Гидрокрекинговая синтетика что это: НС-синтетические базовые масла

НС-синтетические базовые масла

HC-синтез (Hydro-Craking-Synthese-Technology) – это ни что иное как технология создания Гидрокрекинговых масел.

Гидрокрекинговые (или как их ещё называют – «Эйч-Си-Синтетические») масла — это самый молодой класс базовых масел. Впервые промышленное производство этих масел началось в США в семидесятые годы двадцатого века. Термин «Гидрокрекинг» происходит от слов «Hydro» – «водород» и «crack» – «расщеплять , разламывать». Дословный перевод этого термина по сути уже раскрывает самые важные аспекты производства этих масел – расщепление тяжелых углеводородных молекул нефтяного сырья в присутствии водорода для получения базовых масел с нужными свойствами. По сути если при производстве синтетических базовых масел из легких углеводородных молекул как из кирпичиков собираются – «синтезируются» необходимые искусственные молекулы базового масла, то при производстве гидрокрекинговых масел происходит обратный процесс. В результате исходное сырье полностью очищается от всех примесей и проводится молекулярная модификация. В результате мы получаем масло, обладающее ценными свойствами для тяжелых режимов работы (высокая стойкость к деформациям сдвига при высоких скоростях, нагрузках и температурах, высокий индекс вязкости и стабильность параметров), которое при этом обладает одним неоспоримым преимуществом перед «синтетикой» – более низкой ценой.

Почему же по цене «гидрокрекинг» ближе к «минералке», а по качеству и потребительским свойствам – к «синтетике» (а по некоторым параметрам ее даже превосходит)? Гидрокрекинговое масло ближе к минеральному не только по цене, но и по способу получения. Оно тоже производится из нефти, причем, зачастую, из достаточно недорогих «тяжелых» сортов, в отличие от синтетики, сырьем для которой служат исключительно дорогие чистые фракции первичного бензина. Рассмотрим разницу в процессах получения минерального и гидрокрекингового масел.

При производстве обычного минерального масла разнообразными физико-химическими методами из нефти удаляются нежелательные примеси, вроде соединений серы или азота, тяжелые фракции и ароматические соединения, которые усиливают коксование и зависимость вязкости от температуры. Депарафинизацией удаляются парафины, повышающие температуру застывания масел. Однако понятно, что удалить все ненужные примеси таким методом невозможно — грубо говоря, это и служит причиной худших свойств «минералки». Обработка масла может продолжиться и дальше. Ведь остались еще ненасыщенные углеводороды, которые ускоряют старение масла из-за окисления, да и примеси тоже остались. Гидроочистка (воздействие водородом при высокой температуре и давлении) превращает непредельные и ароматические углеводороды в предельные, что увеличивает стойкость масла к окислению. Таким образом, масло, прошедшее гидроочистку, обладает дополнительным преимуществом.

Гидрокрекинг – это еще более глубокий вид обработки, когда одновременно протекает сразу несколько реакций. Удаляются все те же ненавистные серные и азотистые соединения, Длинные цепочки разрываются (крекинг) на более короткие с однородной структурой, места разрывов в новых укороченных молекулах насыщаются водородом (гидрирование). Многие ученые помимо этого отмечают еще несколько невидимых потребителю особенностей. Первая – улучшение качества базовых масел не за счет удаления вредных компонентов, а путем преобразования их в полезные. Вторая особенность — экологическая чистота как самих технологических процессов (без применения токсичных растворителей), так и получающихся базовых масел (высокоиндексных, малосернистых).

Итак, гидрокрекинговые масла — это продукты перегонки и глубокой очистки нефти. Гидрокрекинг отбрасывает все «ненужное», необходимые свойства придаются с помощью присадок. Гидрокрекинговое масло получается близким по качеству к «синтетике» — оно обладает высоким индексом вязкости, противоокислительной стойкостью и стойкостью к деформациям сдвига, а от износа может защищать даже лучше, чем синтетическое. С другой стороны, «синтетика» более однородна в смысле линейности углеводородных цепей, что дает преимущество в температуре замерзания, большую стойкость к термическому и механическому разрушению, что и объясняет её более высокую стоимость.

К какому классу относить такие масла? В соответствии с классификацией API они относятся к III группе – базовые масла нефтяного происхождения высшей категории качества. По требованиям к наименованию материалов многих стран мира, в том числе Германии, «полностью синтетическими», «100%-синтетическими» или просто «Синтетическими» они называться не могут, так как такое название могут носить базовые масла, состоящие только из искусственно созданных молекул. Но ведь по потребительским свойствам эти масла идут вровень, а иногда и превосходят синтетические. Поэтому чтобы выделить эти масла из ряда прочих «минералок» и подчеркнуть их высокие потребительские свойства, маркетологи большинства маслопроизводящих компаний изобрели целую гамму названий: HC-синтез, НС-синтетика, High-Tech-Synthese-Technology, VHVI, XHVI, ExSyn т.д.

Покупая гидрокрекинговое масло, потребитель получает продукт высочайшего уровня качества сопоставимого с синтетическим, но полученный из доступного природного сырья по экологически чистым технологиям. Поэтому, в последние годы производители автомобилей все чаще особо рекомендуют эти масла к применению, а покупатели голосуют кошельком.

В нашем каталоге Вы можете выбрать моторное масло на базе HC-синтетики и ПАО-синтетики.

всё, что вы хотели о них знать — Eurorepar Авто Премиум

Ассортимент продуктов на рынке смазочных материалов довольно велик. Кроме минеральных, синтетических и полусинтетических жидкостей, отличающихся по степени вязкости, покупателю также предлагаются трансмиссионные средства. Одной из новинок среди подобных продуктов являются гидрокрекинговые масла. Статья представляет собой краткий обзор свойств таких жидкостей, их преимуществ и отличий от других средств.

Гидрокрекинговые смазки отличаются от традиционных (минеральных и синтетических), в первую очередь, по технологии изготовления. У первых принципиально иной способ производства основы, чем у других жидкостей.

Данная технология зародилась в Соединённых Штатах в середине 70-х гг. Тогда базовую часть смазки удалось получить из минеральной основы с помощью особой химической обработки и очистки образовавшегося состава. Полученное вещество по своим свойствам близко к синтетическому субстрату.

Таким образом, гидрокрекинг можно охарактеризовать как особый способ воздействия на натуральную нефтяную основу масла. В результате такого метода обработки её молекулярное строение радикально меняется. По эксплуатационным и прочим характеристикам гидрокрекинговые масла намного ближе к синтетическим, чем к минеральным.

При этом основа такого средства, будучи гораздо чище минеральной и обладая лучшими свойствами по сравнению с ней, всё-таки ниже по качеству, чем синтетические смазочные материалы. Но синтез масла обходится намного дороже, чем гидрокрекинговая обработка нефтяного субстрата. Это и является основным преимуществом последнего.

Гидрокрекинговые масла превосходят по качеству минеральные. Кроме того, они могут заменить синтетику в плане основных характеристик, будучи при этом гораздо дешевле неё.

Если оценивать свойства различных смазочных материалов с точки зрения обычного потребителя, то именно гидрокрекинговые масла являются для него оптимальным решением по сочетанию качества и цены. Этот продукт соответствует высоким стандартам, установленным мировыми производителями автомобилей, и относительно недороги.

Гидрокрекинговые масла поставляет на рынок практически каждая крупная компания, занимающаяся производством горюче-смазочных материалов. То есть рыночная ниша таких продуктов достаточно широка.

Как уже говорилось, гидрокрекинговое масло производится иным способом, нежели синтетическое. Однако по молекулярной структуре они практически идентичны. Качественное синтетическое машинное масло, обладающее высокой устойчивостью к нагрузкам, нуждается в замене не чаще, чем через 15 тыс. км пробега (некоторые марки ещё более долговечны и выдерживают по 20–30 тыс. км). Гидрокрекинговая же смазка приходит в негодность уже через 10 тыс. км и её необходимо менять. А поскольку качество бензина на отечественных заправках довольно сомнительно, то заменять такое масло нужно ещё чаще – раз в 7–8 тыс. км.

Таким образом, основной минус гидрокрекинговых смазочных материалов – это их относительно недолгий срок эксплуатации. Но главный плюс таких продуктов – невысокая цена. Она возможна благодаря упрощённому способу производства. Низкая себестоимость означает меньшую итоговую цену за канистру масла.

Сами производители смазочных материалов не очень охотно рассказывают потребителю, какую базовую основу имеют их продукты, стараясь не акцентировать его внимание на этом. Американский Институт Нефти (API) даже приравнивает настоящие синтетические моторные масла к средствам, полученным с помощью гидрокрекинга.

Это даёт изготовителям возможность по-разному указывать происхождение основы смазочного материала на упаковке. Некоторые сообщают, что продукт был получен посредством HC-синтеза (Hydro Craking Synthese Technology). А другие ограничиваются пометкой о том, что масло является синтетическим, или при его производстве были применены технологии синтеза.

Часть компаний, выпускающих моторные смазки, вообще не дают на упаковке своих продуктов информации о том, какова их основа. Сложилась такая ситуация, что даже средства из топа лучших синтетических или гидрокрекинговых масел не так-то просто распознать: в каталогах ряда компаний они не имеют никаких специальных обозначений, указывающих на происхождение субстрата этих средств.

Современный покупатель выбирает продукт исходя из его цены и учитывая все допуски и классификации изготовителей ДВС. Поэтому основа смазочного материала не указывается напрямую и её можно определить только по косвенным признакам.

Например, масла на минеральной основе будут наиболее дешёвыми среди подобных продуктов. А настоящие синтетические смазки наоборот займут самые высокие ценовые позиции. Это разделение обусловлено себестоимостью производства различных средств. Как правило, полусинтетика дороже минеральных смазок, а гидрокрекинговое масло ещё дороже (хотя и не сравнимо по цене с полностью синтетическим).

Вязкость продукта тоже многое говорит о происхождении его основы. На практике наиболее жидкими оказываются синтетические смазки – 0W10 и 0W20. Такие популярные марки, как 5W30 и 5W40 имеют гидрокрекинговую базовую основу. 10W40 – как правило, минералка или полусинтетика. А 15W50 является минеральным маслом.

Таким образом, технология гидрокрекинга позволяет получить материал, во многом аналогичный синтетическим смазкам. Поэтому позиционирование этих масел в одной категории не лишено оснований.

Выбирая смазочный материал для автомобиля, исходите из того, какое средство будет подходящим именно для вашей техники, целей и стиля езды. В общем-то, нет особой разницы, минеральная это жидкость или гидрокрекинговая. Главное – допуски изготовителя данного средства.

Базовая основа влияет на срок эксплуатации масла и удобство работы с мотором. А также от неё зависит требуемая частота замены смазки в двигателе. Как уже говорилось, недорогие масла на минеральной основе из натуральных нефтепродуктов нужно менять чаще всего. У них есть и другие недостатки: такая смазка может загустеть при сильных морозах зимой. А при больших нагрузках на ДВС она плохо защищает детали и т. д.

Стоит упомянуть, что заявленные сроки замены смазочного материала – лишь примерные ориентиры для автолюбителя, а реальный период может быть намного короче. Учитывайте влияние факторов, таких как: некачественное горючее, частые поездки по пыльным дорогам, перемещение в стиле «стоп – старт» (типичное для мегаполисов с активным движением). От этого моторное масло загрязняется намного быстрее. Даже если оно при этом не «стареет», его всё равно необходимо менять. Сомнительное качество топлива ощутимо сокращает ресурс любых смазочных материалов независимо от происхождения их базовой основы.

Все типы масел обладают своими характерными плюсами и минусами. Для гидрокрекинговых смазок характерны следующие преимущества:

• высокие показатели вязкости;
• большая устойчивость к окислителям;
• высокая степень растворимости присадок;
• устойчивость к деформации сдвига, возникающей при сильных термических и механических воздействиях;
• обеспечение высокой износостойкости деталям двигателя;
• способность не образовывать отложения;
• невысокий коэффициент трения;
• безопасность для резиновых деталей;
• способность работать в режиме перегрузок.

Гидрокрекинг является достаточно сложной и глубокой технологией обработки вещества, состоящей из нескольких параллельно протекающих химических реакций.

Эксперты положительно отзываются о данном способе производства смазочных материалов ещё и потому, что он экологичен. В нём не задействованы токсичные растворители, а продукты гидрокрекинга не представляют опасности для окружающей среды.

Новый, только что сошедший с конвейера автомобиль обычно не создаёт никаких проблем своему владельцу. Достаточно менять смазочный материал в соответствии с плановым графиком, приобретая у официальных дилеров нужный масляный состав. Сложности и ухищрения, связанные с выбором и заменой жидкости, обычно не касаются новых автомобилей. Но с окончанием гарантийного периода и по мере увеличения пробега ситуация меняется и не в лучшую сторону.

Конечно, можно продолжать по привычке заливать тот же смазочный материал. Однако ассортимент продуктов на рынке столь велик, а реклама так настойчива, что большинство автолюбителей склоняются к экспериментам, ища более дешёвые или, наоборот, продвинутые масляные составы.

Как правило, к моменту окончания гарантийного срока (2–4 года без ограничений по пробегу) любая машина успевает проехать порядка 100 тыс. км. Достижение этого рубежа означает, что пора переходить на масло с другой высокотемпературной вязкостью. Сначала заливайте смазочный материал с показателем 5W-30. А после 100 тыс. км пробега желательно начать использовать средство с большей вязкостью: 5W-40 или 10W-40. При условии, что такие показатели допускаются для данной модели автомобиля, что отражено в технической документации к ней.

Даже при тщательной промывке двигателя и полном сливании отработанного масла оно остаётся там в количестве не менее полулитра. Кроме того, на деталях мотора оседает промывочная жидкость, оказывающая негативное влияние на них. Поэтому в любом случае старое, отработанное масло будет смешиваться с новым, этого невозможно избежать.

Иногда уровень смазки падает до критических отметок. Это возможно в результате сильного угара, причиной которого является низкокачественный состав. Или из-за течи, образовавшейся в системе смазки. В таких ситуациях приходится доливать масло. И далеко не всегда под рукой имеется смазка той вязкости и того производителя, который обычно заливают этот автомобиль. В подобных случаях водителям тоже приходится смешивать разные моторные жидкости.

Чисто синтетические смазки включают в себя присадки, идеально совместимые с их базовой масляной основой. Полусинтетические продукты называются так потому, что примерно на 70% состоят из минерального субстрата. Это означает, что с ними совместимы другие пакеты присадок (даже если речь идёт о масляных составах одной марки). Смешивание этих смазок является определённым риском, и ездить на этой смеси длительное время нежелательно. Не говоря уже о соединении масел разных производителей.

Присадки тоже бывают несовместимыми между собой. Минеральные смазочные материалы, обладающие низким индексом вязкости, для её стабилизации нуждаются в большом объёме добавок. А для синтетики такие дополнения абсолютно не требуются. Поскольку её базовая основа сама по себе является достаточно вязкой без всяких вспомогательных модификаторов.

Синтетическим моторным маслам требуется гораздо меньше присадок-депрессантов, которые понижают температуру загустевания. С минеральными составами всё обстоит противоположным образом. Что же произойдёт, если смешать эти масляные продукты? Получится довольно неприятный результат: смесь станет намного менее текучей и попадёт не на все детали двигателя. А это уже чревато ускоренным износом и поломкой машины.

Наиболее безопасный вариант смешивания масел – добавлять синтетику в полусинтетику. Если оба смазочных состава изготавливаются одной торговой маркой, это совершенно безопасно. Синтетическое масло, будучи более качественным и текучим, не изменит своих показателей вязкости.

А вот смешивание смазок разных брендов, даже с аналогичными базовыми составами – не самая лучшая идея. Это можно делать только в случае крайней необходимости (если нужно добраться до дома или ближайшего автосервиса и никаких других масел в доступе нет). После того, как в основной состав долили смазочный материал другого изготовителя, нужно слить его как можно скорее. После чего тщательно промыть двигатель и наполнить его более подходящим маслом. В противном случае механизм мотора может закоксоваться по причине несовместимости присадок. Но это ещё не всё: потребуется повторная замена масла через 5 тыс. км пробега (это необходимо для избавления двигателя от остатков старой смеси).

Если вы задались целью приобрести именно гидрокрекинговое масло, то ищите пометку «HC-Synthese» на упаковке продукта.

Конечно, изготовителям смазочных материалов выгоднее выдавать его за чистую синтетику, поэтому они стараются не афишировать технологии производства продукта. Причём формально они правы и не нарушают Закон о защите прав потребителей. Поэтому если хотите выбрать синтетическое средство для своего автомобиля, вам придётся полагаться на честность продавцов или сразу ориентироваться на самые дорогие средства: ни один крупный автомагазин с хорошей репутацией не станет поднимать цены на гидрокрекинговые масла до уровня синтетических.

О смазочных материалах, производимых в Евросоюзе, получить правдивую информацию проще. На этикетках гидрокрекинговых продуктов обязательно будет присутствовать маркировка «HC». 100%-ная синтетика тоже снабжается соответствующей пометкой. А вот масла на минеральной основе никаким особым образом не маркируются.

С продуктами из Японии и Кореи всё сложнее: гидрокрекинг там приравнивается к синтетике. На упаковках азиатских смазочных жидкостей можно увидеть маркировки только трёх типов: минеральное масло, синтетическое, полусинтетическое. Поэтому единственным надёжным критерием остаётся цена.

Российские изготовители смазочных материалов тоже не считают, что из жидких нефтепродуктов невозможно произвести абсолютную синтетику. И если минеральные и полусинтетические средства маркированы соответствующим образом, то продукты, произведённые по технологиям синтеза и гидрокрекинга, попадают в одну категорию.

Имейте в виду, что в домашних условиях, равно как и в гараже, невозможно определить базовую основу моторного масла. Экспериментальным путём это не делается. Необходим анализ средства в профессиональной химической лаборатории.

Оптимальное время эксплуатации моторного масла зависит от многих факторов. Это и длительность поездок, и стиль вождения, определяющий нагрузку на мотор, и текущее состояние самого двигателя. Конечно, и качество масла играет не последнюю роль.

Регулярные проверки качества средства, залитого в мотор, позволят вам вовремя обнаружить проблемы и заменить моторное масло, не допустив серьёзных проблем с автомобилем и сэкономив свои финансы. Не следует продолжать пользоваться маслом, которое пришло в негодность. Однако и слишком частая его замена – тоже не самый разумный вариант. Но ездить с плохим смазочным материалом всё-таки опасно: если он приведёт к поломке, придётся раскошелиться на серьёзный ремонт.

Как определить состояние моторного масла по его внешнему виду?

Если средство приобрело тёмный цвет, это значит, что оно загрязнилось продуктами сгорания. Однако, несмотря на чёрный цвет, смазка может ещё достаточно неплохо справляться с очисткой мотора.

Цвет масляного щупа ещё не характеризует актуальное состояние жидкости в моторе.

Вот несколько рекомендаций по определению качества смазочного материала в двигателе:

1. Проверки состояния масла нужно обязательно совершать перед началом долгих поездок, при добавлении антифриза и жидкости в ёмкость омывателя.
2. Если контрольная лампа загорелась, это означает, что уровень смазки понизился на 2 литра. И это уже повод для беспокойства.
3. Уровень масла ни в коем случае не должен падать ниже отметки «min», нанесённой на щуп. Но допускать превышения отметки «max» тоже нежелательно.
4. Качественное масло (как гидрокрекинговое, так и синтетическое, и минеральное) должно обладать текучестью и собираться в капли.
5. Проверяя уровень смазочного материала в двигателе, имейте в виду, что на него могут влиять вода и горючее, случайно попавшие в мотор. Например, при поездках на небольшие расстояния в картере накапливается конденсат. Он смешивается с несгоревшим топливом и формирует ложную картину уровня масла.
6. Когда мотор нагревается, его щуп отражает действительный уровень смазки. Вся вода, равно как и не успевшее сгореть топливо, к этому моменту испаряются. Поэтому рекомендуется замерять уровень жидкости тогда, когда машина уже проехала 10–15 км, а двигатель ещё не охладился.
7. Чем свежее и качественнее моторное масло, которое вы используете, тем дольше прослужит двигатель вашей машины.
8. Доливать следует смазочный материал, качество которого не ниже прежнего.
9. Всегда следуйте правилам, которые записаны в инструкции по эксплуатации транспортного средства. Особенно при замене масла.
10. В среднем, смазочное средство меняют не реже, чем раз в полгода (хотя для дизельных автомобилей этот срок короче). Только так можно сохранить двигатель и обеспечить ему долгую беспроблемную работу.

Получение жизнеспособного топлива из остаточного масла

Каталитический крекинг и гидрокрекинг в жидкой среде производят различные виды топлива для отопления и транспорта, включая дизельное топливо и бензин. Крекинг является второстепенной частью процесса переработки сырой нефти. Первым этапом процесса нефтепереработки является отделение углеводородов ископаемого топлива. В процессе дистилляции углеводороды сырой нефти разделяются на партии малых, средних и больших молекул. Крекинг — это очистка сверхкрупных углеводородов, оставшихся после процесса дистилляции.

Два наиболее распространенных метода крекинга углеводородов — каталитический крекинг с псевдоожиженным слоем (FCC) и гидрокрекинг — являются специфическими для больших, длинных и тяжелых углеводородов. Оба следуют процессу дистилляции, который отделяет пригодные для использования углеводороды от углеводородов, требующих дальнейшей очистки. И оба производят пригодное для использования транспортное топливо и топливо для отопления из ограниченного в использовании остаточного топлива, которое остается после процесса дистилляции.

Перед крекингом углеводородов процесс дистилляции разделяет углеводороды по весу

Перегонка сырой нефти позволяет производить топливо в газообразном состоянии, бензин, дизельное топливо и мазут. Он также производит сырье для пластмасс, красок, резины, клеев и сотен других продуктов на основе углеводородов. Процесс перегонки не отделяет все углеводороды от сырой нефти. Остаются углеводороды. Название оставшихся углеводородов — «остатки».

Важно отметить, что не существует «дизельных углеводородов», «бензиновых» или «пропановых» углеводородов. Не существует категорий или типов углеводородов, специфичных для ископаемого топлива. Многие виды ископаемого топлива содержат одни и те же углеводороды. То есть процесс переработки сырой нефти не является разделением топлива и синтетики. Хотя верно то, что все ископаемые виды топлива состоят из углеводородов, ни одно топливо не является продуктом одной категории или класса углеводородов.

Все виды ископаемого топлива представляют собой смесь углеводородов различных категорий, классов, размеров и веса. Таким образом, многие виды ископаемого топлива содержат одни и те же углеводороды. Это смесь различных типов углеводородов, которые определяют тип ископаемого топлива.

Перегонка Перегонка – это кипячение сырой нефти

Основным компонентом завода по переработке сырой нефти являются дистилляционные колонны. «Первый процесс известен как дистилляция. В этом процессе сырая нефть нагревается и подается в дистилляционную колонну. Когда температура сырой нефти в дистилляционной колонне повышается, сырая нефть разделяется на различные компоненты, называемые «фракциями». Затем фракции улавливаются отдельно. Каждая фракция соответствует различному типу нефтепродукта, в зависимости от температуры, при которой эта фракция выкипает из смеси сырой нефти».

Дистилляционная колонна наполняется сырой нефтью, после чего начинается ее медленное нагревание. При повышении температуры сырой нефти начинают выделяться углеводороды. Процесс разделения углеводородов в дистилляционной колонне называется испарением. При повышении температуры углеводороды превращаются в пары. После испарения углеводороды фильтруются в резервуары для хранения.

По сути, переработка сырой нефти представляет собой дистилляцию различных категорий и классов углеводородов в процессе кипячения. Более конкретно, переработка представляет собой перегонку углеводородов разного размера. Но еще большее значение для процесса нефтепереработки имеет не только размер углеводородов, но и их вес.

В процессе очистки в первую очередь испаряются самые легкие углеводороды. В последнюю очередь испаряются самые тяжелые углеводороды. Некоторые углеводороды настолько тяжелые и плотные, что не испаряются. Остаточные углеводороды в сырой нефти настолько тяжелы, что не испаряются. Углеводороды, которые не испаряются, имеют пометку «остатки».

Вместо испарения, если температура в дистилляционной колонне становится достаточно высокой, остаточные углеводороды самовозгораются. Они просто остаются на дне дистилляционной колонны.

Почему некоторые углеводороды не перегоняются

Не все углеводороды в сырой нефти подходят для использования в качестве топлива для отопления или транспорта. Несмотря на то, что большая часть углеводородов в сырой нефти находит применение, есть небольшая их часть — остатки, которые слишком тяжелы и плотны для практического применения.

Остаточные углеводороды настолько тяжелые, что обладают чрезвычайно высокой вязкостью. Это означает, что они льются очень медленно, если вообще льются. Кроме того, остатки в основном состоят из длинных, разветвленных и петельных алканов. Это означает, что остаточное масло очень стабильно. В результате, хотя и наполненные энергией, остаточные углеводороды не легко насыщаются кислородом.

Таким образом, остаточное углеводородное топливо не только является почти полутвердым, но и не легко воспламеняется. Таким образом, остаточные углеводороды очень малопригодны. В противном случае углеводороды в мазуте изменяются на молекулярном уровне. Чтобы иметь практическое применение — использование в качестве топлива для транспорта и/или отопления, углеводороды должны быть разбиты на более мелкие молекулы углеводородов.

Это и есть крекинг, преобразование остаточных углеводородов в более мелкие полезные углеводороды.

Чрезвычайно высок спрос на топливо для отопления и транспорта. Таким образом, существует ценность преобразования остаточных углеводородов в углеводороды, которые являются подходящими для использования в качестве топлива для отопления и транспорта. Крекинг превращает остаточные углеводороды в углеводороды с низкой вязкостью и более высокой летучестью.

Различия между гидрокрекингом и каталитическим крекингом связаны с типами углеводородов, которые они производят. Типы крекинг-углеводородов определяют типы углеводородов FCC и продуктов гидрокрекинга. Некоторые углеводороды в мазуте при крекинге дают бензин. Другие производят ископаемое топливо в газообразном состоянии. И все же другие при расщеплении производят углеводороды, необходимые для производства дизельного топлива. Чтобы понять разницу между гидрокрекингом и флюидным каталитическим крекингом, необходимо понимать различия между углеводородами.

Краткий обзор компонентов сырой нефти

Состав сырой нефти почти полностью состоит из углеводородов, за исключением существующих следовых примесей. «Сырая нефть — это природный неочищенный нефтепродукт, состоящий из углеводородных отложений и других органических материалов. Тип ископаемого топлива, сырая нефть может быть переработана для производства пригодных для использования продуктов, таких как бензин, дизельное топливо и различные формы нефтехимии».

Углеводороды сырой нефти относятся к двум категориям и четырем классам. Обе категории состоят из двух классов за штуку. Две категории углеводородов — насыщенные и ненасыщенные.

Насыщенные и ненасыщенные углеводороды

Насыщенные углеводороды — это углеводороды, которые больше не могут принимать атомы углерода или водорода. Они завершены. Поскольку насыщенные углеводороды полны, они чрезвычайно стабильны.

Ненасыщенные углеводороды, с другой стороны, не являются полными. Атомы углерода и водорода в ненасыщенных углеводородах имеют место для добавления большего количества атомов углерода и водорода вдоль цепи. А поскольку ненасыщенные углеводороды неполные, они летучие.

PEDIAA.com объясняет: «Основное различие между насыщенными и ненасыщенными углеводородами заключается в том, что насыщенные углеводороды содержат только одинарные ковалентные связи между атомами углерода, тогда как ненасыщенные углеводороды содержат по крайней мере одну двойную или тройную ковалентную связь в основной цепи. Насыщенные и ненасыщенные углеводороды имеют разные характеристики из-за этих структурных различий».

Обе категории углеводородов состоят из пары классов углеводородов.

Четыре класса углеводородов

Существует два класса углеводородов в категории насыщенных углеводородов и два класса в категории ненасыщенных. Алканы и циклоалканы относятся к насыщенным классам углеводородов. Алкены и алкины относятся к ненасыщенным классам. Алкины и алкены — два класса в категории ненасыщенных — обладают уникальными чертами и характеристиками на молекулярном уровне.

Вопрос о том, существуют ли на самом деле два класса насыщенных углеводородов, является спорным.

Циклоалканы — это просто алканы с петлей. Атомы углерода на каждом конце молекулярной цепи связаны друг с другом. В результате получается углеводородное кольцо. Хотя структура циклоалканов отличается от структуры алканов, химический состав такой же. «Алканы — это органические соединения, полностью состоящие из одинарных атомов углерода и водорода и лишенные каких-либо других функциональных групп. Они имеют общую формулу \(C_nH_{2n+2}\) и могут быть подразделены на следующие три группы: линейные алканы с прямой цепью, разветвленные алканы и циклоалканы. Они также являются насыщенными углеводородами. Алканы — это простейшие и наименее реакционноспособные виды углеводородов, содержащие только углерод и водород».

Циклоалканы не всегда признаются самостоятельным классом предельных углеводородов. Итак, циклоалканы — это, по сути, алканы. «Алканы описываются как насыщенные углеводороды, а алкены, алкины и ароматические углеводороды — как ненасыщенные».

Категории и классы углеводородов относятся к видам топлива. Например, «Дизельное топливо, полученное из нефти, состоит примерно на 75% из насыщенных углеводородов (в основном из парафинов, включая n , изо и циклопарафины) и 25% ароматических углеводородов (включая нафталины и алкилбензолы). Средняя химическая формула обычного дизельного топлива — C12h34, примерно от C10h30 до C15h38».

Значение категорий и классов углеводородов для крекинга

Категории и классы углеводородов имеют отношение к гидрокрекингу и каталитическому крекингу. Причина в том, что флюидный каталитический крекинг расщепляет тяжелые, плотные, насыщенные углеводороды на более мелкие молекулы для производства ископаемого топлива в газообразном состоянии и топлива средней массы, такого как бензин. Гидрокрекинг представляет собой двухэтапный процесс. Гидрокрекинг — это, во-первых, процесс присоединения атомов водорода к ненасыщенным атомам углеводородов с целью сделать их насыщенными. Когда молекулы углеводородов насыщаются, , затем они разбиваются на более мелкие составные части для получения дизельного топлива и мазута.

Процесс жидкостного каталитического крекинга

Крекинг углеводородов не является новой концепцией. На самом деле, он существует с начала прошлого века. «Процесс каталитического крекинга был разработан в 1920 году Юджином Хоудри для повышения качества остатка, который был коммерциализирован последним в 1930 году. Процесс Хоудри был основан на циклической конфигурации с неподвижным слоем. Процесс каталитического крекинга постоянно совершенствовался, начиная с технологии неподвижного слоя и заканчивая каталитическим крекингом с псевдоожиженным слоем (FCC)».

Жидкостный каталитический крекинг представляет собой способ разрушения больших плотных молекул углеводородов. «Установки жидкостного каталитического крекинга (FCCU) представляют собой вторичную конверсионную операцию на более сложных нефтеперерабатывающих заводах и используются для производства дополнительного бензина, в первую очередь, из газойлей, произведенных на установках атмосферной и вакуумной перегонки». Это одноэтапный процесс. После крекинга углеводороды подаются в дистилляционную колонну для разделения с содержимым сырой нефти.

Процесс гидрокрекинга, с другой стороны, представляет собой процесс, состоящий из нескольких стадий.

Процесс гидрокрекинга

Процесс гидрокрекинга становится все более популярным, поскольку он позволяет не только крекинг углеводородов. Кроме того, процесс гидрокрекинга удаляет загрязняющие вещества, обычно встречающиеся в остаточном масле. «Гидрокрекинг — один из самых универсальных процессов преобразования низкокачественного сырья в высококачественные продукты, такие как бензин, нафта, керосин, дизельное топливо и парафин, которые можно использовать в качестве нефтехимического сырья. Его важность все больше возрастает, поскольку нефтепереработчики ищут вариант с низкими инвестициями для производства чистого топлива. Новое природоохранное законодательство требует дополнительных и дорогостоящих усилий для удовлетворения строгих требований к качеству продукции».

Технология гидрокрекинга состоит из двух частей. Оба этапа необходимы для преобразования тяжелых, плотных углеводородов, поступающих из широкого спектра сырья нефтеперерабатывающих заводов, в ценную нафту или дистиллятные продукты. Гидрокрекинг из всех технологий крекинга обладает способностью превращать самое низкокачественное сырье в высококачественные транспортные и тепловые углеводороды.

Например, гидрокрекинг может превратить углеводороды, содержащиеся в битуме нефтеносных песков, в пригодные для использования углеводороды. Битумы нефтеносных песков характерны почти нулевым значением. Но с помощью гидрокрекинга их можно превратить в пригодное для использования углеводородное топливо.

Гидрокрекинг представляет собой двухстадийный процесс, сочетающий каталитический крекинг и гидрирование. Гидрирующая часть гидрокрекинга представляет собой присоединение атомов водорода к ненасыщенным углеводородам, ароматическим кольцам. «из-за того, что ароматические кольца не могут быть расщеплены до тех пор, пока они не будут полностью насыщены водородом, процесс гидрокрекинга позволяет перерабатывать больше ароматического сырья, включая побочные продукты каталитического крекинга (например, легкое рецикловое масло)».

Другими словами, первой стадией процесса гидрокрекинга является насыщение непредельными углеводородами. Вторым этапом является крекинг этих углеводородов с целью получения топлива с низкой вязкостью 9.0003

Важность крекинга

Крекинг углеводородов с целью увеличения общего количества используемого топлива в барреле сырой нефти становится все более важным. Каждый день в мире производится более миллиона баррелей FCC-бензина. По мере того, как мир становится все более и более зависимым от тяжелой сырой нефти, подобной той, которая добывается в битуминозных песках Венесуэлы и Канады, FCC и гидрокрекинг будут становиться все более важными.

Появление современной гидрообработки — Эволюция технологии базовых масел

В первой части этой серии статей обсуждалась ранняя история базовых масел для смазочных материалов в начале 1950-х годов. Здесь, в Части 2, мы рассматриваем современные технологии производства базовых масел и описываем, как современные базовые масла открыли двери для значительного улучшения готовых смазочных материалов. В части 3 будут сравниваться характеристики базовых масел и освещаться будущие тенденции.

Гидроочистка

Гидроочистка была разработана в 1950-х годах и впервые использовалась в производстве базовых масел в 19 веке.60-х от Amoco и других. Гидроочистка — это процесс добавления водорода к базовому маслу при температуре выше 600°F и давлении выше 500 фунтов на квадратный дюйм в присутствии катализатора. Это удаляет примеси, стабилизирует наиболее реакционноспособные компоненты базового масла, улучшает цвет и увеличивает срок службы базового масла. Гидроочистка сама по себе обычно недостаточна для получения базового масла.

Гидрокрекинг

Гидрокрекинг является более жесткой формой гидроочистки. В процессе гидрокрекинга исходное базовое масло проходит через слой высокоактивного катализатора при температуре выше 650°F и давлении выше 1000 фунтов на квадратный дюйм. Молекулы корма изменяются, и некоторые из них расщепляются на более мелкие молекулы. Почти вся сера и азот удаляются, а многие ароматические соединения насыщаются водородом. Молекулярная перестройка происходит по мере образования изопарафинов и соединений с насыщенным кольцом.

Эти соединения имеют высокие индексы вязкости (VI) и низкую температуру застывания. Однако воскообразные соединения, в основном нормальные парафины, практически не подвержены гидрокрекингу и должны быть удалены в последующем процессе для снижения температуры застывания. Побочным продуктом этого процесса являются экологически чистые виды топлива (дизельное и реактивное топливо, а также нафта для автомобильного бензина).

Примитивная версия процесса гидрокрекинга была предпринята для производства смазочных масел в 1930-х годах, но вскоре от нее отказались по экономическим причинам после того, как процесс очистки растворителем стал коммерческим. Однако технология катализаторов гидрокрекинга продолжала совершенствоваться. ¹

После Второй мировой войны предшественники современной технологии катализаторов гидрокрекинга были импортированы из Германии. Chevron коммерциализировала эту технологию производства топлива в конце 1950-х годов. ² В 1969 году на нефтеперерабатывающем заводе в Тибе компании Idemitsu Kosan с использованием технологии, лицензированной компанией Gulf, была запущена в коммерческую эксплуатацию первая установка гидрокрекинга для производства базовых масел. ³ За этим последовал нефтеперерабатывающий завод Sun Oil Company Yabucoa в Пуэрто-Рико в 1971 году, также использующий технологию Gulf. ¹

Каталитическая депарафинизация и гидроизомеризация парафинов

Каталитическая депарафинизация представляет собой высокотемпературный процесс под высоким давлением, в котором катализатор избирательно расщепляет молекулы парафина, присутствующие в базовом масле, на легкие продукты, такие как газ и лигроин. Хотя этот процесс эффективен, он несколько расточительный, поскольку ценный парафин превращается в менее ценный газ и легкое топливо. При гидроизомеризации процесс аналогичен, но парафин избирательно превращается (изомеризуется) в базовое масло очень высокого качества. Оба процесса удаляют парафин и, следовательно, снижают температуру застывания базового масла, но гидроизомеризация приводит к более высокому индексу вязкости базового масла и лучшим выходам.

Первые технологии каталитической депарафинизации и гидроизомеризации парафинов были коммерциализированы в 1970-х годах. Shell использовала технологию гидроизомеризации парафинов в сочетании с депарафинизацией растворителем для производства базовых масел со сверхвысоким индексом вязкости в Европе. Exxon и другие построили аналогичные заводы в 1990-х годах. В Соединенных Штатах Mobil использовала каталитическую депарафинизацию вместо депарафинизации растворителем, но по-прежнему сочетала ее с экстракцией растворителем для производства обычных нейтральных масел.

Каталитическая депарафинизация была желательным усовершенствованием депарафинизации растворителем, особенно для обычных нейтральных масел, поскольку в ней использовались упрощенные операции по удалению н-парафинов и воскообразных боковых цепей из других молекул путем их расщепления на более мелкие молекулы. Это снизило температуру застывания базового масла, так что оно текло при низких температурах, подобно маслам, депарафинизированным растворителем.

Компания Chevron первой объединила каталитическую депарафинизацию с гидрокрекингом и гидроочисткой на своем заводе по производству базовых масел в Ричмонде, Калифорния, в 1984 г. ⁴ (рис. 1).

Рис. 1. ChevronTexaco, Ричмонд, Калифорния,
Завод смазочных масел (RLOP)

Это была первая коммерческая демонстрация полностью гидрообрабатывающего маршрута производства смазочных базовых масел.

В 1993 году компания Chevron ввела в промышленную эксплуатацию первый современный процесс изомеризации-депарафинизации парафина. ⁵ Это было огромным улучшением по сравнению с более ранней каталитической депарафинизацией, поскольку температура застывания базового масла была снижена за счет изомеризации (изменения формы) н-парафинов (парафинов) и других молекул с парафиновыми боковыми цепями в желательные разветвленные соединения с превосходными смазывающими свойствами. чем их расколдовать. В этом технологическом прорыве использовался катализатор ISODEWAXING® от Chevron для значительного повышения эффективности депарафинизации и характеристик базового масла.

Гидроочистка

Последним этапом на современных заводах по производству базовых масел является гидроочистка, при которой используются сложные катализаторы и давление выше 1000 фунтов на квадратный дюйм для окончательной полировки базового масла. По сути, несколько оставшихся примесей превращаются в стабильные молекулы базового масла.

Собираем все вместе

Современная гидропереработка позволяет получать продукты с исключительной чистотой и стабильностью благодаря чрезвычайно высокой степени насыщения водородом. Эти продукты отличаются тем, что, в отличие от других базовых масел, обычно не имеют цвета. Комбинируя гидрокрекинг, изодепарафинизацию и гидрофинишную обработку, молекулы с низкими смазывающими свойствами трансформируются и преобразуются в молекулы базового масла более высокого качества. Температура застывания, ИВ и устойчивость к окислению контролируются независимо на отдельных стадиях каталитической обработки.

Среди многих преимуществ этой комбинации процессов большая гибкость сырой нефти; то есть меньшая зависимость от узкого диапазона сырой нефти, из которой можно производить высококачественные базовые масла. Кроме того, характеристики базового масла могут существенно не зависеть от источника сырой нефти, в отличие от базового масла селективной очистки. На рис. 2 показана блок-схема современного завода по производству базовых масел с двумя параллельными технологическими линиями — одной для легких базовых масел и одной для тяжелых базовых масел.

Рисунок 2. Группа гидрообработки II

Группа II — современные традиционные базовые масла

Смазочные базовые масла, изготовленные с использованием современных технологий гидрообработки, в целом показывают лучшие характеристики по сравнению с более старыми способами обработки. Это побудило Американский институт нефти (API) классифицировать базовые масла по составу (публикация API 1509) в 1993 году, как показано в таблице 1.

В таблице показано, что базовые масла Группы II отличаются от базовых масел Группы I тем, что они содержат значительно более низкие уровни примесей (менее 10 процентов ароматических соединений, менее 300 частей на миллион серы). Они также выглядят по-разному. Масла II группы, изготовленные по современной технологии гидрообработки, настолько чистые, что почти бесцветны.

С точки зрения производительности улучшенная чистота означает, что базовое масло и присадки в готовом продукте могут служить гораздо дольше. В частности, масло более инертно и образует меньше побочных продуктов окисления, которые увеличивают вязкость базового масла и расходуют присадки. В Таблице 1 графически показана разница между базовым маслом группы I и группы II по API. Очень большая разница в примесях является основной причиной более высоких характеристик группы II, более подробно обсуждаемой в части 3 этой серии.

Рисунок 3. Сплавы группы II с низким содержанием примесей

Современный процесс гидроизомеризации, лицензированный Chevron под названием ISODEWAXING, быстро завоевал признание с момента его появления в 1993 году. Фактически, более 40 процентов всех базовых масел, производимых в Северной Америке, в настоящее время производятся с использованием технологии ChevronTexaco. В остальном мире по-прежнему доминируют базовые масла Группы I, но Группа II также добивается значительных успехов.

За последние несколько лет компания Mobil (ExxonMobil) добавила к этой тенденции коммерциализацию базовых масел Группы II в Сингапуре и Бэйтауне, штат Техас. Mobil Selective Dewaxing (MSDWTM) используется в Сингапуре для производства полностью гидрообработанных базовых масел, а Exxon RHC (гидроконверсия рафината), дополнительный этап гидрообработки, используется в Baytown для повышения примерно половины сланца базовых масел Baytown до депарафинизированного растворителем Group. II. Модернизация завода в Бэйтауне доводит долю базовых масел Группы II в Северной Америке почти до 50 процентов.

Рисунок 4. Процент базовых масел группы II в Северной Америке

Группа III — нетрадиционные базовые масла

Таблица 1 показывает, что API определяет разницу между базовыми маслами групп II и III только с точки зрения индекса вязкости. Базовые масла с обычным индексом вязкости (от 80 до 119) относятся к группе II, а базовые масла с нестандартным индексом вязкости (120+) относятся к группе III. Масла группы III также иногда называют нетрадиционными базовыми маслами (UCBO) или базовыми маслами с очень высоким индексом вязкости (VHVI).

Базовые масла Группы III, депарафинированные растворителем, производятся в Европе уже более 10 лет, в основном Shell и BP6, но некоторые из этих масел Группы III первого поколения не работают так же хорошо, как современные масла Группы III. Следовательно, многие из этих старых заводов в настоящее время модернизируются, чтобы они могли производить изодепарафинизированные масла Группы III. ⁷

С точки зрения обработки, современные базовые масла Группы III изготавливаются практически по тому же технологическому процессу, что и современные базовые масла Группы II. Более высокий индекс вязкости достигается за счет увеличения жесткости установки гидрокрекинга или перехода на сырье с более высоким индексом вязкости.

Базовые масла Группы III в настоящее время широко доступны в Северной Америке, поскольку они могут производиться в больших количествах большинством компаний, которые в настоящее время производят масла Группы II. Многие из этих компаний начали добавлять группы III в свои синтетические продукты.

Современные базовые масла Группы III обладают свойствами, которые позволяют им работать на высоком уровне, во многих случаях совпадающем или превосходящем характеристики традиционных синтетических масел.

Группа IV – Традиционные «синтетические» базовые масла (PAO)

Слово «синтетика» в индустрии смазочных материалов исторически было синонимом полимеризованных базовых масел, таких как поли-альфа-олефины (ПАО), которые состоят из небольших молекул. Первый коммерчески жизнеспособный процесс получения ПАО был впервые применен компанией Gulf Oil в 1951 году; этот процесс был улучшен компанией Mobil в 1960-х годах. Mobil впервые использовала это новое базовое масло в специальных продуктах, таких как Mobilgrease 28, которые решили проблему выхода из строя колесных подшипников авианосцев в холодном климате. ⁸

ПАО стали основным компонентом смазочных материалов, пользующимся спросом у потребителей, когда компания Mobil Oil начала продавать Mobil 1®. В течение 15 лет после введения рынок ПАО прошел долгий и извилистый путь, борясь с медленным, устойчивым ростом и критикой оправдания более высокой стоимости по сравнению с обычными маслами.

За последние 10 лет рынок ПАО значительно вырос, сначала в Европе, а затем в Северной Америке, пережив периоды двузначного роста. Отчасти этот рост можно объяснить более строгими требованиями к смазочным материалам в Европе, которые создали рыночную нишу для синтетических и полусинтетических продуктов. ⁸

По мере роста прибыльного рынка ПАО некоторые производители базовых масел начали использовать сырье группы III с более высоким индексом вязкости (обычно побочные продукты производства воска) для производства минеральных масел с индексом вязкости, соответствующим ПАО. Эти новые масла Группы III не были изготовлены из малых молекул, как традиционные синтетические масла, но они восполнили пробел в характеристиках для большинства продуктов по более низкой цене.

Поэтому некоторые производители смазочных материалов, в первую очередь в Европе, начали заменять ПАО новыми базовыми маслами Группы III в своих синтетических моторных маслах. Это вызвало споры в индустрии смазочных материалов, поскольку некоторые производители синтетических базовых масел и производители смазочных материалов считали, что полимеризованные базовые масла являются единственной настоящей синтетикой.

Наиболее заметная ниша, в которой маслам Группы III трудно конкурировать с ПАО, — это применение при очень низких температурах, например, в смазочных материалах для арктических условий, к которым предъявляются чрезвычайно низкие требования по температуре застывания.

Тенденция к глобальным спецификациям смазочных материалов и мировым спецификациям OEM в настоящее время создает повышенный спрос на базовые масла группы III. Это особенно верно для Северной Америки из-за постановления Национального отдела рекламы Бюро по улучшению бизнеса от 1999 г., которое позволяет считать базовые масла группы III синтетическими.

В третьей и заключительной части этой серии будут обсуждаться характеристики базовых масел и будущие тенденции.

Каталожные номера

1. Секейра, А., младший, «Обработка базового масла и воска для смазочных материалов». Марсель Деккер, Inc., Chemical Industries Series, август 1994 г.

.

2. Стормонт, Д. «Новый процесс имеет большие возможности». Журнал «Нефть и газ», 57, 44, 1959, с. 48-49.
3. Релиз компании Idemitsu Kosan Co, Imperial Chemical LTD, Shell Development Co, «First Lubricant-Oil Cracker». Журнал «Нефть и газ», 12, 19 июня72.
4. Закарян Дж., Робсон Р. и Фаррелл Т.