Т-6commercial jet fuel grade T-6 7-747-74

Полученный таким образом целевой продукт удовлетворяет требованиям на топливо арктической марки А-0,2 по ГОСТ 305 с температурами помутнения не выше минус 45°C и застывания не выше минус 55°C и превосходит требования марки класса 4 по ГОСТ Р 52368 [7 - RU Патент №2205862, C10L 1/08, 2003 г.].The target product thus obtained satisfies the requirements for fuels of the Arctic grade A-0.2 according to GOST 305 with cloud points no higher than minus 45 ° C and solidification no higher than minus 55 ° C and exceeds the requirements of a grade 4 class according to GOST R 52368 [7 - RU Patent No. 2205862, C10L 1/08, 2003].

Однако это дизельное топливо также не соответствует требованиям к арктическому топливу для климатического района I₁ (с. 3 настоящего описания).However, this diesel fuel also does not meet the Arctic fuel requirements for climate region I ₁ (p. 3 of the present description).

Известно изобретение, которое в качестве базового топлива содержит газоконденсатные дизельные топлива широкого фракционного состава или дизельные топлива нефтяного происхождения, а в качестве присадок содержит, % масс.:Known invention, which as a base fuel contains gas condensate diesel fuels of a wide fractional composition or diesel fuels of petroleum origin, and as additives contains,% wt .:

алкил (С₃-C₁₀) нитратalkyl (C ₃ -C ₁₀ ) nitrate не более 75no more than 75 алкил (С₁-С₂₅) сукцинимидalkyl (C ₁ -C ₂₅ ) succinimide 0,1-150.1-15 сополимер высших эфиров С₆-С₂₈ акриловой или метакриловой кислоты с этиленненасыщенным мономеромcopolymer of higher esters of C ₆ -C ₂₈ acrylic or methacrylic acid with ethylenically unsaturated monomer до 60up to 60 непредельную жирную кислоту, выбранную из группы олеиновой, линолевой или линоленовой, или ее амидunsaturated fatty acid selected from the group of oleic, linoleic or linolenic, or its amide до 100up to 100 или сополимер этилена с альфа-олефинамиor a copolymer of ethylene with alpha olefins не более 50no more than 50 непредельную жирную кислоту, выбранную из группы олеиновой, линолевой или линоленовой, или ее амидunsaturated fatty acid selected from the group of oleic, linoleic or linolenic, or its amide до 100up to 100

Дизельное топливо, полученное на основе этого изобретения, имеет температуру предельной фильтруемости минус 50°C и температуру застывания минус 70°C [8 - RU Патент №2320707, C10L 1/188, 2008 г.].The diesel fuel obtained on the basis of this invention has a maximum filterability temperature of minus 50 ° C and a pour point of minus 70 ° C [8 - RU Patent No. 2320707, C10L 1/188, 2008].

Известно дизельное топливо, где улучшение низкотемпературных свойств достигается тем, что в газоконденсатное топливо вводят присадку в количестве 0,001-1,0% масс., содержащую алкил (С₃-С₂₀) нитрат, алкил (С₁-С₂₅) сукцинимид, непредельную жирную кислоту, выбранную из группы олеиновой, линолевой или линоленовой, или ее амид и сульфат кальция.It is known diesel fuel, where the improvement of low-temperature properties is achieved by the fact that an additive in the amount of 0.001-1.0% by weight containing alkyl (C ₃ -C ₂₀ ) nitrate, alkyl (C ₁ -C ₂₅ ) succinimide, unsaturated, is introduced into the gas condensate fuel a fatty acid selected from the group of oleic, linoleic or linolenic, or its amide and calcium sulfate.

Дизельное топливо, полученное на основе этого изобретения, имеет температуру помутнения минус 37°C и температуру застывания минус 50°C [9 - RU Патент №2378323, C10L 1/10, 2010 г.].The diesel fuel obtained on the basis of this invention has a cloud point of minus 37 ° C and a pour point of minus 50 ° C [9 - RU Patent No. 2378323, C10L 1/10, 2010].

Известно получение композиции дизельного топлива следующего состава:It is known to obtain a diesel fuel composition of the following composition:

выделенная из стабильного конденсата дизельная фракцияdiesel fraction extracted from stable condensate 4040 раствор депрессора с диспергаторомdispersant solution of a depressant 5555

в котором содержится, % масс.:which contains,% mass .:

депрессорdepressor 67-8067-80 диспергаторdispersant 20-3320-33

В качестве диспергатора используют полимер из монозвеньев на углеводородной основе, содержащих карбонильные, алифатические и ароматические группировки, причем соотношение алифатических протонов и ароматических протонов колеблется в интервале 60:1-10:1. Полученное модифицированное дизельное топливо имеет температуру предельной фильтруемости минус 42°C и температуру застывания минус 52°C [10 - RU Патент №2174146, C10L 1/08, 1/18 2001 г.].As a dispersant, a polymer is used from hydrocarbon-based mono-units containing carbonyl, aliphatic and aromatic groups, and the ratio of aliphatic protons to aromatic protons ranges from 60: 1-10: 1. The obtained modified diesel fuel has a maximum filterability temperature of minus 42 ° C and a pour point of minus 52 ° C [10 - RU Patent No. 2174146, C10L 1/08, 1/18 2001].

Известно зимнее дизельное топливо, полученное путем выделения из сернистых нефтей легкой прямогонной дизельной фракции (180-290°C), которую подвергают каталитической гидроочистке, и тяжелой прямогонной дизельной фракции (290-407°C), которую подвергают каталитической гидроочистке и каталитической депарафинизации. При этом прямогонную фракцию легкого дизельного топлива выделяют с температурой помутнения, находящейся в интервале температур от минус 17°C до минус 27°C, а прямогонную фракцию тяжелого дизельного топлива выделяют с 95%-ной точкой выкипания фракционного состава (до 340°C) и производят их смешение. Процесс каталитической депарафинизации фракции тяжелого дизельного топлива ведут до получения необходимых значений температуры помутнения данной фракции, которая при смешении с легкой дизельной фракцией обеспечивает получение нормативного значения температуры помутнения (минус 22°C) товарного зимнего дизельного топлива. В полученное базовое топливо с температурой помутнения минус 22°C вводят депрессорно-диспергирующую присадку и получают товарное зимнее дизельное топливо. Количество вовлекаемой депрессорно-диспергирующей присадки до 800 мг/кг обеспечивает предельную температуру фильтруемости не выше минус 32°C [11 - RU Патент №2535492, C10G 65/14, 2014 г.].Winter diesel fuel is known that is obtained by separating a light straight-run diesel fraction (180-290 ° C) from sulfurous oils, which is subjected to catalytic hydrotreatment, and a heavy straight-run diesel fraction (290-407 ° C), which is subjected to catalytic hydrotreating and catalytic dewaxing. In this case, the straight-run fraction of light diesel fuel is isolated with a cloud point in the temperature range from minus 17 ° C to minus 27 ° C, and the straight-run fraction of heavy diesel fuel is isolated with a 95% boiling point of the fractional composition (up to 340 ° C) and make them mix. The process of catalytic dewaxing of the heavy diesel fuel fraction is carried out until the required cloud point of the given fraction is obtained, which, when mixed with the light diesel fraction, provides the normative cloud point temperature (minus 22 ° C) of commercial winter diesel fuel. In the obtained base fuel with a cloud point of minus 22 ° C, a depressant-dispersing additive is introduced and winter salable diesel fuel is obtained. The amount of depressant-dispersant additive involved up to 800 mg / kg provides a maximum filterability temperature not higher than minus 32 ° C [11 - RU Patent No. 2535492, C10G 65/14, 2014].

Известна композиция арктического дизельного топлива, состоящая из керосиновой фракции, из которой выделен керосиновый дистиллят - фракция 180-220°C, 96% которой перегоняется от 180°C, и легкого атмосферного газойля, из которого выделяют фракцию, 96% которой перегоняется до 280°C. Полученную керосиновую фракцию компаундируют с легким атмосферным газойлем в соотношении 2:3 и вводят депрессорную присадку Difron 315. Полученное арктическое дизельное топливо имеет температуру застывания - минус 53°C, предельную температуры фильтруемости - минус 39°C, но не имеет требуемых значений температур помутнения, предельной фильтруемости и застывания. [12 - RU Патент №2575256, C10L 1/10, 2016 г.].A known composition of Arctic diesel fuel, consisting of a kerosene fraction, from which a kerosene distillate is isolated - a fraction of 180-220 ° C, 96% of which is distilled from 180 ° C, and a light atmospheric gas oil, from which a fraction is isolated, 96% of which is distilled to 280 ° C. The resulting kerosene fraction is combined with a light atmospheric gas oil in a ratio of 2: 3 and the Difron 315 depressant additive is introduced. The resulting Arctic diesel fuel has a pour point of minus 53 ° C, a limiting filterability temperature of minus 39 ° C, but does not have the required turbidity temperatures, ultimate filterability and solidification. [12 - RU Patent No. 2575256, C10L 1/10, 2016].

Рассмотренные выше дизельные топлива с низкотемпературными свойствами не могут применяться в быстроходных дизелях, так как содержат депрессорно-диспергирующие присадки, что запрещено ГОСТ РВ 9130-002-2011 [13 - ГОСТ РВ 9130-002-2011. Топливо дизельное. Технические условия], и ни одно из них не имеет требуемых значений температур помутнения и предельной фильтруемости, обеспечивающих надежное применение таких топлив в климатическом районе I₁.The diesel fuel with the low temperature properties discussed above cannot be used in high-speed diesel engines, since they contain depressant-dispersant additives, which is prohibited by GOST RV 9130-002-2011 [13 - GOST RV 9130-002-2011. Diesel fuel. Technical conditions], and none of them has the required values of cloud point and extreme filterability, ensuring reliable use of such fuels in the climatic region I ₁ .

Известно дизельное топливо, содержащее низкозастывающие термостабильные углеводородные фракции, выкипающие в диапазоне 150-270°C, 195-270°C и 230°C-КК. В качестве исходного сырья используют смесь вакуумного дистиллята (280-430°C) и газойля каталитического крекинга, имеющую высокое содержание ароматических углеводородов (50-80%), в процессе гидрогенолиза преобразующихся в нафтеновые углеводороды. Из каждого вида гидрогенизата разгонкой выделяют топливные фракции, выкипающие в диапазоне 150-270°C, 195-270°C и 230°C-КК. В фракцию, выкипающую в пределах 195-270°C, вводят антиокислительную присадку, фракцию 270°C-КК подвергают гидродепарафинизации в среде водородсодержащего газа. Фракция, выкипающая в пределах 150-270°C, характеризуется температурой начала кристаллизации минус 61°C, а фракция 195-270°C - минус 60°C, температура текучести фракции 230°C-КК составляет от минус 49°C до минус 52°C. [13 - RU Патент №2561918, C10G 49/04, C10G 65/02, 2015 г.].It is known diesel fuel containing low-curing thermostable hydrocarbon fractions boiling in the range of 150-270 ° C, 195-270 ° C and 230 ° C-KK. As a feedstock, a mixture of vacuum distillate (280-430 ° C) and catalytic cracking gas oil, which has a high content of aromatic hydrocarbons (50-80%), is converted into naphthenic hydrocarbons during hydrogenolysis. Fuel fractions are boiled out from each type of hydrogenate by distillation, boiling in the range of 150-270 ° C, 195-270 ° C and 230 ° C-KK. An antioxidant additive is introduced into the fraction boiling within 195-270 ° C, the 270 ° C-KK fraction is subjected to hydrodewaxing in a hydrogen-containing gas medium. The fraction boiling within 150-270 ° C is characterized by the onset temperature of crystallization minus 61 ° C, and the fraction 195-270 ° C is minus 60 ° C, the pour point of the 230 ° C-KK fraction is from minus 49 ° C to minus 52 ° C. [13 - RU Patent No. 2561918, C10G 49/04, C10G 65/02, 2015].

Дизельное топливо, полученное на основе этого изобретения, характеризуется высоким содержанием нафтеновых углеводородов, которые нестабильны к действию кислорода, что приведет к быстрому окислению дизельного топлива при хранении.The diesel fuel obtained on the basis of this invention is characterized by a high content of naphthenic hydrocarbons, which are unstable to oxygen, which will lead to the rapid oxidation of diesel fuel during storage.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению и взятым за прототип является дизельное топливо, которое предназначено для использования в быстроходных дизелях в условиях Крайнего Севера и Арктической зоны. Дизельное топливо содержит смесь гидроочищенных нефтяных фракций, выкипающих в интервалах 170-250°C и 180-190°C, полученных раздельно и взятых в соотношении 49:50-50:51% об. [14 - RU Патент №2552113, C10L 1/04, 1/08, 2015 г. (прототип)].The closest in technical essence to the invention and taken as a prototype is diesel fuel, which is intended for use in high-speed diesel engines in the Far North and the Arctic zone. Diesel fuel contains a mixture of hydrotreated oil fractions boiling in the ranges of 170-250 ° C and 180-190 ° C, obtained separately and taken in a ratio of 49: 50-50: 51% vol. [14 - RU Patent No. 2552113, C10L 1/04, 1/08, 2015 (prototype)].

Дизельное топливо - прототип, имеет температуры предельной фильтруемости и застывания, минус 69°C и минус 70°C, соответственно, однако получение узкой дизельной фракции, выкипающей в пределах перегонки 180-190°C, требует высокой точности контроля за технологическим процессом, а малейшее отклонение приводит к ухудшению низкотемпературных характеристик конечного продукта.Diesel fuel is a prototype, it has the highest filterability and solidification temperatures, minus 69 ° C and minus 70 ° C, respectively, however, obtaining a narrow diesel fraction boiling out within the distillation range of 180-190 ° C requires high precision control of the process, and the slightest the deviation leads to a deterioration in the low temperature characteristics of the final product.

Технический результат изобретения - повышение эффективности применения арктического дизельного топлива за счет улучшения низкотемпературных характеристик с одновременным расширением номенклатурного перечня составов дизельных топлив для районов Крайнего Севера.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the use of Arctic diesel fuel by improving low-temperature characteristics while expanding the nomenclature list of diesel fuel compositions for areas of the Far North.

Указанный технический результат достигается тем, что арктическое дизельное топливо на основе среднедистиллятных нефтяных фракций, содержащее базовой компонент и противоизносную присадку в количестве до 0,04 масс. %, согласно изобретению в качестве базового компонента содержит смесь гидроочищенной депарафинизированной дизельной фракции, выкипающей в пределах 200-310°C, гидрокрекинговой керосиновой фракции, выкипающей в пределах 140-240°C, или гидроочищенной керосиновой фракции, выкипающей в пределах 140-230°C, и гидрокрекинговой керосиновой фракции, выкипающей в пределах 180-250°C, или гидроочищенной керосиновой фракции, выкипающей в пределах 130-220°C, взятых в соотношении 39:41-29:31-29:31% об.The specified technical result is achieved in that the Arctic diesel fuel based on medium distillate oil fractions containing the base component and antiwear additive in an amount up to 0.04 mass. %, according to the invention, as a basic component contains a mixture of hydrotreated dewaxed diesel fraction boiling in the range of 200-310 ° C, hydrocracked kerosene fraction boiling in the range of 140-240 ° C, or hydrotreated kerosene fraction boiling in the range of 140-230 ° C and hydrocracking kerosene fraction boiling in the range of 180-250 ° C, or hydrotreated kerosene fraction boiling in the range of 130-220 ° C, taken in a ratio of 39: 41-29: 31-29: 31% vol.

Техническая сущность изобретения заключается в использовании в композиции арктического дизельного топлива фракций, полученных отдельно: гидроочищенной депарафинизированной дизельной фракции, выкипающей в пределах 200-310°C, гидрокрекинговой керосиновой фракции, выкипающей в пределах 140-240°C, или гидроочищенной керосиновой фракции, выкипающей в пределах 140-230°C, гидрокрекинговой керосиновой фракции, выкипающей в пределах 180-250°C, или гидроочищенной керосиновой фракции, выкипающей в пределах 130-220°C, взятых в экспериментально полученных соотношениях 39:41-29:31-29:31%) об., что позволило исключить применения в данной композиции промоторов воспламенения.The technical essence of the invention lies in the use of fractions obtained separately in an Arctic diesel fuel composition: a hydrotreated dewaxed diesel fraction boiling in the range of 200-310 ° C, a hydrocracked kerosene fraction boiling in the range of 140-240 ° C, or a hydrotreated kerosene fraction boiling in within 140-230 ° C, hydrocracking kerosene fraction boiling in the range of 180-250 ° C, or hydrotreated kerosene fraction boiling in the range of 130-220 ° C, taken in experimentally obtained corre 39: 41-29: 31-29: 31%) vol., which allowed to exclude the use of ignition promoters in this composition.

Используемые в арктическом дизельном топливе фракции прошли испытания с целью определения физико-химических показателей, результаты которых представлены в таблице 1. Испытания проводились в соответствии с требованиями СТО 08151164-0157-2014 «Топливо дизельное для Арктической зоны» (см. стр. 3).The fractions used in Arctic diesel fuel were tested to determine physicochemical parameters, the results of which are presented in Table 1. The tests were carried out in accordance with the requirements of STO 08151164-0157-2014 “Diesel fuel for the Arctic zone” (see page 3).

Приведенные в таблице 1 результаты испытаний свидетельствуют, что данные фракции могут быть использованы в композиции арктического дизельного топлива, т.к. по некоторым значениям физико-химических показателей удовлетворяют требованиям СТО 08151164-0157-2014.The test results shown in table 1 indicate that these fractions can be used in the composition of Arctic diesel fuel, because according to some values of physicochemical parameters, they satisfy the requirements of STO 08151164-0157-2014.

Так, гидроочищенная депарафинизированная дизельная фракция (см. ст 2 табл. 1) не обладает необходимыми значениями температуры помутнения и температуры застывания (см. с. 3), но имеет высокое цетановое число, а также удовлетворяет требованиям по таким показателям, как температура вспышки в закрытом тигле, плотности при 15°C и кинематической вязкости при 20°C.Thus, a hydrotreated dewaxed diesel fraction (see Article 2 of Table 1) does not have the necessary cloud point and pour point (see page 3), but has a high cetane number and also meets the requirements for such indicators as flash point in closed crucible, density at 15 ° C and kinematic viscosity at 20 ° C.

Фракция (см. ст. 3 табл. 1) не соответствует требованиям СТО 08151164-0157-2014 по таким показателям, как цетановое число и плотность при 15°C, но имеет температуру помутнения минус 65°C и предельную температуру фильтруемости минус 75°C.The fraction (see Art. 3 of Table 1) does not meet the requirements of STO 08151164-0157-2014 in such indicators as cetane number and density at 15 ° C, but has a cloud point of minus 65 ° C and a limiting filterability temperature of minus 75 ° C .

Фракция (см. ст. 4 табл. 1) имеет цетановое число, соответствующее требованиям для арктического дизельного топлива первого сорта, по остальным показателям качества также соответствует требованиям СТО 08151164-0157-2014, кроме значения показателя температуры помутнения.The fraction (see Art. 4 of Table 1) has a cetane number that meets the requirements for Arctic diesel fuel of the first grade; according to other quality indicators, it also meets the requirements of STO 08151164-0157-2014, except for the value of the cloud point.

Фракция (см. ст. 5 табл. 1) имеет цетановое число, соответствующее требованиям для арктического дизельного топлива первого сорта, по остальным показателям качества также соответствует требованиям СТО 08151164-0157-2014, кроме значения показателя температуры помутнения.The fraction (see Art. 5 of Table 1) has a cetane number that meets the requirements for first-class Arctic diesel fuel, and for other quality indicators also meets the requirements of STO 08151164-0157-2014, except for the cloud point.

Фракция (см. ст. 6 табл. 1) имеет температуру помутнения минус 70°C и предельную температуру фильтруемости минус 74°C, а по остальным значениям показателей качества не удовлетворяет требования СТО 08151164-0157-2014.The fraction (see Art. 6 of Table 1) has a cloud point of minus 70 ° C and a limiting filterability temperature of minus 74 ° C, and for the rest of the quality indicators it does not satisfy the requirements of STO 08151164-0157-2014.

Для обоснования соотношения содержания фракций в композиции арктического дизельного топлива были приготовлены образцы, представленные в табл. 2 (высший сорт) и табл. 3 (первый сорт).To justify the ratio of the content of fractions in the composition of the Arctic diesel fuel were prepared samples are presented in table. 2 (premium) and tab. 3 (first grade).

Приготовленные образцы (табл. 2 и табл. 3) прошли испытания по показателям СТО 08151164-0157-2014 (см. стр. 3), результаты которых приведены в табл. 4 для высшего сорта и табл. 5. для первого сорта.The prepared samples (Table 2 and Table 3) passed the tests according to STO 08151164-0157-2014 (see page 3), the results of which are given in Table. 4 for the highest grade and table. 5. for the first grade.

Данные, приведенные в таблице 4, показывают, что образцы №4-№8, имеют не только лучшие низкотемпературные свойства, обеспечивающие надежную эксплуатации дизельных двигателей в арктических условиях и районах Крайнего Севера при температурах окружающего воздуха минус 65 ÷ минус 70°C, но и удовлетворяют требования к значению цетанового числа для арктического дизельного топлива высшего сорта.The data shown in table 4 show that samples No. 4-No. 8 have not only the best low-temperature properties that ensure reliable operation of diesel engines in arctic conditions and regions of the Far North at ambient temperatures of minus 65 ÷ minus 70 ° C, but also satisfy the requirements for the value of cetane number for high-grade Arctic diesel fuel.

Увеличение в составе смеси гидроочищенной депарафинизированной дизельной фракции, выкипающей в пределах 200-310°C (обр. №9-№10), приводит к ухудшению низкотемпературных характеристик.An increase in the composition of the mixture of hydrotreated dewaxed diesel fraction boiling within 200-310 ° C (sample No. 9-No. 10) leads to a deterioration in low-temperature characteristics.

Вовлечение в смесь более 31% об. гидрокрекинговой керосиновой фракции, выкипающей в пределах 140-240°C, и более 31% об. гидрокрекинговой керосиновой фракции, выкипающей в пределах 180-250°C (обр. №1-№3), приводит к снижению цетанового числа.The involvement in the mixture of more than 31% vol. hydrocracking kerosene fraction boiling within 140-240 ° C, and more than 31% vol. hydrocracking kerosene fraction boiling within 180-250 ° C (sample No. 1-No. 3), leads to a decrease in cetane number.

Следовательно, только заявленные соотношения композиции позволяют получить арктическое дизельное топливо высшего сорта.Therefore, only the claimed compositional ratios allow one to obtain arctic diesel fuel of the highest grade.

Результаты испытаний образцов для арктического дизельного топлива первого сорта представлены в таблице 5.The test results of the samples for Arctic diesel fuel of the first grade are presented in table 5.

Данные, приведенные в таблице 5, показывают, что обр. №15-№19, имеют не только лучшие низкотемпературные свойства, обеспечивающие надежную эксплуатации дизельных двигателей в арктических условиях и районах Крайнего Севера при температурах окружающего воздуха минус 65 ÷ минус 70°C, но и удовлетворяют требования к значению цетанового числа для арктического дизельного топлива первого сорта.The data shown in table 5 show that arr. No. 15-No. 19 have not only the best low-temperature properties that ensure reliable operation of diesel engines in arctic conditions and regions of the Far North at ambient temperatures of minus 65 ÷ minus 70 ° C, but also satisfy the requirements for the value of the cetane number for Arctic diesel fuel of the first varieties.

Увеличение в составе композиции гидроочищенной депарафинизированной дизельной фракции, выкипающей в пределах 200-310°C (обр. №20-№22) приводит к ухудшению низкотемпературных характеристик.An increase in the composition of the composition of the hydrotreated dewaxed diesel fraction boiling within 200-310 ° C (sample No. 20-No. 22) leads to a deterioration in low-temperature characteristics.

Вовлечение более 31% об. гидроочищенной керосиновой фракции, выкипающей в пределах 140-230°C, и более 31% об. гидроочищенной керосиновой фракции, выкипающей в пределах 130-220°C (обр. №12-№14), приводит к снижению цетанового числа.Involvement of more than 31% vol. hydrotreated kerosene fraction, boiling within 140-230 ° C, and more than 31% vol. hydrotreated kerosene fraction, boiling within 130-220 ° C (sample No. 12-No. 14), leads to a decrease in cetane number.

Таким образом, композиция арктического дизельного топлива, состоящая из гидроочищенной депарафинизированной дизельной фракции, выкипающей в пределах 200-310°C, гидрокрекинговой керосиновой фракции, выкипающей в пределах 140-240°C, или гидроочищенной керосиновой фракции, выкипающей в пределах 140-230°C, и гидрокрекинговой керосиновой фракции, выкипающей в пределах 180-250°C, или гидроочищенной керосиновой фракции, выкипающей в пределах 130-220°C, взятых в соотношении 39:41-29:31-29:31% об., обладает показателями низкотемпературных свойств и значением цетанового числа, удовлетворяющим требованиям СТО 08151164-0157-2014 (см. стр. 3) без снижения требований по другим физико-химическим и эксплуатационным свойствам.Thus, an Arctic diesel fuel composition consisting of a hydrotreated dewaxed diesel fraction boiling in the range of 200-310 ° C, a hydrocracked kerosene fraction boiling in the range of 140-240 ° C, or a hydrotreated kerosene fraction boiling in the range of 140-230 ° C and hydrocracking kerosene fraction boiling in the range of 180-250 ° C, or hydrotreated kerosene fraction boiling in the range of 130-220 ° C, taken in a ratio of 39: 41-29: 31-29: 31% vol., has the indicators of low temperature properties and value of cetane on the number that meets the requirements of STO 08151164-0157-2014 (see page 3) without reducing the requirements for other physicochemical and operational properties.

По образцам №6 (табл. 2) и №17 (табл. 3) (оптимальные варианты) были приготовлены опытные партии арктического дизельного топлива, содержащие 0.04% масс. противоизносной присадки «HiTEC 4140А», которые прошли лабораторные и стендовые испытания на соответствие требованиям СТО 08151164-0157-2014 «Нефтепродукты. Топлива дизельные. Топливо дизельное для Арктической зоны». Результаты представлены в табл. 6 и табл. 7.For samples No. 6 (table. 2) and No. 17 (table. 3) (optimal options) were prepared experimental batch of Arctic diesel fuel containing 0.04% of the mass. antiwear additives "HiTEC 4140A", which have passed laboratory and bench tests for compliance with the requirements of STO 08151164-0157-2014 "Petroleum products. Diesel fuels. Diesel fuel for the Arctic zone. " The results are presented in table. 6 and tab. 7.

Как видно из результатов испытаний, приведенных в табл. 6 и табл. 7, арктическое дизельное топливо полностью удовлетворяет требованиям к дизельному топливу для холодного и арктического климата I₁.As can be seen from the test results shown in table. 6 and tab. 7, Arctic diesel fuel fully meets the diesel fuel requirements for cold and arctic climate I ₁ .

Таким образом, предлагаемая композиция может применяться в арктических условиях и районах Крайнего Севера при температурах окружающего воздуха до минус 65°C для эксплуатации быстроходных дизельных двигателей наземной техники согласно СТО 08151164-0157-2014 для высшего и первого сортов.Thus, the proposed composition can be used in arctic conditions and regions of the Far North at ambient temperatures up to minus 65 ° C for the operation of high-speed diesel engines of ground equipment according to STO 08151164-0157-2014 for the highest and first grades.

Предлагаемое арктическое дизельное топливо также позволяет обеспечить бесперебойный холодный запуск и тем самым еще больше повысить надежную эксплуатацию техники в районах Крайнего Севера.The proposed Arctic diesel fuel also allows for uninterrupted cold start and thereby further increase the reliable operation of equipment in the Far North.

Применение изобретения обеспечит надежную эксплуатацию техники двойного назначения в этих районах.The application of the invention will ensure the reliable operation of dual-use equipment in these areas.

Claims

Arctic diesel fuel based on medium distillate oil fractions containing a base component and antiwear additive in an amount up to 0.04 mass. %, characterized in that the base component contains a mixture of hydrotreated dewaxed diesel fraction boiling in the range of 200-310 ° C, hydrocracking kerosene fraction boiling in the range of 140-240 ° C, or hydrotreated kerosene fraction boiling in the range of 140-230 ° C, and hydrocracking kerosene fraction boiling in the range of 180-250 ° C, or hydrotreated kerosene fraction boiling in the range of 130-220 ° C, taken in a ratio of 39: 41-29: 31-29: 31% vol.