Нефть — кровь российской экономики. Но есть эпитет и более точный — ее нефтяная игла. А коли так, значит, кроме «плантаций» нефтесырья и армии «зависимых», к коей принадлежат все автомобилисты, в стране должны быть «секретные» лаборатории по его переработке. И вот выпала возможность побывать в святая святых могущественной и закрытой от посторонних глаз империи — в Центре Технологических Исследований и Контроля в структуре Ангарской нефтехимической компании.

Что самое интересное, на сегодня ангарский ЦТИК является крупнейшим в России испытательным центром в системе сертификации ГОСТ Р. Оказаться в его «секретных» лабораториях, значит, прикоснуться к таинству современной «углеводородной» кухни, без которой вся российская экономика, грубо говоря, мало чего стоит. Тем более, сейчас эти лаборатории оснащены по последнему слову техники, а кое-что и вовсе уникально для нашей нефтепромышленности.

Суровая летопись

В таких установках нефть «варится» и «расщепляется» на компоненты для производства топлива

Выбрать «медвежий угол» в междуречье Ангары и Китоя на роль одного из промышленных гигантов Сибири суждено было решению по репарациям на Ялтинской конференции 1945 года и личному распоряжению Берии. Из городов Пелец и Блехамер поверженной Германии сюда свозили оборудование заводов жидкого синтетического топлива, получаемого из каменного угля.

Контроль и управление всеми процессами производства теперь «тотально» компьютеризированы

Считалось, что уголь Черемховских разрезов как нельзя лучше подходит для переработки в жидкое топливо. Построить в Приангарье такой завод, кстати, намеревались еще в конце 30-х, но планам помешала война. Она же, получается, вернула этим планам новый ход развития.

Причем кардинально, с переориентацией предприятия на получение жидкого топлива путем перегонки нефти. В год смерти «отца народов» в молодом Ангарске зарождается (разумеется, не без участия заключенных из спецлагерей) могучий нефтехимический комбинат, по сути, единственный в «округе» более чем на 3000 км, а с 1960-го здесь в полную силу начинают работать первые нефтеперерабатывающие установки.

В канун перестроечных процессов АНХК (тогда именовалась АНОС — Ангарскнефтеоргсинтез) была в лидерах отрасли, с объемом переработки более 23 млн. тонн «черного золота» в год. В переводе на умозрительные сравнения — это почти 6000 нефтеналивных ж/д составов! Столько «поглощала» маленькая точка на карте огромной страны, в ее, не будем забывать, экологически ранимом регионе. При этом с глубиной переработки углеводородного сырья чуть больше 71%.

Громадье планов

Начальник ЦТИК АНХК, доктор технических наук, профессор Виктор Петрович Томин

Зато при нынешних не рекордных объемах удалось провести ряд серьезных природоохранных мероприятий. Старожилы Ангарска могут сравнивать — какой ужас извергала АНХК в советские времена и как стало сейчас, хотя, конечно, проблемы загрязнений для региона носят отнюдь не локальный характер. Кроме того, удалось «углубить» переработку нефти до 78,2% с выходом светлых нефтепродуктов до 64,7%. Показатели тоже невесть какие радужные в глазах мировой общественности, уже ведущей отсчет времени до последней капли нефтяных запасов. Но это только начало.

Леонид Григорьевич Сливкин, старейший работник ЦТИК (с 1959 года), кандидат технических наук, Лауреат премии Совета министров СССР, ведущий инженер, ныне на пенсии, но продолжает работать

Казалось бы, налицо следование конъюнктуре рынка, которая во всем мире, с учетом нюансов, одинакова: чем больше автомобилей, тем меньше и чище они должны «пожирать» топлива. И в этом общем деле экономичность двигателей есть первая заповедь в сбережении нефтересурсов и экологии.

Новый завод по производству собственного МТБЭ (обязательный компонент для высокооктановых бензинов) обошелся в 4,5 млн. долларов

3-7%). Теоретически, двигатель со степенью сжатия 11 на 95-м бензине по удельному расходу топлива можно приблизить к дизельным двигателям. В общем, понятно, ближайшее будущее за высокооктановыми и чистыми по выхлопу бензинами.

Однако на АНХК еще «висит» груз былого ориентирования на старое народное хозяйство, которое без меры и счета поглощало 76/80 бензин. Еще в 2002 году доля выпуска низкооктановых бензинов здесь составляла около 60%, тогда как 92-го только 38%, а 95-го и вовсе чуть больше четырех процентов! Чтобы соответствовать времени, надо «реформировать» ассортимент в сторону «высокооктанки».

На фоне завода по производству современных смазочных материалов — лаборатория технического контроля и паспортизации масел. Снаружи здание неказистое, но внутри поражает своим оснащением

Однако с ужесточением норм токсичности выбросов и с конструктивным изменением двигателей надо выполнять еще более сложную задачу — производить топливо соответствующего качества. И отказ от тетраэтилсвинца — это всего лишь точка отсчета. Можно сказать, с этого момента и началась новая технологическая гонка, скорость которой и задается в недрах ЦТИК.

Губит бензин не пиво

И дисциплина строжайшая, но для «прессы» можно и улыбнуться (Лаборатория масел)

Этот «игрушечный» на вид аппарат есть многоэлементный спектрометр для экспресс-анализа масел на содержание серы, фосфора, кальция, цинка и других вредных компонентов

Так, бензиновые компоненты на крекинговой основе отвечают необходимым для нашего региона высоким классам испаряемости и содержат меньше ароматики и олефинов, которые, кроме всего, являются и одной из причин образования отложений в двигателе. Однако традиционный крекинг «оставляет» уровень серы сверх всяких норм. Серу частично можно удалить гидроочисткой, но этот процесс ведет и к удалению непредельных углеводородов — тех самых, что «отвечают» за октановое число продукта.

Тот самый миниатюрный, но уникальный для всей России ротационный вискозиметр для определения динамической вязкости моторных масел при высокой температуре 150 гр. и высокой скорости сдвига

Специалистами АНХК были проведены большие исследования, испытания и реконструкция производства, особенно в области фракционного разделения и комбинирования продуктов разных технологий, результатом чего стало множество авторских решений, в том числе запатентованных в России и внедренных в производство (например, «Способ гидроочистки бензина каталитического крекинга»). Это и позволило получать оптимальные по составу товарные бензины в расширенном ассортименте, отвечающие Евро 2 и региональным нормам эксплуатации.

Автоматический анализатор кинематической вязкости масел при температуре 100 гр.

Многое. Атом кислорода в молекуле спиртов увеличивает скорость и полноту сгорания топлива, спирты отличаются высокой детонационной стойкостью и хорошо «разбавляют» вредные примеси. Токсичные и смогообразующие выбросы существенно снижаются. Реально улучшается холодный запуск двигателя и его работа на высоких нагрузках.

Проще говоря, ввод недорогих спиртов (например, метанола, который еще и обладает очень высоким октановым числом — 111 по исследовательскому методу) делают бензин более «горючим» и менее грязным, как одно из прямых следствий — повышенный КПД двигателя и снижение удельного расхода топлива. Плюс к этому в 95-й и 98-й бензины в качестве высокооктанового компонента добавляют экологически безвредные эфиры, в частности метилтретбутиловый (МТБЭ), собственное производство которого теперь тоже освоено на АНХК.

Спирт?! Ага, спирт

Что ж, не без производственной эклектики — ветхий стол и ультрасовременный аппарат длинноволновой рентгенофлуоресцентной спектрометрии: для экспресс-анализа массовой доли серы, в том числе в сырой нефти (Лаборатория входного контроля)

А что значит отложения в современных бензиновых ДВС? Для владельцев сплошная головная боль, связанная с перебоями в работе, повышенным расходом топлива и далее по цепочке сервис-нервы-деньги. В общих масштабах тоже понятно: подрывается сама идея эко- и энергосбережения.

В таком «ящичке» определяется уровень испаряемости масла

Современные российские ГОСТы не определяют содержание в бензинах моющих присадок, хотя и не запрещают. Но что характерно, в европейских спецификациях тоже отсутствуют прямые требования к добавлению моющих присадок, однако их использование допускается.

А этот прибор имитирует не что иное, как холодную прокрутку двигателя — для быстрого и точного определения вязкости масел на соответствие «зимним» требованиям международных стандартов при температурах от -5 до -35°С

По этой части есть опыт и с лучшими отечественными разработками, и с лучшими импортными. В ходе испытаний были установлены оптимальные композиции, причем речь идет о многофункциональных пакетах присадок с деэмульгаторами, ингибиторами коррозии и, конечно, моющими компонентами.

В результате чего с 2006 года в линейке фирменных спиртосодержащих бензинов АНХК применяется многофункциональная присадка Keropur 3458 N известного концерна BASF — ведущего в мире производителя присадок для моторного топлива. А для бензина Регуляр-92 как вариант используется и эффективная отечественная присадка «АлькорАВТО». Лабораторные испытания, в том числе на настоящем ДВС, показали, что с такими присадками коррозионная активность сводится к нулю, а вероятность отложений во впускной системе, в частности на впускных клапанах, снижается в значительной мере (см. таблицу).

Этот приборчик определяет щелочное число с точностью до тысячной доли!

Кроме того, в ходе освоения оксигенатных бензинов выступила еще одна серьезная проблема — высокая гигроскопичность спиртов, их растворимость в воде. Для стабилизации спиртов тоже необходимо вводить специальные компоненты, совместимые с прочими присадками.

В общем, понятно — чем ближе топливо к цивилизованным требованиям, тем «безумно» сложней и ответственней производство и контроль качества такой «горючки».

И вот здесь-то на лесенке Евро-стандартов встает, пожалуй, самая неприятная и трудноразрешимая преграда. А именно — транспортировка, хранение и распределение спиртовых бензинов, то есть «доставка» их к конечным потребителям.

Дело в том, что спирты легко вымываются «подтоварной» водой, которая всегда есть в любых резервуарах. Этим обстоятельством уже отмечен печальный опыт для производителя и потребителя, и сейчас является реальным тормозом для прогресса. Шутка ли — поставщикам и продавцам топлива необходимо организовать автономную систему перекачки и хранения спиртосодержащих бензинов, что исключило бы их всякий контакт с водой!

Дизель-реванш

Тяжелое автомобильное топливо, за которым также ближайшее будущее, теперь и не удобно называть просторечным словом «солярка». С новыми ГОСТами и освоением на АНХК промышленного выпуска новых экологически чистых сортов дизтоплива (ДЗЭЧ — зимнее и ДЛЭЧ — летнее), отвечающих нормам Евро 3, статус этих продуктов значительно вырос.

Ужесточение международных и теперь российских норм к содержанию в дизтопливе серы и ароматики, а также к увеличению цетанового числа, поставило производство «дешевого» автотоплива совершенно на иной и вовсе не дешевый технологический уровень. И фундаментальные задачи здесь также сводятся к решению базовых нефтехимических и технических «противоречий».

В строю остается и часть прежнего лабораторного оборудования, как эта установка моделирования технологического процесса, венгерского производства, 20 лет от роду

Как известно, это крайне необходимо для надежной работы топливных насосов высокого давления, тем более в современных дизелях. Сера — отличный противоизносный компонент от самой природы. Потому-то «жирная» на серу и тяжелая по фракционному составу обычная летняя «солярка» считалась оптимальным вариантом для теплого сезона. Но ужесточение экологических и антиокислительных норм вынуждает «выводить» серу и ароматические углеводороды из состава дизтоплива.

Кроме того, глубокая очистка «солярки» приводит и к ухудшению свойств самовоспламеняемости, то есть снижению цетанового числа — другой важнейшей характеристики дизтоплива. Низкое число — жесткая «разрушительная» работа двигателя, связанная с избыточной скоростью горения смеси, а также ухудшение пусковых свойств. При том, если в 90-х годах российской нормой было цетановое число 45, то сегодня европейские требования варьируются от 49 до 53.

Отсюда и вся сложность. Если содержание серы и ароматики возможно сократить технологическим путем, то смазывающую способность, необходимое цетановое число и хорошие низкотемпературные свойства можно обеспечить только присадками, причем в совместимых и точно выверенных пропорциях. С учетом, например, что цетаноповышающие присадки сами быстрей окисляют топливо и снижают его смазывающую способность.

Вообще, именно смазочные свойства стали предметом наибольших исследований даже в самой Европе, поскольку первый опыт использования глубокоочищенного дизтоплива привел к массовым поломкам ТНВД через небольшие пробеги.

На данный момент в мире уже существует несколько спецификаций на максимальную величину диаметра пятна износа. Всемирная Топливная Хартия (разработанная и обновляемая ведущими автопроизводителями с 1998 года) предписывает самый жесткий показатель — не более 400 мкм, международный стандарт ASTM не более 520 мкм, а европейский стандарт ЕN590 и новый российский ГОСТ 52368 для экологически чистых дизтоплив предписывает некий средний показатель — не более 460 мкм.

На АНХК изучили несколько функциональных присадок зарубежного производства, результатом чего стал допуск, по всему, самой оптимальной по дозировке, стоимости и эффективности — противоизносной присадки марки Lubrizol 539M. Ее преимущества выражены в сравнительных физико-химических данных. Так, если летний и тем более зимний сорт низкосернистого дизтоплива без присадок «дает» пятно износа более 500 и даже более 600 мкм, то с этой присадкой даже в минимально принятой дозировке износ уменьшается до 400 и менее (в зависимости от сорта топлива).

Чтобы и такие цифры не казались большими, надо отметить, что это заметно лучше, чем показывают обычные сорта с нормальным и высоким содержанием серы. То есть новое поколение дизтоплив, получается, теперь «законодательно» способно обеспечить более высокий ресурс топливных насосов.

Кроме того, в состав новых малосернистых сортов вводятся цетаноповышающие, депрессорно-диспергирующие и антиокислительные присадки зарубежного и отечественного производства, что и делает их весьма сложными продуктами не только в производстве, но и, опять же, с точки зрения доставки к потребителям.

Как и в случае с марочными бензинами, актуальнейшим на сегодня выступает вопрос сохранения качества при транспортировке и хранении таких продуктов. Сегодня они составляют пока меньшую часть от объема производства, однако ко времени полного перехода к новым стандартам, необходимо все нефтебазы, терминалы, АЗС и транспортные коммуникаций также довести до соответствующих норм Евро. Пока трудно сказать, насколько к этому готовы продавцы топлива.

А вот по части новейших методов анализа, оперативности и точности испытаний, начиная с входного контроля поступающей сырой нефти и заканчивая контролем качества готовой продукции, на АНХК уже многое сделано на мировом уровне, точнее, по строгим требованиям международных стандартов.

Речь идет об оснащении лабораторий самым современным и весьма дорогим оборудованием ведущих зарубежных фирм. Оценка массовой доли серы или хлора, определение фракционного состава, цетанового числа, окислительной стабильности, предельной температуры фильтруемости и множества других важнейших параметров для топлива, сейчас делается с величайшей точностью и скоростью.

Опять же, для полноценных натурных испытаний еще необходимо установить современный ДВС с распределенным впрыском бензина.

Масляные берега

Производство смазочных материалов на АНХК, в отличие от десятка других крупных российских нефтепереработчиков, в долевом отношении пока имеет существенный «крен» в сторону именно базовых масел (более 45%). Товарных масел, то есть уже готовых к применению, пока меньше: около 29% моторных, 18% энергетических и ряд других.

Уже внедрены «продвинутые» технологии высокой очистки сырья, что используется в производстве фирменных базовых масел марки Yukos Basic Grade, поставляемых в том числе на экспорт. И все же типичные технологии выработки минеральных основ пока еще из прошлого века. В общем-то, что на международном языке специалистов называется базовыми маслами I группы.

А надо, в соответствии с новыми веяниями спроса и на пороге вступления в ВТО, наращивать производство современных товарных масел, для чего придется осваивать выпуск базовых масел II и III групп. Таких, которые за рубежом, в том числе в азиатских странах, уже давно поставлены на массовый поток, а в России, по данным на прошлый год, составили всего 1% от общего производства базовых масел!

Речь идет о внедрении новейших гидрокаталитических технологий, проще говоря, о выпуске глубокоочищенных основ, по свойствам близких к полностью синтетическим. Как и требует современность, это сулит многие экологические и эксплуатационные преимущества готовых масел — такие как низкое содержание серы, высокий индекс вязкости (широкий температурный диапазон работы) и высокая антиокислительная стабильность. И освоение таких технологий требует капиталовложений более чем в 100 млн. долларов.

Сейчас флагманом «смазочной темы» на АНХК является выпуск моторных и трансмиссионных масел марки U-Tech, в производстве которых большую часть занимают импортные компоненты. Синтетические основы и соответствующие пакеты присадок фирм Lubrizol, Infineum и Shell позволяют выпускать марочные моторные масла для легковых автомобилей, по качеству отвечающих современным требованиям к бензиновым и дизельным двигателям SJ/CF и SL/CF по международному стандарту API, а также трансмиссионные масла по API GL-5. На АНХК налажено современное производство по смешению компонентов с управлением при помощи мощных компьютеров, а также построен автоматический цех производства тары, разлива и фасовки.

Более того, лабораторная база по испытаниям, контролю и сертификации масел способна отвечать всем современным требованиям международных стандартов ASTM, API, ACEA, SAE и других. Новейшее аналитическое оборудование ведущих зарубежных производителей позволяет делать в год 220 тысяч анализов на самом высоком техническом уровне. Гордостью лаборатории считаются многие аппараты, коих нет у «конкурентов», а здешние специалисты особенно обратили внимание на маленький и неказистый с виду прибор.

Именно его назвали уникальным на сегодня во всей России — мини-ротационный вискозиметр для определения динамической вязкости моторного масла при температуре 150 гр., максимальных сдвиговых нагрузках и оборотах. Грубо говоря, именно в нем определяется «толщина» смазочной пленки, характерной для подшипников коленвала при максимальной нагрузке двигателя. Такой прибор дает полную картину на соответствие масла требованиям стандартов SAE.

В главной масляной лаборатории АНХК не только испытывают опытные образцы, но и, разумеется, проверяют на соответствие выпускаемую продукцию. Мне, конечно, не терпелось узнать, как часто и по каким параметрам готовые партии масел U-Tech не «проходят» контроль качества? Обаятельные сотрудницы лаборатории на провокацию не поддались и заверили, что, конечно, продукция контролируется на всех стадиях производства, и уж на рынок поставляется только в соответствии принятым для данного класса нормам.

А еще «похвастались», что по самым важным параметрам, таким как низкотемпературная вязкость, ангарские масла всегда «идут» с приличным эксплуатационным запасом от минимальных требований. И подтвердили это на примере очередной товарной партии полусинтетики U-Tech Navigator SAE 10W-40, чьи физико-химические параметры были «распечатаны» на экране компьютера. Что ж, ничего не остается, как только верить ушам и глазам.

Конечно, на все надо смотреть трезво, и особенно на нефтеперерабатывающее производство. В этой области Россия пока в роли догоняющих, и АНХК не исключение. Темпы модернизации будут зависеть еще и от принципиальной позиции государства на внешнем и внутреннем рынке.

Например, сейчас «большая политика» пока еще занимается перераспределением активов «нефтянки», хотя пора уже разрабатывать новые месторождения, инвестировать в переработку и, как делают во всем прогрессивном мире, активно искать альтернативные ресурсы энергетики. Освоение топлива на растительной основе, биоразлагаемые смазочные материалы — для нас это пока явно из области отдаленного будущего.

Только факты