ТЕХНОЛОГИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТАМИ МАЛОНАСЕЛЕННЫХ РАЙОНОВ АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ)

TECHNOLOGY FOR PROVIDING OIL PRODUCTS TO SPARSELY POPULATED AREAS OF THE ARCTIC ZONE OF THE REPUBLIC OF SAKHA (YAKUTIA)

Республика Саха (Якутия) – крупнейший регион Российской Федерации, имеет в своем составе 34 муниципальных районов и 2 городских округа. Общая численность населения при этом – 967 009 человек (на 2019 год).  Отдаленность районов от столицы республики г. Якутска является платформой для логистических проблем доставки продуктов, обеспечения их теплом и нефтепродуктами.

Небольших сельские поселения, с их малой потребностью в топливе, остаются неохваченными розничной сетью продаж ГСМ, находятся вне зоны интересов нефтетрейдеров. Так, более чем из 700 сельских поселений в Якутии, сетью АЗС охвачены только около 80 сел, и треть из них – районные центры.

Между тем, в совокупности со слабо развитой инфраструктурой, отсутствием в большинстве поселений производственных предприятий и неплодородной почвой, населению вынуждено поддерживать свою жизнеспособность посредством охотничьего и рыбного промысла. Топливо в данных районах жизненно необходимо, однако содержание нефтебаз и даже АЗС не выгодно экономически. 

 АО «Саханефтегазсбыт» - крупнейшее предприятие на территории Республики Саха (Якутия), имеющее 20 структурных подразделений на территории всей республики. Общество ежегодно осуществляет стабильный завоз нефтепродуктов для нужд бюджетной сферы, населения и мелкооптовых предприятий. Основными видами деятельности общества являются:

- оптово – розничная реализация нефтепродуктов;

- оказание услуг по приему, складским операциям и хранению нефтепродуктов.

Обществом разработан способ поставок моторных топлив, фасованных в специальную мелкоштучную многооборотную высокотехнологичные полиэтиленовые канистры через филиалы нефтебазы. Цель данного способа создание сети розничных продаж фасованных моторных топлив на малых рынках в канистры полимерные.

На территории Якутской нефтебазы АО «Саханефтегазсбыт» в п. Жатай в 2014 году построена Технологическая линия производства пластиковой тары и розлива нефтепродуктов. На Технологической линии производства пластиковой тары и розлива нефтепродуктов выполняются следующие операции:

  • производство полимерных канистр объемом 25 и 40л;
  • хранение пустых пластиковых канистр на холодном складе;
  • прием нефтепродуктов (бензина марок Нормаль-80, Регуляр-92, дизельного топлива ДТ) в раздаточные резервуары;
  • расфасовка нефтепродуктов на линии розлива в пластиковые канистры объемом 25 и 40л;
  • хранение нефтепродуктов в таре на складе под навесом;
  • выдача нефтепродуктов в таре из склада под навесом в грузовые автомобили через погрузочную площадку.

Канистры объемом 25 л и 40 л производятся на экструзионно-выдувном оборудовании серии AP-CSJ-80, предназначенном для изготовления широкого спектра полых изделий из гранулированных термопластичных материалов в автоматическом режиме.

Оборудование оснащено современным микропроцессорным контроллером с сенсорным дисплеем, осуществляющим полный контроль над всеми производственными циклами.

Согласно ТУ 2297-001-52500864-2012 «Канистры полиэтиленовые для дизельного топлива и бензина», регламинтирующим требования к материалу, из которого изготавливаюется канистры, одним из важнейших требований к материалу является наличие постоянных электропроводных свойств для рассеивания статического электричества в топливе. Эффетивный диапазон объемного электрического сопротивления для таких материалов согласно данным [1], составляет не более 106 Ом*см, который достигается путем строгого регулирования их структуры с созданием практически бездефектных макромолекулярных цепей с сопряженными двойными связями [2,3], также, более широкое распростренение получил способ с добавлением различных электропроводящих добавок [4-6].

Состав электропроводящего композита разрабатывался с использованием полиэтилена низкого давления высокой плотности фирмы «Lotte» HDPE BL5200 (Корея) и полимерного саженаполненного компаунда марки PLE-ELEC PE1296 фирмы «Premix» (Финляндия). Данная композиция используется для создания высокотехнологичных полиэтиленовых канистр настоящего времени, она отвечает всем необходимым параметрам качества и электропроводности, однако имела высокую стоимость.

В статье «Исследование и разработка полиэтиленовых композиционных электроповодящих материалов» [7] проведены исследования по подбору и последующему испытанию композиции полиэтилена и саженаполненного компаунда отечественного производства. В результате были выделены 4 основные марки полиэтилена экструзионно-выдувного назначения, предназначенные для раздува тары объемом более 20 л.: 283-73; ПЭНТ74-15; ПЭ2НТ74-17 (ПАО «Казаньоргсинтез») PE6252J (ПАО «Нижнекамскнефтехим»). Для далнейших исследований был выбран полиэтилен марки 273-83, результаты которых представлены ниже.

 

Таблица 1 – Физико-механические характеристики и удельное объемное электрическое сопротивление электропроводящих композитов на основе импортного сырья (компаунд марки РЕ1296 и ПЭНД марки BL5200)

 

 

Содержание РЕ1296, С,

мас. %

 

Модуль упругости, E, МПа

Относительное удлинение при разрыве,

ε, %

 

Предел текучести, σт, МПа

 

Прочность при разрыве, σр, МПа

Удельное объемное электрическое сопротивление, ρv, Ом·см

0

1232

802

28,1

16,7

40

1288

519

28,2

16,8

50

1305

263

28,5

17,7

169,0

60

1302

206

27,6

17,6

20,6

70

1300

63

26,9

17,7

5,5

80

1309

25

26,9

18,0

2,3

90

1311

11

26,4

20,0

1,1

100

1332

8

26,0

22,8

0,6

 

В результате исследований физико-механических характеристик материала в зависимости от содержания в составе PE1296, было выявлено оптимальное содержание компаунда – 50 %.

При дальнейшей замене полиэтилена низкого давления высокой плотности фирмы «Lotte» на полиэтилен 273-83 (ПАО «Казаньоргсинтез»), и последующих испытаний на предмет сохранения физико-механических свойств, а также удельного объемного электрического сопротиления при перепаде температур окружающего воздуха, что характерно для Республики Саха (Якутия), который может достигать 100 ºС, было выявлено, что физико-механические свойства полученного материала не уступают характеристикам материала, изготовленного из импортного сырья.

 

Таблица 2 – Климатические испытания полиэтиленовых электропроводящих материалов состава ПЭ марки 273-83/РЕ1296 (50/50 мас. %)

Показатель

Контроль (0 мес.)

Контроль (1 мес.)

Полигон (1 мес.)

Бензин (1 мес.)

Контроль (3 мес.)

Полигон (3 мес.)

Бензин (3 мес.)

Контроль (6 мес.)

Полигон (6 мес.)

Бензин (6 мес.)

σр, МПа

27,1

29,8

22,4

32,2

26,7

23,3

23,4

24,3

23,9

22,3

σт, МПа

23,3

24,8

25,6

21,4

23,6

24,8

22,1

26,7

26,0

23,4

εр, %

870,7

868,7

670,6

1001,3

809,5

677,7

700,9

675,0

660,5

622,1

εт, %

7,8

7,9

7,4

11,5

7,0

7,2

9,2

7,3

7,3

7,7

Е, МПа

1222,0

1278,4

1383,8

886,8

1233,6

1352,2

1111,9

1400,8

1384,7

1199,9

ρ, г/см3

1,0126

1,0184

1,0517

1,0461

1,0562

1,0527

1,0353

1,0218

1,0412

1,0461

ΔQ,%

 

 

 

+0,62

 

 

+3,93

 

 

+0,76

ρv, Ом·см

4557,7

3880,7

24,1

116,9

2435,2

19,8

111,2

240,3

38,3

85,6

 

Примечание. σр – прочность при разрыве; σт – предел текучести; εр – удлинение при разрыве; εт – удлинение при пределе текучести; Е – модуль упругости; ρ – плотность; ΔQ – набухание; ρv – удельное объемное электрическое сопротивление.

При длительном хранении канистр с бензином АИ-92 (более 6 месяцев), происходит процесс перераспределения частиц углерода, что приводит к снижению значения объемного электрического сопротивления [8], которое, тем не менее, остается в допустимых пределах.

Внедрение полиэтилена 273-83 (ПАО «Казаньоргсинтез») планируется в 2020 году.

В 2018 году было предложено производить розлив в канистры непосредственно на АЗС нефтебаз, однако, необходимые объемы розлива тарированных нефтепродуктов привели бы к длительному простою АЗС, и, следовательно, потери прибыли.

Было принято решение разработать устройство, которое бы обеспечивало автоматизированный розлив топлива в канистры в филиалах, обеспечивающее весовой контроль, а также соответствующее всем правилам пожарной и промышленной безопасности.

Впоследствии, в 2019 году была разработана и внедрена мобильная установка розлива, имеющая в конструкции РГС объемом 15 м3, разделенный на две части для отдельного розлива бензина и дизельного топлива «МУР-15».

Изобретение относится к области мобильного автоматического весового розлива, расфасовки нефтепродуктов в единой мобильной установке в мелкоштучную тару, а именно к способу транспортировки, фасования жидкими нефтепродуктами (дизельным топливом, бензином, моторными и смазочными маслами, антифризом, керосином и другими топливными смесями, и технологическими жидкостями) мелкоштучных канистр и различных предназначенных для этого емкостей. Способ включает доставку установки с двухсекционным резервуаром к месту заправки и дальнейшей расфасовке нефтепродуктов через систему весового дозирования в канистры и емкости потребителя. При этом резервуар, операторский блок и насосный отсек являются единой конструкцией. Операторский блок разделен на два помещения непосредственно помещение наполнения канистр и технологический отсек автоматического контроля налива. 

Рис. 1 – Внешний вид и размеры МУР-15. 

Преимущества весового фасования: - высокая точность дозирования нефтепродукта весом 1.80 кг. при любой плотности и температуре продукта и окружающего воздуха - не нуждается в дополнительном контроле точности дозирования.

Установка оборудована автономной системой отопления, что позволяет эксплуатировать ее при температурах окражающего воздуха ниже -50ºСУ, а также автоматической системой пожаротушения.

Наполение канистр происходит после задания необходимого значения массы заливаемого топлива через щит управления, к которому подключен насос, работащий в двух режимах по алгоритму блока управления – 50 Гц и 25 Гц. Во избежание вспенивания топлива, через щит управления задаются значения «ГРУБО» - быстрое наполнение канистр вначале и «ТОЧНО» - медленное наполнение канстр при подходе к заданному весу. Грубое наполнение канистр производится насосом на частоте 50 Гц, точное наполнение – на частоте 25 Гц.

Изобретение может найти применение для снабжения горюче-смазочными материалами потребителей в городской и сельской местности, на дорогах всех категорий, а также в удаленных и труднодоступных районах, в условиях бездорожья, временной эксплуатации транспорта в условиях проведения, например, геологоразведки, посевной или уборочной кампании, позволяет разместить временные заправочные пункты в местах плотной городской застройки, а также в местах временного скопления людей и транспортных средств.

Средняя производительность мобильной установки розлива тарированных нефтепродуктов – 120 канистр в день при 8-часовой продолжительности рабочего дня.

Не является АЗС, КАЗС, ПАЗС, мобильным заправочным комплексом, автономной автозаправочной контейнерной станцией.

В результате исследования выявлены основные способы достижения поставленных целей, задач, а также решения сопутствующих проблем. Рассмотренные разработки в настоящий момент являются основной движущей платформой жизнеобеспечения отдаленных малонаселенных районов Арктической зоны Республики Саха (Якутия).

Список литературы:

  1. Гуль В. Е., Шенфиль Л. З. Электропроводящие полимерные композиции. – М.: Химия, 1984. – 240 с
  2. Li Yongfang. Conducting polymers // Organic optoelectronic materials / ed. by Yongfang Li. – Springer International Publishing, Switzerland, 2015. – P. 23–50.
  3. Блайт Э. Р., Блур Д. Электрические свойства полимеров. – М.: Физматлит, 2008. –377 c.
  4. Гадеев А. Угленаполненные электропроводящие полимерные композиции для 3D-печати. – LAP LAMBERT Academic Publishing, 2017. – 72 с.
  5. Особенности поведения электропроводящего полимера в результате воздействия внешней среды / Л. Е. Макарова, А. А. Нестеров, В. А. Москалев, М. Л. Сидорук // Электронный научный журнал «Современные проблемы науки и образования». – 2015. – № 2–2. – URL: https://www.science-education.ru/pdf/2015/2-2/686.pdf (дата обращения: 26.03.2018).
  6. Шеремета И. А., Сидоров А. И. О влиянии углеродных добавок на процесс электризации полимерных поверхностей // Наука ЮУрГУ: материалы 67-й научной конференции, 2015. – С. 478–486.
  7. Положение о порядке поступления, хранения, отпуска и учета нефтепродуктов, тарированных в полиэтиленовые канистры на нефтебазах и автозаправочных станциях ОАО «САХАНЕФТЕГАЗСБЫТ». – URL: http://sngs.ykt.ru/sites/default/files/DOCUMENTS/INFORM/ /Klientam/2015/01_Положение%20о%20тарированных%20нефтепродуктов.pdf
  8. Е.С. Петухова, П.Н. Петрова, М.Д. Соколова, А.Л. Федоров, А.Г. Аргунова, Д.А. Груненко, Э.В. Чикачёв Исследование и разработка полиэтиленовых композиционных электроповодящих материалов//ФГБУН Институт проблем нефти и газа СО РАН, г. Якутск, РФ, АО «Саханефтегазсбыт», г. Якутск, РФ // http://dream-journal.org/issues/2018-4/2018-4_172.html//
  9. Марков В. А. Электропроводящие полимерные композиты с повышенным положи-тельным температурным коэффициентом электрического сопротивления для саморегулиру-ющихся нагревателей : автореф. дис. … канд. техн. наук. – Москва, 2014. – 25 с.