Ученые Пермского Политеха разработали математический метод, который позволяет значительно точнее определять температуры кипения нефтепродуктов при переработке нефти. Это поможет снизить потери сырья и повысить стабильность качества топлива. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
При переработке нефти сырье разделяют на фракции — бензин, керосин, дизель и другие продукты — по температурам кипения. Легкие компоненты испаряются раньше, тяжелые — позже. Однако границы между фракциями до сих пор определяют методом, разработанным еще в XIX веке.
Сейчас на заводах фиксируют температуры, при которых испаряется определенный объем топлива — например, 10%, 50% или 90%. Но температуру начала кипения измерить трудно из-за нестабильного появления первых пузырьков, а конец кипения для некоторых продуктов вообще невозможно определить напрямую.
Из-за этого тяжелые компоненты могут попадать в бензин, а легкие — уходить в дизель или мазут. В результате нефтеперерабатывающие заводы теряют ценное сырье, а качество топлива ухудшается. Если в бензине слишком много тяжелых компонентов, он хуже испаряется, двигатель сложнее запускается зимой, а расход топлива и образование нагара увеличиваются.
Исследователи ПНИПУ совместно со специалистами компании «Промышленная кибернетика» предложили математическую модель, которая позволяет рассчитывать температуру начала и конца кипения по надежным данным из середины процесса перегонки.
«На заводе всегда точно знают, при какой температуре выкипает 10%, 50% и 90% топлива. Мы создали формулу, которая по этим точкам вычисляет температуру начала и конца кипения», — рассказал Сергей Кобелев, магистрант кафедры химических технологий ПНИПУ.
Испытания на образцах керосина и дизеля показали, что новый метод позволяет определять температуры с точностью до 3°C. Для сравнения: традиционные методы могут ошибаться на 10–15°C и более.
Кроме того, ученые построили дифференциальные кривые, показывающие скорость испарения фракций. Это позволяет оценить, насколько сильно смешиваются керосин и дизель во время перегонки.
«Чем больше пересечение фракций, тем больше примесей попадает из одной в другую. Это означает, что колонна работает неэффективно», — отметила Асия Кобелева, кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ.
Авторы считают, что новая технология поможет нефтеперерабатывающим заводам точнее настраивать режимы работы колонн, сокращать потери сырья и получать более стабильное топливо.
В перспективе метод может использоваться не только в нефтепереработке, но и в химической промышленности и фармацевтике — везде, где требуется точное определение распределения веществ.
Ранее российские ученые разгадали тайну загадочной аномалии в жидких металлах.
