Термоокислительная стабильность экологически чистого дизельного топлива с содержанием серы менее 10 РРМ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат наук Зинин, Владимир Дмитриевич

• Зинин, Владимир Дмитриевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Зинин, Владимир Дмитриевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Актуальность проблемы снижения выбросов в атмосферу нефтепродуктов и продуктов их сгорания и законодательное регулирование этих вопросов

1.2. Особенности и характеристики дизельного топлива и продуктов его сгорания с точки зрения воздействия на окружающую среду

1.3. Гидроочистка как один из наиболее эффективных методов

обессеривания дизельных топлив

1.4. Смазывающие свойства дизельных топлив глубокой гидроочистки

1.5. Химическая стабильность и окисление дизельных топлив

1.6. Увеличение термоокислительной стабильности дизельных топлив

1.7. Заключение к обзору литературы

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

(ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА)

II. 1. Исходное сырьё и реагенты

II.2. Методы исследований нефтепродуктов

И.З. Методика синтеза противоизносной присадки на основе

диэтаноламида стеариновой кислоты

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

III. 1. Особенности окисления прямогонного дизельного топлива в

присутствии меди

111.2. Особенности окисления гидроочищенного дизельного топлива в присутствии меди

111.3. Сравнительный анализ особенностей окисление прямогонного и гидроочищенного дизельного топлива без металлов

III.4. Анализ изменения свойств дизельных топлив в процессе

длительного хранения

III. 5. Изучение кинетики поглощения кислорода прямогонным и

гидроочищенным дизельным топливом в процессе окисления

111.6. Изучение влияния вовлечения прямогонного компонента в состав гидроочищенного дизельного топлива на кинетику его окисления

111.7. Изучение влияния вовлечения гетероатомных органических компонентов в состав гидроочищенного дизельного топлива на

кинетику его окисления

III. 8. Исследование влияния на свойства дизельных топлив

антиокислительной присадки Агидол

III.9. Исследование влияния современных товарных присадок

на термоокислительные свойства дизельных топлив

III. 10. Изменение свойств дизельных топлив, содержащих присадки, в

процессе их хранения

III. 11. Синтез и исследование характеристик противоизносной присадки

на основе диэтаноламида стеариновой кислоты

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АВТ - атмосферно-вакуумная установка

Агидол - 2,6-ди-трет-бутил -4-метилфенол

ДТ - дизельное топливо

ДЭАСК - диэтаноламид стеариновой кислоты

ИК- спектроскопия - инфракрасная спектроскопия

КПД - коэффициент полезного действия

ЛГКК - легкий газойль каталитического крекинга

ЛК - летальная концентрация

НПЗ - нефтеперерабатывающий завод

ПДК - предельно-допустимая концентрация

ТЭС - теплоэлектростанция

ЭПР - электронный парамагнитный резонанс

ррш - миллионная доля

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Термоокислительная стабильность экологически чистого дизельного топлива с содержанием серы менее 10 РРМ»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

В последние десятилетия, в связи с необходимостью сокращения вредных выбросов в атмосферу, в большинстве экономически развитых стран произошло резкое ужесточение требований к качеству выпускаемых моторных топлив, в том числе дизельного топлива. С целью сокращения вредных выбросов, а так же в связи с необходимостью приведения отечественных стандартов на производимые топлива в соответствие с Европейским уровнем в 2008 году постановлением Правительства РФ был утвержден технический регламент: «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту». Введение в силу данного регламента подразумевает поэтапное сокращение содержания в выпускаемых и используемых на территории Российской Федерации топливах таких веществ как: сераорганические соединения, ароматические углеводороды и их производные, в частности бензол. Кроме того, регламентируются используемые в процессе приготовления топлив присадки, а также регулируются иные показатели качества топлива, так или иначе влияющие на его экологичность. Для дизельного топлива ключевыми нормируемыми показателями являются: содержание серы (не более 10 ррш), содержание полиароматических углеводородов (не более 11%).

Удаление из состава дизельного топлива вышеуказанных компонентов достигается в ходе процесса гидроочистки. Несмотря на значительные трудности, связанные в первую очередь с неподготовленностью отечественной нефтеперерабатывающей

промышленности к производству дизельного топлива соответствующего современным экологическим стандартам, нефтеперерабатывающая

промышленность России постепенно осваивает выпуск экологически чистых дизельных топлив.

Однако в ходе практического использования подобных топлив, характеризующихся повышенной «экологичностью», был выявлен ряд существенных эксплуатационных недостатков, связанных с удалением из его состава в процессе гидроочистки гетероатомных органических соединений, которые в ряде случаев оказывают благоприятное влияние на свойства топлив.

В частности, снижение концентрации серосодержащих соединений в дизельных топливах оказывает исключительно положительное влияние на экологические характеристики, однако отрицательно сказывается на смазывающей способности топлива, что приводит к преждевременному выходу из строя топливоподающей аппаратуры дизельных двигателей. Следует отметить, что гетероатомные органические соединения в ряде случаев являются ингибиторами процесса окисления топлив, в связи с этим актуальным является изучение термоокислительной стабильности экологически чистого дизельного топлива, из состава которого удалено значительное количество гетероатомных органических соединений.

Цель и задачи исследования

Целью настоящей работы является исследование процесса окисления экологически чистого дизельного топлива с содержанием серы менее 10 ррш и разработка для указанного топлива смазывающей присадки, не снижающей его термоокислительной стабильности. Применение данной присадки устранит ряд затруднений на пути практического внедрения экологически чистых дизельных топлив.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить процесс окисления дизельных топлив, гидроочищенных до содержания серы менее 10 ррш, и выявить компоненты дизельного топлива, играющие ключевую роль в процессе его окисления;

- изучить современные присадки к дизельным топливам и определить характер их влияния на процесс окисления топлива;

- разработать присадку для экологически чистого дизельного топлива, улучшающую его смазывающие свойства и не ухудшающую при этом его термоокислительную стабильность;

- провести оценку токсического действия разработанной присадки.

Объекты исследования

Объектами исследования были образцы прямогонного дизельного топлива (смесевой продукт, полученный на установках АВТ-1, АВТ-2, АВТ-5 и АВТ-6 ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез»), гидроочищенное дизельное топливо с содержанием серы менее Юррш (продукт, полученный на установке гидроочистки дизельного топлива ЛЧ-24-2000 ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез»), а также углеводороды и гетероатомные органические соединения.

В работе в качестве присадок и добавок к дизельному топливу были использованы как различные коммерческие соединения, так и оригинальные присадки, разработанные непосредственно в ходе выполнения диссертационных исследований.

Методы исследования При выполнении диссертационных исследований нами были использованы классические методы синтетической органической химии, современные физико-химические методы анализа, а также методы биотестирования. Кроме того, при проведении анализа свойств и характеристик дизельного топлива и других нефтепродуктов нами были применены стандартизированные гостированные методы анализа указанных

соединений. Ряд измерений был выполнен в Центральной заводской лаборатории ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез».

Научная новизна работы. В ходе представленной работы впервые проведено изучение процесса окисления экологически чистого дизельного топлива промышленного производства, гидроочищенного до содержания серы менее 10 ррт.

Изучено влияние гетероатомных органических компонентов на скорость окисления дизельного топлива.

Обнаружено негативное влияние современных товарных присадок, в частности противоизносных, на термоокислительные свойства дизельных топлив. Показано, что причиной подобного влияния являются содержащиеся в их составе карбоновые кислоты.

Установлена возможность применения товарной присадки Агидол (4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол) для улучшения термоокислительных свойств экологически чистого дизельного топлива промышленного производства, гидроочищенного до содержания серы менее 10 ррт.

Разработана противоизносная присадка, не оказывающая отрицательного влияния на термоокислительные свойства дизельного топлива. Изучение токсического воздействия синтезированной присадки показало её безопасность для объектов окружающей природной среды.

Практическая значимость работы.

Современные экологически чистые дизельные топлива с содержанием серы менее 10 ррт уступают по своим эксплуатационным свойствам топливам с меньшей глубиной очистки. Данное обстоятельство может послужить барьером для их успешного практического внедрения. Представленная работа направлена на поиск путей улучшения эксплуатационных свойств экологически чистых дизельных топлив.

В результате проделанной работы была синтезирована присадка, применение которой компенсирует ряд недостатков экологически чистых топлив, в частности исключает их негативное влияние на топливоподающую аппаратуру дизельных двигателей и увеличивает сроки возможного хранения топлива без негативных последствий для его качества.

Личный вклад автора.

Автор играл ключевую роль в планировании и проведении экспериментов, а также обобщении полученных результатов. Им в соавторстве подготовлены и опубликованы в виде статей и тезисов докладов, материалы диссертационных исследований.

Апробация работы и публикаиии

Результаты работы были представлены на международных и всероссийских научных конференциях, в том числе Международной научно-практической конференции «НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБОТКА - 2009» (Уфа, 2009 г.), XIX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Волгоград, 2011 г.), Международной Мамедалиевской конференции по нефтехимии (Баку, 2012 г.), а также региональных конференциях и сессиях молодых ученых Нижнего Новгорода и Нижегородской области (2009-2012 г.г.).

Диссертант являлся соисполнителем исследований в рамках Аналитической ведомственной целевой программы Федерального агентства по образованию «Развитие научного потенциала высшей школы» (2010-2012 г.г.) и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (2009-2013 г.г.).

По материалам диссертации опубликовано 7 статей, в том числе 5 из них в рецензируемых журналах перечня ВАК, а также 10 тезисов докладов на научных конференциях международного, всероссийского и регионального уровней.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа имеет классическое строение и состоит из введения, трех глав, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 113 страницах машинописного текста, включая 24 таблицы и 29 рисунков. Список цитируемой литературы содержит 97 наименований.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В 70-х годах французский философ Ф. Сен-Марк отмечал: «Мы переживаем ныне исторический сдвиг - инверсию экономических ценностей в промышленно развитых странах... Завтра телевизор, холодильник, автомобиль будет в каждой семье, но мир почувствует такую нехватку чистого воздуха, тишины, зелени, что эти блага, которые раньше не оценивались по достоинству, станут все более ценными для нашей цивилизации» [1]. В последние десятилетия стало очевидным, что дальнейшие увеличение выбросов вредных веществ, образующихся при сжигании нефтяного топлива транспортом и тепловыми электростанциями, неизбежно приблизит человечество к глобальному экологическому кризису, в начальной стадии которого наша планета находится уже в настоящее время. Как показывают современные исследования, одним из основных источников загрязнения земной атмосферы являются выбросы автомобильного транспорта, на долю которого приходится порядка 50 - 60% от суммарного объема выбросов, загрязняющих в атмосферу [2,3]. В настоящее время мировой автопарк насчитывает порядка 1 миллиарда автомобилей. Прогнозируемое увеличение количества автотранспортных средств к 2050 году до 4 миллиардов [4] заставляет человечество всерьез задуматься о незамедлительном решении проблемы сокращения негативного воздействия автотранспорта на окружающую среду. Отечественный автопарк также демонстрирует тенденцию неуклонного роста, что в совокупности с развитием предприятий электроэнергетики приведет к 40% увеличению парниковых выбросов на территории России к 2035 году [5].

Сложившаяся экологическая обстановка придаёт актуальность исследованиям направленным на внедрение новых источников энергии, а также экологически чистых топлив и двигателей со сниженным воздействием на окружающую среду [6-10]. Однако процесс внедрения подобных

технологий будет затягиваться на долгие десятилетия, а экологические реалии нашего времени требуют принятия незамедлительных и действенных мер.

В этой связи улучшение экологических показателей применяемых в настоящее время автомобильных топлив представляет собой исключительно актуальную проблему химии и экологии.

1.1. Актуальность проблемы снижения выбросов в атмосферу нефтепродуктов и продуктов их сгорания и законодательное регулирование этих вопросов

Одним из наиболее действенных методов снижения вредных выбросов автомобильным транспортом в окружающую среду является законодательное регулирование данных вопросов. Неслучайно, в ведущих развитых странах мира на государственном уровне создана система поощрения производства экологически чистых видов топлива, а также применения двигателей позволяющих в полной мере использовать последние достижения топливной промышленности, направленные на снижение негативных последствий, связанных с использованием нефтяных топлив.

Так, еще в 1970 году Конгресс США принял «Закон о чистом воздухе», который обозначил приоритеты нефтеперерабатывающей промышленности этой страны на двадцатилетний период [11-12]. За это время выбросы загрязняющих веществ в атмосферу сократились более чем наполовину (с 273 млн. до 133 млн. тонн в год). В частности выбросы свинца уменьшились на 98 процентов, летучих органических соединений, образующих на уровне земли смог, на 54 процента, оксида углерода на 52 процента, диоксида серы на 49 процентов, оксидов азота на 24 процента [13].

В 1990 году Конгресс США принял поправку к «Закону о чистом воздухе» [12], цель которой состоит в том, чтобы добиться к 2000 году

изменения состава бензинового фонда США, не менее 50% которого должен составлять так называемый реформулированный бензин, т.е. бензин с минимальным содержанием ароматических и олефиновых углеводородов, а также серы и ее соединений. Именно эти соединения, содержащиеся в моторных топливах, а также и продукты их окисления (сгорания), оказывают наиболее сильное отрицательное влияние на воздушную атмосферу и окружающую среду в целом. Выполнение требований данной поправки привело к снижению концентрации в бензине летучих олефиновых компонентов до 25% об., бензола до 0,8% об. а суммарного содержания ароматических углеводородов до 25% об. [13-14].

Контроль за загрязнением атмосферного воздуха в промышленно развитых странах Европы имеет почти сорокалетнюю историю. В Великобритании, например, Закон о чистом воздухе, регулирующий загрязнения, был принят в 1956 году через четыре года после известного Лондонского смога унёсшего жизни порядка 4000 человек, ещё около 8000 умерло в последующие недели и месяцы [15]. Принятый закон устанавливал ПДК (предельно допустимая концентрация) диоксида серы (БОг) в атмосферном воздухе и обязывал соответствующие компании контролировать содержание серы в топливе, используемом в городах, а также оснащать теплоэлектростанции (ТЭС) высокими трубами для улучшения рассеивания дымовых газов в верхних слоях атмосферы. Эти меры позволили в период с 1960 г. до середины 80-х годов сократить загрязнение атмосферы в городах Великобритании более чем на 70%. Позднее возник интерес к проблеме воздействия антропогенных выбросов (переносимых в атмосфере на большие расстояния от источников загрязнения) на некоторые экосистемы, чувствительные к загрязнённым атмосферным осадкам. Предметом особых забот стали кислотные дожди.

Значительный прогресс в сокращении выбросов загрязняющих веществ в Европе был достигнут в 80-е годы прошлого века, особенно в странах

Скандинавского полуострова, где выбросы диоксида серы за десятилетие были сокращены более чем на половину. Толчком к принятию мер по охране окружающей среды также послужило принятие Женевской конвенции 1979 года, вступившей в силу в 1983 году. Вслед за ней в 1985 году было подписано соглашение по содержанию диоксида серы, которое предусматривало сокращение его выбросов на 30% от уровня 1980 года.

Значительным шагом вперед в деле разрешения сложившейся экологической проблемы было опубликование в 1998 году «Всемирной топливной хартии» [16]. Данный документ разработан производителями автомобилей ведущих промышленно развитых стран мира и представляет собой рекомендации по качеству автомобильных бензинов и дизельных топлив. Документ предусматривает нормы, характеризующие качества топлив для рынков четырех категорий, различных по экологическим требованиям:

категория 1 - рынки, на которых отсутствуют или сведены к минимуму требования к составу отработавших газов;

категория 2 - рынки со строгими требованиями к качеству отработавших газов;

категория 3 - рынки с повышенными требованиями к качеству отработавших газов;

категория 4 - рынки, характеризующиеся использованием особо чистых моторных топлив с полным отсутствием серы.

В Российской Федерации также происходит неуклонный рост количества автотранспорта, соответственно и увеличивается объем вредных выбросов от автомобилей в атмосферу. Так, общее количество автотранспортных средств в России за последние десять лет выросло более, чем в два раза и в настоящее время составляет порядка 42 млн. автомобилей. Суммарное годовое потребление топлива составляет 31,5 млн.т. бензина и около 29 млн.т. дизельного топлива.

Помимо сокращения вредных выбросов чрезвычайно важной задачей, которая стоит перед Российской топливной промышленностью, является обеспечение конкурентоспособности выпускаемой продукции на Европейском и мировом рынке нефтепродуктов, что невозможно без соответствия отечественных топлив современным мировым экологическим стандартам.

Неслучайно, первые шаги в законодательном нормировании качества используемого моторного топлива были предприняты в Советском Союзе еще в середине прошлого столетия. Однако, реальное движение отечественных нефтепереработчиков в сторону повышения качества и экологических характеристик нефтепродуктов, в том числе моторных топлив, началось лишь в последние 8-10 лет.

В частности, для унификации действующего российского законодательства в области производства и потребления моторных и других топлив с современными зарубежными стандартами с 27 февраля 2008 года в Российской Федерации был введен в действие технический регламент: «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» [17]. Согласно данному техническому регламенту моторные топлива подразделяются на несколько экологических классов, при этом происходит нормирование наиболее важных экологических показателей топлива. Первоначальной редакцией регламента уже к 2013 году предусматривался полный переход Российских нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) на производство дизельного топлива и бензина, соответствующему пятому экологическому классу. При этом планировалось производство бензина с октановым числом не менее 95. Однако неподготовленность отечественной промышленности к освоению в сжатые сроки производства экологически чистых топлив послужила причиной неоднократного переноса сроков

вступления в действие норм упомянутого регламента [17-19] на территории нашей страны.

Таблица 1.1.

Требования к качеству дизельных топлив в соответствии с техническим

регламентом [17-19]

Нормы в отношении

класса 2 класса 3 класса 4 класса 5

Требования для автомобильных бензинов

Массовая доля серы, не

более, мг/кг 500 350 50 10

Объемная доля

углеводородов,

не более, %

полиароматических - 11 11 11

олефиновых - 18 18 18

Объемная доля бензола, не с 1 1 1

более, % Э 1 1 1

Требования для дизельных топлив

Массовая доля серы, не более,

мг/кг 500 350 50 10

Массовая доля

полициклических

ароматических углеводородов,

не более, % - 11 11 11

Цетановое число, не менее 45 51 51 51

Срок действия

Постановление Правительства До 31 До 31 До 31 Не

РФ N 118 от 27 февраля 2008 г декабря декабря декабря ограничен

2008 г. 2009 г. 2012 г.

Постановление Правительства До 31 До 31 До 31 Не

РФ N1076 декабря декабря декабря ограничен

от 30 декабря 2008 г 2010 г. 2011 г. 2014 г.

Постановление Правительства До 31 До 31 До 31 Не

РФ № 748 от 7 сентября 2011 декабря декабря декабря ограничен

года 2012 г. 2014 г. 2015 г.

Начиная с 31 декабря 2012 года, введён в действие Технический регламент Таможенного союза: «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту», целью которого является унификация, а также поэтапное ужесточение экологических требований к качеству топлив применяемых и производимых на территории стран участниц таможенного союза (Россия, республика Казахстан, республика Беларусь) [20-21].

1.2. Особенности и характеристики дизельного топлива и продуктов его сгорания с точки зрения воздействия на окружающую среду

Характерной особенностью изменения рынка автотранспорта в последние годы является его неуклонная «дизелизация» - значительный рост автотранспортных средств, оснащенных дизельным двигателем. Достаточно сказать, что на сегодняшний день около половины продаваемых в Европе автомобилей оснащены дизельным мотором, при этом доля дизельных автомобилей в общей массе европейского автотранспорта продолжает постоянно расти. Причиной подобного роста является ряд неоспоримых преимуществ дизелей по сравнению с бензиновыми двигателями, ключевым из которых является их более высокий коэффициент полезного действия (КПД). Следствием высокого КПД дизельного двигателя является его экономичность, что имеет исключительно важное значение как с точки зрения экономики, так и экологии. Установлено, что дизели современных легковых автомобилей расходуют в среднем на 20-30% меньше топлива по сравнению с бензиновым двигателем равной мощности [22]. С учетом указанного выше числа автомобилей в развитых странах мира и объемов потребляемого ими топлива совершенно очевидно, что массовый переход автотранспорта с бензиновых двигателей на дизельные позволит существенно снизить нежелательную нагрузку на окружающую среду.

Таким образом, совершенно очевидно, что в настоящее время именно дизельное топливо является наиболее перспективным и востребованным как на мировом, так и на российском рынке. Неслучайно, в последние годы наблюдается заметный рост объемов выпуска дизельного топлива, как на отечественных, так и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах.

Существует два основных направления по сокращению вредных выбросов дизельными двигателями в окружающую среду:

- улучшение экологических показателей дизельного топлива с целью минимизации образующихся в процессе его сгорания вредных выбросов;

- оптимизация режимов работы дизельных двигателей с целью снижения расхода топлива и уменьшения выбросов в атмосферу отработанных газов [23].

В ходе рабочего процесса в цилиндрах дизельного двигателя происходит сгорание топлива до конечных продуктов, относящихся к нетоксичным веществам, которыми являются вода и двуокись углерода (Табл. 1.2). В состав отработавших газов также входят азот и кислород -компоненты избытка поступившего в камеру сгорания воздуха. Вредными веществами в выхлопе дизельного двигателя является лишь около 0,5% общего объема отработавших газов. Однако, учитывая число единиц автотранспорта, оснащенного дизельными двигателями, масштабы загрязнения окружающей среды от его использования в мировом масштабе весьма велики.

К вредным веществам, содержащимся в отработанных газах, в первую очередь относятся оксиды азота и серы, непрореагировавшие углеводороды, монооксид углерода и так называемые твердые частицы или сажа.

Таблица 1.2.

Компонентный состав отработавших газов двигателей, % [23]

Компонент отработавших газов двигателя Двигатели

Бензиновые Дизельные

Азот 74-77 76-78

Кислород 0,3-8,0 2-18

Пары воды 3-5,5 0,6-4

Двуокись углерода 5-12 1-10

Окись углерода 0,5-5 0,01-0,5

Окислы азота 0-0,8 0,0002-0,5

Углеводороды 0,2-3 0,009-0,5

Альдегиды 0-0,2 0,001-0,009

Сажа 0-0,4 г/м3 0,01-1 г/м3

Бенз-а-пирен 10-20 мкг/м3 менее 10 мкг/м3

Углеводороды в составе отработавших газов имеют различное строение от простейших молекул до сложных полициклических соединений. По характеру воздействия на организм человека, как правило, различают две группы углеводородов: раздражающие и канцерогенные. Раздражающие углеводороды оказывают наркотическое воздействие на центральную нервную систему. К ним относят все предельные и непредельные углеводороды. К канцерогенным углеводородам относят: 1,2-бензантрацен; 3,4-бетапирен; 1,2-бензпирен; 3,4-бензфлуорантен и их аналоги. Наиболее опасен 3,4-бензпирен, называемый также бенз(а)пиреном, являющийся своего рода индикатором присутствия в смеси других канцерогенов. Полициклические ароматические углеводороды имеют свойство накапливаться в организме до критических концентраций и стимулировать образование злокачественных опухолей [9, 10].

Оксид углерода (СО) - ядовитый газ, не имеющий цвета и запаха. Концентрация его в атмосферном воздухе не превышает 0,1 ррш. Отравление оксидом углерода проявляется при его концентрациях выше 10 ррш. Оксид углерода, образуя устойчивое соединение с гемоглобином крови (карбоксигемоглобин), затрудняет процесс газообмена в клетках. Человек начинает испытывать кислородное голодание с соответствующими последствиями в виде головокружения, головной боли и учащенного сердцебиения. Летальный исход наступает при достижении концентрации оксида углерода во вдыхаемом воздухе порядка 0,18%. Оксид углерода образуется в результате неполного сгорания (окисления) углеводородного топлива в двигателе. В современных автомобилях с целью снижения экологически вредных выбросов в окружающую среду устанавливаются системы дожига оксида углерода.

Оксиды азота в составе отработавших газов присутствуют в виде оксида азота (II) - N0 (порядка 90%) и К20 - его доля 10% [23]. Оксид азота N0 аналогично оксиду углерода является кровяным ядом, связывая молекулы гемоглобина, это соединение выводит их из процесса переноса кислорода. По мере отдаления от источника выбросов N0 в большей степени окисляется до диоксида азота N02- Взаимодействуя с влагой воздуха, диоксиды азота образуют азотистую и азотную кислоту, разрушающую ткани легких.

Установлено негативное воздействие оксидов азота на организм человека и животных, вызванное их растворением с последующим образованием кислот в межклеточной и внутриклеточной жидкостях [24].

Сернистый газ (802) обладает раздражающим действием. При

л

среднесуточной концентрации в воздушной среде более 0,05 мг/м он оказывает токсическое воздействие на человека. Диоксид серы (802) в атмосфере частично превращается в триоксид (803), который в свою очередь при взаимодействии с атмосферной влагой образует серную кислоту.

Поэтому наиболее адекватной является оценка воздействия не только самого сернистого газа, но и совокупности ряда серосодержащих соединений, которые образуются с его участием.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Зинин, Владимир Дмитриевич, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Сен-Марк Ф. Социализация природы. Перевод с французского Л.М. Степачева. -М.: Прогресс, 1977. - 435 с.

2. Голицын А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды.- 2-е изд., испр. - М.: Оникс, 2010. - 336 с.

3. Тетельмин В.В., Язев В.А. Геоэкология углеводородов. - Долгопрудный: Интеллект, 2009. - 304 с.

4. Данные аналитического агентства «АВТОСТАТ» / http://www.autostat.ru/

news/view/9688/

5. Прогноз развития энергетики мира и России до 2035 года. Аналитический обзор ИНЭИ РАН 2012 - 196 с. http://rosenergo.gov.ru /news/5510/

6.Ушаков В. Я. Основные проблемы энергетики и возможные способы их решения // Известия Томского политехнического университета. 2011. №4. С. 5-13.

7. Ушаков В.Я. Возобновляемая и альтернативная энергетика:

ресурсосбережение и защита окружающей среды. - Томск: СибГрафик, 2011.-137 с.

8. Ясенев А.Н. Емельянов В.Е. Ещё раз об альтернативных спиртовых топливах// Мир нефтепродуктов 2010. №4-5. С. 67-68.

9. Графкина М. В., Михайлов, К. С. Иванов. Экология и экологическая безопасность автомобиля. - М.: ФОРУМ, 2009. - 320 с.

10. Подавалов Ю. А. Экология нефтегазового производства. - М.: Инфра-Инженерия, 2010. 414 с.

11. Лебедева А.Н. Лаврик О.Л. Природоохранное законодательство развитых стран: Аналитический обзор / Сибирское отделение РАН ГПНТБ. В 3-х ч. Ч. 1. Право и система управления. - Новосибирск. 1992.-144 с.

12. Лебедева А.Н. Лаврик О.Л. Природоохранное законодательство развитых стран: Аналитический обзор / РАН Сибирское отделение ГПНТБ. В 3-х ч. Ч. 2. Защита окружающей среды от загрязнения: методы контроля и регулирования. - Новосибирск. 1992. - 360 с.

13. Левинбук М.И. Крекинг на микросферическом катализаторе // Химия и технология топлив и масел. 1999. №6. С. 21-22.

14. Спейт Дж. Анализ нефти. - Санкт-Петербург: Профессия, 2010.- 480 с.

15. Historic smog death toll rises. BBC news 05.12.2002./ http://news.bbc.co.Uk/2/hi/2545747.stm

16. World-wide Fuel Charter (WWFC), June 1998

17. Постановление Правительства РФ 27 февраля 2008 г № 118

18. Постановление Правительства РФ от 30 декабря 2008 г № 1076

19. Постановление Правительства РФ от 7 сентября 2011 года № 748

20. Булатников В.В. Новый Технический регламент Таможенного союза: «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» (ТРТС 013/2011) // Мир нефтепродуктов 2012. №1. С. 35-36.

21. Технический регламент Таможенного союза: «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» (ТРТС 013/2011)

22. Новый дизель V8-TDI фирмы Audi // Анализ технического уровня и тенденций развития двигателей внутреннего сгорания / под редакцией Р.И.Давтяна.—М.: Информцентр НИИД, 2001. Вып.37. С. 3-26.

23. Айдемиров О.М. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. «Обоснование нормативов показателей токсичности отработавших газов и топливной экономичности дизелей при эксплуатации: На примере дизеля СМД-21». Москва, 2000, 163с.

24. Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды: Учебник для вузов. - М.: Мир, 2005.-296 с.

25. Updated Health and Air Pollution in New Zealand Study (2012) / http://www.hapinz.org.nz/

26. Яковлев B.B. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. «Снижение содержания твёрдых частиц в отработавших газах дизеля». Барнаул. 2004. 148с.

27. Wark, К.; Warner, С.; Davis, W., Air Pollution its Origin and Control. -Berkley, California: Addison Wesley Longman Inc., 1998. - 108 p.

28. Жегалин О.И. Лупачев Л.Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. - М.: Транспорт, 1985. - 130 с.

29. Сафонов A.C., Ушаков А.И., Гришин В.В. Химмотология горючесмазочных материалов. - С.-Петербург: НПИКЦ, 2007. -488 с.

30. Промтов М.А. Водотопливные эмульсии (ВТЭ) // Электронный журнал Тамбовского государственного технического университета. 2006, www.tstu.ru

31. Богачёв С.А. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. «Разработка топливоподающих систем дизеля нового поколения». Ярославль. 2002. 173с.

32. Патент РФ № 2135817 / Кухарев М.Н., Бурдыкин В.Д., Грибанов A.B./ Форсунка для дизеля. - 1997.

33. Патент РФ № 2164302 / Баканев А.Г. / Двигатель внутреннего сгорания. - 1999.

34. Ваншейдт В.А. Дизели. - М: Машиностроение, 1964. - 548 с.

35. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочник под редакцией В.М. Школьникова. - М.: Техинформ, 1999. - 596с.

36. Большаков Г.Ф. Сераорганические соединения нефти. - Новосибирск: Наука, 1986.-243 с.

37. Магарил Е.Р. Влияние качества моторных топлив на эксплуатационные и экологические характеристики автомобилей. - М.: КДУ, 2008. - 164 с.

38. Орочко Д.И., Сулимов А.Д., Осипов J1.H. Гидрогенизационные процессы в нефтепереработке. - М.: Химия, 1971. - 352с.

39. Гришин Д.Ф., Щепалов A.A., Зинин В.Д. Перспективы производства экологически чистых дизельных топлив на отечественных нефтеперерабатывающих заводах (на примере ОАО «ЛУКОЙЛ-НИЖЕГОРОДНЕФТЕОРГСИНТЕЗ») // Вестник Башкирского университета. 2010. Т. 15. № 1. С. 42-45.

40. Ёлшин А.И., Алиев P.P. Усовершенствование технологии процесса гидроочистки дизельных фракций // Oil and Gas. Eurasia/ 2009. № 4. P.34-35. http://www.oilandgaseurasia.ru.

41.Томина H.H., Пимерезин A.A. Сравнительная характеристика прямогонного сырья гидроочистки // Известия ВУЗов. Серия «Химия и химическая технология». 2005. Т48. №10. С12-15.

42. Якунин В.И., Крылов В.А., Абрамова Л.В., Отроков В.А. Особенности производства современных дизельных топлив на предприятии ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» // Нефтепереработка и нефтехимия. -2008. №8. С. 17-22.

43. Рассадин В.Г., Дуров О.В., Васильев Г.Г., Гаврилов Н.Г., Шлыгин О.Ю., Лихтерова Н.М. Российские экологически чистые дизельные топлива европейского уровня качества // Химия и технология топлив и масел. 2007. №1. С. 3-9.

44. Князьков А.Л., Никитин A.A. // Реконструкция установки гидроочистки дизельного топлива Л-24/6 // Химия и технология топлив и масел. 2011. №6. С. 29-31.

45. Теляшев Р.Г., Обрывалина А.Н., Васильев Г.Г. и др. Пути решения проблемы получения малосернистого дизельного топлива // Мир нефтепродуктов. 2011. №12. С. 20-24.

46. Томин В.П., Хомина Л.С., Старикова О.В., Микишев В.А. Влияние глубины гидрокондицирования на физико-химические свойства базовых

дизельных фракций для холодного и арктического климата // Нефтепереработка и нефтехимия. 2009. №5. С.10-14.

47. Заславский Ю.С., Заславский Р.Н. Механизм действия противоизносных присадок к маслам. - М.: Химия, 1978. - 224 с.

48. O.A. Баулин, З.Ф. Рахимова, М.Н. Рахимов. Возможные варианты получения дизельных топлив с улучшенными экологическими показателями // Электронный научный журнал. Нефтегазовое дело. 2007. http://www.ogbus.ru

49. Маккейрас Р., Ривьера Д., Канцела М.А., Урреджола С., Санчез А. Разработка и моделирование процесса производства биодизеля из подсолненчного масла // Химия и технология топлив и масел. 2010. № 3. С.12-15.

50. Винокуров В.А., Барков A.B., Краснопольская JI.M., Мортиков Е.С. Новые методы получения альтернативных топлив из возобновляемых источников сырья // Химия и технология топлив и масел. 2010. № 2. С. 9-11.

51. Мамедова Т.А., Андрющенко Э.Н., Аскеров Э.Н., Велиев Х.Р., Абасов

B.М., Рустамов М.Н. Получение дизельных топлив нового поколения гидроочисткой смеси нефтяного и растительного сырья // Химия и технология топлив и масел. 2010. № 3. С. 8 - 11.

52. Ксиаоху Фан, Рэйчел Бартон, Грег Аустик Получение биодизеля из рыбьего жира // Химия и технология топлив и масел. 2010. № 5. С. 3 - 7.

53. Батиста А. К. Феррейра, Родригес X. де Соуза, Перейра Н. Р., Хернандез-Терронес М. Г., Виейра А. Т., де Оливьера М. Ф. Использование масла алепского сорго для получения биодизеля и исследование физико-химических характеристик его смесей с нефтяным дизельным топливом // Химия и технология топлив и масел. 2012. № 1.

C. 11 - 13.

54. Ахметов А.Ф., Красильникова Ю.В., Ганцев A.B., Чанышева А.Р., Зорин A.B., Климаков В. С., Спирихин JI. В. Получение биодизеля кислотно-

катализируемой переэтерификацией подсолнечного масла изопропиловым спиртом // Башкирский химический журнал. 2009. Т. 16. №2. С. 36-40.

55.3ахарчук В.И., Ткачук В.В. Технология получения и эксплуатационные характеристики изопропилового эфира рапсового масла // Химия и технология топлив и масел. 2012. № 6. С. 3 - 7.

56. Данилов A.M. Применение присадок в топливах. - Спб: Химиздат, 2010. - 368 с.

57. Кулиев A.M. Химия и технология присадок к маслам и топливам - Д.: «Химия», 1985.- 312 с.

58. Капустин В.М. Нефтяные и альтернативные топлива с присадками и добавками. - Москва: КолосС. 2008. - 231 с.

59. Патент РФ № 2254358 / Никитина Е.А., Емельянов В.Е., Крылов И.Ф., Рудяк К.Б. , Логинов С.А. / Присадка к углеводородному топливу. -2004.

60. Патент РФ № 2422495 / Комаров A.A., Митусова Т.Н., Михайлов Ю.М., Данилов A.M., Окнина Н.Г., Калинина М.В./ Присадка к малосернистому дизельному топливу. - 2009.

61. Патент РФ № 2289612 / Баженов В.П., Данилов A.M., Ермолаев М.В., Митусова Т.Н., Ковалев В.А., Финелонова М.В., Чурзин А.Н./ Присадка к топливу с низким содержанием серы для дизельных двигателей - 2010.

62. Патент РФ № 2267518 / Замулько И.Д., Митусова Т.Н., Ковалев В.А./ Присадка к малосернистому дизельному топливу. - 2004.

63. Патент РФ № 2401861 / Окнина Н.Г., Левина Л.А., Волчатов Л.Г., Лёвушкина Л.В./ Противоизносная присадка для малосернистого дизельного топлива - 2009.

64. Патент РФ № 2426770 / Хайрудинов И.Р., Жирнов Б.С., Сидрачёва И.И. / Способ получения экологически чистого дизельного топлива. - 2009.

65. Баулин O.A. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук: «Смазывающая способность малосернистых дизельных топлив и методы ее повышения». Уфа. 2006. 118 с.

66. Патент РФ № 2378323 / Гришина И.Н. / Присадка к дизельному топливу, дизельное топливо. - 2008.

67. Патент РФ № 2320705 / Башкатова С.Т., Обухов O.E., Кабанова E.H., Гришина И.Н. / Присадка к дизельному топливу, дизельное топливо. -2006.

68. Митусова Т.Н., Полина Е.В., Калинина М.В. Современные дизельные топлива и присадки к ним. - М.: Издательство «Техника», 2002. - 64 с.

69. Левитин P.E. Изменение качества нефтепродуктов в процессе доставки их потребителю // Электронный научный журнал. Нефтегазовое дело. 2007. http://www.ogbus.ru

70. Азев B.C., Кузнецова Л.Н. Сохранение качества моторных топлив при подземном хранении. - М.: Химия, 1984. -192 с.

71. Курамшин Э. М., Имашев У. Б. Окисление и стабилизация дизельных топлив.-М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1995. - 141 с.

72. Эммануэль Н.М., Денисов Е.Т., Майзус З.К. Цепные реакции окисления углеводородов в жидкой фазе. - М.: Наука, 1965. - 376с.

73. Назимок В.Ф., Овчинников В.И., Потехин В.М. Жидкофазное окисление алкилароматических углеводородов. - М.: Химия, 1987. -240с.

74. Денисов Е.Т. Химическая кинетика. - М.: Химия, 2000. - 568 с.

75. Денисов Е.Т., Механизм жидкофазного окисления кислородсодержащих соединений. -М.: Наука, 1975. - 336 с.

76. Лихтерова Н.М. Термоокислительная стабильность среднедистилятных топлив // Мир нефтепродуктов. 2012. №7. С. 12-18.

77. Большаков Г.Ф., Гулин Е.И., Торичнев H.H. Физико-химические основы применения моторных, реактивных и ракетных топлив. - М.: Химия, 1965.-275 с.

78. Еремина Ю.В. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук. «Изучение особенностей реакций гидродесульфирования и гидрирования компонентов дизельных фракций на молибденсодержащих катализаторах». Самара, СамГУ. 2006. 24 с.

79. Большаков Г.Ф. Исследование окисления реактивных топлив при повышенных температурах. - JL: Военная академия тыла и транспорта, 1966.-204 с.

80. Денисов Е.Т. Окисление и стабилизация реактивных топлив. - М.: Химия, 1983.-269 с.

81. Большаков Г.Ф. Физико-химические основы образования осадков в реактивных топливах. - Д.: Химия, 1972. - 232с.

82. Эмануэль Н. М., Денисов Е. Т. Современные представления о механизме действия ингибиторов окисления. // Нефтехимия. 1976. Т. 16. №3. С. 366-382.

83. Денисов Е.Т. Константы скоростей гомолитических жидкофазных реакций. - М: Наука, 1971 .-711 с.

84. ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2004). Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия.

85. Вайсбергер А., Проскауэр Э., Риддик Дж., Тупс Э. Органические растворители. Физические свойства и методы очистки. - М.: Изд-во иност. лит., 1958. - 500 с.

86. Потехин А.А.Свойства органических соединений. Справочник, - Д.: Химия, 1984.-620 с.

87. ГОСТ 23797-79. Масла для авиационных газотурбинных двигателей. Метод определения термоокислительной стабильности в объеме масла.

88. ГОСТ 5985-79. Нефтепродукты. Метод определения кислотности и кислотного числа.

89. ГОСТ 12156-1-2006. Определение смазывающей способности на аппарате HFRR.

90. Кириллов Н.Г. Моторное топливо XXI века // Энергия. 2007. №8. С 2-5.

91. Пихлак А.Т. О потреблении кислорода атмосферы двигателями внутреннего сгорания // Экологическая химия. 2008. Т.17. №2. С. 99-105.

92. Бежан Д.И. Диссертация на соискание учёной степени кандидата химических наук «Окисление и стабилизация дизельных топлив с низким содержанием серы». Уфа. 2002. 112 с.

93.Эммануэль Н.М. Теория и практика жидкофазного окисления. - М.: Наука, 1975.-332 с.

94. Кнорре Д.Г., Майзус З.К., Обухова JI.K., Эмануэль Н.М. Современные представления о механизме окисления углеводородов в жидкой фазе // Успехи химии. 1957. Т. 26. № 4. С. 416 - 458.

95. Сидоренко H.A. Писарева С.И. Гончаров И.В. Ингибирующая способность гетероатомных соединений, выделенных из топлива ТС-1 // Тезисы докладов 5-й научной конференции «Эксплуатационные свойства авиационных топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей». Киев: КНИГА, 1981. С. 14-15.

96. Кулиев A.M., Большаков Г.Ф., Мамедов Ф.Н. Влияние некоторых серу-и азотсодержащих соединений на термоокислительную стабильность реактивных топлив // Химия сераорганических соединений содержащихся в нефтях и нефтепродуктах. 1972. Т. IX. С. 479 - 485.

97. ФР.1.39.2007.03221. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв. Осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний. - М.: Акварос, 2001. - 51 с.