БТПп3 / 6 семестр / Vse / Раздаточный материал по ДТ, РТ и др топливам

Перспективные требования к дизельным топливам

В последние годы требования к качеству дизтоплив постоянно ужесточаются. Особое внимание уделяют снижению содержания серы и аренов. При этом в стандарты на топлива введен новый показатель – смазывающая способность. Необходимость его введения и нормирования вызвана участившимся выходом из строя топливных насосов высокого давления из-за ухудшения смазывающей способности топлив. А причиной послужила глубокая гидроочистка ДТ, в результате которой из топлива удаляются поверхностно-активные вещества, способные обеспечить граничную смазку.

Технический регламент таможенного союза "О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту" (ТР ТС 013/2011) (Евразийское экономическое сообщество. Комиссия таможенного союза решение от 18 октября 2011 г. № 826).

Таблица – Требования к ДТ РФ

Обозначение дизельного топлива включает следующие группы знаков, расположенных в определенной последовательности через дефис.

Первая группа: буквы ДТ, обозначающие дизельное топливо для автомобильных дизельных двигателей.

Вторая группа: буквы Л (летнее), З (зимнее), А (арктическое), Е (межсезонное), обозначающие климатические условия применения.

Третья группа: символы К2, К3, К4, К5, обозначающие экологический класс дизельного топлива. Обозначение марки может включать торговую марку (товарный знак) изготовителя.

Для выпуска ДТ, соответствующих требованиям европейской нормали EN 590:2000, ОАО "ВНИИНП" разработаны ТУ 38.401-58-296-2001 "Топливо дизельное автомобильное". Показатели качества и методы испытаний полностью повторяют EN 590. Основным отличием ТУ 38.401-58- 296-2001 от действующих нормативных документов являются жесткие требования на содержание серы – не более 350 ppm и на цетановое число – не менее 51 ед. При этом нормируются четыре новых показателя качества: цетановый индекс – не менее 46, смазывающая способность – не более 460 мкм, содержание полициклических аренов – не более 11%, окислительная стабильность.

Требования ТУ 38.401-58-296-2001 к качеству ДТ

Одним из важных показателей ДТ являются низкотемпературные свойства.

Требования к низкотемпературным свойствам ДТ в зависимости от климатических условий эксплуатации (ТУ 38.401-58-296-2001)

Умеренный климат

В 2003г. ОАО "ВНИИНП" разработаны технические условия ТУ 38.1011348-2003 "Топливо дизельное экологически чистое" взамен ТУ 38.1011348-99.

2

Физико-химические показатели экологического ДТ (ТУ 38.1011348-2003)

3

Новый стандарт на авиационное топливо

Всвязи с расширением зарубежных связей, международные авиапорты России значительно увеличили ежедневный прием самолетов зарубежных компаний, заправка которых топливом для газотурбинных двигателей (ГТД) должна осуществляться согласно требованиям международной авиации. Топливо для ГТД характеризуется строго установленными показателями качества.

Вдокументации международной ассоциации авиаперевозчиков (IATA) рассматриваются спецификации на четыре марки авиационных топлив для ГТД, среди них Jet A, Jet A-1, Jet В, ТС-1. Топлива всех марок являются очищенными углеводородными дистиллятами, содержащими допущенные присадки.

Отечественное топливо марки ТС-1, отвечающее требованиям ГОСТ 10227-86 "Топлива для реактивных двигателей. Технические условия", допущено для использования при воздушных перевозках на самолетах с ГТД в России, странах СНГ и некоторых других.

Отечественные авиационные двигатели, эксплуатируемые на отечественном авиатопливе, значительно уступают аналогичным зарубежным двигателям по надежности, шумовым характеристикам и составу отработавших газов, что приводит к закрытию ведущих зарубежных авиапортов для отечественных самолетов. Вследствие этого, для выполнения международных рейсов отечественные авиакомпании вынуждены приобретать самолеты зарубежного производства.

Такие приобретения ведутся на основании правительственных соглашений. Поэтому возникла острая необходимость в производстве отечественного топлива, соответствующих международным требованиям, изложенным в спецификациях ASTM D 1655-01 и DEF STAN 91-91/4.

Протокольными решениями (№ 14 от 24.04.2002, № 15 от 14.10.2002) Межведомственной комиссии по допуску к производству и применению топлив, масел, смазок и специальных жидкостей (МВК) было признано целесообразным проведение работ, направленных на создание национального стандарта, обеспечивающего выпуск российского реактивного топлива на основе ASTM D 1655 и DEF STAN 91-91/4, которое будет признано IATA и допущено для заправки зарубежных самолетов.

Различие характеристик отечественных и зарубежных авиатоплив для ГТД состоит не только в номенклатуре и значениях нормируемых показателей, но и, что особенно важно, в применяемых методах испытания контроля качества.

Согласно правилам международной ассоциации авиаперевозчиков IATA, показатели качества авиационного топлива оцениваются исключительно по методам ASTM. В то же время следует отметить, что отечественные стандарты на методы испытания далеко не всегда соответствует стандартам ASTM по аппаратурному обеспечению, применяемым реактивам и прецизионности (точности метода).

На основе спецификации ASTM D 1655 и DEF STAN 91-91/4 на топливо Jet A-1 TK 31 "Нефтяные топлива и смазочные материалы" в соавторстве с НК "ЛУКОЙЛ" был разработан ГОСТ Р 52050-2003 "Авиационное топливо для газотурбинных двигателей Джет A-1 (Jet A-1). Технические условия". Указанный стандарт был введен в действие Постановлением Госстандарта

России № 138-СТ от 5 мая 2003 г. с 1 января 2004 года (замен на ГОСТ Р 52050-2006 Топливо авиационное для газотурбинных двигателей Джет A-1 (Jet A-1). Технические условия"). Требования к показателям качества топлива приведены в таблице.

Введение данного стандарта, соответствующего международным требованиям, обеспечит признание отечественного авиатоплива для заправки воздушных судов любого класса в отечественных и международных аэропортах, повысит его конкурентоспособность на внутреннем, региональном и мировом рынках.

Технические требования к топливу Джет A-1 согласно ГОСТ Р 52050-2006

4

1)Показатели качества или методы испытаний - по [1].

2)Показатели качества или методы испытаний - по [2].

3)Цвет топлива (показатель 1б) и содержание в топливе механических примесей (показатель 1в) определяют на месте производства. Если цвет топлива невозможно определить по шкале Сейболта [3], то его определяют визуально, о чем делают отметки в документе о качестве топлива согласно приложению Б.

4)В соответствии с требованиями [2] значение кислотного числа (показатель 2) не должно превышать 0,015 мг КОН/г.

5)При разногласии результатов (показателя 4) между определениями меркаптановой серы и докторской пробы за окончательный результат принимают значение меркаптановой серы.

6)В соответствии с требованиями [2], температура вспышки, определяемая методом, приведенным в [22], должна быть не ниже 40 °С.

7)Температура замерзания топлива с пониженной температурой замерзания устанавливается по согласованию между поставщиком и потребителем.

8)Низшую теплоту сгорания определяют расчетным методом по уравнению (1) или таблице 1, приведенным в [33], или по уравнению (2), приведенному в [32].

9)В соответствии с требованиями [2] отложения на трубке оценивают методом оптической плотности, приведенным в [40], не позднее чем через 120 мин после завершения испытания.

10)В соответствии с требованиями [2] при определении концентрации фактических смол по методу [41] допускается в качестве испаряющего агента использовать вместо пара воздух при соблюдении следующих условий: скорость подачи воздуха должна быть 600 мл/с, а его температура должна соответствовать требованиям [41].

11)В соответствии с требованиями [2] смазывающую способность определяют на месте производства, если топливо содержит более 95 % гидроочищенного компонента, не менее 20 % которого прошли гидроочистку в жестких условиях (при парциальном давлении водорода в смеси более 7000 кПа).

Библиография

[1]АСТМ Д 1655-2005 Спецификация на авиационные турбинные топлива

[2]ДЕФ СТАН 91-91/5 Топливо для газотурбинных двигателей, тип авиационный керосин

JETA-1

[3]АСТМ Д 156-02 Нефтепродукты. Метод определения цвета с использованием колори-

метра Сейболта

[4]АСТМ Д 6045-04 Определение цвета нефтепродуктов автоматическим методом трех-

кратного возбуждения

[5]АСТМ Д 5452-00 Метод определения механических примесей в авиационных топливах

методом лабораторной фильтрации (IP 423)

[6]АСТМ Д 3242-90 Метод определения кислотного числа в авиационном турбинном топ-

[7]АСТМ Д 1319-03 Метод определения углеводородного состава жидких нефтепродуктов

спомощью флуоресцентной индикаторной адсорбции (IP 156)

[8]АСТМ Д 3227-04а Потенциометрический метод определения меркаптановой (тиоловой)

серы в бензине, керосине, авиационных турбинных и дистиллятных топливах (IP 342)

[9]АСТМ Д 4952-02 Метод качественного определения активных компонентов серы в топ-

ливах и растворителях (докторская проба)

[10] IP 30/92 Обнаружение меркаптанов, сероводорода, свободной серы и перекисей. Метод докторской пробы

[11]АСТМ Д 1266-98 Метод определения серы в нефтепродуктах (ламповый метод)

(2003)

[12]АСТМ Д 2622-03 Определение серы методом рентгенофлуоресцентной спектрометрии с

дисперсией длины волны [13] АСТМ Д 4294-03 Определение серы в нефти и нефтепродуктах методом рентгенофлуо-

ресцентной спектрометрии на основе энергии дисперсионного взаимодействия

[14]АСТМ Д 5453-04 Определение общей серы в легких углеводородах, моторных топливах

имаслах методом ультрафиолетовой флуоресценции

6

[20]АСТМ Д 1552-03 Определение серы в нефтепродуктах (высокотемпературный метод)

[21]АСТМ Д 86-07b Метод дистилляции нефтепродуктов при атмосферном давлении (IP

123)

[22]АСТМ Д 56-02а Метод определения температуры вспышки в закрытом тигле Тага

[23]АСТМ Д 3828-02 Методы определения температуры вспышки в закрытом тигле малого

[32]АСТМ Д 3338-04 Метод оценки теплоты сгорания авиационных топлив

[33]АСТМ Д 4529-01 Расчетный метод определения низшей теплоты сгорания авиационных

[42]АСТМ Д 1094-00 Метод определения взаимодействия авиационных топлив с водой

[43]АСТМ Д 3948-04 Метод определения характеристик отделения воды от авиационных

турбинных топлив с использованием минисепаратора [44] АСТМ Д 2624-02 Метод определения удельной электрической проводимости авиацион-

ных и дистиллятных топлив (IP 274)

7

показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса

[49]АСТМ Д 4057-95 Руководство по ручному отбору проб нефти и нефтепродуктов

(2000)

[50]АСТМ Д 4306-01 Руководство по испытанию пробоотборников для авиатоплив на при-

сутствие следов загрязнений

Реактивное топливо Джет А-1

Сам по себе авиакеросин для наших нефтепереработчиков является давно освоенным продуктом. На протяжении последних десятилетий в России выпускалось несколько видов этого топлива, которые полностью закрывали потребности как военной, так и гражданской авиации.

Сначала самолеты заправляли обычным прямогонным керосином, вырабатывавшимся из малосернистой нефти. С развитием авиации технические требования к топливу ужесточались. В 1950-х гг. в России начали производить авиакеросин марки ТС-1. Несколько позже, с появлением сверхзвуковых самолетов, российские НПЗ стали производить авиакеросин марки РТ.

В1996 г. к этим двум сортам авиационного топлива добавился новый. На "Киришинефтеоргсинтезе" нефтеперерабатывающей "дочке" НК "Сургутнефтегаз", была введена линия по производству авиационного турбинного керосина, более известного в Европе под маркой "Джет А-1" (Jet А-1) мощностью около 200 тыс. т в год. Необходимо отметить, что "Джет" и ТС-1 по своим техническим характеристикам полностью взаимозаменяемы. Они предназначены для использования на "дозвуковых" самолетах, а это – практически весь мировой самолетный парк. На практике российские гражданские самолеты в европейских аэропортах часто заправляются "Джетом", а иностранные в России – ТС-1.

При этом "Джет А-1" на порядок выше ТС-1 по своим экологическим характеристикам, поскольку "Джет", в отличие от ТС-1, проходит гидроочистку. И, кроме того, в его состав входят антистатическая и стабилизирующая присадки, делающие его использование более безопасным.

Но за качество надо платить – "Джет А-1" примерно на 30% дороже, чем ТС-1. Так, среднероссийская отпускная цена ТС-1 в 2000 г. находилась на уровне $230-235 за тонну (в настоящее время около $600 за тонну). А на мировых рынках, в частности, в Роттердаме, в октябре 2000 г. тонна "Джет А-1" стоила $340-350.

ВРоссии "Джет А-1" не продавался – весь производимый объем экспортировался. Вопервых, потому что этот вид топлива не был стандартизирован. И, во-вторых, отечественные авиакомпании из-за его высокой стоимости пока не намерены были переходить на новый вид топлива, отечественных авиаперевозчиков вполне утраивал ТС-1.

Сентябрьский (2003 г.) пуск линии по производству "Джет А-1" – параллельный, по отношению к основной программе реконструкции и модернизации, проект "Ярославнефтеоргсинтеза". После окончательного завершения реконструкции завод полностью перейдет на выпуск "Джет А-1". С учетом ограниченной емкости западноевропейского рынка экспортировать весь производимый объем, вероятно, окажется весьма трудно. Тем более, что аналогичные планы по выпуску экологически чистого авиакеросина имеют и другие российские нефтяные компании. В этих условиях производители "Джета" обязательно начнут интересоваться внутренним рынком сбыта.

Сейчас "Джет" на внутреннем рынке России не может конкурировать с ТС-1 – слишком дорого. Как показывает история с автомобильным топливом, потребителя нельзя заставить покупать качественные нефтепродукты одними лишь уговорами. Единственный путь перехода на высококачественное топливо – административные меры, запрещающие использование экологически вредных нефтепродуктов. Причем это вполне цивилизованный, "европейский" путь – там, как известно, в моторном топливе жестко регламентировано содержание вредных примесей, в том числе

исеры.

8

Можно предположить, что в недалеком будущем "пул" производителей качественного авиакеросина объединится и убедит власть пересмотреть стандарты авиационного топлива. Опыт подсказывает, что рано или поздно им это удастся.

Отличие между повсеместно применяемым в России авиакеросином ТС-1 и его европейским аналогом Jet А-1 состоит в основном в технологии производства. Jet А-1 проходит гидроочистку, в его составе имеются антистатическая и стабилизирующая присадки, он менее экологически вреден, температура вспышки на 10 градусов выше. Он считается в Европе более безопасным при транспортировке и заправке самолетов. Но здесь надо отметить, что в мировой летной практике не зафиксировано ни одной аварии, связанной с техническими характеристиками керосина марки ТС-1. Более того, преимуществом российского авиатоплива является то, что оно может использоваться при гораздо более низких температурах. Использование в разных странах того или иного вида авиатоплива связано главным образом с сертификацией. К примеру, в США сертифицирован просто Jet, в большинстве европейских стран – Jet А-1, в России, соответственно, существует ГОСТ 10227-86 на ТС-1. А поскольку российская марка керосина не имеет европейской сертификации, автоматически получается, что применение его в Европе не разрешено.

На внутренних рейсах в России авиакомпании заправляют самолеты отечественным керосином, так как Jet А-1 примерно на 30% дороже, чем ТС-1.

Несмотря на то, что ни Jet А-1, ни какое-либо иное зарубежное авиатопливо не имеют реального хождения непосредственно на российском рынке, отечественные заводы уже несколько лет выпускают европейский авиакеросин – для экспортных поставок.

Производство конкурентоспособных реактивных топлив на заводах России

Первым в 1996 г. начал выпуск Jet А-1 Киришский НПЗ "Сургутнефтегаза". Специальные присадки для этой марки завод закупает у ВР (эта компания наряду с TotalFinaEif является монополистом в области присадок для Jet А-1).

Вторым выпуск керосина Jet А-1 освоил Ярославский НПЗ "Славнефти". В конце 2000 г. "Славнефть" заключила соглашение с той же ВР о сотрудничестве в сфере производства данного вида авиационного топлива. При этом ВР взяла на себя обязательство поставлять присадки, а также выступать покупателем ярославской продукции. Среднемесячный объем производства Jet А-1 в Ярославле составлял приблизительно 11,5 тыс. т, и весь объем уходил в Европу для ВР. Никаких изменений в реализации авиакеросина данной марки на заводе не планируют.

Виюне 2003 г. производить Jet А-1 начал Кстовский НПЗ, но, в отличие от опередивших его коллег, производство этого топлива в "ЛУКОЙЛе" нацелено не на внешний, а на внутренний российский рынок. Действительно, для "ЛУКОЙЛа", имеющего свои заводы в Европе, производство на территории России продукта, предназначенного для европейского рынка, бессмысленно – рациональнее было бы производить его за рубежом.

Для достижения рентабельности производства керосина Jet А-1 Кстовскому НПЗ надо выпускать не менее 100 тыс. т в год, а наибольшая эффективность достигается приблизительно при объеме ежегодного выпуска в 150-170 тыс. т авиакеросина ТС-1 (всего в РФ произведено 6,67 млн. т). Сравнительная характеристика авиакеросина ТС-1 и Jet А-1 приведена в таблице.

Вавгусте 2003 г. о намерении в 2004 г. начать производство Jet А-1 на Лисичанском НПЗ при поддержке компании ВР заявил президент Торгового дома "ТНК-Украина" Александр Городецкий. Для этого на заводе предполагалось модернизировать установку, выпускающую керосин ТС-1. Установка новая – она была смонтирована лишь в 2002 г. В 2003 г. "ЛиНОС" планировал произвести 86 тыс. т авиатоплива. На "модернизацию" установки было направлено около $1,5 млн Весь Jet А-1 планировалось экспортировать в Европу.

Сравнительная характеристика ТС-1 и Jet А-1

9

RSH* – содержание меркаптановых соединений серы

Необходимость переориентации "ЛиНОСа" на "Джет" диктуется тем, что украинский рынок авиакеросина переполнен, европейские страны ТС-1 не потребляют, а в России достаточно своего топлива.

Однако Лисичанским заводом планы ТНК по производству Jet A-1 не ограничиваются. В компании изучают целесообразность его выпуска на Рязанском НПЗ, хотя о конкретике говорить пока рано. По аналогии с "ЛУКОЙЛом" можно предположить, что рязанский "Джет" ТНК сориентирует на российский рынок.

Свою новую продукцию в течение 2003 г. "ЛУКОЙЛ" был намерен поставлять зарубежным авиакомпаниям для самолетов, выполняющих международные рейсы из российских аэропортов. В дальнейшем, считают в компании, ситуация с поставками изменится. Емкость российского рынка Jet A-1 будет возрастать за счет постепенного вытеснения керосина ТС-1.

В"ЛУКОЙЛе" обосновали данный прогноз следующими факторами. Во-первых, российские авиакомпании все больше эксплуатируют иностранные самолеты, в частности, Boeing и Airbus, которые, как уверены в нефтяной компании, более требовательны к качеству топлива и его безопасности. Во-вторых, в "ЛУКОЙЛе" не исключают возможности, что в России уже в обозримом будущем будут приняты акты, ограничивающие применение керосина ТС-1. В частности, такие документы будут вводить более строгие экологические нормы выбросов.

Первый практический шаг по продвижению своей новой продукции на внутренний рынок "ЛУКОЙЛ" уже сделал. В июле 2003 г. компания заключила с ОАО "Аэрофлот – Российские авиалинии" соглашение о развитии сотрудничества в сфере заправок самолетов в рамках договоров от 1999 г. о стратегическом партнерстве. "ЛУКОЙЛ" взял на себя обязательство организовать топливозаправочные комплексы в аэропортах России, где доля заправок самолетов "Аэрофлота" равна не менее 10 %, и в тех регионах, которые представляют интерес для авиакомпании. Особое внимание в соглашении уделено вопросам, связанным с внедрением авиакеросина Jet A-1. Нефтяники обещали ускорить его сертификацию, а "Аэрофлот" согласился заправлять им свои лайнеры в российских аэропортах, прежде всего в московском "Шереметьево".

Что касается остальных авиакомпаний, то большинство из них не видят никакой необходимости в том, чтобы кардинально менять ситуацию с авиатопливом. Единственным последствием этого, считают они, будет увеличение издержек авиакомпаний, а значит – рост цен на авиабилеты.

В"Трансаэро" не видят особых преимуществ в использовании керосина Jet A-1. Опыт эксплуатации самолетов как российского, так и иностранного производства, накопленный авиакомпанией, говорит о том, что Jet A-1 и ТС-1 – полностью взаимозаменяемые виды топлива, допускающие даже смешение. Никаких негативных последствий для работы двигателей, включая ресурс эксплуатации, не наблюдается.

Таким образом, в деле налаживания внутреннего сбыта Jet A-1 в первую очередь стоит вопрос цены. Если "ЛУКОЙЛу" удастся добиться на Кстовском заводе существенного снижения себестоимости топлива европейской марки, приближающего его по стоимости к ТС-1, то задача представляется выполнимой.

10