Применение продуктов каменноугольной смолы и оценка стабильности остаточного судового топлива
- Авторы: Mingrui L.1, Zunzhao L.1, Haibo W.2
-
Учреждения:
- Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals Co. Ltd
- Fuel Oil Sales Co., LTD
- Выпуск: Том 63, № 5 (2023)
- Страницы: 760-772
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0028-2421/article/view/249604
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0028242123050131
- EDN: https://elibrary.ru/RZGEPY
- ID: 249604
Цитировать
Аннотация
Получены и использованы в производстве остаточного судового топлива три типа продуктов каменноугольной смолы: легкая каменноугольная смола I, легкая каменноугольная смола II и гидрогенизированная каменноугольная смола. Для минимизации затрат применен метод линейной оптимизации. Свойства полученных продуктов соответствовали требуемым критериям. Кроме того, для определения стабильности топлива был использован новый аналитический метод градиентных свойств. Анализ углеводородного состава и механизма взаимодействия смолы с асфальтеном показал, что основными компонентами каменноугольной смолы, влияющими на стабильность мазута, являются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и смола. Конденсация ПАУ и смолы в асфальтены и усложнение структуры асфальтенов приводит к отложению нефтепродуктов при нагревании. Гидрогенизация позволяет эффективно снижать содержание ПАУ и объем образования массивных асфальтенов, предотвращая флокуляцию и отложение топлива при старении в топливных цистернах.
Ключевые слова
Об авторах
Liu Mingrui
Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals Co. Ltd
Email: liumingrui.fshy@sinopec.com
Dalian, 116045, Liaoning, China
Li Zunzhao
Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals Co. Ltd
Email: petrochem@ips.ac.ru
Dalian, 116045, Liaoning, China
Wang Haibo
Fuel Oil Sales Co., LTD
Автор, ответственный за переписку.
Email: petrochem@ips.ac.ru
Sinopec, Dalian, 116602, Liaoning, China
Список литературы
- Li D., Li Z., Li W., Liu Q., Feng Z., Fan Z. Hydrotreating of low temperature coal tar to produce clean liquid fuels // J. Anal. Appl. Pyrol. 2013. V. 100. P. 245-252. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2013.01.007
- Гуляева Л.А., Хавкин В.А., Шмелькова О.И., Виноградова Н.Я., Битиев Г.В., Красильникова Л.А., Юсовский А.В., Никульшин П.А. Получение низкосернистого высоковязкого судового топлива гидропереработкой нефтяных остатков // Химия и технология топлив и масел. 2018. № 6. С. 3-6.
- Gulyaeva L.A., Khavkin V.A., Shmel'kova O.I., Vinogradova N.Ya., Bitiev G.V., Krasil'nikova L.A., Yusovskii A.V., Nikul'shin P.A. Production of low-sulfur high-viscosity marine fuel by hydrotreatment of oil residues // Chem. Technol. Fuels. Oils. 2019. V. 54. № 6. P. 669-675. https://doi.org/10.1007/s10553-019-00974-1.
- Гуляева Л.А., Лобашова М.М., Митусова Т.Н., Шмелькова О.И., Хавкин В.А., Никульшин П.А. Получение низкосернистого судового топлива // Химия и технология топлив и масел. 2019. № 6. С. 32-36.
- Gulvaeva L.A., Khavkin V.A., Shmel'kova O.I., Mitusova T.N. Production technology for low-sulfur high-viscosity marine fuels // Chem. Technol. Fuels. Oils. 2019. V. 54. №. 6. P. 759-765. https://doi.org/10.1007/s10553-019-00984-z.
- Vedachalam S., Baquerizo N., Dalai A.K. Review on impacts of low sulfur regulations on marine fuels and compliance options // Fuel. 2022. V. 310. P. 122243. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122243
- Benajes J., Molina S., García A., Belarte E., Vanvolsem M. An investigation on RCCI combustion in a heavy duty diesel engine using in-cylinder blending of diesel and gasoline fuels // Appl. Therm. Eng. 2014. V. 63. № 1. P. 66-76. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2013.10.052
- Lv D., Yuchi W., Bai Z., Bai J., Kong L., Guo Z., Yan J., Li W. An approach for utilization of direct coal liquefaction residue: Blending with low-rank coal to prepare slurries for gasification // Fuel. 2015. V. 145. P. 143-150. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.12.075
- Sun X., Liang X., Shu G., Yu H., Liu H. Development of surrogate fuels for heavy fuel oil in marine engine // Energy. 2019. V. 185. P. 961-970. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.07.085
- Stratiev D., Shishkova I., Tankov I., Pavlova A. Challenges in characterization of residual oils. A review // J. Petrol. Sci. Eng. 2019. V. 178. P. 227-250. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.03.026
- Sultanbekov R.R., Nazarova M.N. Preserving the quality of petroleum products when mixed in tanks. In: Topical Issues of Rational Use of Natural Resources. Litvinenko V., Ed., CRC Press, 2019. V. 2. P. 914-919. https://doi.org/10.1201/9781003014638-57
- Vráblík A., Velvarská R., Štěpánek K., Pšenička M., Hidalgo J. M., Černý R. Rapid models for predicting the low-temperature behavior of diesel // Chem. Eng. Technol. 2019. V. 42. № 4. P. 735-743. https://doi.org/10.1002/ceat.201800549
- Zhang Z., Lv J., Li W., Long J., Wang S., Tan D., Yin Z. Performance and emission evaluation of a marine diesel engine fueled with natural gas ignited by biodiesel-diesel blended fuel // Energy. 2022. V. 256. P. 124662. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.124662
- Ma Z.-H., Li S., Dong X.-Q., Li M., Liu G.-H., Liu Z.-Q., Liu F.-J., Zong Z.-M., Cong X.-S., Wei X.-Y. Recent advances in characterization technology for value-added utilization of coal tars // Fuel. 2023. V. 334. P. 126637. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.126637
- Chacón-Patiño M.L., Rowland S.M., Rodgers R.P. Advances in asphaltene petroleomics. Part 2: Selective separation method that reveals fractions enriched in island and archipelago structural motifs by mass spectrometry // Energy Fuels. 2018. V. 32. № 1. P. 314-328. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.7b03281
- Sun M., Li Y., Sha S., Gao J., Wang R., Zhang Y., Hao Q., Chen H., Yao Q., Ma X. The composition and structure of n-hexane insoluble-hot benzene soluble fraction and hot benzene insoluble fraction from low temperature coal tar // Fuel. 2020. V. 262. P. 116511. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116511
- Schuler B., Meyer G., Peña D., Mullins O.C., Gross L. Unraveling the molecular structures of asphaltenes by atomic force microscopy // J. Am. Chem. Soc. 2015. V. 137. № 31. P. 9870-9876. https://doi.org/10.1021/jacs.5b04056
- Чернышева Е.А., Пискунов И.В., Капустин В.М. Повышение эффективности процесса перегонки нефти на НПЗ путем предварительного оптимального смешения сырья (обзор). 2021. Т. 60. № 1. С. 3-20. https://doi.org/10.31857/S0028242120010050
- Chernysheva E.A., Piskunov I.V., Kapustin V.M. Enhancing the efficiency of refinery crude oil distillation process by optimized preliminary feedstock blending (review) // Petrol. Chemistry. 2020. V. 60. № 1. P. 1-15. https://doi.org/10.1134/S0965544120010053.
- Liu M., Xiang X., Zhang H., Xue Q. Study on stability of heavy marine fuel oil via gradient viscosity method // Pet. Process. Petrochem. 2015. V. 46. P. 96-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-2399.2015.11.020
- Smyshlyaeva K.I., Rudko V.A., Kuzmin K.A., Povarov V.G. Asphaltene genesis influence on the low-sulfur residual marine fuel sedimentation stability // Fuel. 2022. V. 328. P. 125291. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.125291
- Guzmán R., Ancheyta J., Trejo F., Rodríguez S. Methods for determining asphaltene stability in crude oils // Fuel. 2017. V. 188. P. 530-543. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.10.012
- Abdellatief T.M.M., Ershov M.A., Kapustin V.M., Ali Abdelkareem M., Kamil M., Olabi A.G. Recent trends for introducing promising fuel components to enhance the anti-knock quality of gasoline: A systematic review // Fuel. 2021. V. 291. P. 120112. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.120112
- Chambrion P., Bertau R., Ehrburger P. Effect of polar components on the physico-chemical properties of coal tar // Fuel. 1995. V. 74. № 9. P. 1284-1290. https://doi.org/10.1016/0016-2361(95)00096-N
- Jin L., Cao Q., Li J., Dong J. Sulfur removal in coal tar pitch by oxidation with hydrogen peroxide catalyzed by trichloroacetic acid and ultrasonic waves // Fuel. 2011. V. 90. № 11. P. 3456-3460. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2011.06.047
- Han X., Kulaots I., Jiang X., Suuberg E.M. Review of oil shale semicoke and its combustion utilization // Fuel. 2014. V. 126. P. 143-161. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.02.045
- Avci M., Yazici M.Y. Experimental study of thermal energy storage characteristics of a paraffin in a horizontal tube-in-shell storage unit // Energ. Convers. Manage. 2013. V. 73. P. 271-277. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2013.04.030
- Глаголева О.Ф., Капустин В.М., Пискунов И.В., Усманов М.Р. Регулирование агрегативной устойчивости сырьевых смесей и товарных нефтепродуктов (обзор) // Нефтехимия. 2020. Т. 60. № 5. С. 577-586. https://doi.org/10.31857/S002824212005010X
- Glagoleva O.F., Kapustin V.M., Piskunov I.V., Usmanov M.R. Controlling the aggregative stability of feedstock blends and petroleum products // Petrol. Chemistry. 2020. V. 60. № 9. P. 971-978. https://doi.org/10.1134/S0965544120090108.
- Santos Silva H., Alfarra A., Vallverdu G., Bégué D., Bouyssiere B., Baraille I. Asphaltene aggregation studied by molecular dynamics simulations: role of the molecular architecture and solvents on the supramolecular or colloidal behavior // Pet. Sci. 2019. V. 16. № 3. P. 669-684. https://doi.org/10.1007/s12182-019-0321-y
- Deng M., Cao X., Tang B., Yuan Y. Revealing self-aggregation mechanism of asphaltenes during oxidative aging using quantum mechanical calculations // J. Mol. Liq. 2023. V. 371. P. 121063. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.121063
- Pereira J.C., López I., Salas R., Silva F., Fernández C., Urbina C., López J.C. Resins: the molecules responsible for the stability/instability phenomena of asphaltenes // Energy Fuels. 2007. V. 21. № 3. P. 1317-1321. https://doi.org/10.1021/ef0603333
- Stratiev D., Shishkova I., Nedelchev A., Kirilov K., Nikolaychuk E., Ivanov A., Sharafutdinov I., Veli A., Mitkova M., Tsaneva T. Investigation of relationships between petroleum properties and their impact on crude oil compatibility // Energy Fuels. 2015. V. 29. № 12. P. 7836-7854. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5b01822
- Ali S.I., Awan Z., Lalji S.M. Laboratory evaluation experimental techniques of asphaltene precipitation and deposition controlling chemical additives // Fuel. 2022. V. 310. P. 122194. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122194
- Stratiev D., Shishkova I., Dinkov R., Nikolova R., Mitkova M., Stanulov K., Sharpe R., Russell C. A., Obryvalina A., Telyashev R. Reactivity and stability of vacuum residual oils in their thermal conversion // Fuel. 2014. V. 123. P. 133-142. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.01.043
- Li S., Liu C., Que G., Liang W. Colloidal structures of vacuum residua and their thermal stability in terms of saturate, aromatic, resin and asphaltene composition // J. Petrol. Sci. Eng. 1999. V. 22. № 1-3. P. 37-45. https://doi.org/10.1016/S0920-4105(98)00055-2
- Hauser A., Bahzad D., Stanislaus A., Behbahani M. Thermogravimetric analysis studies on the thermal stability of asphaltenes: Pyrolysis behavior of heavy oil asphaltenes // Energy Fuels. 2008. V. 22. № 1. P. 449-454. https://doi.org/10.1021/ef700477a