Экологические проблемы производства горюче смазочных материалов

 9. Нефтяные битумы. Битум с давних пор является одним из наиболее известных и важных строительных материалов. Благодаря своим адгезионным и гидрофобным свойствам он находит широкое применение в дорожном строительстве, изготовлении кровельных материалов, при строительстве фундаментов зданий и сооружений, прокладке трубопроводов. Битум представляет собой чрезвычайно сложную смесь углеводородов и гетероорганических соединений разнообразного строения, в основном не выкипающую при температурах перегонки нефти. Идентификация всех составляющих битум соединений невозможна. Групповой состав битума предопределяет его коллоидную структуру и реологическое поведение и тем самым - технические свойства, которые характеризуются условными показателями качества, определяемыми в стандартных условиях. Среди этих показателей важнейшие: пенетрация (глубина проникания иглы в битум), температуры размягчения и хрупкости, дуктильность (растяжимость) - способность битума растягиваться в нить. Некоторые показатели определяют как для исходного битума, так и для битума после прогрева, который имитирует процесс старения. Стандартами задаются определенные значения показателей качества, что отражает оптимальный состав битума. Этот состав может быть различным для разных областей применения битумов. Дорожные битумы разделяют на вязкие и жидкие. Вязкие битумы используют в качестве вяжущего материала при строительстве и ремонте дорожных покрытий. Основное количество таких битумов вырабатывается в России в соответствии с ГОСТ 22245-90.

 Характеристика  технологии производства.

 Так как все горюче смазочные материалы - результат сложных химических и  физических процессов проводимых над сырьем (нефтью), то производство этих продуктов можно осуществлять только на специализированных химических предприятиях. В результате переработки нефти на предприятиях получают одновременно несколько видов горюче смазочных материалов. Отделение более легких фракций позволяет создавать бензины и дизельное топливо, а из более тяжелых получаются масла и мазуты.

 Для того чтобы улучшить качество горюче смазочных материалов в них вводят специальные добавки, позволяющие  добиться оптимальных показателей для того или иного вида ГСМ. Так добавление специальных присадок позволяет увеличивать октановое число бензинов.

 Направление научных и конструкторских разработок в сфере машиностроения на сегодняшний день диктуют две тенденции - экология и экономичность. Защита окружающей среды в последние несколько лет стала флагманом промышленников всего мира и своеобразной технологической модой. В отношении производства горюче-смазочных материалов эта тенденция проявилась в появлении и распространении нового вида горючего - биотоплива, способствующего снижению вредных выбросов в атмосферу. Что же касается смазочных средств, то разработка новых видов двигателей (например, систем прямого вспрыскивания топлива) требует совершенствования характеристик моторных масел. Конструкторы крупных автомобильных корпораций работают на снижение частоты замены масла - соответственно, показатели самих смесей стремятся в

сторону максимального сопротивления окислению.  
 
Тенденция экономичности может рассматриваться двояко - это и технологии экономии топлива в ходе работы двигателей, которая достигается как за счет изменения конструкции моторов, так и благодаря совершенствованию состава топлива и масел, и внедрение новых методик, позволяющих снизить расходы на производство горюче-смазочных материалов. Здесь также заметны определенные достижения, причем инновации касаются в основном экологического топлива, поскольку именно оно принято мировым сообществом в качестве основного и в перспективе должно вытеснить

традиционные виды горючего. 
Наиболее распространенным в Европе видом так называемого экологического горючего на сегодняшний день является биодизель - топливо, созданное на основе растительных или животных масел. Согласно специальным топливным программам, действующим в ряде стран Евросоюза, к 2010 году смесь этанол + биодизель (наиболее распространенный вариант биотоплива) составит 5,75 % от всех применяемых видов горючего, которые, кстати, тоже будут модифицированы за счет повышения содержания в смесях экологически чистых компонентов. На сегодняшний день насчитывается десятки технологий выработки биотоплива, основным сырьем для которого служат пальмовое масло, рапс, соя и другие растительные компоненты, которые смешиваются с продуктами нефтепереработки. 

Американские водоросли - всемирное топливо.

На западе, по мнению аналитиков, наиболее перспективной в плане технических характеристик конечного продукта и экономии на его производстве является методика получения биотоплива из водорослей. По сути, эта методика не так уж и нова - продвигать идею производства биологически чистого топлива из водорослей вместо сои или определенных пород пальм Департамент Энергетики США начал еще в 1978 году. Именно тогда были проведены исследования, доказавшие, что использование такого "нетрадиционного" сырья позволит значительно снизить цены на горючее, и при этом обеспечить высокое качество и должный уровень экологической безопасности топлива. Однако идея не была реализована, поскольку относительно невысокие цены на нефть сделали более выгодным производство традиционного дизеля. А вот в 2006 году именно эта технология привлекла к себе внимание целого ряда крупных топливных корпораций. Все эти компании заявили о строительстве новых промышленных площадок для

производства бионефти и дизельных смесей. 

Биодизель по-русски.

Биодизель приемлем и в условиях российского рынка, поскольку по данным аналитиков дизельные двигатели установлены на большей части легковых и промышленных автомобилей, используемых в России, а биодизель, помимо своих высоких экологических показателей, отличается более высокой по сравнению с традиционными аналогами вязкостью, что способствует увеличению срока службы двигателей. Тем не менее, в отличие от Европы, где уже давно перешли на смеси с подавляющим процентом биодизеля, в России наиболее приемлемым вариантом представляется получение составов биодизеля с превалирующим компонентом традиционного дизельного топлива - подобные смеси разрабатываются и тестируются ведущими топливными компаниями России.  
По данным исследований при определенном соотношении биотоплива и дизеля улучшаются показатели плотности и вязкости горючего, что позитивно влияет на работу двигателя. При этом отмечены меньший расход топлива и значительное снижение выброса оксидов азота по сравнению с традиционными смесями. Отечественные производители весьма успешно придерживаются принципа экологически чистого топлива: например, в прошлом году компания "Славнефть-ЯНОС" представила на рынок довольно удачную новинку - дизельное топливо с ультранизким содержанием серы (всего ррм).  
 
Не меньшее внимание уделяется и разработке новых смазочных материалов. Изменение конструкции двигателей, а также повсеместная пропаганда экологической безопасности ГСМ, ставшая во многих странах обязательным требованием к данной категории продукции, привели к необходимости создания новых моторных масел. Это вполне логично - смена топлива неизбежно ведет к форсированию смазочной отрасли производства ГСМ, в которой весьма активную позицию заняли отечественные производители. Наиболее перспективой технологией в производстве машинных масел на сегодняшний день является Low SAPS, которая позволяет снизить в конечном продукте содержание таких вредных веществ как сульфатная зола, фосфор и сера.

 
Биотопливо - второе поколение.

 
Повсеместный отказ от вредных для экологии продуктов нефтепереработки вынуждает производителей ГСМ разрабатывать синтетические горючие компоненты - например, газ из различных пород древесины. Пионером подобной методики стала известная компания Shell, которая уже давно специализируется на выпуске экологически безопасных ГСМ. Однако если раньше подобные технологии выступали лишь в качестве возможной альтернативы традиционным маслам и топливу, то сегодня уже наметились тенденции к полному переходу на использование "энергетических растений".

 В Приамурье чудо-установка приморских ученых производит горюче-смазочные материалы из биоотходов. «Трава сухая и сырая, солома, отходы жизнедеятельности животных, древесные остатки – все, что выбрасывают в данный момент, можно использовать в производстве на этой установке» - пояснил представитель ООО «НПП Энергия КМ» Василий Горбунов. Себестоимость такого топлива очень низкая. Установка стоит дорого, но окупается через полгода.

 Производство  синтетических ГСМ.

 В последнее  время некоторые серьезные ученые в серьезных научных изданиях призывают перевести отечественный транспорт на уже забытые виды – паровозы и газотурбовозы. Причина этого очень проста – натуральное дизельное топливо достаточно дорогое удовольствие. Да и автомобилисты-частники сильно страдают от того, что бензин постоянно дорожает.

 В тоже время все большее количество ученых утверждает, что будущее за производством синтетического бензина и дизельного топлива. Основная научная идея получения дешевых горюче-смазочных материалов заключается в том, что физическая и химическая основа нефти, газа, угля, торфа и природных сланцев точно такая же, как и у окружающей нас растительности: все это органика.

 Современный уровень новейших биотехнологий  позволяет наладить производство заменителей  горюче-смазочных материалов в промышленных масштабах синтетическим путем. Основой же их создания будут служить материалы растительного происхождения. Прежде всего, выгодно таким способом производить бензин.

 Специалисты знают, что заменителем бензина  можно считать спирт, который  может быть как метиловым (метанол), так и винным (этанол). Метанол  же может быть произведен из угля, древесины, торфа, травы, водорослей и даже бытовых отходов и сухого канализационного ила. И это еще не предел! В России таких источников получения метанола огромное количество: даже кассовые аппараты сбились бы со счета. Полученный из такого доступного сырья спирт можно преобразовать в бензин на специальных химических установках (реакторах). Причем качество бензина будет, в таком случае, достаточно высокое.

 Винный  же спирт (этанол) тоже является хорошим  резервом для производства синтетического бензина. В нашей стране применяется технология его получения из спирта-сырца, который русский народ делает и называет самогонкой или чачей. Октановое число такого синтетического бензина будет не ниже, чем у обычного. ЦТО и СТО будут приятно поражены качеством полученного материала. Для производства бензина на основе винного спирта можно будет использовать злаковые, овощи, фрукты, бобовые и так далее. В основном же речь должна идти об отходах сельского хозяйства. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Экологические проблемы  производства ГСМ  и пути их решения  на примере Московского  Нефтеперерабатывающего  Завода. 

 В середине 30-х годов ХХ века правительство  страны приняло решение построить  под Москвой нефтеперерабатывающий завод для снабжения столицы и области моторным топливом и битумом.

 Работая безостановочно, Московский нефтеперерабатывающий  завод переработал около 400 миллионов  тонн нефти, постоянно поддерживая  обеспечение Москвы в интересах  его жителей.

 Стратегической  линией его текущей деятельности и развития является интеграция с  промышленной и экологической политикой  правительства Москвы.

 За 65 лет работы завод выпускал только неэтилированные бензины, первым в  стране освоил высокооктановый бензин АИ-93 без свинцового антидетонатора.

 Важное  значение для охраны бассейна реки Москвы имело прекращение транспортировки  нефти водным транспортом, а также  ликвидация сброса очищенных сточных  вод в водоем. Построен самый экологичный  трубопроводный транспорт для нефти из отдаленных районов страны, а также и для бензина, авиакеросина, дизтоплива в Московские кольцевые продуктопроводы.

 Впервые в отечественной нефтепереработке на заводе сооружен комплекс по глубокой переработке нефти на базе комбинированной установки каталитического крекинга. Это обеспечило Московскому региону дополнительно более 1 млн.т в год высокооктанового бензина без привлечения сырьевых ресурсов, эквивалентных 10 миллионам тонн в год нефти.

 В постперестроечное  время завод выполнял решения правительства России и Москвы по приоритетным программам промышленной политики.

 Построено крупнотоннажное производство нефтяного  битума и полностью ликвидирован его дефицит в Московском регионе.

 В октябре 1995 года завершена трехлетняя работа коллектива по выполнению распоряжения Правительства России от 22.01.92 г. № 123р о реконструкции производства полипропилена и вводе мощности по этому продукту в объеме 100 тыс.тонн в год экологически чистого полимера.

 С пуском нового комплекса выведены из эксплуатации 7 устаревших установок мощностью 10 тыс.тонн в год по полипропилену, которые не отвечали современным нормам технической и экологической безопасности. Техногенная нагрузка на природу при этом снизилась в 15 раз. Строительство выполнено за счет собственных средств завода, без целевого финансирования из бюджета или внебюджетных фондов.