Можно ли получить масло из газа
Содержание статьи
Масло из газа: как получить, и зачем оно нужно
Концерн Shell первым в мире освоил синтез моторных масел не из нефти, а из природного газа. Мы посетили центр исследований компании, чтобы познакомится с уникальной технологией поближе
Станислав Шустицкий
«Это новаторская технология, и говорить о ней можно много. Но резюмировать я могу коротко: это невероятно! И то, о чем мы хотим вам рассказать, является настоящим прорывом в области производства моторных масел», — так эмоционально начал представление нового продукта вице-президент Shell Lubric NTS Marketing Эндрю Хепхер. Заинтриговал Эндрю…
Пилотная установка GTL Технологического центра в Амстердаме
ОТ ИДЕИ ДО ОСНОВЫ
С точки зрения массового потребителя, моторные масла делятся на хорошие и плохие. Любая дорогая «синтетика» — это хорошо. А внутри линейки находящегося на слуху бренда — все масло масляное. Притом что инженеры-разработчики подобных продуктов готовы часами рассказывать о нюансах процессов. И специалисты Технологического центра концерна Шелл, находящегося в Амстердаме (всего концерн имеет 6 подобных центров), исключением не являются. А что касаетсясамой работы, то ежегодно концерн Шелл инвестирует в научно-технические разработки более $1 млрд. Столь высокие инвестиции — вещь во многом вынужденная. Считается, что к середине текущего века спрос на энергоносители вырастет вдвое. А чем больше будет использовано энергоносителей, тем больше будет выбросов в атмосферу. Поэтому в концерне Шелл взят курс на использование новых, более чистых источников энергии. Так, в поисках тех самых источников, более пристальное внимание было обращено на природный газ. И это не сиюминутное изменение вектора. Еще в 1970-х годах в концерне Шелл начались работынад технологией Gas-To-Liquid («газ в жидкость»), сокращенно GTL. Это было реакцией производителей на нефтяной кризис на Ближнем Востоке. Но тогда, на лабораторном уровне, удавалось производить лишь несколько граммов базового масла в день. Десять лет спустя была построена пилотная установка и оптимизирован процесс превращения природного газа в жидкие углеводороды с использованием катализаторов. Реальность коммерческого использования этой революционной технологии была доказана в 1990-х, когда в Малайзии была запущена первая промышленная установка концерна, работающая по технологии GTL. А в 2012 году в Катаре введен в строй крупнейший завод Pearl GTL. Сегодня концерн Шелл выводит на рынок новую линейку полностью синтетических моторных масел, но речь в амстердамском Технологическом центре шла не столько о готовом продукте, сколько о базовом масле, произведенном по уникальной технологии Shell PurePlus. Технология действительно уникальная: буквально каждый шаг разработки был запатентован, и на выходе готового продукта в концерне Шелл насчитали более 3500 патентов только по этой теме. А что касается столь пристального внимания к базовым маслам, то в этом нет ничего удивительного — в формуле современных высококачественных масел 90 % составляет именно «база».
Марк Уэкам: «Работая с Ferrari, мы знаем, что мощные двигатели — это зона высоких рисков. А отсюда и высокие требования к маслам»
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
«Если вы услышите сигнал тревоги, следуйте моим указаниям», — технолог лабораторной установки, работающей по процессу GTL, начал с инструктажа по технике безопасности. Вообще, вопросам безопасности в Технологическом центре уделяется особое внимание. А затем был урок химии, преподанный в столь популярной форме, что так и хотелось спросить: а почему конкуренты не додумались до подобного процесса? Правда, тут же вспомнилась и 40-летняя история разработок концерна Шелл… Что же касается самого принципа процесса GTL, то все начинается с подачи в установку природного газа метана и кислорода (преимущество газовых ингредиентов состоит и в том, что в метане нет примесей, характерных для сырой нефти), после чего происходит этап газификации с производством синтез-газа, представляющего собой смесь монооксида углерода и водорода. Затем синтез-газ поступает в реактор, где при посредстве катализатора происходит синтезирование жидких углеводородов (процесс синтеза Фишера — Тропша). На выходе из реактора жидкость при температуре окружающей среды превращается в воскообразную массу, имеющую длинную молекулярную цепочку. Следующим процессом в цепи GTL является гидрокрекинг, в результате которого та самая длинная цепь углеводородов делится на более короткие цепочки, представляющие собой разные фракции: собственно базовое масло, дизель, керосин и т. п. Побочными продуктами производства могут быть и моющие средства, и «исходники» для производства пластика, и материалы для косметической промышленности… Преимущество подобного процесса еще и в том, что здесь можно избирательно, на молекулярном уровне, определять качественный состав продукта. «Качество базового масла является ключом и к качеству конечного продукта, — говорит Селда Гюнсел, возглавляющая отдел технологий. — Базовое масло, произведенное по нашей технологии Shell PurePlus, обладает высокими качествами из-за химического состава, созданного на молекулярном уровне. Оно очень стабильно как при крайне высоких, так и при очень низких температурах, отличается низкой летучестью. Добавив к нему наши запатентованные активные присадки, мы получили полностью синтетическое моторное масло Helix Ultra, изготовленное с использованием технологии Shell PurePlus, обладающее прекрасными качествами по защите от износа и очистке самых мощных на сегодняшний день двигателей. Есть и еще одна причина, по которой мы столь тщательно работаем над качеством масел: чем выше их свойства, тем большей экономии топлива мы можем добиться. С нашей линейкой Helix Ultra с технологией Shell PurePlus мы рассчитываем снизить этот показатель на 3 %. Скажете, немного? Но если учесть, сколько автомобилей ездит по нашим дорогам, цифры будут впечатляющими».
Тестовый мотор после использования маcла Shell Helix Ultra с технологией PurePlus
Слева — прозрачное базовое масло из газа, дальше 2 баночки с «базой» из нефти, присадки и справа — готовый продукт Shell Helix Ultra
Здание Технологического центра концерна Шелл в Амстердаме
Селда Гюнсел: «Мы постоянно должны искать что-то новое. И сейчас в качестве исходного материала для производства базовых масел мы выбрали природный газ»
НА ГРАНИ
Говоря о «самых мощных на сегодняшний день двигателях», Селда Гюнсел не погрешила против истины: еще в 1930-х годах началось сотрудничество концерна Шелл и Энцо Феррари, а когда в 1947 году с производственной линии фабрики в Маранелло сошли первые Ferrari, в их двигателях было масло Shell. И сегодня связи Шелл и Ferrari неразрывны, включая совместную работу в «Формуле-1». Посещение Технологического центра в Амстердаме проходило накануне Гран-при Испании, поэтому вопросы, задаваемые Марку Уэкаму, возглавляющему отдел, занимающийся разработкой «спортивных» масел, в большей степени были посвящены «королевским гонкам». Смысл своей работы в «Формуле-1» Марк сформулировал кратко: «Достичь победы, соблюдая все правила и технические требования». Что же касается разработки масел для двигателей, работающих на грани возможностей, то здесь особых трудностей для своего отдела Марк Уэкам не видит: «Мы были на сто процентов готовы к работе в условиях новых технических требований 2014 года. Турбированные моторы? У нас накоплен большой опыт по работе с такими двигателями. Высокие обороты? Еще в прошлом году двигатели «раскручивались» до 18 000 об/мин, а сейчас они достигают порядка 12 500… Действительно, производители моторов нередко ставят перед нами новые задачи, но мы с этим справляемся, так как всегда стараемся работать на опережение, прогнозировать тенденции. Более трудной задачей я считаю работу в условиях инноваций мощных двигателей дорожных автомобилей Ferrari и Maserati, еще одного партнера концерна Шелл. Здесь надо учитывать, что владельцы этих машин используют их не только на гоночных треках, но и для повседневной езды. И масло должно сохранять свои характеристики отнюдь не для 300 километров дистанции гонок «Формулы-1». Главное в том, что масло и для обычных машин, и для болидов «Формулы-1» не должно иметь компромиссов».
А это масло, взятое для анализа из мотора болида F 14T. Не исключено, что в следующем сезоне в Ferrari будут использоваться масла, произведенные по технологии GTL
НА ПРОМЫШЛЕННОМ УРОВНЕ
В своем выступлении Селда Гюнсел много говорила о новых тенденциях в разработке масел, но закончила его фразой: «Одного новаторства недостаточно — нужно вывести разработки на коммерческий рынок. И практическое применение разработанного нами продукта является важнейшим компонентом». Подтверждением этих слов Селды является завод Pearl GTL, построенный два года назад в Катаре, промышленная установка GTL которого может производить в год 1 млн тонн базового масла. Это значит, что в год можно заменить масло в 250 млн двигателей. Снабжается завод природным газом из второго по величине месторождения, находящегося в 40 км от Катара, а восемь кислородных установок (самые крупные в мире) получают кислород из воздуха со степенью очистки 99,5 %. Вообще, рассказывая о заводе в Катаре, сотрудники концерна Шелл любят оперировать цифрами. Площадь, которую занимает завод, — 1,5 км х 1,5 км, а в заключительной стадии строительства там работало более 50 000 рабочих из 50 стран. Количества стали, использованной при строительстве, хватило бы для постройки десяти Эйфелевых башен, бетона было использовано в два раза больше, чем ушло на строительство самой высокой в мире башни в Дубаи… Но это уже так, к слову.
Поршень двигателя, в котором использовалось масло с технологией Shell PurePlus, после 100 000 км пробега. На днище лишь следы горения топлива. Других отложений нет
Цех очистки воды завода Pearl GTL В Катаре
Хочу получать самые интересные статьи
Источник
Можно ли обратить природный газ в моторное масло?
Фото: Shell | Илья Хлебушкин
Можно ли обратить порося в карася, то есть природный газ в моторное масло? Я видел, как это происходит, — в головном технологическом центре концерна Shell в Амстердаме.
Получать масло и топливо не из нефти придумали давно, а основы нынешней промышленной технологии GTL (Gas-To-Liquid, «газ в жидкость») заложили в 1925 году немецкие химики Фишер и Тропш из Института кайзера Вильгельма. Бедная нефтью Германия тогда готовилась к следующей войне, и в поисках источника топлива немцы придумали, как в промышленных масштабах получать жидкие углеводороды из каменного угля. Его нагревали, пропусканием водяного пара получали из него синтез-газ, а затем — углеводороды.
Первый промышленный реактор немцами был запущен в 1935 году, а к концу Второй мировой войны в Германии на семнадцати заводах производилось до семи миллионов тонн «газопродуктов» — на синтетическом топливе передвигалось больше половины наземной техники вермахта и почти вся авиация люфтваффе. Из угля немцы делали масла, смазки и даже синтетические мыло и маргарин. Любопытно, что после войны в СССР из Германии было вывезено восемь заводов, но запущены были только две немецкие установки — в Новочеркасске и Ангарске, тихо почившие в бозе в начале девяностых.
В нынешнем году у исследовательского центра Shell в Амстердаме юбилей — ровно 100 лет. А разработку технологий по переработке газа здесь начали больше 40 лет назад
Завод Pearl GTL в Катаре выглядит внушительно — его размер 1,5х1,5 км. Прямо здесь, на одном из участков, производится готовое масло Helix Ultra на «газовой» основе
Союзники подошли к делу рачительнее — после войны немецкие ученые продолжали работать над синтетическими топливами в Бюро горной промышленности США, и сегодня технологию Фишера-Тропша, в основном для получения топлива, используют компании Exxon Mobil, ChevronTexaco, BP.
Но всех обставил концерн Royal Dutch Shell — в его ассортименте теперь есть не только топливо, но и моторное масло Shell Helix Ultra с базой, полученной без единой капли нефти — по технологии PurePlus с использованием процесса GTL.
Голландцы серьезнее других занялись поисками альтернативого сырья еще в 1973 году, когда из-за войны между Израилем, Египтом и Сирией страны ОПЕК ввели эмбарго на поставки нефти в США, отчего за один день цена нефти удвоилась, а в течение года выросла четырехкратно. В 1983 году в головном исследовательском центре в Амстердаме уже работал пилотный заводик, а в 1993 году Shell открыл работающее на газе местного месторождения крупное предприятие в малайзийском Бинтулу. А в 2012 году, получив доступ к морским скважинам второго по величине в мире месторождения природного газа и вложив 20млрд долларов, Shell запустил мегазавод Pearl GTL в Катаре.
Отработавший 100 тысяч километров на масле Shell с базой PurePlus мотор 1.8 тестового Мерседеса С-класса имеет минимум износа и отложений
GTL-синтетика выходит недорогой: при нынешних котировках нефти и газа себестоимость не выше нефтяных гидрокрекинговых минеральных масел. И намного ниже, чем у синтетических масел на основе полиальфаолефинов (ПАО) и тем более еще более дорогих эстеров, то есть сложных полиэфиров.
А хороши ли GTL-масла? Как уверяют голландцы, по низкотемпературным качествам они не хуже, чем масла на базе ПAO и полиэфиров. Сейчас в лабораториях Shell вовсю тестируется «газомасло» вязкости 0W-16 и идут работы над 0W-10 — в обоих случаях температура застывания ниже -50°С.
Чистейшая GTL-синтетика бесцветна и почти не имеет запаха
помимо моторных масел используется в косметике Nivea, Olaz и Shiseido
Смазывающие свойства — на уровне полиэфиров и намного выше, чем у ПАО. Лучше, чем у ПАО, и способность растворять присадки. Нет и главного недостатка полиэфиров — гигроскопичности, то есть склонности поглощать воду, ухудшающую смазывающие и антикоррозионные свойства. И, само собой, синтетическая база хорошо сопротивляется окислению и плохо испаряется — то есть масло на GTL-базе должно будет отличаться относительно низким угаром.
А недостатки? Главный, как и у ПАО, — низкая полярность: масло плохо «держится» за металл и быстро стекает со стенок цилиндров в картер, что особенно неприятно при запусках в мороз. Но, как и у ПАО, это «лечится» добавкой полярных алкилированных нафталинов.
С апреля масло Shell Helix Ultra выпускается исключительно на «газовой» базе PurePlus. К концу года на полученную по технологии GTL базу перейдет и мотоциклетная серия масел Shell Advance, а затем «газомасло» в том или ином количестве будет в составе баз всей линейки моторных масел Shell — в том числе и тех, что производятся в российском Торжке.
Интересно, последуют ли примеру голландцев другие нефтехимические гиганты — и как это повлияет на мировые цены на нефть?
Вопреки названию технологии из газа первым делом получают не жидкость, а твердое вещество — белоснежный и почти непахнущий парафин. Сначала выделенный из природного газа исходный метан частично сжигается, превращаясь в синтез-газ, смесь монооксида углерода (угарного газа) и водорода. А дальше в реакторе в присутствии катализатора с содержанием драгметаллов (формула катализатора — и есть главный секрет процесса!) из синтез-газа получается чистейший, без всяких примесей, расплавленный парафин (sincrude, «синтез-нефть»). Дальше — изомеризация, то есть обычный гидрокрекинг, как у нефтехимиков: длинные цепочки молекул парафинов «режутся» до нужного размера — и получаются нафта (прямогонный бензин), дизтопливо или масло
Источник
Чем моторное масло из газа лучше, чем из нефти?
В 2014 году компания «Шелл» разработала технологию производства моторного масла из природного газа. По словам руководителя компании, это позволило производить стойкие к запредельным нагрузкам смазывающие материалы высшего качества с более длительным сроком службы.
Зачем нужно моторное масло из газа
Запасы нефти на Земле ограничены. Поэтому нефтяные компании вкладывают огромные средства в разработку новых технологий производства ГСМ. Так, ежегодные инвестиции Shell превышают 1 млрд $. Работы над синтезом жидких продуктов из газа (технология GTL) велись ещё с 70-х годов прошлого столетия.
В 1980 году в Амстердаме была создана работающая установка по каталитической переработке газа. Тогда стало понятно, что появление товарного продукта — это лишь вопрос времени. И в 2012 году в Катаре был введен в строй завод, производящий масло из газа по технологии Shell Pure Plus. Для этого предприятия было зарегистрировано свыше 3500 патентов.
Как производится масло из газа
В оборудование GTL (Gas To Liquid — газ в жидкость) на вход подаётся метан и кислород. На данном этапе имеется большой плюс — газ не имеет примесей, содержащихся в сырой нефти. После этого смесь поступает в реактор, где синтезируются жидкие углеводороды.
Далее по аналогии с нефтепродуктами полуфабрикат поступает в гидрокрекинговую колонну, разделяющую его на фракции. Изменяя состав основы, можно «запрограммировать» свойства будущей продукции — от базового моторного масла до сырья для изготовления пластиков или косметики.
Для потребителя высокая стабильность полученного материала — это длительный срок службы и высокая степень защиты двигателя. Новинка прошла тестирование в моторах Формулы-1, где нагрузки на пары трения максимальны. Так получился уникальный продукт, получивший название Shell Helix Ultra.
Источник: https://www.youtube.com/channel/UCssZI409Y7u_qBeg5y7R8wA
Преимущества масла из газа
Сотрудничество с «Феррари» позволило протестировать новые масла в режимах максимальных оборотов от 12,5 до 18 тысяч в минуту (обычный «гражданский» поршневой двигатель редко развивает до 6500, а РПД — 9500 об. в минуту). Новые масла первыми стали применяться в ДВС Ferrari и Mazerati. Причем если в королевских гонках мотор должен выхаживать не менее 300 км, то для машин, пусть и эксклюзивных, но участвующих в дорожном движении, межсервисный интервал существенно больше.
Исследователи разобрали мотор, прошедший 100 000 километров на новом масле. Днища поршней, головка блока цилиндров и картер не имели смолистых отложений, характерных для обычных «нефтяных» масел. Это ещё один «плюс» в копилку GTL.
Масло из газа в вашем двигателе
Если вы следите за высокими технологиями, используете автомобиль на пределе его возможностей, то «Шелл Хеликс Ультра» — это ваш выбор. Прочные молекулярные цепочки поддерживают устойчивую масляную плёнку на движущихся деталях (масляный клин) на самых высоких оборотах и температурных нагрузках. При этом внутри двигатель остаётся чистым. А при переходе на «Ультру» с других смазок продукты износа вымываются уже после первой-второй замены.
На сегодняшний день «Шелл» — единственный производитель моторного масла из газа. Но возможно, что в ближайшее время на прилавках появится и ответ от конкурентов — ведущих нефтяных компаний.
Бодрого мотора и качественного масла!
Эксперт Topdetal.ru Илья И.
Источник