Газойль: что такое , где применяют и в чем его преимущества

Понятие и общие сведения

Газойлем называется смесь разнообразных по своей химической природе углеводородов, как правило в виде жидкости, с количеством атомов углерода в цепи от 12 до 35. Помимо углеводородов газойли обычно включает большое количество серосодержащих и азотсодержащих примесей (придающих ему желтоватый оттенок), а также соединений, содержащих атомы кислорода.

По химической природе, входящих в него веществ, газойль полностью зависит от марки нефти, из которой его получают. Его химический состав может сильно варьироваться. Обычно в состав смеси входят парафиновые, ароматические и нафтеновые углеводороды, с меньшей долей ароматики, а также описанные выше элементорганические примеси, количество которых в смеси может достигать порядка 7 процентов.

Основными импортёрами СПГ в 2017 году были (в млрд м³/год):

• Япония — 113,9;
• Китай — 52,6;
• Республика Корея — 51,3;
• Индия — 25,7;
• Тайвань — 22,5;
• Испания — 16,6;
• Турция — 10,9;
• Франция — 19,8.

На 2014 год 29 стран импортировали СПГ.

За последние десять лет мировой спрос на СПГ увеличился вдвое, составив в 2016 году 258 млн тонн.

На территории Европы расположено около тридцати крупных регазификационных терминалов, суммарная мощность которых по состоянию на конец 2016 г. превышала 218 млрд м³ в эквиваленте природного газа. Однако в число крупнейших потребителей СПГ европейские страны не входят. Общий импорт СПГ в Европу в 2016 г. составил всего лишь 51 млрд м³ в эквиваленте (15,3 % мирового рынка этого продукта). При этом крупные поставки осуществлялись в Испанию (13,2 млрд м³), Великобританию (10,5 млрд м³), Францию (9,7 млрд м³).

Одна из причин низкой активности европейских стран на рынке СПГ — его высокая стоимость, другая причина — давно отлаженные трубопроводные поставки газа из России. В результате существующие регазификационные мощности не востребованы, терминалы работают с довольно низкой загрузкой. В 2016 г. загрузка мощностей терминалов колебалась от 19 % в Нидерландах и 20 % в Великобритании до 31 % в Бельгии и 37 % в Италии.

В октябре 2019 года глава немецкой энергетической компании «Uniper» Андреас Ширенбек оценил в перспективе дефицит газа на континенте, который может достичь 300 миллиардов кубометров в год. По его словам, нынешняя ситуация с СПГ на европейском рынке говорит об увеличении поставок, которые обеспечит в основном Россия. По его словам, альтернативных источников практически нет. Норвегия сделать это не в состоянии из-за истощения месторождений в Северном море, а Алжир снизил экспорт на 20 процентов и сдаёт позиции крупного европейского поставщика из-за повышения внутреннего спроса.

В чем заключается процесс получение газойля?

Газойль — своего рода топливо-вторсырье. Оно используется в дизельных двигателях внутреннего сгорания. По своим свойствам газойль является чем-то средним между керосином и смазочными маслами. Он дешевле, чем дизельное топливо, так как на него меньше затрат при производстве, а также он не облагается акцизным налогом.

По потребительским свойствам газойль отличается от ДТ — его нельзя использовать в двигателях внутреннего сгорания гражданских автомобилей. Там нужен более чистый продукт, насыщенный депрессорными присадками и другими веществами. Но для котельных или некоторых видов спецтехники газойль подходит отлично.

Существует три вида газойля — атмосферный, вакуумный и гидрокрекинговый. Первый и третий используются как топливо, второй — в химических процессах для получения конкретных нефтепродуктов.

Газойль получают в процессе перегонки и дистилляции нефти. У него есть своя фракция, которая отделяется в ректификационных колоннах и отправляется на дальнейшую переработку. Также газойль можно получить после дистилляции остаточных нефтепродуктов. Отходы после перегонки нефти не утилизируются, из них и получается газойль и схожие вещества.

Атмосферный газойль получается в процессе перегонки при нормальном атмосферном давлении. На вакуумный газойль действует давление, поэтому он имеет другие свойства. Получившийся газойль делится на легкий и тяжелый. Первый используют как присадку к топливу. Второй — как вещество, разбавляющее котлы для мазута на ТЭЦ.

Состав

В зависимости от природы нефти углеводородный состав газойля изменяется в широких пределах. Газойль содержит парафиновые углеводороды (алканы), нафтеновые углеводороды (циклоалканы), остальное — ароматические углеводороды (антрацен, индол, прочие арены) и примеси, содержащие гетероатомы.

Характеристики топлива

Различают легкий газойль и тяжелый газойль. Легкий газойль жидкий, легко текуч, не вязкий, тяжелый газойль слабовязкий, в больших пропорциях обладает свойством сгущать смеси.

• Температура вспышки: 100—150 °C.
• Температура застывания: −15-22 °C.

Используется в качестве сырья на Московском НПЗ на установке Г-43-107 цеха № 4 каталитического крекинга.

Физико-химические свойства газойля

В отечественной нефтепереработке получаемый газойль должен соответствовать техническим требованиям ГОСТ Р 52755-2007, и является не самостоятельным, а композитным топливом, которое получается в результате смешивания газовых конденсатов или нефти. Такой газойль рекомендуется применять только в качестве добавок.

ГОСТ оговаривает следующие параметры газойля:

1. Плотность при внешней температуре 15°С, т/м3 — 750…1000.
2. Кинематическая вязкость при 50°С, мм2/с, не выше — 200.
3. Температура кипения, °С — 270…500.
4. Содержание сернистых соединений в готовом продукте, % — до 20.
5. Кислотное число, в пересчёте на КОН — до 4.
6. Наличие механических примесей, % — до 10;
7. Наличие воды, % — до 5.

Прочих характеристик в данном стандарте относительно газойля нет, а значительный интервал данных позволяет сделать вывод о том, что фактически газойль не представляет собой    цельного класса углеводородов, а подразделяется на несколько групп. Основных видов газойля два — атмосферный газойль (или лёгкий) и вакуумный газойль (или тяжёлый).

Физические свойства атмосферного газойля

Данная разновидность углеводорода получается при атмосферном (или чуть более повышенном, до 15 кПа) давлении, когда из исходного сырья выкипают фракции с температурой от 270 до 360°С.

Лёгкий газойль обладает довольно высокими показателями жидкотекучести, сравнительно малой вязкостью, а в высоких концентрациях способен выступать загустителем. Это существенно сужает полезность такого вида газойля как топлива для транспортных средств, поэтому некоторые нефтетрейдеры реализуют не лёгкий газойль, а его конденсат, фактически являющийся отходом непрерывного нефтехимического производства.

Различить атмосферный газойль можно по его цвету — он либо чисто жёлтого, либо жёлто-зелёного цвета. Неопределённость характеристик газойля, приведенная в предыдущем абзаце, указывает и на достаточно нестабильное поведение такого вида топлива, что усугубляется присутствием значительного количества азота и особенно серы, загрязняющей двигатели.

Физические свойства вакуумного газойля

Данное вещество выделяется при вакуумной перегонке мазута. При гидроочистке и каталитическом крекинге получаются:

1. Легкий газойль (предел выкипания — от 200 до 360℃). После дополнительной обработки это вещество добавляют в дизель. Кроме того, из него получают технический углерод, игольчатый кокс (сырье, нужное для выплавки стали), а иногда эта фракция становится компонентом очищенного мазута.
2. Тяжелый газойль (от 360 до 500℃). Его используют как котельное горючее. С помощью селективных (выборочных) растворителей из фракции можно выбелить твердые парафины.

Каталитический крекинг подразумевает, что в результате термической обработки и ускоряющих процесс веществ получится сырье меньшей молекулярной массы. Это дорогой процесс, поскольку нужна установка, создающая давление и высокие температуры. Кроме того, необходим катализатор.

Тяжёлый газойль кипит при более высоких температурах, в диапазоне 350…560°С, и при разрежении внутри сосуда- катализатора. Вязкость его выше, поэтому соответственно увеличивается температура вспышки (до 120…150°С) а температура загустевания, наоборот снижается, и не превышает -22…-30°С. Цвет такого газойля — слабо-жёлтый, а иногда — практически прозрачный.

Хотя внешние потребительские характеристики тяжёлого газойля весьма близко подходят к свойствам соответствующего дизельного топлива, они не отличаются стабильностью, и сильно зависят от внешних условий. Объясняется это режимами обработки, реализуемыми для получения газойля. Поэтому он, являясь промежуточной фракцией химических процессов нефтепереработки, не может обладать сколь-нибудь постоянными эксплуатационными характеристиками.

Что такое газойль и СМТ и ДГК?

Газойль и СМТ — виды дешевого дизельного топлива. Из-за своей дешевизны у них низкие потребительские свойства. Их нельзя использовать в двигателях гражданских автомобилей. Зато для грузового коммерческого транспорта они подходят куда лучше. Для крупного транспорта и спецтехники вопрос потребления топлива стоит очень остро. От него зависит рентабельность компании, прибыль и многие другие важные показатели. Поэтому там целесообразно использовать вместо гражданского ДТ заменители — газойль и СМТ.

Газойль — топливо, которое образовалось после перегонки и дистилляции нефти и остаточных нефтепродуктов. Оно не подвергалось дополнительной обработке и улучшению свойств. После дистилляции оно сразу же отправляется на поставку. Присадки может использовать сам клиент. Судовое маловязкое топливо (СМТ) подходит только для малооборотистых двигателей речного и морского транспорта. Оно почти не дистиллировалось и содержит в себе много примесей. Но за счет дешевизны обслуживания двигателя СМТ считается популярным для водного транспорта.

Разница в свойствах СМТ и газойля

СМТ не может служить заменой газойлю. Его не стоит использовать нигде, кроме двигателей судов и отопления котельных. Потому что свойства этих двух веществ отличаются.

• СМТ или ДГК более вязкое чем газойл Оно не подойдет для поршней двигателей грузового транспорта.
• СМТ менее устойчив к низким температурам. Для работ в зимний период больше подходит газойль с присадками.
• В СМТ содержится высокое содержание коррозийных веществ Сера превращается в серную кислоту, щелочь встречается в СМТ сама по себе. Они быстро выведут из строя неподготовленный двигатель.
• ДГК или СМГ хорошо коксуется и оставляет нагар в двигателе Вам придется чаще обслуживать его.

Газойль и дизельное топливо: отличия

Начнём с того, что НИКАКОЙ вид газойля не может быть рекомендован в качестве дизельного топлива для автомобилей: он сильно загрязняет подвижные части двигателя, из-за чего стабильность значений крутящего момента падает, а расход такого «топлива» резко возрастает. Но для менее деликатных энергетических приводов (которые используются в подъёмно-транспортной технике, комбайнах, тракторах и пр.) нестабильность физико-химических характеристик газойля особого значения не имеет, да и использование двигателей такой техники менее продолжительно во времени.

Понятие «красного дизеля», более распространённое за рубежом, означает лишь добавку в газойль специального красителя. Это помогает отследить недобросовестных реализаторов топлива, поскольку такое изменение цвета, выявленное на АЗС,  влечёт за собой крупные штрафы.

Химический же состав газойля и дизельного топлива практически идентичен, поэтому стоит указать, что с этой точки зрения газойль — это подкрашенная красным цветом солярка. Которая неизбежно нанесёт существенный вред вашему автомобилю.

Дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия, а потому являются более экономичными. Автомобили с такими моторами, как правило, выигрывают у бензиновых одноклассников в динамике, а также позволяют развивать больший момент.

Применение

• Атмосферныйгазойль (облагороженный) — один из компонентов дизельного топлива (до 15 % в составе ДТ).
• Вакуумныйгазойль — сырьё для каталитического крекинга и гидрокрекинга.
• Крекинговыйгазойль — газойль, полученный при гидрокрекинге и каталитическом крекинге вакуумногогазойля, а также при термическом крекинге и коксовании нефтяных остатков.

Он делится на легкий газойль с пределами выкипания 200—360 °C и тяжелый газойль с пределамивыкипания 360—500 °C. Первый после облагораживания (что снижает количество гетероатомных соединений) используется в качестве добавки в дизельное топливо, второй как разжижающий компонент в топочный мазутдля отопительных котлов.

Сырье для крекинга и гидрокрекинга

Атмосферный газойль используют в комбинации с вакуумным как сырье для установок каталитического и гидрокрекинга. Применяя подобный нефтепродукт, удается добиться того, чтобы качество циркулирующего катализатора годами сохранялось на высоком уровне и практически не менялось.

Крекинг необходим для расщепления молекул тяжелых углеводородов на более мелкие, что позволило бы использовать полученное сырье для выпуска топлива. По итогам процесса образуются пентан-гексановая фракция (газовый бензин) и крекинг-нафта, используемая как компонент автобензина. Остаточный продукт крекинга выступает составляющей мазута.

При гидрокрекинге расщепление крупных молекул углеводородов происходит при избытке водорода, который берут из водородосодержащего газа. Продуктами гидрокрекинга выступают дизельное топливо и так называемый бензин крекинга (компонент автобензина).

Применение атмосферно-вакуумного газойля

Атмосферно-вакуумный применяется как топливо для грузового коммерческого транспорта. Но, в отличие от вакуумного, он не подходит для морских и речных судов, а также котельных установок. Атмосферно-вакуумный газойль и судовое маловязкое топливо (СМТ) имеют различные свойства, поэтому не могут заменять друг друга.

Производство бензина

В американской компании Air Products & Chemicals различное сырье (от атмосферного газойля до мазута) подвергают крекингу с получением высокооктанового бензина, средних дистиллятов или сжиженного нефтяного газа. Дополнительно нефтепродукт подвергают гидрокрекингу с одной стадией переработки при температуре 400-410 °C и давлении 5 МПа.

Влияние фракционного состава на отбор газойля

Поскольку традиционные колонны вакуумного фракционирования мазута обеспечивают температуру конца кипения (ТКК) ТВГ примерно 560°C, считается, что технология глубокого извлечения начинается, когда ТВГ имеет более высокие точки конца кипения.

Однако, многие вакуумные колонны работают с ТКК ниже 560°C. Такие установки могут значительно выиграть от более высоких точек отбора. Однако, работа вакуумной колонны представляет собой трудную среду для эффективного фракционирования, что делает извлечение ценного продукта из остатка в дистиллят более трудным.

Также необходимо отметить, что при высоких значениях ТКК тяжелого вакуумного газойля непременно будет наблюдаться снижение его качественных характеристик, таких как коксуемость, содержание металлов (никель, ванадий). Важно тщательно контролировать эти показатели, чтобы не допустить загрязнения катализаторов на установках каталитического крекинга и гидрокрекинга.

Проблемы вакуумного фракционирования

Существует много проблем, связанных с вакуумным фракционированием атмосферного остатка (мазута). Высокие требования к отводу тепла делают необходимыми циркуляционные орошения. Эти зоны увеличивают высоту колонны, но снижают эффективность разделения. Коксование и термическая деградация колонного оборудования должны контролироваться для обеспечения эффективной и продолжительной работы. Создание и поддержание вакуума для работы колонны часто является постоянной проблемой. Даже при наличии этих проблем все чаще практикуется повышение глубины отбора для извлечения ценного газойлевого продукта.

Особенности транспортировки и хранения

Атмосферный газойль транспортируют битумовозами или ж/д цистернами. Перевозка осуществляется при условии наличия необходимой документации, в том числе путевого листа с маркировкой опасного груза), свидетельства соответствия транспорта требованиям ДОПОГ, права водителя на управление автомобилем и инструкции по действию персонала в непредвиденной ситуации. Для хранения газойля используются большие пластиковые или металлические резервуары.