Новости компании

Требования к бензинам и дизельному топливу: сравнительный анализ топлива в России и за рубежом

20.08.2019

Об авторе: Ринат Галиевич Галиев - доктор технических наук, генеральный директор ОАО "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (ОАО "ВНИИ НП"); 
Всеволод Артурович Хавкин - доктор технических наук, заместитель генерального директора ОАО "ВНИИ НП"; 
Александр Михайлович Данилов - доктор технических наук, заместитель генерального директора ОАО "ВНИИ НП". 

По оценкам руководителя департамента природопользования Москвы Леонида Бочина, треть московских АЗС отравляют воздух. Дело в том, что они продают некачественное моторное топливо. Во всяком случае, так выглядят результаты проверки АЗС инспекторами столичного департамента природопользования и охраны окружающей среды. И это при том, что в Москве действует специальный Закон – «Об ответственности за реализацию моторного топлива, не соответствующего экологическим требованиям», а уровень самих требований непрерывно повышается. Требования к топливу класса Евро-2 вступили в силу на территории России с апреля 2006 года, класса 3 – вступят с 1 января 2008 года, класса 4 – с 1 января 2010 года, класса 5 – с 1 января 2014 года. А ведь, согласно нормам Евро-3 и Евро-4, в бензине должно содержаться не более 1% бензола. Это потребует от нефтеперерабатывающих заводов освоения новых технологий гидрирования или алкилирования бензолсодержащих фракций.

Для того чтобы представить себе объем задач, стоящих перед российской нефтехимией, следует провести сравнительный анализ топлива, используемого в России и за рубежом.

 

Автомобильные бензины

Сравнение качества автобензинов показывает примерное равенство требований к высокооктановым сортам бензинов в России и в других странах по октановым числам, но экологические требования к бензинам европейских стран и США выше. Особый сорт по экологическим требованиям представляет собой реформулированный бензин (США), для которого ограничено содержание бензола (до 0,8%), ароматики (до 25%), олефинов (до 5%). В Европе в соответствии со стандартом EN 228 для обеспечения норм на выбросы автотранспортом Евро-3 с 2000 года были установлены нормы на неэтилированные бензины по содержанию бензола не более 1,0% и серы – не более 150 ppm. Нормированию подвергаются олефиновые углеводороды – не более 18% и ароматические – 42%. Установлены нормы на содержание различных оксигенатов (по кислороду – не более 2,3%). Разработаны требования к качеству автобензинов, которые должны обеспечить нормы на выбросы автомобилями Евро-4, введение которых осуществлено в 2005 году. Это дальнейшее ужесточение норм по сере – до 50 ppm, ароматическим углеводородам – не более 30%, олефиновым углеводородам – не более 14%. Обязательно применение моющих присадок.

В России около 40% от общего объема выработки составляют низкооктановые бензины А-76 и АИ-80; 57% – бензины АИ-91, 92, 93 и 3% – АИ-95, 98. Но надо иметь в виду, что выпуск бензинов А-76 и АИ-80 обусловлен еще и наличием большого парка грузовых автомобилей, рассчитанных на этот бензин. В суммарном фонде бензиновых компонентов в России сравнительно низка доля бензина каталитического крекинга, алкилата, изомеризата, оксигенатов и высока доля низкокачественных компонентов бензина: бутанов, бензинов коксования и термокрекинга, рафината. О положительных сдвигах в России в этой области говорит то, что отечественные НПЗ выпускают с 2001 года только неэтилированные бензины. Доля бензинов, содержащих оксигенаты (в основном – МТБЭ), в России незначительна, главным образом, из-за их высокой стоимости. В качестве антидетонационных добавок используются также в небольших количествах амины, соединения марганца и железа.

Ближайшие задачи в области производства автомобильных бензинов в России заключаются, в частности, в увеличении производства неэтилированных бензинов с октановым числом 91 и выше по ИМ взамен бензина А-76 (АИ-80), обеспечении роста производства бензинов по ГОСТу Р 51105-97, а для городов и районов с высокой плотностью транспортных средств необходимо организовать производство и поставку автобензина, отвечающего требованиям EN 228 – 2000 года. Это позволит обеспечить выполнение норм Евро-3 (а впоследствии – Евро-4) по токсичности отработавших газов.

 

Дизельные топлива

Еще в 1996 году европейские страны перешли на выпуск дизельного топлива с содержанием серы до 0,05%; в 1999 году эта величина достигла 0,035% и даже 0,005% (по старому ГОСТу России – не более 0,2% серы). В шведском стандарте имеются сорта дизельного топлива, содержащие 0,001% и 0,005% серы. В зарубежных стандартах также ограничивается содержание ароматических углеводородов (до 20% и до 16%), а в последнее время – содержание полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) – как наиболее токсичных соединений.

Многие НПЗ России вырабатывают дизельные топлива с содержанием серы до 0,035% (НПЗ в Москве, Перми, Омске, Киришах, Рязани, Кстово и др.). ОАО «Ангарская нефтехимическая компания» изготавливает арктическое дизельное топливо с содержанием серы 0,03–0,05% и ароматических углеводородов – до 5%. Ряд НПЗ апробировал технологии производства дизельного топлива, содержащего до 0,005% серы.

Основной задачей для НПЗ России является массовый переход на производство экологически чистого дизельного топлива с содержанием серы не выше 0,035% и 0,005% и полициклических ароматических углеводородов не более 11%. Российские НПЗ хотя и располагают 35 крупными установками гидроочистки мощностью более 40 млн. тонн сырья в год, обеспечить такое количество в массовом порядке пока не могут. Исследования показывают, что на значительной части действующих установок гидроочистки с использованием вырабатываемых у нас в промышленном масштабе новых катализаторов уже в ближайшее время можно организовать выработку дизельного топлива с содержанием серы не выше 0,035%, а на некоторых заводах – с содержанием полициклических ароматических углеводородов не более 11%, но только из прямогонного сырья.

Для перевода всех предприятий отрасли на производство экологически чистого дизельного топлива необходимо сооружение нового поколения установок гидроочистки, обеспечивающих не только глубокое обессеривание сырья, но и его деароматизацию (давление 7–10 МПа).

В настоящее время производство качественных дизельных топлив невозможно без добавки присадок различного функционального назначения, таких как депрессорные, моющие, антидымные, противоизносные. Скорее всего для ускорения перехода НПЗ России на производство и применение автобензинов и дизельного топлива с улучшенными экологическими свойствами необходимо обеспечить экономическую заинтересованность в производстве и использовании таких бензинов (например, дифференцированные ставки акцизных сборов).

Выпуск дизельных топлив с присадками в России относительно невелик. В ближайшие годы следует ожидать значительного расширения производства дизельных топлив, содержащих различные присадки. Это поможет повышению уровня экологии в российских городах.

 

Выработка моторных топлив в России

	1990 г.	1996 г.	1998 г.	2000 г.	2003 г.	2005 г.
Переработка нефти, млн. т	295,0	176,0	164,0	173,8	185,0	207,4
Бензин, млн. т, в том числе:	40,6	25,7	26,0	27,2	29,3	32,0
– неэтилированный	27,6%	53,1%	80,0%	97,7%	100%	100%
– высокооктановый (ОЧ 91 ИМ и выше)	13,2%	30,0%	–	42,9%	55,0%	60,4%
Дизельное топливо, млн. т, в том числе:	75,6	43,6	45,0	49,2	53,8	60,1
– сера до 0,2%	55,8%	77,0%	79,0%	95,0%	98,0%	94,3%
– сера до 0,1% и 0,05%	–	6,9%	12,0%	12,0%	15,0%	11,8%*
% моторных топлив от нефти	44,4	50,1	–	50	50	50
Глубина переработки нефти	–	–	64,0	71,0	70,0	71,3

*Содержание серы – менее 0,035%

 

Основные требования к качеству автомобильных бензинов в России и государствах – членах ЕС

Параметр	Россия		ЕС (EN-228)
	ГОСТ 2084	ГОСТ Р51105-97	Евро-2	Евро-3 с 2000 г.	Евро-4 с 2005 г.
			(нормы на выбросы автотранспортом)
Максимальное содержание, %:
– бензола	–	5,0	5,0	1,0	1,0
– серы	0,1	0,05	0,05	150 ppm	50 ppm
– ароматических углеводородов	55*	55*	–	42	30
– олефиновых углеводородов	20*	20*	–	18	14
– кислорода	2,7*	2,7*	–	2,3	2,7
Фракционный состав, оС:
– до 100оС перегоняется, %, не менее	–	40	–	46	46
– до 150оС перегоняется, %, не менее	–	85**	–	75	75
Давление насыщенных паров, кПа, не более	–	35–100 в зависимости от класса испаряемости	–	60	60
Наличие моющих присадок	–	–	–	обязательно

* Нормы комплекса методов квалификационной оценки
** По ГОСТ Р 51105-97 указано до 180оС

 

Требования к качеству дизельных топлив в странах ЕС и в России

	1993–1996 гг.	EN-590 (страны ЕС)		ГОСТ 305 (летний сорт), Россия
		1996–1999 гг.	Действующий с 1999 г
Массовая доля серы, %, не более	0,3	0,05	0,035	0,2
Цетановое число, не менее	45	49	51	45
Плотность при 150С, кг/м3	820–860	820–860	820–845	не более 860
Кинематическая вязкость при 400С, мм2/с	2,0–4,5	2,0–4,5	2,0–4,0	3–6 (при 200С)
Содержание полициклических ароматических углеводородов, %, не более	не нормируется	не нормируется	11	не нормируется
Смазывающие свойства, мкм, не более	не нормируется	не нормируется	460	не нормируется

 

Структура суммарного бензинового фонда различных стран

Показатели	Россия	США	Западная Европа
Общий объем бензинового фонда, млн. т/год	32	330	130
Компонентный состав, %:
– бутаны	5,7	7,0	5,0
– риформат	54,1	34,0	48,2
– бензиновые фракции каталитического крекинга	20,0	35,5	27,0
– изомеризат	1,5	5,0	5,0
– алкилат	0,3	11,2	5,0
– оксигенаты	0,2	3,6	2,0
– бензиновые фракции прямой перегонки, гидрокрекинга и гидроочистки	13,3	3,1	7,3
– бензиновые фракции термических процессов	4,9	0,6	0,5
Октановое число: (ОЧИ + ОЧМ)/2	82	89	88

 

Дальнейшее ужесточение требований к качеству дизельных топлив (с 2005 г.)

Показатели	Европа	США	Канада
Содержание серы, % не более	0,005	0,003	0,005
Содержание полициклических ароматических углеводородов, %, не более	3,0	2,0	2,0