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

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)

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. %)

Примечание. σ_р – прочность при разрыве; σ_т – предел текучести; ε_р – удлинение при разрыве; ε_т – удлинение при пределе текучести; Е – модуль упругости; ρ – плотность; ΔQ – набухание; ρ_v – 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.