Можно ли обратить природный газ в моторное масло? Почему моторное масло из природного газа лучше, чем из нефти От идеи до основы.

GTL – моторное масло из природного газа. Технология его производства была разработана почти сто лет тому назад. Несложная задача для химиков. Забавно, но чтобы газообразный метан превратился в жидкое масло, ему пришлось трансформироваться в твердое вещество – белоснежный парафин, синтез которого происходит в результате частичного окисления метана с выделением угарного газа и водорода. И вот уже они под воздействием катализаторов превращаются в промежуточный парафин. Что с ним делать, химики выяснили еще раньше. Методом гидрокрекинга длинные цепочки изомеров «режутся» на короткие, и на выходе получаются прямогонный бензин, дизельное топливо и масла.

Чтобы изготовить масло из газа, его сначала превращают в твердый белый парафин путем окисления метана с выделением угарного газа и водорода.

Не подмажешь – не поедешь

Трение, если только его сила не используется для торможения или сцепления, вечная головная боль инженеров и механиков. Трение снижает КПД двигателя и увеличивает износ соприкасающихся деталей. Еще древние египтяне и античные греки использовали масла и жир, чтобы облегчить скольжение. Прошли тысячелетия, и индустриальное развитие техники в начале XX в. вывело производство масел на уровень промышленных масштабов. Возросли требования к качеству и номенклатуре.

Автомасла бывают на минеральной, синтетической и полусинтетической основе.

Деготь, растительные масла и животные жиры сдали позиции под натиском нефти и угля. Сырье из полезных ископаемых давало большие объемы при удешевлении стоимости. Со временем ситуация менялась. Нефть и уголь перестали быть дешевыми, зато были открыты и освоены огромные запасы газовых месторождений. После чего выяснилось: продукты переработки газа успешно конкурируют с аналогами из других природных материалов. Моторное масло – это смесь основы (базовое масло) с присадками, обеспечивающими необходимые технические свойства.

Современные масла подразделяются на:

• минеральные – их получают в результате разделки и очистки нефти (природной смеси жидких углеводородов);
• синтетические – продукт синтеза органических и неорганических компонентов.

Соответственно, моторное масло из природного газа относится к синтетическим и представлено на рынке длинным списком, где сорта различаются как по составу, так и по техническим характеристикам.

Вернуться к оглавлению

Корова не только молоко и мясо

Под природным газом понимают смесь газов в недрах Земли, образовавшихся в результате разложения органики вне доступа кислорода. В основном это метан, доходящий в некоторых месторождениях до 98%, и, естественно, именно он является сырьем для производства моторных масел.

Рост нефтяных цен, развитие технологий, ужесточение экологических требований подстегнуло поиски альтернатив. Некоторые направления оказались удачными. Так, например, разлагающиеся отходы животноводства при умелой утилизации способны давать ощутимый выход метана. Чаще всего он идет на технические нужды или обогрев зданий.

Однако при индустриальном размахе молочного производства объем газа становится таким, что появляется идея синтезировать моторное масло как самостоятельный, сопутствующий продукт. Возможно, некоторое время спустя промышленная ферма станет многофункциональной: с одной стороны идет отгрузка молока и сливочного масла, а с другой – технических масел и пластмасс. Подобный процесс можно запустить на предприятиях переработки сельхозпродукции или на фабриках по утилизации мусора либо отходов древесины. Химическая промышленность развивается быстро, и не все государства могут похвастаться обилием природных ископаемых. Зато мусор и навоз найдется всегда, как и технология получения газа.

Вернуться к оглавлению

Шелл не чижика съел

Голландская компания Royal Dutch Shell является лидером производства моторных масел из природного газа, его можно узнать по аббревиатуре GTL (gas to liquid = из газа в жидкость). Надо отдать должное: голландцы действительно отвоевали солидный сегмент рынка и продолжают наступать. Они проводят активную рекламную и маркетинговую политику, вплоть до организации пресс-туров на свои предприятия с приглашением журналистов и блогеров из разных стран, включая Россию.

Голландская компания Royal Dutch Shell является лидером производства моторных масел из природного газа, которого можно узнать по аббревиатуре GTL.

По всему миру уверенно продвигается линейка шелловской продукции под общим брендом Shell Helix Ultra. Она включает десятки масел, применяемых для различных целей. Производитель, основываясь на статистике и независимых исследованиях, доказывает, что GTL превосходят по качеству масла, произведенные традиционно из нефти или синтетические на основе ПАО (полиальфаолефинов) или полиэстеров.

Конкуренты возражают, утверждая, что шелловским маслам присущи следующие недостатки:

• теряют качество при низких температурах;
• обладают низкой полярностью, масло не удерживается на металле и быстро стекает, особенно в мороз;
• показывают слабые окислительные свойства, без присадок не выдерживают 24 часовой тест на окислительной машине.

Шелл не соглашается и каждый сезон предлагает улучшенные модификации товара. Тот самый случай, когда подстегивающая конкуренция идет на пользу потребителя. Судя по нынешнему тренду, синтетические GTL масла будут и дальше наступать по всем фронтам рынка. Пока есть газ, производство масел не иссякнет.

Базовые масла подразделяются на пять групп, которые отличаются между по химическому составу, а значит, и свойствам. От этого (и их смешения) зависит, каким будет итоговое моторное масло, продающееся на полках магазинов. А самое интересное, так это тот факт что их производством, как и самих присадок занимаются лишь 15 мировых нефтяных компаний, в то время как марок итогового масла намного больше. И тут наверняка у многих возник логический вопрос: в чем тогда отличие масел и какое является лучшим? Но для начала имеет смысл разобраться с классификацией этих составов.

Группы базовых масел

Классификация базовых масел подразумевает деление их на пять групп. Это прописано в стандарте API 1509, приложение E.

Таблица классификации базовых масел по API

Масла 1 группы

Эти составы получаются путем очистки нефтепродуктов, оставшихся после получения бензина или других ГСМ с помощью химических реагентов (растворителей). Еще их называют маслами грубой очистки. Существенным недостатком таких масел является наличие в них большого количества серы, более 0,03%. Что касается характеристик, то такие составы обладают слабыми показателями индекса вязкости (то есть, вязкость очень зависит от температуры и может нормально работать лишь в узком температурном диапазоне). В настоящее время 1 группа базовых масел считается устаревшей и из них производится лишь . Индекс вязкости таких базовых масел составляет 80…120. А температурный диапазон - 0°С…+65°С. Единственное их преимущество - низкая цена.

Масла 2 группы

Базовые масла 2 группы получаются в результате выполнения химического процесса под названием гидрокрекинг. Другое их название - масла высокой степени очистки. Это также очищение нефтепродуктов, однако с использованием водорода и под высоким давлением (на самом деле процесс многоступенчатый и сложный). В результате получается почти прозрачная жидкость, которая и является базовым маслом. Содержание серы в нем менее 0,03%, и они обладают антиокислительными свойствами. Благодаря своей чистоте срок службы полученного на его основе моторного масла значительно увеличивается, а отложения и нагар в двигателе уменьшаются. На основе гидрокрекингового базового масла делают так называемую «НС-синтетику», которую некоторые специалисты относят к полусинтетике. Индекс вязкости в данном случае также находится в диапазоне от 80 до 120. Эту группу называют английской аббревиатурой HVI (High Viscosity Index), что дословно переводится как высокий индекс вязкости.

Масла 3 группы

Эти масла получаются аналогичным образом, как и предыдущие, из нефтепродуктов. Однако особенностями 3 группы является увеличенный , его значение превышает 120. Чем выше этот показатель - тем в более широком температурном диапазоне может работать полученное моторное масло, в частности, в сильный мороз. Зачастую на основе базовых масел 3 группы делают . Содержание серы здесь менее 0,03%, а сам состав состоит на 90% из химически стабильных, насыщенных водородом, молекул. Другое его название - синтетика, однако по факту ею не является. Название группы иногда звучит как VHVI (Very High Viscosity Index), что переводится как очень высокий индекс вязкости.

Иногда отдельно выделяют группу 3+, базу для которой получают не из нефти, а из природного газа. Технология ее создания называется GTL (gas-to-liquids), то есть превращение газа в жидкие углеводороды. В результате получается очень чистое, похожее на воду, базовое масло. Его молекулы обладают прочными связями, устойчивыми к воздействию агрессивных условий. Масла, созданные на такой базе считаются полностью синтетическими, несмотря на то, что в процессе их создания используется гидрокрекинг.

Сырьевые компоненты 3-й группы отлично подходят для разработки рецептур топливосберегающих, синтетических, универсальных моторных масел в диапазоне от 5W-20 до 10W-40.

Масла 4 группы

Эти масла создаются на основе полиальфаолефинов, и являются основой для так называемой «настоящей синтетики», которая отличается своим высоким качеством. Это так называемые базовое полиальфаолефиновое масло. Производится оно с помощью химического синтеза. Однако особенностью моторных масел, полученных на такой базе, является их высокая стоимость, поэтому они используются зачастую лишь в спортивных машинах и в машинах премиум-класса.

Масла 5 группы

Существует отдельные типы базовых масел, куда входят все другие составы, не вошедшие в перечисленные выше четыре группы (грубо говоря, сюда входят все смазывающие составы, даже не относящиеся к автомобильной технике, которые не вошли в первые четыре). В частности, силикон, фосфатный эфир, полиалкиленгликоль (PAG), полиэфиры, биосмазки, вазелиновые и белые масла и так далее. Они, по сути, являются добавками к другим составам. Например, эфиры служат добавками к базовому маслу для улучшения его эксплуатационных свойств. Так, смесь эфирного масла и полиальфаолефинов нормально работает при высоких температурах, обеспечивая тем самым повышенную моющую способность масла и увеличивая срок его эксплуатации. Другое название таких составов - эфирные масла. Они в настоящее время являются самыми качественными и обладающими самыми высокими характеристиками. К ним относятся эстеровые масла, которые однако производятся в очень малых количествах из-за своей дороговизны (около 3% мирового объема производства).

Таким образом, характеристики базовых масел зависят от способа их получения. А это, в свою очередь, влияет на качество и характеристики уже готовых моторных масел, использующихся в автомобильных двигателях. Еще на масла, полученные из нефти, влияет ее химический состав. Ведь он зависит от того, где (в каком регионе на планете) и каким образом была добыта нефть.

Какие базовые масла лучшие

Испаряемость базовых масел по Noack

Устойчивость к окислению

Вопрос о том, какие базовые масла являются лучшими не совсем корректный, поскольку все зависит от того, какое масло нужно получить и использовать в итоге. Для большинства бюджетных машин вполне подходит “полусинтетика”, созданная на основе смешения масел 2, 3 и 4 групп. Если же речь о хорошей “синтетике” для дорогих иномарок премиум-класса, то лучше покупать масло на основе базы 4 группы.

До 2006 года производителям моторных масел можно было называть «синтетическими» масла, полученные на основе четвертой и пятой групп. Которые считаются лучшими базовыми маслами. Однако в настоящее время разрешается это делать даже в случае, если использовалось базовое масло второй или третьей группы. То есть, «минеральными» остались лишь составы на основе первой базовой группы.

Что получается при смешивании видов

Допускается смешение отдельных базовых масел, относящихся к разным группам. Так можно регулировать характеристики итоговых составов. Например, если смешать базовые масла 3 или 4 группы с аналогичными составами из 2 группы, то получится «полусинтетика» с повышенными эксплуатационными характеристиками. Если же упомянутые масла смешать с 1 группой, то получится также « », однако с уже более низкими характеристиками, в частности, высоким содержанием серы или другими примесями (зависит от конкретного состава). Интересно, что масла пятой группы в чистом виде не используют в качестве базы. К ним добавляют составы из третьей и/или четвертой групп. Связано это с их большой испаряемостью и дороговизной.

Отличительной особенностью масел на основе ПАО, является то, что невозможно сделать 100% ПАО состав. Причина заключается в их очень плохой растворяемости. А она нужна для растворения присадок, которые добавляются в процессе изготовления. Поэтому всегда к ПАО-маслам добавляется некоторое количество средств из более низких групп (третьей и/или четвертой).

Строение молекулярных связей у масел, относящихся к разным группам, отличается. Так, у низких групп (первая, вторая, то есть, минеральные масла) молекулярные цепи похожи на разветвленную крону дерева с кучей «кривых» ветвей. Такой форме проще свернуться в шарик, что и происходит при замерзании. Соответственно, замерзать такие масла будут при более высокой температуре. И наоборот, у масел высоких групп углеводородные цепочки имеют длинную прямую структуру, и им сложнее «свернуться». Поэтому они и замерзают при более низких температурах.

Производство и получение базовых масел

При производстве современных базовых масел можно независимо управлять коэффициентом вязкости, температурой предела текучести, испаряемостью и устойчивостью к окислению. Как указывалось выше, базовые масла производят из нефти или нефтепродуктов (например, мазута), а также есть производство и из природного газа методом конверсии в жидкие углеводороды.

Как производится базовое моторное масло

Нефть сама по себе - сложное химическое соединение, в состав которого входят насыщенные парафины и нафтены, ненасыщенные ароматические олефины и так далее. Каждое такое соединение обладает положительными и отрицательными свойствами.

В частности, парафины обладают хорошей стабильностью к окислению, однако при низких температурах она сводится «на нет». Нафтеновые кислоты при высокой температуре образуют в масле осадок. Ароматические углеводороды отрицательно влияют на окислительную стабильность, а также смазывающую способность. Кроме этого, они образуют лаковые отложения.

Непредельные углеводороды являются неустойчивыми, то есть, они меняют свои свойства со временем и при разной температуре. Поэтому от всех перечисленных веществ в базовых маслах нужно избавляться. И делается это разными способами.

Метан - природный газ которые не имеет ни цвета ни запаха, это простейший углеводород состоящий из алканов и парафинов. Алканы которые являются основой этого газа в отличии от нефтенов имеют прочные молекулярными связи, и как следствие устойчивость к реакциям с серой и щелочью, не образовывать осадков и лаковых отложений, но поддаются окислению при 200°C.

Основная трудность состоит именно в синтезировании жидких углеводородов, но конечным процессом так само является гидрокрекинг, где происходит разделение длинных цепей углеводородов на разные фракции, одной из которых и является абсолютно прозрачное базовое масло без сульфатной золы. Чистота масла составляет 99,5%.

Коэффициента вязкости значительно выше, чем произведенные из PAO, их используют для изготовления топливосберегающих автомобильных масел с большим сроком эксплуатации. Такое масло обладает очень низкой летучестью и отличной стабильностью как при сильно высоких, так и при крайне низких температурах

Рассмотрим детальнее масла каждой перечисленной выше группы как они отличаются по технологии своего производства.

Группа 1 . Их получают из чистой нефти или других нефтесодержащих материалов (часто продуктов отхода при изготовлении бензина и других ГСМ) путем селективной очистки. Для этого применяют одно из трех элементов - глину, серную кислоту и растворители.

Так, с помощью глины избавляются от азотных и серных соединений. Серная кислота в соединении с примесями обеспечивает осадок шлама. А растворители удаляют парафин и ароматические соединения. Чаща всего пользуются растворителями, поскольку это наиболее эффективно.

Группа 2 . Тут технология аналогичная, однако она дополняется высокорафинированной очисткой элементами с низким содержанием ароматических соединений и парафинов. Благодаря этому повышается окислительная стабильность.

Группа 3 . Базовые масла третьей группы на начальном этапе получают как и масла второй. Однако их особенностью является процесс гидрокрекинга. При этом нефтяные углеводороды подвергаются гидрированию и крекированию.

В процессе гидрирования из состава масла удаляются ароматические углеводороды (они впоследствии образуют налет лака и нагар в двигателе). Также при этом удаляются сера, азот и их химические соединения. Далее проходит этап каталитического крекинга, при котором расщепляются и «распушаются» парафиновые углеводороды, то есть, происходит процесс изомеризации. Благодаря этому получаются молекулярные связи линейного вида. Оставшиеся в масле вредные соединения серы, азота и другие элементы нейтрализуются с помощью добавления присадок.

Группа 3+ . Такие базовые масла производятся так само методом гидрокрекинга, только сырье, которое поддается разделению, не сырая нефть, а жидкие углеводороды синтезированные из природного газа. Газ поддают синтезированию для получения жидких углеводородов по технологии Фишера - Тропша разработанной еще в 1920-х годах, но при этом используя специальный катализатор. Производство необходимого продукта началась лишь с конца 2011 года на заводе Pearl GTL Shell совместно с Qatar Petroleum.

Получение такого базового масла начинается с подачи в установку газа и кислорода. Затем начинается этап газификации с производством синтез-газа, представляющего собой смесь монооксида углерода и водорода. Потом происходит синтезирование жидких углеводородов. И уже дальнейшим процессом в цепи GTL является гидрокрекинг получившейся прозрачной воскообразной массы.

Благодаря процессу газожидкостной конверсии получается кристально чистое базовое масло, которое практически не содержит примесей, характерных для сырой нефти. Самым главным представителем таких масел, выполненных по технологии PurePlus, является Ultra, Pennzoil Ultra и Platinum Full Synthetic.

Группа 4 . Роль синтетической базы для подобных составов играют упомянутые уже полиальфаолефины (ПАО). Они представляют собой углеводороды с длиной цепочки около 10...12 атомов. Их получают путем полимеризации (соединения) так называемых мономеров (коротких углеводородов длиной 5...6 атомов. А сырьем для этого служат нефтяные газы бутилен и этилен (другое название длинных молекул - децены). Процесс этот напоминает “сшивание” на специальных химических машинах. Состоит он из нескольких этапов.

На первом из них олигомеризация децена с тем, чтобы получить линейный альфаолефин. Процесс олигомеризации происходит в присутствии катализаторов, высокой температуры и высокого давления. Второй этап представляет собой полимеризацию линейных альфаолефинов, результатом чего и являются искомые ПАО. Указанный процесс полимеризации происходит при низком давлении и в присутствии металлоорганических катализаторов. На финальном этапе производится фракционная разгонка на ПАО-2, ПАО-4, ПАО-6 и так далее. Для обеспечения необходимых характеристик базового моторного масла выбираются соответствующие фракции и полиальфаолефины.

Группа 5 . Что касается пятой группы, то такие масла основаны на эстерах - сложных эфирах или жирных кислотах, то есть, соединений органических кислот. Эти соединения образуются в результате химических реакций между кислотами (обычно карбоновыми) и спиртами. Сырьем для их производства служат органические материалы - растительные масла (кокосовое, рапсовое). Также иногда масла пятой группы изготавливают из алкилированных нафталинов. Их получают алкилированием нафталинов олефинами.

Как видите, технология изготовления от группы к группе усложняется, а значит, и становится дороже. Именно поэтому минеральные масла имеют низкую цену, а ПАО-синтетические - дорого. Однако при нужно учитывать много разных характеристик, а не только цену и тип масла.

Интересно, что масла, относящиеся к пятой группе, имеют в своем составе поляризованные частицы, которые магнитятся к металлическим частям двигателя. Этим они обеспечивают самую лучшую защиту по сравнению с другими маслами. Кроме этого, они обладают очень хорошими моющими способностями, благодаря чему количество моющих присадок сводится к минимуму (или попросту исключается).

Масла на основе эстеров (пятая базовая группа) используются в авиации, ведь самолеты летают на высоте, где температура значительно ниже той, которая фиксируется даже на крайнем севере.

Современные технологии позволяют создавать полностью биологически разлагаемые эстеровые масла, поскольку упомянутые эстеры - экологически чистые продукты и легко разлагаются. Поэтому такие масла являются экологически чистыми. Однако из-за своей высокой стоимости автолюбители еще не скоро смогут пользоваться ими повсеместно.

Производители базовых масел

Готовое моторное масло - это смесь базового масла и пакета присадок. Причем интересно, что в мире существует всего 5 компаний, производящие эти самые присадки - это Lubrizol, Ethyl, Infineum, Afton и Chevron. Все известные и не очень компании, занимающиеся выпуском собственных смазочных жидкостей, покупают присадки у них. Со временем их состав меняется, модифицируется, компании проводят исследования в химических областях, и стараются не только повысить эксплуатационные характеристики масел, но и сделать их более экологичными.

Что касается производителей базовых масел, то их на самом деле не так много, и в основном это крупные, известные на весь мир, компании, такие как ExonMobil, занимающая первое место в мире по этому показателю (около 50% мирового объема базового масла четвертой группы, а также большая доля в 2,3 и 5 группах). Кроме нее в мире существует еще такие же большие со своим исследовательским центром. Причем их производство разделяется по выше упомянутым пяти группам. Например, такие «киты», как ExxonMobil, Castrol и Shell не производят базовые масла первой группы, поскольку им это «не по чину».

Перечисленные базовые масла изначально делятся по вязкости. И в каждой из групп имеются свои обозначения:

• Первая группа: SN-80, SN-150, SN-400, SN-500, SN-600, SN-650, SN-1200 и так далее.
• Вторая группа: 70N, 100N, 150N, 500N (хотя у разных производителей значение вязкости может отличаться).
• Третья группа: 60R, 100R, 150R, 220R, 600R (здесь также цифры могут отличаться в зависимости от производителя).

Состав моторных масел

В зависимости от того, какими характеристиками должно обладать готовое автомобильное моторное масло, каждый производитель выбирает его состав и соотношение входящих в него веществ. Например, полусинтетическое масло, как правило, состоит из около 70% минерального базового масла (1 или 2 группы), или 30% гидрокрекингового синтетического (иногда 80% и 20%). Далее идет «игра» с присадками (они бывают антиокислительные, антипенные, загущающие, дисперсионные, моющие, дисперенгующие, модификаторы трения), которые добавляют в получившуюся смесь. Присадки обычно низкого качества, поэтому и получившийся готовый продукт не отличается хорошими характеристиками, и может быть использован в бюджетных и/или старых машинах.

Синтетические и полусинтетические составы на основе базовых масел 3 группы - самые распространенные в мире на сегодняшний день. Имеют английское обозначение Semi Syntetic. Технология их изготовления аналогична. Они состоят приблизительно из 80% базового масла (зачастую смешиваются разные группы базовых масел) и присадки. Иногда добавляют регуляторы вязкости.

Синтетические масла на основе базы 4 группы - это уже настоящая «синтетика» Full Syntetic, на основе полиальфаолефонов. Обладают очень высокими характеристиками и долгим сроком службы, однако они очень дорогие. Что касается редких эстеровых моторных масел, то они состоят из смеси базовых масел из 3 и 4 групп, и с добавлением эстерового компонента в объемном количестве от 5 до 30%.

В последнее время встречаются «народные умельцы», которые добавляют в залитое моторное масло машины около 10% чистового эстерового компонента, чтобы якобы повысить его характеристики. Не стоит этого делать! Это изменит вязкость и может привести к непредсказуемым результатам.

Технология изготовления готового моторного масла - это не просто смешение отдельных компонентов, в частности, базы и присадок. На самом деле это смешение происходит поэтапно, при разных температурах, через разные промежутки времени. Поэтому для его производства нужно иметь информацию о технологии и соответствующее оборудование.

Большинство нынешних компаний имея такое оборудование выпускают моторные масла используя наработки основных производителей базовых масел и производителей присадок, так что довольно часто можно встретить утверждение, что производители Нас дурят и на самом деле все масла одинаковы.

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.

0 / 0

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

0 / 0

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

Вообще, GTL-технология уже много лет показывает себя вполне жизнеспособной. Кстати, а как именно и кому пришла идея получать масло не из нефти?

История

Основа технологии GTL была заложена в 1925-м году немецкими химиками Фишером и Тропшем. Идея получила развитие, и в 1935-м году технология начала работать в промышленных масштабах. Все объяснялось острой необходимостью: Германия готовилась к войне, требовалось большое количество горюче-смазочных материалов, но страна не была богата нефтью. С природным газом дело тоже обстояло не очень, поэтому в качестве исходного сырья выступал каменный уголь. Причем тут Gas to Liquid? Из угля сначала получали синтез-газ, в уже из него − жидкие углеводороды.

К концу Второй мировой войны в Германии работало семнадцать заводов по производству синтетического горючего, а в год производилось около 7 млн. тонн горюче-смазочных материалов. На "угольном" топливе передвигалась почти вся авиация Люфтваффе, и около половины наземной техники Вермахта. Кстати, из угля делали не только топливо и смазки, но и синтетическое мыло, и даже маргарин.

Развитие

После войны восемь немецких заводов GTL было вывезено в СССР, запущены из них только два, которые работали вяло, и тихо закрылись в начале 1990-х годов. А вот союзники СССР − в частности, США − оказались практичнее. Немецким ученым было предложено переехать в Америку, и продолжить работу над темой GTL в Бюро горной промышленнос¬ти США. Результаты этой работы нашли практическое применение. Сегодня технологию Фишера-Тропша для получения топлива используют такие американские производители, как ВР, Exxon Mobil и ChevronTexaco.

А вот концерн Royal Dutch Shell начал производить по технологии GTL не только топливо, но и масла. Толчком к дальнейшему развитию технологии опять послужила неблагоприятная ситуация, а именно − эмбарго на поставки нефти в США, которое ввели страны ОПЕК в 1973-м году. В результате этого эмбарго цена нефти в Америке в один день удвоилась, а в течение года выросла в четыре раза.

GTL технология снова выручила. В 1983-м году в Голландии уже работал экспериментальный завод Shell по производству газовых масел, в 1993-м году концерн запустил завод в Малайзии − на базе местных весьма не бедных газовых скважин, а в 2012-м году − огромный промышленный комплекс в Катаре, на втором по величине в мире месторождении природного газа.

Так что, все сказанное выше − очередное подтверждение того, что если вдруг когда-нибудь начнутся проблемы с нефтью, жизнь точно не остановится. Особенно, если учесть, что кроме упомянутого газа, модного нынче электричества и водорода существует еще множество других источников энергии. Но это − тема отдельного рассказа.

Про технологию производства

Скажу так — концерн «Шелл» научился делать моторное масло из природного газа! Для простого обывателя звучит, как фантастика — знаю, однако такая технология уже существует несколько десятков лет, это так называемый процесс синтеза Фишера - Тропша, толком ее применить для создания одновременно топлив и базовых масел в промышленном масштабе еще ни одному производителю не удавалось. И вот реально это удалось только «Шелл», еще в 1970 года концерн начал работать в направлении технологии Gas – TO – Liquid (газ в жидкость), что сокращенно можно назвать GTL.

Получение из газа жидкого базового масла начинается с окисления метана — вы получаете угарный газ и водород, это так называемый синтез газ – «маленькие молекулы», однако это еще не конечный продукт. После этого, эти маленькие молекулы можно выстраивать в цепочки (если грубо выразится это как нанизывать бусинки на ниточку), реально долгий и сложный процесс – конечный продукт из газа, так называемый – «базовый» вариант. Но это опять не то масло, которое мы льем в двигатель нашего с вами автомобиля. Финальный продукт получается путем добавления в него присадок. От себя замечу – меня удивила прозрачность этого базового масла, буквально как вода, это и есть масло по технологии Shell Pure Plus. Вот небольшие фото.

Вы можете задать справедливый вопрос – а зачем вообще придумывать велосипед, делать масло из газа? Ведь остальные производители делают из нефти и вроде бы все у них хорошо?

Справедливый вопрос – причин такого, не побоюсь этого слова, «технического скачка», несколько.

Во-первых , газ добывается не в Германии или еще где-то в Европе, а получают его в Катаре, возить газ от туда в Европу очень дорого и экономически не обосновано. А вот производство базового масла и жидких топлив на мощностях крупнейшего завода (Pearl GTL), построенного «Шелл»в Катаре, вполне себя окупает.

Во-вторых , базовое масло получается очень чистым (чище чем у конкурентов которые базируются на нефти), в момент нашей экскурсии по лаборатории, была произнесена такая фраза, что если его очистить еще немного (буквально два цикла), то его можно будет применять чуть ли не в косметике! Я уже молчу про двигатели автомобилей.

Так что, как видите, вполне обоснованная технология. Причем «Шелл» старается идти в ногу со временем, вкладывая в различные инновационные технологии около 1 миллиарда долларов в год! Наверное, вам интересно посмотреть, как получают сам продукт из газа – однако в нашем исследовательском центре этого не было, да и если честно — то в Катаре, навряд ли бы нам разрешили снимать, ведь технология уникальна, а конкуренты не дремлют.

Получение готового продукта

Вот мы и подошли к получению готового моторного масла (я имею в виду с присадками). В исследовательском центре есть свой собственный мини-завод по производству масел. Здесь производят масла (в ограниченных объемах) для премиальных брендов, таких как Ferrari, а также для болидов «Формулы 1». Смешивание происходит в очень точных пропорциях: в базовое масло (то прозрачное что на фотографиях сверху), добавляются секретные присадки (нам даже их снимать запрещали, когда мы проходили через склады). Пропорция примерно – 3 части масла и 1 часть присадок (на фото две баночки с присадками, но реально из каждой берется по половине).

В итоге получается всем нам знакомое слегка коричневатое масло. Поэтому прозрачность масла теряется (все дело в присадках, которые окрашены)! Вот небольшое видео, в котором я разложил пропорцию.

Смешение в маленьких тюбиках это одно, а вот как происходит смешение в больших резервуарах? Тут ребята также «комар носу не подточит», нам удалось побывать в цеху приготовления масел именно для «формулы 1». Каждая партия масла, если можно так выразиться — именная, то есть готовит один специальный сотрудник.

В базовое масло из бочек добавляется строго определенное количество присадки, причем они закреплены на специальных электронных весах.

В нашем случае нужно было добавить 36 килограмм на цистерну. В общем, словами не расскажешь, смотрим ролик, там более понятно!

На промышленных производствах точность смешения тоже тщательно контролируется, потому как практически все делает автоматика — за качество можно не беспокоиться.

Далее идет банальный процесс упаковки масла в канистры, аналогично такое масло маркируется Shell Pure Plus. Таким образом, пройдя длинную цепочку от газа до базового состава, а затем добавления присадок, упаковка, Shell Helix Ultra попадает в наши с вами двигатели.

Про интервал и замену

Знаете ребята, немцы все же достаточно тактичный народ, как я не пытался вывести заведующего лабораторией на откровенные высказывания, что-то типа – наше масло лучшее и ВСЕ! Такого они не говорят, хотя реально технология уникальная и продукт действительно стоящий – как я уже писал в статье про «Приору» — «цена – качество».

Но все же меня интересовали такие аспекты как интервал замены! Чем же все же лучше масло, созданное по технологии Shell Pure Plus и возможно ли на нем ездить более 15 000 километров?

Ответ был такой – как сказал нам руководитель лаборатории, нужно менять масло, чем чаще – тем лучше (будете менять каждые 5000 километров, двигатель вообще не будет знать ни отложений, ни износа). C маслом Shell Helix Ultra с технологией Pure Plus, можно гарантировано проездить 15000 километров в наших с вами тяжелых условиях эксплуатации, а при интервале замены в 10000 километров загрязнение двигателя уменьшается в разы. То есть простыми словами масло дает нужную защиту и обеспечивает чистоту деталей двигателя в рекомендованный многими производителя интервал (тут хочу заметить — что некоторые масла других брендов плохо ходят от замены до замены, поэтому их желательно менять чаще). Но больше 15000 даже с таким чистым маслом в российских условиях не рекомендуется ездить, нужно менять. В Европе интервалы замены масел, конечно, больше. Там то же самое масло применяют с интервалами до 30 000 км. Вот небольшой ролик, в котором я постарался задавать вопросы руководителю лаборатории.

Что хочется отметить в заключении про эту технологию, ребята ведь реально сейчас у других производителей даже близко нет таких разработок! Можно сказать, что компания сделала шаг вперед, оставив позади своих основных конкурентов.

Главная » Трансмиссия » Можно ли обратить природный газ в моторное масло? Почему моторное масло из природного газа лучше, чем из нефти От идеи до основы.