сотрудник
Омск, Омская область, Россия
В статье рассмотрены экологические и технические аспекты производства авиатоплива марки Jet А-1. Представлен сравнительный анализ качества различных марок реактивных топлив. Рассмотрена возможность производства Jet А-1 на действующем российском нефтеперерабатывающем заводе. Сформулированы рекомендации по организации производства и пути решения экологических проблем авиации.
качество реактивного топлива, загрязнение биосферы авиалайнерами, авиакеросин, экологические проблемы авиации, выбросы в атмосферу.
Рынок авиационного керосина в России продолжает активно развиваться. В настоящее время реактивное топливо выпускается на 28 нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ). Базовым процессом производства авиационного керосина по-прежнему является первичная переработка нефти. Динамично развивающиеся компании увеличивают объем выпуска авиатоплива также при внедрении процесса гидрокрекинга.
В гражданской авиации сейчас в основном используется три марки авиатоплива – ТС-1, РТ и Jet А-1. Топливо ТС-1 используется для дозвуковой авиации России. Топливо РТ является универсальным и может использоваться, как для дозвуковой, так и для сверхзвуковой авиации. Топливо Jet А-1, по сути, является зарубежным аналогом российского авиакеросина для дозвуковой авиации и используется для заправки воздушных судов с двигателями зарубежного производства.
Качество топлив ТС-1 и РТ определяется государственным отраслевым стандартом ГОСТ 10227. Качество Jet А-1 должно соответствовать требованиям ГОСТ Р52050, разработанным при участии компании «Лукойл».
Качество авиакеросинов и режим работы двигателей определяют состав продуктов сгорания топлив, систематически загрязняющих биосферу. Наиболее экологически безопасным является топливо марки РТ, но его применение на сегодняшний день ограничено и определено в основном потребностями военной авиации. Промежуточные позиции занимает топливо марки ТС-1 в связи с более мягкими требованиями к содержанию соединений серы. При сгорании топлива все серосодержащие соединения превращаются в кислотные оксиды, которые, как известно, являются причиной кислотных дождей. Топливо Jet А-1 значительно уступает по качеству топливу ТС-1 и РТ по ряду показателей: по содержанию ароматических углеводородов, температуре начала кристаллизации, содержанию общей серы, температуре вспышки. Температура начала кипения отечественных керосинов обеспечивает более легкий запуск авиационных двигателей. В топливе Jet А-1 допускается содержание общей серы в 7 раз больше, чем в ТС-1 [1].
Однако существует ряд ограничений, предъявляемых производителями двигателей, по использованию российских реактивных топлив ТС-1 и РТ на зарубежных типах воздушных судов как российских, так и зарубежных авиакомпаний [2, с. 241].
В настоящее время российские авиакомпании приобретают и берут в лизинг самолеты зарубежного производства, а авиационные заводы России осваивают производство отечественных самолетов с зарубежными двигателями. Качество авиационных топлив российского производства постепенно будет сближаться с качеством европейских и американских топлив.
Несмотря на экологические показатели, актуальным является вопрос организации производства в России топлива Jet A-1, соответствующего требованиям международной ассоциации воздушного транспорта и используемого для заправки зарубежных самолетов [3, с. 226].
Основное количество реактивного топлива производится тремя крупными нефтяными компаниями: «Газпром нефть», «Лукойл», «Роснефть».
Компания «Лукойл» уже сертифицировала производство Jet A-1 на своих заводах. В компании «Газпромнефть» в настоящее время выпускается только авиационное топливо марки ТС-1. Основное количество ТС-1 выпускается на самом крупном НПЗ компании «Газпромнефть» – Омском НПЗ (ОНПЗ).
Производственные показатели АО «Газпромнефть-ОНПЗ», размещенные в открытом доступе, представлены в табл. 1 [4].
Как видно из табл. на ОНПЗ достаточно высокий выход светлых нефтепродуктов, что позволяет рассматривать возможность выпуска нескольких марок авиакеросина одновременно.
Таблица 1
|
Показатель |
Единица измерения |
Значение |
|
млн.т |
20,9 |
|
% |
91,7 |
|
% нефти |
67,4 |
|
млн.т |
5,29 |
|
млн.т |
6,27 |
|
млн.т |
1,69 |
|
% нефти |
0,64 |
Для оценки возможности выпуска на Омском НПЗ авиакеросина марки Jet А-1 было проведено исследование, включающее:
- Изучение требований к качеству Jet А-1 в соответствии с ГОСТ Р52050.
- Изучение опыта постановки на производство новой марки авиакеросина на других НПЗ.
- Изучение технологии получения, условий хранения и транспортирования Jet А-1.
- Сравнение показателей качества авиатоплива марки ТС-1 АО «Газпромнефть-ОНПЗ» с требованиями ГОСТ Р52050 к качеству Jet А-1 (табл. 2).
- Формулирование выводов и рекомендаций.
Выпуск авиатоплива Jet А-1 повлечет за собой изменение выхода других топливных фракций на установках первичной переработки нефти (бензиновой и дизельной), так как Jet А-1 характеризуется более высокой 10%-ной точкой выкипания (205°С) по сравнению с топливами ТС-1 и РТ и более высокой температурой вспышки (не менее 38°С) [5]. Изменение выхода фракций достигается регулированием работы атмосферной колонны на установках атмосферно-вакуумной трубчатки (АВТ).
При переработке сернистых нефтей качество прямогонного керосина не всегда удовлетворяет требованиям ГОСТ. В таких случаях требуется гидроочистка потока для его успешной паспортизации и отгрузки потребителю.
Компания «Лукойл» вступила в Международную ассоциацию воздушного транспорта (IATA), что позволило ей участвовать в заседаниях рабочих групп по авиатопливам и получить документы IATA, касающиеся всех аспектов производства, транспортировки и хранения реактивного топлива Jet А-1 [6]. Компанией было разработано «Руководство по управлению производством, хранению и транспортированию топлива ДЖЕТ А-1».
В соответствии с руководством в компании «Лукойл» топливо Jet А-1 приготовляется путем смешения прямогонных и гидроочищенных керосиновых фракций. Очистка от воды, механических примесей и других посторонних частиц топлива осуществляется в сепараторах, емкостях, электроразделителях, резервуарах в результате отстаивания. Для очистки от механических примесей при отгрузке топлива установлены фильтры. Для улучшения эксплуатационных свойств топлива используются антиокислительная и антистатическая присадки, допущенные к применению при производстве топлива Jet А-1. Резервуары пронумерованы и маркированы. Перекачка компонентов топлива и товарного продукта осуществляется только по трубопроводам, специально предназначенным для этого вида топлива [7].
Технология производства авиатоплива Jet А-1 подразумевает использование присадок. В топливо могут быть введены следующие антиокислительные присадки: 2,6-дитретбутилфенол, 2,6-дитретбутил-4-метилфенол, 2,4-диметил-6-третбутилфенол, а также их смесь. Количество введенных присадок не должно превышать 24 мг/дм3 активных компонентов (без растворителя). На месте производства топлива допускается содержание не более 3 мг/дм3 антистатической присадки СТАДИС 450 (STADIS 450). На месте применения общее количество присадки в топливе не должно превышать 5 мг/дм3. При производстве топлива в него может быть введено от 15 до 23 мг/дм3 противоизносной присадки Хайтек 580 (Hitec 580).
Особые условия хранения и транспортирования должны быть согласованы между поставщиком и потребителем в соответствии с международной практикой. Срок хранения топлива по ГОСТ – пять лет со дня изготовления. По истечении этого срока проводят испытания топлива для принятия решения о возможности его применения или дальнейшего хранения в установленном порядке [5].
Сравнение показателей качества авиатоплива марки ТС-1 АО «Газпромнефть-ОНПЗ» [8] с требованиями ГОСТ Р52050 к качеству Jet А-1 представлено в табл. 2.
Таблица 2
|
Наименование показателей качества |
Марка топлива |
|
|
ТС-1 Омский НПЗ |
Jet А-1 ГОСТ Р 52050 |
|
|
Объемная доля ароматических углеводородов, %, не более |
15,3 |
25 |
|
Массовая доля меркаптан. серы, %, не более |
0,00126 |
0,003 |
|
Массовая доля общей серы, %, не более |
0,032 |
0,25 |
|
Фракционный состав, °С: |
|
|
|
10% отгона при температуре, °С, не выше |
153 |
205 |
|
Температура вспышки, °С, не ниже |
30 |
38 |
|
Концентрация фактических смол, мг на 100 см3 топлива, не более |
0 |
7 |
Топливо ТС-1 АО «Газпромнефть-ОНПЗ» практически по всем показателям соответствует требованиям ГОСТ Р52050, за исключением показателя «температура вспышки в закрытом тигле» (33°С при требовании – не менее 38 °С).
Более низкое значение показателя «температура вспышки в закрытом тигле» для топлива марки ТС-1 объясняется более низкими, чем у топлива марки Jet А-1, значениями показателя «фракционный состав: температура начала перегонки и температура перегонки 10% точки отгона».
Для организации производства топлива Jet А-1 на Омском НПЗ потребуется:
- Отрегулировать показатель «температура вспышки в закрытом тигле» с помощью регулирования работы атмосферной колонны АВТ, а именно увеличить значения показателя «температура начала перегонки» до величин 150 °С, «10% точки отгона» до 170 °С (в результате изменения фракционного состава увеличится температура вспышки, плотность и вязкость топлива).
- Направить на производство прямогонный поток с АВТ в связи со значительным запасом по качеству (содержание сернистых соединений ТС-1 не превышает значения, указанные в ГОСТ Р 52050).
- Организовать узел ввода присадок и фильтрации.
- Организовать отдельную схему транспортировки, хранения и отгрузки топлива в соответствии с международными требованиями.
- Освоить методы анализа ASTM, оснастить лаборатории зарубежными приборами и оборудованием, а также обучить персонал.
На основании проведенного исследования, можно сделать вывод о возможности производства топлива Jet А-1 на российских НПЗ, в том числе и одновременно с выпуском авиатоплива ТС-1. Производство топлива Jet А-1 позволит РФ выйти на рынок с маркой авиатоплива, соответствующей требованиям международной ассоциации воздушного транспорта, и обеспечить заправку зарубежных авиалайнеров. В свою очередь, применение данной марки топлива значительно увеличит нагрузку на окружающую среду.
В связи с этим необходимо при выпуске топлива Jet А-1 сохранять запас по качеству, по содержанию сернистых соединений, а утраченные в процессе гидроочистки свойства топлива восполнять добавлением присадок. По экологическим и техническим характеристикам для заправки отечественных лайнеров целесообразно использовать топливо ТС-1.
1. Международная конференция. Керосины 2013 [Электронный ресурс] // Официальный сайт компании CREON Energy. - URL: http://www.creonenergy.ru/consulting/detail (дата обращения: 06.01.2018).
2. Мановян А.К. Технология переработки природных энергоносителей [Текст]. - М.: Химия, КолосС, 2004. - 456 с.
3. Глаголева О.Ф., Капустин В.М. Технология переработки нефти [Текст]. В 2 ч. Часть первая. Первичная переработка нефти. - М.: Химия, КолосС, 2007. - 400 с.
4. Годовой отчет ОАО «Газпромнефть - ОНПЗ» [Электронный ресурс] // Сайт Центра раскрытия корпоративной информации. - URL: http://www.e-disclosure.ru/portal/files.aspx?id=19579&type=2 (дата обращения: 06.01.2018).
5. ГОСТ Р 52050-2006. Национальный стандарт Российской Федерации. Топливо авиационное для газотурбинных двигателей Джет А-1 (Jet A-1). Технические условия (утв. Приказом Ростехрегулирования от 21.04.2006 N 71-ст) (ред. от 07.11.2011). Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
6. Новый вид топлива от «Лукойл» [Электронный ресурс] // Сайт коммуникационной группы Neftegaz.RU. - URL: http://neftegaz.ru/news/view/36883-Novyj-vid-topliva-ot-Lukoyl- (дата обращения: 06.01.2018).
7. Руководство по управлению производством, хранению и транспортированию топлива ДЖЕТ А-1 [Электронный ресурс] // Сайт Базы промышленных знаний Лаб-Лабс. - URL: http://lab-labs.ru/2010/05/14/rukovodstvo-po-upravleniyu-proizvods/ (дата обращения: 09.05.2016).
8. Паспорт качества на Реактивное топливо ТС-1 производства АО «Газпромнефть-Омский НПЗ» [Электронный ресурс] // Официальный сайт Группы компаний Базис. - URL: http://bazis-nsk.ru/kerosin (дата обращения: 06.01.2018).
