The article discusses the modern production of base oils, their types, types, methods of produc-tion and classification. Their compositional diversity is represented on the basis of a variety of types of commercial oils. The list of oil refineries producing base oils on the territory of Russia is presented, as well as the basic production schemes of some of them are considered
base oils, API, hydrogenation processesbase oils, API, hydrogenation processes
К началу XX века нефтеперегонные заводы преимущественно получали керосин, который использовался в народном хозяйстве в качестве горючего для освещения, а получаемые мазут и легкие фракции фактически не были использованы. Во второй половине XX в. во многих странах мира наблюдалась тенденция к развитию собственных технологий производства, как высококачественного топлива, так и смазочных материалов [1].
В настоящее время мазут является важнейшим источником сырья для производства базовых минеральных масел. Его получают в результате первичной атмосферно-вакуумной перегонки тяжелой нефти с содержанием масляных фракций не менее 38%, относящейся к битуминозному типу.
Все базовые масла по происхождению можно разделить на 3 вида: нефтяные, синтетические и смешанные. Нефтяные масла являются наиболее распространенным. По способу производства их подразделяют на дистиллятные, остаточные и компаундированные.
В настоящее время все большее распространение получают синтетические масла благодаря высоким показателям кинематической вязкости и индекса вязкости.
При смешении базовых масел с различной вязкостью и добавлением присадок получают готовые товарные масла (табл. 1).
Таблица 1 – Виды товарных масел
|
Товарные масла |
|
|
Смазочные |
Не смазочные |
|
Моторные |
Технологические |
|
Авиационные |
Электроизоляционные |
|
Энергетически |
Медицинские |
|
Трансмиссионные |
Парфюмерные |
|
Индустриальные |
Пластификаторы |
В середине XX в. века выли предложены варианты классификации качества базовых масел, одна из них была представлена Американским Институтом Нефти (API) в 1969 году, согласно которой оценивалось качество моторных масел в зависимости от их характеристик и типам применяемых двигателей. Лишь в 90-х годах прошлого века API представил дополнения к ранее предложенной классификации, которая включала уже в целом базовые масла (табл. 2).
Современные тенденции рынка товарных масел, связаны с приоритетным спросом на потребление базовых масел II и III групп по API, так как I группа не отвечает требованиям стандартов качества [2].
Таблица 2 – Классификация базовых масел API [2]
|
Группа |
Содержание, % мас. |
Индекс вязкости |
|
|
сера |
парафины |
||
|
I |
> 0,03 |
<90 |
80-120 |
|
II |
<0,03 |
>90 |
80-120 |
|
III |
<0,03 |
>90 |
>120 |
|
IV (синт) |
<0,03 |
>90 |
140-160 |
|
V |
<0,03 |
>90 |
140-160 |
В зависимости от используемого сырья и методов получения готовые базовые масла делятся на три типа: минеральные, синтетические и сложные эфиры (рис. 1).
Рисунок 1 – Типы базовых масел и способы их получения [3]
На основе композиций базовых масел получают товарные масла. Они содержат от 75 до 99% базовых масел и от 1 до 25% присадок (рис. 2).
Рисунок 2 – Состав моторных масел [3]
В России в настоящее время стабильно производят масла нефтеперерабатывающие предприятия группы Лукойл (ООО «Лукойл-Пермнефтеоргсинтез», ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка», ООО «Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез»), АО «Ангарская нефтехимическая компания», АО «Орскнефтеоргсинтез», ООО «Ярославский опытно-промышленный нефтемаслозавод им. Д. И. Менделеева», АО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания», ПАО АНК «Башнефть», АО «Газпромнефть-ОНПЗ», АО «ТАНЕКО», ПАО «Славнефть-ЯНОС» (Ярославский НПЗ), АО «ТАИФ-НК» [4].
Ключевые предприятия по производству базовых масел наряду с традиционными физическими процессами все шире применяют гидрогенизационные процессы. Это приводит к их существенному преобладанию в производстве базовых компонентов масел (табл. 3).
Таблица 3 – Сравнение основных свойств базовых масел
|
Показатель |
Технология |
|
|
Гидрогенизационные |
Физи- ческие |
|
|
Индекс вязкости |
120-145 |
90-105 |
|
Содержание серы, % масс. |
≤ 0,03 |
0,3-0,7 |
|
Концентрация парафинов, % масс. |
95-99 |
70 |
В настоящее время используется несколько технологий получения базовой основы масел:
– Chevron-Lummus (США), согласно которой в первую очередь проводится гидрокрекинг вакуумного газойля и деасфальтизата, далее остаток полученный при гидрокрекинге, подвергается процессу гидродепарафинизации и гидроочистке, в результате чего получаются масла II и III групп (например, АО «ТАНЕКО», АО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания»);
– Exxson Mobil (США), согласно этой технологии в первую очередь производится селективная очистка масел, а затем гидрооблагораживание рафинатов и их депарафинизация или гидроизомеризация парафинов (например, АО «Ангарская НХК»).
В качестве примера на рис. 3 представлена схема производства базового масла III группы на АО «Ангарская НХК» (рис. 3). Такая схема является гибкой, так как позволяет перерабатывать как рафинаты селективной очистки, так и вакуумные дистилляты, обеспечивая выпуск масел I-III групп. Такая схема актуальна для заводов, применяющих в качестве сырья каталитической депарафинизации продукты гидрокрекинга высокого давления.
В России крупнейшими группами компаний по нефтепереработке являются НК «Роснефть» и НК «Лукойл», в том числе занимающиеся производством компонентов базовых масел. На рис. 4 представлены крупнейшие компании – производители базовых масел в мире (по объемам перерабатываемого сырья) в сравнении с российскими производителями масел.
Российские компании, относительно зарубежных перерабатывают намного меньше сырья в производстве масел и смазочных материалов, что напрямую влияет на объемы производимой готовой продукции и не позволяет расширить объемы и рынки сбыта.
Рисунок 3 – Схема производства базового масла III группы на Ангарском НПЗ
Рисунок 4 – Производители базовых масел
России и мира [5]
Несмотря на все преимущества гидрогенизационных процессов они имеют ряд недостатков. Во-первых, неспособность изготавливать высоковязкие базовые компоненты масел; во-вторых, капиталоемкость и энергоемкость производства, наличие высоких температур и давления; в-третьих, значительное потребление водорода, а также сокращение объемов конечной продукции, в связи с образованием большого количества газов.
К началу XX века нефтеперегонные заводы преимущественно получали керосин, который использовался в народном хозяйстве в качестве горючего для освещения, а получаемые мазут и легкие фракции фактически не были использованы. Во второй половине XX в. во многих странах мира наблюдалась тенденция к развитию собственных технологий производства, как высококачественного топлива, так и смазочных материалов [1].
В настоящее время мазут является важнейшим источником сырья для производства базовых минеральных масел. Его получают в результате первичной атмосферно-вакуумной перегонки тяжелой нефти с содержанием масляных фракций не менее 38%, относящейся к битуминозному типу.
Все базовые масла по происхождению можно разделить на 3 вида: нефтяные, синтетические и смешанные. Нефтяные масла являются наиболее распространенным. По способу производства их подразделяют на дистиллятные, остаточные и компаундированные.
В настоящее время все большее распространение получают синтетические масла благодаря высоким показателям кинематической вязкости и индекса вязкости.
При смешении базовых масел с различной вязкостью и добавлением присадок получают готовые товарные масла (табл. 1).
Таблица 1 – Виды товарных масел
|
Товарные масла |
|
|
Смазочные |
Не смазочные |
|
Моторные |
Технологические |
|
Авиационные |
Электроизоляционные |
|
Энергетически |
Медицинские |
|
Трансмиссионные |
Парфюмерные |
|
Индустриальные |
Пластификаторы |
В середине XX в. века выли предложены варианты классификации качества базовых масел, одна из них была представлена Американским Институтом Нефти (API) в 1969 году, согласно которой оценивалось качество моторных масел в зависимости от их характеристик и типам применяемых двигателей. Лишь в 90-х годах прошлого века API представил дополнения к ранее предложенной классификации, которая включала уже в целом базовые масла (табл. 2).
Современные тенденции рынка товарных масел, связаны с приоритетным спросом на потребление базовых масел II и III групп по API, так как I группа не отвечает требованиям стандартов качества [2].
Таблица 2 – Классификация базовых масел API [2]
|
Группа |
Содержание, % мас. |
Индекс вязкости |
|
|
сера |
парафины |
||
|
I |
> 0,03 |
<90 |
80-120 |
|
II |
<0,03 |
>90 |
80-120 |
|
III |
<0,03 |
>90 |
>120 |
|
IV (синт) |
<0,03 |
>90 |
140-160 |
|
V |
<0,03 |
>90 |
140-160 |
В зависимости от используемого сырья и методов получения готовые базовые масла делятся на три типа: минеральные, синтетические и сложные эфиры (рис. 1).
Рисунок 1 – Типы базовых масел и способы их получения [3]
На основе композиций базовых масел получают товарные масла. Они содержат от 75 до 99% базовых масел и от 1 до 25% присадок (рис. 2).
Рисунок 2 – Состав моторных масел [3]
В России в настоящее время стабильно производят масла нефтеперерабатывающие предприятия группы Лукойл (ООО «Лукойл-Пермнефтеоргсинтез», ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка», ООО «Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез»), АО «Ангарская нефтехимическая компания», АО «Орскнефтеоргсинтез», ООО «Ярославский опытно-промышленный нефтемаслозавод им. Д. И. Менделеева», АО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания», ПАО АНК «Башнефть», АО «Газпромнефть-ОНПЗ», АО «ТАНЕКО», ПАО «Славнефть-ЯНОС» (Ярославский НПЗ), АО «ТАИФ-НК» [4].
Ключевые предприятия по производству базовых масел наряду с традиционными физическими процессами все шире применяют гидрогенизационные процессы. Это приводит к их существенному преобладанию в производстве базовых компонентов масел (табл. 3).
Таблица 3 – Сравнение основных свойств базовых масел
|
Показатель |
Технология |
|
|
Гидрогенизационные |
Физи- ческие |
|
|
Индекс вязкости |
120-145 |
90-105 |
|
Содержание серы, % масс. |
≤ 0,03 |
0,3-0,7 |
|
Концентрация парафинов, % масс. |
95-99 |
70 |
В настоящее время используется несколько технологий получения базовой основы масел:
– Chevron-Lummus (США), согласно которой в первую очередь проводится гидрокрекинг вакуумного газойля и деасфальтизата, далее остаток полученный при гидрокрекинге, подвергается процессу гидродепарафинизации и гидроочистке, в результате чего получаются масла II и III групп (например, АО «ТАНЕКО», АО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания»);
– Exxson Mobil (США), согласно этой технологии в первую очередь производится селективная очистка масел, а затем гидрооблагораживание рафинатов и их депарафинизация или гидроизомеризация парафинов (например, АО «Ангарская НХК»).
В качестве примера на рис. 3 представлена схема производства базового масла III группы на АО «Ангарская НХК» (рис. 3). Такая схема является гибкой, так как позволяет перерабатывать как рафинаты селективной очистки, так и вакуумные дистилляты, обеспечивая выпуск масел I-III групп. Такая схема актуальна для заводов, применяющих в качестве сырья каталитической депарафинизации продукты гидрокрекинга высокого давления.
В России крупнейшими группами компаний по нефтепереработке являются НК «Роснефть» и НК «Лукойл», в том числе занимающиеся производством компонентов базовых масел. На рис. 4 представлены крупнейшие компании – производители базовых масел в мире (по объемам перерабатываемого сырья) в сравнении с российскими производителями масел.
Российские компании, относительно зарубежных перерабатывают намного меньше сырья в производстве масел и смазочных материалов, что напрямую влияет на объемы производимой готовой продукции и не позволяет расширить объемы и рынки сбыта.
Рисунок 3 – Схема производства базового масла III группы на Ангарском НПЗ
Рисунок 4 – Производители базовых масел
России и мира [5]
Несмотря на все преимущества гидрогенизационных процессов они имеют ряд недостатков. Во-первых, неспособность изготавливать высоковязкие базовые компоненты масел; во-вторых, капиталоемкость и энергоемкость производства, наличие высоких температур и давления; в-третьих, значительное потребление водорода, а также сокращение объемов конечной продукции, в связи с образованием большого количества газов.
1. Zakieva, R.R. Poluchenie bazovyh masel III gruppy kachestva po klassifikacii API iz tyazhelogo uglevodorodnogo syr'ya s primeneniem gidrokataliticheskih processov / R.R. Zakieva, S.M. Petrov, G.P. Kayukova, N.Yu. Bashkirceva // Vestnik Kazanskogo tehnologicheskogo universiteta. - 2014. - t. 17. - № 18. - S. 209-212.
2. Bun'kovskiy, V.I. Vnedrenie innovacionnogo proekta polucheniya vysokokachestvennyh produktov neftepererabotki v AO «Angarskaya neftehimicheskaya kompaniya» / V.I Bun'kovskiy // Problemy razvitiya ekonomiki i predprinimatel'stva: Materialy XVI vserossiyskoy nauch-no-prakticheskoy konferencii. - 2018. - S. 23-28.
3. Voprosy o smazkah. - Tekst elektronnyy // Engine Oil G-Energy. - URL: https://clck.ru/36YXWR (data obrascheniya: 10.11.2023)
4. Kolodin, V.S. Problemy modernizacii neftepererabatyvayuschey promyshlennosti Rossii v usloviyah sankcionnogo davleniya / V.S. Kolodin, G.V. Davydova. - DOIhttps://doi.org/10.17150/2411-6262.2022.13(2).19. - Tekst elektronnyy //Baikal Research Journal - 2022. - T.13 - № 2. - URL: clck.ru/ 36YXY5 (data obrascheniya: 02.11.2023).
