Korszerű motorhajtó anyagok 1-2 Lázár László, Krutek Tímea Tiszaújváros, 2010.11.12.
Tartalomjegyzék
• Bevezetés az olajiparba • A Finomítás feladata, technológiák • Benzinek • Gázolajok • Üzemanyagok fejlesztése
Az első 50 év 1859 1861 1865 1870 1876 1877 1886 1892 1892 1886 1890 1892 1897 1909 1908 1912
Pennsylvania az első tervszerű kőolajfúrás Az kőolaj csővezeték, az első finomító Az első olajszállító tengerjáró Standard Oil megalapítása Otto benzin motor szabadalma Edison/Swan az izzólámpa Az első tengerjáró tartályhajó Diesel motor szabadalma Az első tartályhajó átkel a Szuezi Csatornán Maybach/Daimler & Benz benzin autója Megalakul a Royal Dutch Company Megalakul a Fiumei Kőolajfinomító Megalakul a Shell Company Megalakul az Angol-Perzsa Kőolaj Vállalat az első Ford T Model/USA villanyégő száma 18 millió 902000 db autó az USA-ban
A kőolajipar hajtóereje
•
Lámpaolaj igények
•
Villamosság elterjedése
•
Motorizáció kezdetei
•
1914 – a Brit tengeri flotta áttér a kőszénről a fűtőolaj tüzelésre
•
I. világháború
•
Motorizáció elterjedése
•
Kőolaj kutatási módszerek fejlődése
•
II. világháború
•
Gazdasági fejlődés, jólét növekedése, növekvő energia igény
•
Autóipar fejlődése
•
Alapanyag források kimerülése?
FORD Model T - the world’s most influential car of the 20th century
•First assembly line production •Produced from 1908 to 1927 •16 500 000 cars sold total •Only 93 minutes to assemble a car •Price : $300 (about $3,400 in 2006 inflation-adjusted dollars •In 1914, Ford, with 13,000 employees, produced about 300,000 cars while 299 other companies with 66,350 employees produced about 280,000 vehicles.
"Any customer can have a car painted any color that he wants so long as it is black."
Motorization in US and Europe
Az első olajfúró torony • „Colonel” Edwin Drake az első ember, aki sikeres kőolajfúrást hajtott végre Titusville mellett, Pennsylvaniában 1859 • A kőolaj első felhasználása kenőanyagként történt, majd a lámpaolaj lett az igazi hajtóerő • Kútmélység: 21 méter • Hozam: 20-25 hordó / nap (3-4 m³)
És azután a többi…
A törvény Amerikában: Akié a föld, azé a benne rejlő „kincs”
Az első desztilláló üzem
Newhall Refinery California 1876
A Dunai Finomító első üzeme
AV1 üzem : indult 1965-ben
és a Dunai Finomító ma
Kőolaj ár és világpolitika
Source: BP Statistical Review of World Energy 2009
0 febr-00 ápr-00 jún-00 aug-00 okt-00 dec-00 febr-01 ápr-01 jún-01 aug-01 okt-01 dec-01 febr-02 ápr-02 jún-02 aug-02 okt-02 dec-02 febr-03 ápr-03 jún-03 aug-03 okt-03 dec-03 febr-04 ápr-04 jún-04 aug-04 okt-04 dec-04 febr-05 ápr-05 jún-05 aug-05 okt-05 dec-05 febr-06 ápr-06 jún-06 aug-06 okt-06 dec-06 febr-07 ápr-07 jún-07 aug-07 okt-07 dec-07 febr-08 ápr-08 jún-08 aug-08 okt-08 dec-08 febr-09 ápr-09 jún-09 aug-09 okt-09 dec-09 febr-10 ápr-10 jún-10 aug-10 okt-10
[USD/bbl]
Kőolaj ár változása 2000-től Brent dtd daily quoted price (Platts)
140
120
100
80
60
40
20
The motorization as the driving force of the industry
LPG (4-5 %)
Gas treating
CRUDE OIL
Naphtha (8-15%)
Gasoline reformulation
CHEMICAL FEEDSTOCK
Gasoline (30-40%)
Distillation Desulfurisation
Kerosene (5-8%)
TRANSPORT FUELS
Diesel
Vacuum distillation
Cracking
H2
Heating Oil (30-40%)
Residue Conversion
Fuel Oil (0-20%)
OTHERS (*)
Coke & Bitumen (5-15%)
Tipical crude processing (*) HEATING, SOLID FUELS, LUBRICANTS, ASPHALTS, PACKAGING
14
A Dunai Finomító FCC üzeme
Indult: 1983-ban
A Dunai Finomító blokk sémája
0
1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
0
1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
US Motor Fuel Demand Trends inthsbarrelsper day
Europe Motor Fuel Demand Trends
inthsbarrelsper day
Motorhajtóanyag igények változása 12 000 Light Distillates
Light Distillates
Middel Distillates
Middel Distillates
Fuel Oil
10 000 8 000
6 000
4 000
2 000
12 000 Fuel Oil
10 000
8 000
6 000
4 000
2 000
Alkalmazkodás a változó igényekhez 9000
Átmenet
8000 7000
80
Destruktív technológia, minőségfejlesztés Maradékmentes fin., min.fejl.
Olcsó kőolaj
70
60
6000 50
kt
40 4000 30 3000 20
2000
10
1000
0
19 65 19 67 19 69 19 71 19 73 19 75 19 77 19 79 19 81 19 83 19 85 19 87 19 89 19 91 19 93 19 95 19 97 19 99 20 01 20 03 20 05 20 07
0
Saját célú kőolaj feldolgozás, kt
Végtermékben mért fehéráru hozam %
%
5000
12
80
11
70
10 9
60
8
50
7 6
40
5
30
4
20
3 2
10
1
0
share of sweet crude
0
petrol + diesel
heavy fuel oil
Nelson index
A MOL Csoport finomítói hatékonyan képesek feldolgozni a nagy kéntartalmú nehéz orosz kőolajat (sour crude)
Nelson complexity index
Sweet crude as % total processed oil + product slate
Alkalmazkodás és flexibilitás
A kőolajok összetétele- 1
• Biológiai eredetű, szerves anyagok bomlásterméke • Szénhidrogének komplex elegye • Heteroatomokat tartalmazó vegyületek • A kőolaj elemi összetétele (m/m%): Karbon: 83 – 87 Hidrogén: 11 – 14 Kén: 0,2 - 4,0 (max. 7 %) Nitrogén: 0,1 - 1.0 (max. 2 %) Oxigén: 0 - 0,5 Fémek: 0 - 0,2
A kőolajok összetétele - 2 • Szénhidrogén szerinti csoportosítás: – Normál paraffinok, nyílt láncú alkánok – Izoparaffinok, elágazó láncú telített paraffinok – Cikloalkánok, telített gyűrűs szénhidrogének – Aromás szénhidrogének – Aszfaltének, gyanták, aromás jellegű vegyületek
Olefin és acetilén szénhidrogének nem találhatók a kőolajban!
Kőolaj jellemzői - 1 API sűrűség 50 felett kondenzátum 33-50 könnyű kőolaj 24-33 közepes kőolaj 24 alatt nehéz kőolaj Kéntartalom 0,5 % alatt alacsony kéntartalmú (édes) 0,5 % - 1,5 % közepes kéntartalmú 1,5 % felett magas kéntartalmú (savanyú)
Kőolaj jellemzői -2 Kémiai jellemzők Paraffin tartalom Nafténes vagy aszfalténes Folyási tulajdonságok Viszkozitás Folyáspont Ezek az adatok megtalálhatók a kőolaj assay-ben
Néhány kőolaj alapvető jellemzői
Algerian Light Forties Blend Ekofisk Statfjord Brent Blend Lybian South Lousiana Indonesian Arabian Light Ural Blend Kuwait Arabian Medium Arabian Heavy Venezuela Medium Venezuela Heavy
Gravity API 44 41 39 39 38 37 37 35 33 31 31 30 27 25 17
Sulphur wt % 0.1 0.3 0.2 0.2 0.4 0.3 0.1 0.1 1.7 1.6 2.5 2.7 3.0 1.5 2.4
Kőolaj desztillációs görbe
A legfontosabb kérdés
Mi az olajipar célja ? • Fogyasztói igények rugalmas kielégítése • A vállalat gazdasági szükségleteinek kielégítése – Profit maximalizálása
• A vállalt növekedésének, fejlődésének biztosítása – Versenyelőny megszerzése és megtartása
• Fenntartható fejlődés biztosítása – Környezet – Társadalom
Hogyan lehet a célt elérni ? • A piaci környezet stratégiai elemzése – Rendkívül éles verseny – Változó piaci igények (minőség, mennyiség, termék arányok stb.) – Alapanyag ellátási bizonytalanságok (ár, elérhetőség ) – Jelentős politikai hatások
• Az olajipar főbb jellemzői – Liberalizált, globális piac – Folyamatos technológia – Gazdaságos méretnagyság – Magas beruházási költség – Magas be- és kilépési korát
Megoldás
• Hatékonyság fenntartása, folyamatos fejlődés • Változásokhoz való gyors alkalmazkodás • Rugalmas működés • A teljes értéklánc együttes optimalizálása
SCM filozófia alkalmazása
SCM filozófia és működés • Főbb jellemzői – – – – – –
Teljes értéklánc közös és együttes optimalizálása Rugalmas működés, új szervezeti/működési formák Szoros együttműködés a szervezetek között, team munka Közös döntések Vevői fókusz Kultúra váltás
• SCM szervezet feladata – Tervezés/optimalizálás – A megvalósítás koordinálása – Elemzés, visszacsatolás
Profit maximalizálás a teljes értékláncra Erőforrások integrálása, optimális allokálása, felosztása
A paradigmaváltás eredménye - 1 Net Cash Margin (USD/bbl) in Europe by refineries, 2007* Ranking Refinery NCM in 2007 in USD/bbl Country Owner 1 Duna 11.2 Hungary MOL 2 Bratislava 10.8 Slovak Republic MOL 3 Schwedt 10.5 Germany BP/ENI/Shell/Total/PV 4 Leuna (Mider) 10.3 Germany Total 5 Porvoo 10.2 Finland Neste Oil 6 Puertollano 10.0 Spain Repsol YPF 7 Plock 9.8 Poland PKN Orlen S.A. 8 Omsk 9.6 Russia Gazprom 9 Pernis Shell 9.4 Netherlands Shell/Statoil 10 La Coruna 9.0 Spain Repsol YPF …46 Frassino, Mantova 5.2 Italy MOL 12 Net Cash Margin (USD/bbl) in Europe by companies, 2007* 10 8 6 4
0
Neste Oil MOL PKN ORLEN S.A. PDVSA Saras SpA ERG Grupa LOTOS Repsol YPF API Shell LUKOIL Rompetrol Eni Motor Oil Galp Energia Total OMV Cepsa BP KPI Unipetrol Hellenic Statoil ExxonMobil ConocoPhillips INEOS TÜPRAŞ INA Preem Chevron Tamoil Murco Petroplus NIS
2
*Source: WoodMackenzie – European and Russian refiners, Net Cash Margin in 2007
30
Az olajipar ellátási lánca
Crude Supply
Crude Depots
Refining
Primary Distribution
Product Depots
Secondary Distribution
Market
Közép- és Kelet-Európa kőolaj távvezeték rendszere M ozyr
Mozyr-Ungvár: 28”+20” = 693 km 28 Mt/year Ungvár-Sahy:
Lit vinov
28”+20” = 316 km 22 Mt/year
Kr alupy
Sahy-Százhalombatta :
Ingolst adt
16” = 129 km 3,5 Mt/year
Budkovce Sahy
Ungvár Fényeslit ke
W uer miach
Tr iest e
Ungvár-Százhalombatta: 24” = 312 km 7,9 Mt/year Százhalombatta-Virje:
Vir je Sisa k
N ovi Sad Br od
Pancevo
24” = 215 km 6,8 Mt/year Virje-Sisak : 28” = 108 km 16 Mt/year Sisak-Omisalj: 36” = 178 km 34 Mt/year
Hazai kőolajok és kondenzátumok
Termékek logisztikai hálózata
A MOL regionális piacai
Elsődleges disztribúció megoszlása a MOL-ban
65% 17%
2%
16%
MOL: First mover in the regional downstream consolidation 2003 - 2007: Retail expansion ► Shell Romania – 2003 ► Roth Company (Austria) - 2004 ► 67% in Energopetrol with INA (BiH) - 2006 ► Tifon (Croatia) - 2007 2008: Acquisition of further 22.2% share in INA through a public offer
2009: Operational control over INA
2007: Acquisition of IES (Italy) 2004: 98.7% stake in Slovnaft via public offer
2003: Acquisition of 25.0% in INA
2002: Gain control over Slovnaft (70.0%) 2001: Gain control over TVK (34.5%) 2000: Acquisition of 32.9% of TVK, Acquisition of 36.2% of Slovnaft
37
MOL- INA: strategically located R&M ► ≡
MOL refinery INA refinery Other refineries Crude Pipeline Refinery
Capacity (Mt/yr)
Capacity (bbl/day)
Capacity util. (%)**
NCI (x)
Five refineries with 470,000 bbl/day capacity on adjacent markets* 9 % Upstream coverage in 2008*
►
Strong market position in Central Eastern and South Eastern Europe
►
Duna and SN refineries has had the highest net cash margin in Europe (WoodMackenzie studies 2003-2007)
►
INA refinery upgrade program supported by MOL’s know-how, provides medium-term value creation
►
Joint supply-chain optimisation for five refineries and two petchem plants
►
Diversified crude supply
►
For the retail, extension MOL’s advanced know-how and sales techniques, benefiting from economies of scale and local brand strengths
Duna
8.1
162 000
88%
10.6
Slovnaft
6.1
122 000
100%
11.5
Crude pipeline connections
Mantova
2.6
52 000
90%
8.4
Friendship I.
20.0
Rijeka
4.5
90 000
60%
5.8
Sisak
2.2
44 000
77%
6.1
Friendship II.
7.9
Total*
23.5
470 000
n.a.
n.a.
* MOL fully consolidate INA as of 30 June 2009, pro-forma 2008 data ** As a percentage of distillation capacity *** 10 Mt from Sisak refinery
Adria (JANAF) P. Marghera
Capacity (Mt/yr)
34.0*** 2.6
38
Tartalomjegyzék
• Bevezetés az olajiparba • A Finomítás feladata, technológiák • Benzinek • Gázolajok • Üzemanyagok fejlesztése
A Finomítás célja • Feladatok – A gördülő terv (RP) által előirányzott, abban elfogadott feldolgozási, gyártási elvárásokat megvalósítani, realizálni. – A kőolaj, ill. egyéb ”import” nyersanyagok/félkész termékek feldolgozása, majd az előállított termékek ”menedzselése”. – Fentiek megvalósítása az előirányzott normák mellett.
• Célok – A profit ”megvalósítása” a feldolgozó,ill. keverő üzemek egyenletes, ütemtervek szerinti üzemeltetésével.
• Kulcs teljesítmény mutatók (KPIs) – – – –
Üzemek mechanikai rendelkezésre állása Üzemek feldolgozási költsége Üzemek energia felhasználása Üzemek vesztesége
A Finomítás számokban
f Terület:
800 hektár
f Desztillációs kapacitás:
8.1 Mt/év
f Kőolaj feldolgozás(2007):
7,05 Mt/év
f Üzemek száma:
49
f Nelson komplexitási index:
10.6
f Mechanikai rendelkezésre állás:
97,2 %
f Villamos energia felhasználás:
600 thMWh
f Gőz felhasználás:
3500 kt
f Munkavállalók száma:
DF~1100 (∑DF~2000)
A Finomítás célja A piaci igényeknek megfelelő termékstruktúra előállítása
A kőolajban található vegyületek kémiai átalakítása.
Finomítói technológiák
Desztilláció Kénmentesítés
Konverzió Oldószeres finomítás
Oxidáció Keverés
Addíció
Finomítói technológiák
Atmoszférikus desztilláció
Feladata: A kőolaj forráspont szerinti szétválasztása különböző frakciókra. Alapanyag:
Kőolaj ill. kondenzátum
Termékek:
Fűtőgáz Cseppfolyós gázok Benzinek Petróleum Gázolajok Pakura
Paraméterek: Alapanyag hőmérséklet: 280 – 300 °C
Finomítói technológiák
Vákuum desztilláció
Feladata: A pakura forráspont szerinti szétválasztása különböző frakciókra. Alapanyag:
Pakura
Termékek:
Vákuum gázolaj Párlatok Gudron
Paraméterek: Pakura hőmérséklet: ~ 400 °C Nyomás: 50 – 100 Hgmm
Finomítói technológiák
Finomítói technológiák
Kénmentesítés
Finomítói technológiák
Kénmentesítés
Feladata: A desztillációs üzemekből ill. egyéb üzemekből származó magas kéntartalmú anyagáramok kéntartalmának csökkentése. Alapanyag: cseppfolyós gázok, benzinek, petróleum, gázolajok, párlatok Termékek: kénmentesített gázok, benzinek, petróleum, gázolajok, párlatok Paraméterek: Hőmérséklet: 280 – 410 °C Nyomás: 15 - 80 atm Katalizátor: Aktív fázis: MoO3, CoO, NiO Hordozó: SiO, Al2O3 Gázolaj kénmentesítés fontosabb paraméterei: Hőmérséklet: 320 – 400 °C Nyomás: 35 - 45 atm
Finomítói technológiák
Izomerizálás
Feladata: Magas oktánszámú motorbenzin keverőkomponens (izopentán) előállítása Alapanyag: n-C5 – n-C6 szénhidrogénekben dús elegy Termék: i-pentán Paraméterek: Hőmérséklet: 40 - 480 °C Nyomás: 10 – 70 atm Katalizátor: Pt – Al2O3 – Cl Pt – zeolit Szulfátozott fémoxid
Finomítói technológiák
Reformálás
Feladata: Magas oktánszámú benzinkeverő komponens (reformátum) előállítása, illetve aromás alapanyag gyártása Alapanyag: Kénmentesített desztillációs benzin Termék: reformátum, aromás alapanyag Paraméterek: Hőmérséklet: 450 - 550 °C Nyomás: 45 – 50 atm Katalizátor: Pt-Re – Al2O3 / zeolit– Cl
Finomítói technológiák
Katalitikus krakkolás Feladata: Kénmentesített vákuum párlatok krakkolása – molekulatömeg és forráspont csökkentés Alapanyag: Kénmentesített szélespárlat Termék: C3-C4 elegy, krakkbenzin, gázolaj (LCO) Paraméterek: Hőmérséklet: 480 - 540 °C Nyomás: 2 – 4 atm Katalizátor: zeolitok (Al2O3 - SiO2)
Finomítói technológiák
Finomítói technológiák
Oxigenát gyártás / éterezés (MTBE/ETBE)
Feladata: Magas kísérleti oktánszámú motorbenzin keverőkomponens (MTBE/ETBE) előállítása Alapanyag: C4-olefin elegy (izobutén) + metanol Termék: MTBE, C4 raffinát Paraméterek: Hőmérséklet: 50 - 60 °C Nyomás: 14 – 17 atm
Finomítói technológiák
Finomítói technológiák
Alkilálás
Feladata: Motorbenzin keverőkomponenes előállítása. Az izobután és butének összekapcsolása magas oktánszámú izooktán eleggyé.
Alapanyag: C4 raffinát + izobután Termék: Alkilát Paraméterek: Hőmérséklet: 1 - 40 °C Nyomás: 1 – 10 atm Katalizátor: H2SO4; HF
Finomítói technológiák
Hidrokrakkolás
Feladata: Az alapanyag nagy molekuláiból kisebb molekulák előállítása hidrogén atmoszférában (fehéráru arányának növelése) Alapanyag: nehéz kőolaj párlatok Termék: benzin, gázolaj komponensek Paraméterek: Hőmérséklet: 300 - 450 °C Nyomás: 70 – 250 atm Katalizátor: Co/Mo/Pa/Pt – SiO2/Al2O3
Finomítói technológiák
Késleltetett kokszolás
Feladata: az alapanyag nehezebb komponensei szilárd koksszá alakulnak, miközben értékes, könnyebb termékek képződnek. /kénmentesíteni kell/ Alapanyag: gudron Termék: gázok, benzin, gázolaj, koksz Paraméterek: Hőmérséklet: 480 - 520 °C Nyomás: 1 – 5 atm
Finomítói technológiák
Finomítói technológiák Különböző eljárások alapanyag konverziója
Finomítói technológiák
Hidrogén gyártás
Feladata: Hidrogén előállítása a hidrogénező, kénmentesítő üzemek részére Alapanyag: metán + víz Termék: hidrogén (99,9 % tisztaságú) Reakció: CH4 + H2O = CO + 3 H2 Hőmérséklet: 800 – 850 °C Katalizátor: Ni/Al2O3
Finomítói technológiák
Claus eljárás
•
Termikus reakció (1000 - 1400 °C) 3H2S + 1,5O2 → 2H2S + SO2 + H2O
•
Katalitikus reakció (200 - 340 °C) 2H2S + SO2 → 3S + 2H2O
Tartalomjegyzék
• Bevezetés az olajiparba • A Finomítás feladata, technológiák • Benzinek • Gázolajok • Üzemanyagok fejlesztése
A Finomító főbb termékcsoportjai Termékcsoport
Termékek
Felhasználási terület
Cseppfolyós gázok
PB, Propán, Bután, Propilén
Vegyipar, Motorhajtóanyag
Motorbenzinek
ESZ 95, ESZ 98, EVO NEO
Motorhajtóanyag
Vegyipari benzin
Petrolkémiai alapanyag
Petróleum
JET
Repülőgép üzemanyag
Gázolajok
MSZ EN 590,
Motorhajtóanyag
Tüzelőolaj
DIN, ANDERES
Tüzelőanyag
Aromások
Benzol, toluol, xilol, o-xilol
Oldószerek, petrolkémiai alapanyagok
Fűtőolajok
FA 60/80, FA 60/120
Fűtőanyag
Bitumen
Útépítő bitumen Modifikált bitumen
Építőipar (aszfalt, zsindely)
Egyéb termékek
Propilén Kén Koksz Bázisolaj Paraffin
Petrolkémiai alapanyag Kénsav gyártás Fűtőanyag Kenőanyag gyártás Gyertya, élelmiszeripar, kozmetika
Finomítói hozamok 100,0% 90,0% 80,0%
Others bitumenek
70,0%
Fuel Oil Waxes
60,0%
Base Oils Aromatics
50,0% 40,0%
A Dunai Finomító termékstruktúrájának változása a ”kezdetektől”
Middle Distillate Jet Fuel Gasoline
30,0%
Naphtha LPG
20,0% 10,0% 0,0%
1965
1975
1985
1995
2005
2008
ALAPFOGALMAK – I. Keverőkomponens A különböző feldolgozási folyamatok végtermékei – megfelelő keverésükkel + adalékolással (receptúra) készülnek a termékek. Üzemanyagok (motorhajtóanyagok) A motorok hajtására alkalmazott különböző kőolajipari termékek: autógáz, benzin, kerozin, gázolaj. Üzemanyagszabványok • Üzemanyagok minőségi paraméterei + szabványos vizsgálati módszerek. • 2000- Magyarországon összes üzemanyagra: EU szabványok érvényesek
ALAPFOGALMAK – II. Adalékok • Szintetikus v. természetes eredetű, kis mennyiség (< 0,1%) • Motorkonstruktőrök & fogyasztók: magas minőségi elvárások szabványos tulajdonságok & használati értékek javításához Emisszió (károsanyag-kibocsátás) • Motorokban tökéletlen égésnél: CH, CO, NOx, benzol, korom. • Csökkentés: motorikus & üzemanyag minőség fejlesztés: Keverőkomponens minősége + adalék
A korszerű motorhajtó anyagok főbb általános követelményei - 1 • alkalmasság energiaátadásra a motorok működési feltételei között, • környezetbarát és gazdaságos előállíthatóság, • az igényeknek megfelelő mennyiségben és állandó minőségben való rendelkezésre állás, • környezetre káros összetevők kis koncentrációja (halogén-, heteroatom- és fémtartalom) • csökkentett aromás- és olefintartalom, • nagy energiatartalom, • ne okozzon korróziót, • kellő hőstabilitás és kémiai ellenállóképesség,
A korszerű motorhajtó anyagok főbb általános követelményei - 2 • megfelelő lefutású forráspontgörbe (szükséges mértékű elpárolgás, gőznyomás), • megfelelő kenőképesség (adagolószivattyú, motoralkatrészek), • alternatív komponensek gazdaságos felhasználhatósága, • megfelelő szintű adalékolás, • összeférhetőség motorolajokkal, • ne legyen mérgező, könnyű és veszélytelen kezelhetőség, • lehetőleg ne legyenek szennyezők és korróziókeltők sem a visszamaradó hajtóanyag-komponensek, sem az égéstermékek; ezek ne koptassák a hengereket és más motorelemeket, • elfogadható bekerülési költség (profit, adóztathatóság), stb.
Előírások változása, technológiák megjelenése
Az EU követelményeit meghaladó kiváló minőségű benzin Analízis
M.egység
Szabvány
MOL jell.
Bioetanol/ETBE
%(V/V)
Kéntartalom (ppm)
mg/kg
max. 10
6
%(V/V)
max. 1
0,5
Kísérleti oktánszám
min. 95.0
96,0
Motor oktánszám
min. 85.0
86,0
%(V/V)
max. 2
0,6
mg/100 ml
max. 5
1
Összes olefin (tf%)
%(V/V)
max. 18
13,1
Sűrűség 15 °C-on
g/cm3
0.720 - 0.775
0,75
Aromástartalom (tf%)
%(V/V)
max. 35
34,1
Összes oxigén
%(m/m)
max. 2.7
0,66
kPa
45 - 60
57
70 °C-ig átdesztillált
%(V/V)
20 - 48
26
100 °C-ig átdesztillált
%(V/V)
46 - 71
48
150 °C-ig átdesztillált
%(V/V)
min. 75
82
Végforrpont
C_fok
max. 205
201
Benzoltartalom
Lepárlási maradék Gyantatartalom
Gőznyomás DVPE
4,8
Környezetvédelem: - „kénmentes” - csökkentett benzoltart.
Szabványnál jobb tul.: Kíváló égés, kevesebb lerakódás => Hosszabb élettartam
EU szabványt teljes mértékben teljesítő tulajdonságok
Gasoline hydrocarbon blendstock Complex system: Properties & specification Aromatics RVP Olefins
Non-linear properties 60kPa
Linear blending properties
35v/v% 18v/v%
Reformate Sulphur
E100 10ppm
FCC gasoline/TAME Alkylate
46-71 v/v%
C5 isomerate 95
i-C6 paraffins RON
E70
20-46 v/v%
Quasi-linear blending properties
85 MON
Non-linear properties
ETBE
A benzinkeverés komponensei
Benzinkeverés Komponensek (problémák)
• FCC/BEK-5 benzin (E100) • Reformátum (aromás tartalom) • Alkilát
Termékek
• ETBE (oxigéntartalom)
• ESZ95/E5, ESZ95
• MTBE (oxigéntartalom)
• ESZ98/E5, ESZ98
• C4 frakció (RVP)
• EVO NEO
• Izomerát, i-C5 (oktánszám) • i-C6 • ”alapbenzin” (MON,RON) • Etanol
Benzin adalékok - 1
Additive
Active agent
Additive concentration, ppm
Metal containing: MMT, Tetraethyl lead
5-20
Requirement/effect/achievement
Octane booster
Increase of octane number
Detergentdispergent
Clean up and keep clean (injector, carburetor inlet and outlet system)
Alkenyl succinimides, polybuteneamines, polyetheramines
20-70
Corrosion inhibitors
To protect fuel system against corrosion
Esters or amine salts of alkenyl succinic acids, alkylortho-phosphoric acids, alkyl phosphoric acids, aryl sulfonic acids
5-20
Anti-icing additives
To prevent ice formation in the carburetor or throttle body
Alcohols, glycols
10-30
aromatic diamines
5-20
alkyl phenols
5-100
these mixtures
5-100
Antioxidants
Improving the storage stability and prevent gum formation
Ash less: aniline, alcohols ethers
10-1000
Metal deactivators
Deactivate metals (such as copper) which are catalyzing oxidation reactions
N,N’-disalicylidene-1,2-propanediamine
4-12
Combustion improvers
Lower emission (catalytic effect on the combustion process)
Ferrocene
1-10
Benzin adalékok - 2 Additive concentration, ppm
Additive
Requirement/effect/achievement
Active agent
Friction modifiers & anti-wear additives
Lubrication of upper cylinder and minimize engine friction in the
Molybdenum-based additives, saturated fatty acids, esters
Anti-valve-seat recession additives
Phase out of lead occurred valve seat recession on engines having “soft” valve seat. Eg.: lubrication of outlet valve seats
Sodium or potassium containing additives
50-200
Anti ORI (octane requirement incrase)
To prevent the increase in octane requirement occurred by lay down deposits in the combustion chamber
polyetheramines
20-200
To improve the electrical conductivity of the gasoline
total organic type additive or water soluble oxygenates as blending component
Antistatic additives
2-10
Benzin adalékok - 3
Additive
Demusifiers and dehazers
Biocides
Dyes and markers
Requirement/effect/achievement
Active agent
To prevent water occurred haze
Product of alkylphenol and ethylene or propylene oxid reaction
Prevent microbial growth
Boron compounds, quaternary ammonium salts of salicylic acid
To distinguish one product or brand from another or to provide evidence in case of theft, tax evasion, etc.
Azo dyes when red or orange color Anthroquinone when blues are required Marker: furfural or diphenylamine
Additive concentration, ppm 3-20
130-1000
2-10
Tartalomjegyzék
• Bevezetés az olajiparba • A Finomítás feladata, technológiák • Benzinek • Gázolajok • Üzemanyagok fejlesztése
A gázolajkeverés komponensei
Gázolajkeverés Komponensek
• K-7 Kénmentes gázolaj /GOK-3 -ból/ (5-7 ppm)
Termékek
• K-2 Gázolaj /HDS-ből/
• MSZ EN 590 / bio
• K-4 Kénmentes petróleum /GOK-1-ből/
•4 season EVOD
• K-3 Magas kéntartalmú gázolaj /AV-ból/
• DIN (0,1%)
• K-5 Magas kéntartalmú petróleum
• Anderes (10 ppm)
• K-8 FAME
Finomítói technológiák
1
EU szabványt meghaladó kiváló gázolaj minőség Tulajdonság
Biodízel tartalom Kéntartalom Policiklikus aromás Kenőképesség - HFRR
M.egység
EN590/ előírás
MOL, jell.
%(V/V)
max. 7
4.8
mg/kg
max. 10
6
% m/m
max. 11
2,9
um
max. 460
345
min. 51.0
52,5
Cetánszám Mech. szennyeződés
mg/kg
max. 24
5
Víztartalom
mg/kg
max. 200
42
Oxidhamu tartalom
%(m/m)
max. 0.01
0,002
Conradson maradék
%(m/m)
max. 0.30
0,02
Oxidációs stabilitás
g/m3
max. 25
4
Elektr. vezetőképesség
pS/m
MOL belső 10 - 1000
156
Zavarosodási pont
C_fok
MOL belső
-9
CFPP
C_fok
max. -20
-25
PM lobbanáspont
C_fok
min. 60
73
Sűrűség 15 °C-on
g/cm3
0.820 0.845
0,837
350 °C-ig átdesztillált
%(V/V)
min. 85
94
250 °C-ig átdesztillált
%(V/V)
max. 65
35
Környezetvédelem
Szabványt jelentősen meghaladó tulajdonságok: kiváló kenés; alacsony lerakódásképzési hajlam; stabil termék; biztonságos tankolás
Megbízható téli indíthatóság EU szabványt teljes mértékben teljesítő tulajdonságok
Gázolaj adalékok - 1
Adalékok
Teljesítmény kritériumok (követelmények)
Vegyülettípus
Javasolt adalékkoncentráció, mg/kg
Cetánszám növelése, gyulladásra való hajlam növelése (könnyebb hidegindítás, kisebb emisszió, zaj, hajtóanyag-fogyasztás, nagyobb motorélettartam)
2-etil-hexil-nitrát, (szerves peroxidok)
Égésjavítók (füstcsökkentők)
Csökkentett emisszió (hozzájárulás a részecskék elégéséhez)
Vas-karbonilok, dialkilkarbonátok; laktonok, éterek, észterek, dimetoxi-metán, cinkoxid és szerves peroxid vagy hidroperoxid
10-30
Detergensekdiszpergensek
Tisztító és tisztántartó adalékok, lerakódások megakadályozása, illetőleg szabályozása az üzemanyag-ellátó és -adagoló rendszerben; motoralkatrészek tisztántartása; hajtóanyagfogyasztás és CO2-kibocsátás csökkentése
Aminok, imidazolinok, amidok, zsírsav-szukcinimidek, Mannichbázisok, polialkilénszukcinimidek
30-330
Oxidációgátlók
Gyantaképződés elkerülése, lerakódás-gátlás, tárolási stabilitás növelése
4-metil-2,6-di-tercier-butil-fenol, aromás diaminok, tercier-primeraminok
5-30
Korrózió- és rozsdagátlók
Korrózió és rozsdásodás megakadályozása (pl. hajtóanyag ellátó-rendszer)
Alkil- vagy polialkilborostyánkősavak, dimersavak, amin-sók
10-20
Cetánszámnövelők (gyulladásjavítók)
100-300
Gázolaj adalékok - 2 Adalékok
Teljesítmény kritériumok (követelmények)
Vegyülettípus
Javasolt adalékkoncentráció , mg/kg
Fémdezaktivátrok
Oxidáló katalizátorként ható fémnyomok aktivitásának csökkentése, megszüntetése; tárolási stabilitás növelése; elsősorban a rézionok katalitikus hatásának csökkentése
N,N'-diszalicilidén-1,2-propándiamin
5-20
Zavarosodásgátlók (demulgeátorok)
Víz vagy egyéb oldhatatlan komponensek által okozott zavarosság kialakulásának megelőzése, megakadályozása, illetőleg megszüntetése
Alkil- vagy dialkilszulfoszukcinátok, alkilfenilpolioxi-glikol-éterek
10-20
Kenőképesség-javítók
Kis kéntartalmú és csökkentett végforráspontú gázolajok esetén a kenőképesség növelése (adagoló szivattyúk)
Telítetlen karbonsavak keverékei vagy észterek
25-100
Zavarosodáspontcsökkentők
Paraffinkiválás kezdeti hőmérsékletének csökkentése
Olefin-észter kopolimerek
150-500
Dermedéspontcsökkentők
Dermedéspont csökkentése
Etilén-vinil-acetát kopolimerek
75-350
Hidegfolyás-, hidegszűrhetőségjavítók
Jó hidegfolyási viselkedés biztosítása
Polimetakrilátok, a poliakrilátok, α-olefin-kopolimerek, MSA-olefinkopo-limerek, mono- és dikarbonsavak észterei
150-500
Gázolaj adalékok - 3 Javasolt adalékkoncentráció, mg/kg
Adalékok
Teljesítmény kritériumok (követelmények)
Vegyülettípus
Paraffindiszpergátorok
Paraffin-kiülepedés megakadályozása (gépjármű üzemeltethetőségének biztosítása)
Akil-aril-amidok, maleinsavanhidrid-olefin kopolimerek észterei, amidjai,
100-200
Hajtóanyag fogyasztást csökkentők (súrlódáscsökkentők)
Kisebb hajtóanyag fogyasztás
N,N’-bisz(hidroxialkil)-alkilaminok
50-100
Jegesedés-gátlók
Jégkristályok kialakulásának (eltömődéseknek) megakadályozása
Glikoléterek
2-10
Biocidok
Mikroorganizmusok elszaporodásának gátlása és a baktériumok által okozott minőségromlás akadályozása
N,N'—metilén-bisz-5metiloxaazolidin
1-10
Habzásgátlók
Habképződés megakadályozása tankoláskor
Poli(metil-sziloxán), sziliciumpoliéter kopolimerek,
1-5
Gázolaj adalékok - 4
Adalékok
Teljesítmény kritériumok (követelmények)
Vegyülettípus
Javasolt adalékkoncentráció, mg/kg
Sztatikus feltöltődést gátlók
Vezetőképesség növelése
Kvaterner ammóniumsók, fémnaftenátok, α-olefin-MSA kopolimereknek polialkilén-poliaminokkal, arilaminokkal képezett sói
Leégetés-javítók
Részecskeszűrőn levő koromleégetés gyulladási hőmérsékletének csökkentése
Ferrocén
Szagcsökkentők, szagosítók
A jellegzetes kellemetlen szagok közömbösítése
Áramlásjavítók
Súrlódás csökkentő hatásukkal növelik a csövekben időegység alatt átáramló hajtóanyag mennyiségét
Aifás-amidok, -észterek
10-50
Színezékek
Minőség megkülönböztetése
Azovegyületek
5-10
2-10
5-20 5-10
Tartalomjegyzék
• Bevezetés az olajiparba • A Finomítás feladata, technológiák • Benzinek • Gázolajok • Üzemanyagok fejlesztése
Üzemanyag, a mobilitás kulcsa
Fogyasztói Elvárások (lehető legalacsonyabb ár és üzemanyag fogyasztás, legmagasabb teljesítmény, leghosszabb élettartam)
Üzemanyag Gyártók
Gépjármű Gyártók
(modern finomítói technológiák)
(új motortechnológiák, utókezelési megoldások)
EU energia, egészség‐ & környezetpolitika: • „Gépjármű kibocsátási” direktíva • „Üzemanyag minőség” és „Bioüzemanyag” direktíva, • Üzemanyag sztenderdek
MOL üzemanyag minőségfejlesztés EU Energia politika, Egészség & Környezetvédelem
Autóipar
Emisszió szabályozás Üzemanyag & bio Direktívák, Szabványok
Új motor technológiák, kipufogógáztisztító rendszerek & növekvő fogyasztói igények
Komplex Környezet
MOL
Az autóipar legszigorúbb igényeit kielégitő fejlesztések korszerű adalékolás
Adekvát válaszok
Korszerű finomítói technológiák
Kiváló minőségű alapüzemanyagok gyártása
Minőségi bioüzemanyagok gondos felhasználása
Modern fuels development: Complex R&D – versatile testing
Bench scale production
Engine bench test
Fuel lubricity
Injector cleanliness
Chassis dynometer – common rail test
10
MOL DÍZELEK, hidegtulajdonság kérdések • Mit tesz a MOL a dízelek hidegtulajdonágának javításáért ♦ A MOL gázolajok a magyar (EU) szabvány előírásait bőven teljesítik. ♦ A zavarosodáspont csökkentett a téli időszakban jellemzően -8/-10°C (max. –6°C) értékre. ♦ A kiváló paraffinok ülepedésének gátlására egy paraffin diszpergátor adalékot használunk. ♦ A MOL Tempo gázolajok tartalmaznak egy teljesítmény csomagot, mely többlet cetánszám-javító adalékot is tartalmaz, ez többek között a hidegindíthatóság javításához járul hozzá. • A szabvány hidegszűrhetőségi határhőmérséklet előírása (CFPP) túlbecsüli a valós indíthatóság, működtethetőség határát. Ezért az extrém hidegek speciális felkészülést igényelnek.
A téli időszakra a járműveket is fel kell készíteni!
Hidegfolyás javító és a paraffin diszpergátor adalékok működése
1.) A zavarosodáspont alá hűlt gázolajokból a paraffinok kiválnak (természetes jelenség) 2.)A folyásjavító adalék hosszú kristályok képzõdését segíti elõ (átmegy a szűrõn) 3.) A paraffin diszpergátor adalék a kivált paraffin kiülepedését gátolja
Mit nyújtanak a MOL cégspecikus, adalékcsomagjai? Fő cél a károsodások megelőzése, hosszabb élettartam, kisebb fogyasztás, nagyobb teljesítmény, emisszió csökkentés. 6 6 6 6
Megelőzzük az alkatrészek kopását Védelmet nyújt a korrózió ellen Védelmet nyújt oxidáció ellen Fokozzuk az élettartamot
6 6 6 6
Tisztán tartja és feltisztítja az üzemanyag-ellátó rendszert Tisztán tartja a felületeket Feltisztítja az üzemanyag-ellátó rendszert Csökkentjük a fogyasztást
KORRÓZIÓGÁTLÓ ADALÉKOK JELENTŐSÉGE (KORRÓZIÓ VIZSGÁLATA ASTM D665)
Adalékolatlan versenytárs minták (pl. hipermarket)
DÍZEL ADAGOLÓ KORRÓZIÓ
MOL TEMPO dízel
KÁROSODÁS MEGELŐZÉSE, HOSSZABB ÉLETTARTAM !
A DETERGENS-DISZPERGENS ADALÉKOK JELENTŐSÉGE Tiszta
BENZIN
DÍZEL
injektor
Lerakódásos injektor
Üzemanyag minőségek változása
Forrás: Global Refining Summit 2008
A Finomítás kihívásai Klímagázok Kibocsátásának Csökkentése Reformálás? H2 mérleg?
Üzemanyag Minőség ► Aromások/poliaromások ► Sűrűség ► Új motortechnológiák igényei Kereslet/Kőolaj Hozam
Növekedés? Kőolaj típus?
► Desztillációs kapacitás
Kibocsátási Határértékek Alacsony kéntartalmú HFO? Gáztisztítás??
► Kénvisszanyerés ► Füstgáz tisztítás ► Szennyvíztisztítás
Megújuló Üzemanyagok ► Etanol keverékek ► Biodízel keverékek ► Tiszta bio Dízel Növekedés ► Középpárlat hozam növelése
VGO HC?
Mély Konverzió ► Kokszoló/hidrokrakkoló technológiák
Több fejlesztés a nehézpárlatokra?
Kapacitás és középpárlat hozam jelentős növelése Reuters Referencia Finomítói Margin termékhozam
MOL Csoport termékhozam 2007 tény Kőolaj feldolgozás: 13.1 Mt
2011 cél
Kőolaj feldolgozás: 25 Mt11
1
INA és Mantova beszámításával
Dunai Finomító – VGO Hidrokrakk projket Három lehetséges termelési opció: 1.
Plusz kőolaj feldolgozás a kőolaj desztillációs kapacitás növelésével
VGO
Make up H2
1st stage
Fuel gas Amine Scrub.
2nd stage
Light Ends Recovery Section
LPG Light naphtha Heavy naphtha
LCO
2.
3.
Finomítói konverziós arány javítása egy új konverziós üzem építésével (hidrokrakk) Hidrokrakk üzem létrehozása és a kőolajbedolgozási kapacitás bővítése a finomító maximális teljesítményének eléréséhez
Scope ► Kőolaj desztillációs kapacitás bővítése (1.3 Mt/év) ► VGO Hidrokrakk megépítése 1.5 Mt/év kapacitással ► Késleltetett kokszoló kapacitásnövelése 0.3 Mt/év ► Új hidrogéngyár és Claus üzem a hidrogén gyártási és kéntelenítő kapacitás szükséglet kielégítésére
Status: Kőolaj feldolgozókapacitás bővítés • Alap műszaki tervek elkészültek. • AV‐2 és AV‐4 contract in place and EPC AV‐1 contract soon‐to‐ be committed.
Kerosene
Posttreater
Product Distillation Section
Diesel Light waxy distillate Heavy waxy distillate
VGO Hydrocracker Unit • Reactors have already been ordered • 1st phase of the implementation ‐ OBE (Open Book Estimation) • Contract signed on 17th of June 2008 • Partner: UTE Hydrocracker Hungary (holding companies: Tecnicas Reunidas and Initec Plantas ) • Regular on‐site project team comprising technical and commercial experts • Scope optimization and cost chapter / elements control – DSD HCK TEAM
Késleltett kokszoló felújítás • Az Alap Műszaki Terv Csomag (BEDP) elkészítése folyamatban, elkészítve 2008 nov. • A műszaki tervezési és a Fedélemelő Berendezés beszállítói szerződései megkötettek • A Merichem egység felújításának műszaki terve elkészült • A Késleltetett Kokszoló EPC szerződés 2009 első negyedévében esedékes,
Hidrogéngyár 3 • EPC szerződés megkötve az Olajterv Fővállalkozó Zrt‐vel 2008 júliusi kezdettel. • „Kick‐off meeting” megtartva, „Basic Design” tevékenységek elkezdődtek, Áramlási Folyamat Diagram áttekintés megtartva. • Vízelőkészítő Üzem tender dokumentáció kiküldve.
Bioüzemanyagok az értéklánc szerves részei
Bio‐etanol ► Dunai MTBE üzem átállítása ETBE (swing) termelésre (50 kt p.a.) ► ETBE keverék formulázása/értékesítése a magyar piacon ► Slovnaft MTBE üzem átállítása ETBE (swing) termelésre (50 kt p.a.) ► Alacsony etanol taralmú E5 értékesítése
Bio‐dízel Célkitűzés: Kiváló bio‐dízel termék (égés/stabilitás) kifejlesztése, széles alapanyag bázison (napraforgó/repce/használt növényi olajok), kevesebb mellékterméket eredményező technológiák segítségével. ► Nagy kapacitású bio‐dízel keverőüzemek beindítása (SN 2006 Q1 / DR 2006 Q2) ► Alacsony biotartalmú bio‐dízelek értékesítése a HU/A/SK/SLO piacokon. ► FAME termelő JV társaságok Magyarországon és Szlovákiában. ► A MOL vezetésével az Ipari/Egyetemi/Mezőgazdasági Konzorcium 3 éves állami támogatást nyert az új generációs bio‐dízel fejlesztés‐kutatási programjához.
Kutatás – fejlesztés: Újgenerációs biodízel kifejlesztése Jelenlegi állapot
Labor kutatás
2007
Labor méretű reaktor
Pilot üzem (15t/év)
Méretnövelt pilot üzem (150t/év)
Ipari mértékű termelés
2007-2008
2009
cca. 2011
cca. 2014
► Projekt célja: hatékonyabb biodízel előállítási technológia kifejlesztése
Széles alapanyagbázis (nemélelmiszer alapanyag, hulladék) Kiváló minőségű gázolaj keverőkomponens Kevesebb melléktermék
► Elért eredmények:
Pilot méretű újgenerációs biodízel előállítása (15 t/év) szélesebb alapanyagbázison (használt sütőolaj, állati zsiradék, növényolaj) Nagyobb ÜHG emisszió megtakarító képesség
Az ÜHG-megtakarításban az értéklánc minden szereplőjének közreműködése szükséges CO2 kibocsátás Magyarországon Finomítás 9%
Közlekedés 91%
Rendszerszemlélet szükséges
5% bio-komponens bekeverés
► Fogyasztó: 3 km/nap kevesebb autózás ► Autógyártás: 3%-kal jobb hatásfokú autó ► Finomítás: EU-2005 minőség helyett EU-2000