Мир нефтепродуктов, 2022, № 4

мир нефтепродуктов №4 2022

w w w . n e f t e m i r . r u

Учредитель 
воскресенская кристиана Александровна
Журнал зарегистрирован Государственным 
комитетом российской федерации по печати – 
свидетельство № 018580 от 5 марта 1999 г.

Издатель
© ооо Цоп «профессия» 
Генеральный директор – огай А. и., 
шеф-редактор – воскресенская к. А., 
помощник шеф-редактора – Безель м. Г.
компьютерная верстка издательства. 
периодичность выпуска журнала 6 номеров в год. 

Контакты
190031, российская федерация, Санкт-петербург, 
Спасский пер., д. 2/44
e-mail: info@neftemir.ru 
Цена журнала – свободная
материалы, поступившие в редакцию, подлежат 
обязательному рецензированию
Заявленный тираж 1000 экз.
© Цоп «профессия», 2020. все права 
защищены. никакая часть издания не может быть 
воспроизведена в какой бы то ни было форме 
без письменного разрешения владельцев 
авторских прав. 
оформление, перевод: © Цоп «профессия», 2020

Founder
Voskresenskaia Kristiana Aleksandrovna
Journal registered in the State Committee 
of the Russian Federation for Press – 
Certificate No. 018580 of March 5, 1999.

Publisher
EPC "Professiya" 
CEO – A. I. Ogay, 
Chief editor – K. A. Voskresenskaia, 
Chief editor assistant – M. G. Bezel.
Computer page makeup by publishing house. 
Frequency: Monthly issues, 6 volumes per year. 

Contacts
190031, Russian Federation, St. Petersburg, 
Spasskii per. 2/44
e-mail: info@neftemir.ru 
© EPC "Professiya", 2020. All rights reserved 
(including those of translation into other languages). 
No part of this issue may be reproduced in any form 
by photoprinting, microfilm or any other means – nor 
transmitted or translated into a machine language 
without written permission from the publishers. 
Registered names, trademarks, etc. used in this 
magazine, even when not specifically marked as such, 
are not to be considered unprotected by law. 
Design, translation © EPC "Professiya", 2020

Scientific and technical journal 
''world oF Petroleum ProduCts''
научно-технический журнал 
«МИР НЕФТЕПРОДУКТОВ»

w w w . n e f t e m i r. r u

СОДЕРЖАНИЕ

Журнал по решению ВАК Минобрнауки России включен в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, 
в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата 
и доктора наук».
Журнал включен в Российский индекс научного цитирования.

7

16

22

26

36

42

46

50

53

нефтехимия: технолоГия, проЦеССы  

Дубинин А. В., Захаров В. В.  
Исследование процесса остывания битума в надземном резервуаре с целью разработки 
технологически и энергетически эффективных методов поддержания его температуры

Джафаров Р. П., Расулов Ч. К., Алекперова И. И., Агамалиев З. З., Дадашева А. М., Керимова Э. С.  
Оптимизация процесса алкилирования фенола циклодимером изопрена в присутствии 
катализатора КУ-23 на установке непрерывного действия 

Хамидов Б. Н., Самуков Т. И.  
Разработка технологии получения растворителя экстракционного из газоконденсата 
и исследование его свойств 

химия и технолоГия перерАБотки нефти

Шигабутдинов А. К., Пресняков В. В., Шигабутдинов Р. А., Субраманиан В. Ананд, Идрисов М. Р., 
Ахунов Р. Н., Новиков М. А.
Промышленное применение гидрогенизационных процессов в переработке тяжелых остатков 
перегонки нефти на примере АО «Таиф-НК»

Тарусов Д. В., Слакаев В. К., Мутовкин Г. С., Знаемов В. Е., Карпов А. Н., Башкирцева Н. Ю., Тарасов А. В., 
Борисанов Д. В.
Изменение свойств узких фракций в процессе гидроочистки легкого газойля коксования

химмотолоГия

Золотов В. А.
Новые требования к свойствам перспективных масел для автомобильных дизельных 
и бензиновых двигателей и методам их испытаний

Татур И. Р., Попов Д. А., Соколова Я. А.
Стабилизация процесса термоокислительной деструкции герметизирующих жидкостей при 
эксплуатации 

Лашхи В. Л., Чудиновских А. Л., Бойков Д. В.
Состояние и возможные перспективы развития отечественной методологии испытаний и оценки 
уровня эксплуатационных свойств моторных масел

БиБлиотекА нефтеперерАБотки и нефтехимии

Р. Задегбейджи
Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое катализатора. 
Справочник по конструкциям, процессам и оптимизации установок ККФ

мир нефтепродуктов №4 2022

w w w . n e f t e m i r . r u

7

16

22

26

36

42

46

50

53

PEtROChEMIStRy: tEChNOlOGy, PROCESSES  

Dubinin A. V., Zakharov V. V.  
study of bitumen cooling process in an above-ground tank in order to develop technologically and 
energetically efficient methods of maintaining its temperature

Rasulov Ch. K., Jafarov R. P., Alekperova I. I., Aghamaliyev Z. Z., Dadasheva A. M.  
optimization of the process of phenol alkylation by isoprene cyclodimer in the presence of Ku-23 
catalyst at a continuous operation plant 

Khamidov B. N., Samukov T. I.  
obtaining mixed solvents from gas condens
 

ChEMIStRy AND tEChNOlOGIES OF OIl-REFINING

Shigabutdinov A. K., Presnyakov V. V., Shigabutdinov R. A., Subramanian V. Anand, Idrisov M. R., 
Ahunov R. N., Novikov M. A.
Industrial application of hydrogenation processes in processing of heavy residues of oil distillation by 
the example of tAIF-NK JsC

Tarusov D. V., Slakaev V. K., Mutovkin G. S., Znaemov V. E., Karpov A. N., Bashkirtseva N. Y., Tarasov A. V., 
Borisanov D. V.
Changing the properties of narrow fractions in the process of hydrotreating light coking gas oil

ChEMOtOlOGy

Zolotov V. A. 
(FAE «The 25th State Research Institute of Chemmotology of Ministry of Defence of the Russian Federation», 
Moscow, Russia)
New requirements for the properties of promising oils for automotive diesel and gasoline engines and 
methods of their testing

Tatur I. R., Popov D. A., Sоkolova Y. A
stabilization of processes of thermal oxidative destruction of sealed liquids during operation 

Lashkhi V. L., Chudinovskikh A. L., Boykov D. V.
status and possible prospects for the development of the domestic methodology for testing and 
evaluating motor oils

OIl REFINING AND PEtROChEMIStRy lIBRARy

Sadeghbeigi R. 
Fluid Catalytic Cracking Handbook: An expert Guide to the Practical operation, 
design, and optimization of FCC units

CONTENTS

w w w . n e f t e m i r. r u

Scientific and technical journal 
''world oF Petroleum ProduCts''
научно-технический журнал 
«МИР НЕФТЕПРОДУКТОВ»

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР

Капустин В. М. – д-р техн. наук, профессор, рГу 
нефти и газа (ниу) им. и. м. Губкина, 
москва, россия

РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ

Караханов Э. А. – д-р хим. наук, профессор, 
мГу им. м. в. ломоносова, москва, россия 

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ

Башкирцева Н. Ю. – д-р техн. наук, профессор,  
казанский национальный исследовательский 
технологический университет, казань, россия
Винокуров В. А. – д-р хим. наук, рГу нефти и газа 
(ниу) им. и. м. Губкина, москва, россия
Гришин Н. Н. – д-р техн. наук, профессор, 
25-й Госнии химмотологии мо рф, москва, россия
Егазарьянц С. В. – д-р хим. наук,
мГу им. м. в. ломоносова, москва, россия
Ершов М. А. – канд. техн. наук, генеральный директор 
Центра мониторинга новых технологий, москва, 
россия
Золотов В. А. – д-р техн. наук, профессор, 
25й Госнии химмотологии мо рф, москва, россия
Локтев А. С. – д-р хим. наук,
рГу нефти и газа (ниу) им. и. м. Губкина,
москва, россия
Лысенко С. В. – д-р хим. наук,
мГу им. м. в. ломоносова, москва, россия 
Максимов А. Л. – член-корреспондент рАн, 
д-р хим. наук, инхС им. А. в. топчиева рАн, москва 
Митусова Т. Н. – д-р техн. наук, профессор,
Ао «внии нп», москва, россия
Рудяк К. Б. – д-р техн. наук, профессор, Генеральный 
директор ооо «рн-Цир», москва, россия
Серёгин Е. П. – д-р техн. наук, 
25-й Госнии химмотологии мо рф, москва, россия 
Соловьянов А. А. – д-р хим. наук, профессор, внии 
Экология, москва, россия
Спиркин В. Г. – д-р техн. наук, профессор, рГу нефти 
и газа (ниу) им. и. м. Губкина, москва, россия
У Вэй – профессор, институт химии, химической 
технологии и материаловедения хэйлунцзянского 
университета, харбин, кнр
Цветков О. Н. – д-р техн. наук, инхС 
им. А. в. топчиева рАн, москва, россия
Чернышева Е. А. – канд. хим. наук, рГу нефти и газа 
(ниу) им. и. м. Губкина, москва, россия
Чудиновских А. Л. – д-р тех.наук, Генеральный 
директор Ао фирма «нАми-хим», москва, россия
Ярославов А. А. – д-р хим. наук, член-корреспондент рАн,
мГу им. м. в. ломоносова, москва, россия

EDITOR-IN-CHIEF

Prof. V. M. Kapustin – Gubkin Russian State University 
of Oil and Gas (National Research University), 
Moscow, Russia

EDITORIAL COUNCIL

Prof. E. A. Karakhanov – lomonosov Moscow State 
University, Moscow, Russia

EDITORIAL BOARD

Prof. N. Yu. Bashkirceva – Kazan National Research 
technological University, Kazan, Russia
E. A. Chernishova – Gubkin Russian State University 
of Oil and Gas (National Research University), Moscow, 
Russia
A. L. Chudinovskikh – Firm Nami-Chim ltd. Moscow, 
Russia
S. V. Egazar’yants – lomonosov Moscow State 
University, Moscow, Russia
M. A. Ershov – New technologies Watch Center, CEO, 
Moscow, Russia
N. N. Grishin – 25th State Research Institute of MD of 
Russian Federation, Moscow, Russia
Prof. A. S. Loktev – Gubkin Russian State University of 
Oil and Gas (National Research University), Moscow, 
Russia 
Prof. S. V. Lysenko – lomonosov Moscow State 
University, Moscow, Russia
Prof. RAS A. K. Maksimov – A. V. topchiev Institute of 
Petrochemical Synthesis, RAS, Moscow, Russia
Prof. T. N. Mitusova – All-Russian Research Institute of 
Oil Refining, Moscow, Russia
Prof. K. B. Rudyak – RN-CIR, CEO, Moscow, Russia
Prof. E. P. Seregin – 25th State Research Institute of MD 
of Russian Federation, Moscow, Russia
Prof. A. A. Solov’yanov – All-Russian Research Institute 
of Ecology, Moscow, Russia
V. G. Spirkin – Gubkin Russian State University of Oil 
and Gas (National Research University), Moscow, Russia
O. N. Tsvetkov – A. V. topchiev Institute of 
Petrochemical Synthesis, RAS, Moscow, Russia
V. A. Vinokurov – Gubkin Russian State University of Oil 
and Gas (National Research University), Moscow, Russia
Prof. Wu Wei – Institute of Chemistry, Chemistry 
technology and Materials Science, heilongjiang 
University, People’s Republic of China 
Prof. A. A. Yaroslavov – lomonosov Moscow State 
University, Moscow, Russia
Prof. V. A. Zolotov – 25th State Research Institute 
of Chemmotology of MD of the Russian Federation, 
Moscow, Russia.

мир нефтепродуктов №4 2022

w w w . n e f t e m i r . r u

w w w . n e f t e m i r. r u

мир нефтепродуктов №4 2022

w w w . n e f t e m i r . r u

дубинин А. в., Захаров в. в., канд. техн. наук
(ооо «химсталькон-инжиниринг», Саратов)
E-mail: dubinin@hsk.ru

иССледовАние проЦеССА оСтывАния БитумА 
в нАдЗемном реЗервуАре С Целью рАЗрАБотки 
технолоГичеСки и ЭнерГетичеСки Эффективных 
методов поддерЖАния еГо темперАтуры

Ключевые слова: битум, энергоэффективность, нагрев, остывание, моделирование, резервуар, хранение.

Статья посвящена изучению процесса остывания битума Бнд-60/90 в надземном вертикальном стальном 
резервуаре. внимание к этому вопросу продиктовано тем, что специфические свойства продукта — увеличение 
вязкости и склонности к застыванию при охлаждении — создают для эксплуатантов трудности  
в его оперативном обороте, а хранение при высокой температуре ведет к ухудшению товарных свойств. 
Актуальность исследования исходит из необходимости найти энергоэффективное решение для предприятий, 
осуществляющих принятие, хранение и оперативную выдачу битума в промышленных масштабах. 
работа проведена с целью изучить возможности снижения энергозатрат при подогреве продукта путем 
оптимизации конструкции подогревателя.
объектом исследования выступил теплоизолированный резервуар рвС-3000 со стационарной крышей, 
прототипом которого является резервуар аналогичного объема, возведенный компанией «химсталькон-
инжиниринг» в калуге. предполагается, что феврале текущего года он был заполнен битумом, нагретым 
до температуры 160 °С. 
в данной работе получены распределения температурного поля, а также поля скорости перемещения 
битума по объему резервуара. Это позволило сформулировать предварительные выводы о перспективных 
направлениях разработки технологически и энергетически эффективных методов поддержания 
его температуры.

удк 621.642.39                                                                                                 DOI: 10.32758/2782-3040-2022-0-4-7-14   

поскольку оснащение резервуаров для битума 
подогревателями требует существенных капиталовложений (
как инвестиций при проектировании и строительстве, 
так и эксплуатационных издержек), важной 
задачей является их оптимизация при обеспечении 
эффективности технологии подогрева и отгрузки. 
на сегодняшний день на рынке представлены различные 
технологические решения, позволяющие в 
той или иной степени решить данную задачу1. однако 
существует исследовательский интерес поиска более 
действенных способов обеспечения рационального 
баланса между капиталовложениями и эффективностью 
технологического процесса.
данный этап исследований посвящен моделированию 
процесса остывания предварительно нагретого 
битума после его налива в резервуар. результаты 
исследования позволят определить начальные условия 
для следующего этапа — моделирования процесса 
нагрева битума с применением различных 
конструкций нагревателей. результаты первых двух 
этапов послужат аналитической базой для третьего 

этапа исследований, в ходе которого предполагается 
разработать энергоэффективный способ разогрева 
битума. 
отсутствие достоверных экспериментальных данных 
о распределении температуры битума по объему 
резервуара в различные моменты времени хранения 
диктует необходимость проведения исследований  
с применением средств численного моделирования.
математическая модель процессов остывания  
и нагрева битума может быть описана системой уравнений 
навье–Стокса, которая в наиболее общем виде 
может быть представлена следующим образом.

;                                                             (1)

; 
(2)

,  (3)

где ρ — плотность, кг/м3, u — вектор скорости, м/с, 
p — давление, па, τ — тензор вязкого напряжения, 

нефтехимия: технолоГия, проЦеССы

1 Саенко С. технологии хранения и нагрева битумов на специализированных терминалах. 
URl:https://bitumtech.ru/articles/tekhnologii_khraneniya_i_nagreva_bitumov_na_spetsializirovannykh_terminalakh.html

w w w . n e f t e m i r. r u

Рис. 1. Геометрическая модель резервуара с битумом

па, F — вектор объемных сил, н/м3, Cp — теплоемкость 
при постоянном давлении, дж/(кг∙к), T — температура, 
к, q — вектор теплового потока, вт/м2, 
Q — внутренние источники тепла, вт/м3, вектор скорости 
деформаций, определяемый в виде:

. 
                                            (4)

Знак «:» означает «сокращение» тензоров, что можно 
представить как:

. 
                                           (5)

уравнение (1) — уравнение неразрывности, характеризующее 
сохранение масс (размерность членов 
кг/(м3∙c). уравнение (2) — векторное уравнение, представляющее 
собой сохранение импульса (размерность 
членов — н). уравнение (3) — закон сохранения 
энергии, с использованием функции температуры 
(размерность членов — вт/м3). 
чтобы решить систему уравнений (1)–(3), требуются 
некоторые определяющие связи и предположения. 
первое предположение заключается в том, что жидкость 
ньютоновская. ньютоновская жидкость — это 
жидкость, в которой касательное напряжение и градиент 
скорости линейно зависимы. коэффициент пропорциональности 
между этими величинами известен 
как вязкость. Согласно предположению Стокса тензор 
вязких напряжений определяется как:

.                                                  (6)

Динамическая вязкость μ (Па•с) может зависеть 
от термодинамического состояния, но не от поля 
скорости. все газы и многие жидкости могут быть 
представлены как ньютоновские. 
известно, что битумы обладают сильным неньютоновским 
поведением, особенно при низких температурах [
1]. неньютоновское поведение характеризуется 
зависящей от скорости деформации сдвиговой 

вязкостью и происходит вследствие специфической 
молекулярной структуры битума [2, 3], содержащего, 
в частности, асфальтеновые наноагрегаты.
в интервале температур от 30 до 70 °С битумные 
вяжущие проявляют вязкопластические свойства. 
при температурах выше 70 °С битумы становятся 
псевдопластическими, а при температуре более 
100 °С — ньютоновскими жидкостями.
в связи с тем, что в настоящей работе исследуются 
процессы остывания битума от начальной температуры 
160 °С, а в технологиях хранения битума, как 
правило, не допускают снижение его температуры 
ниже 90 °С, при проведении численного моделирования 
в первом приближении возможно использовать 
модель ньютоновской жидкости.
поскольку процессы остывания и нагрева битума 
являются относительно медленными (число рейнольдса 
Re << 2000), его течение при свободной конвекции 
внутри резервуара может считаться ламинарным.
таким образом, с применением вышеуказанных 
приближений система уравнение навье–Стокса записывается 
в виде:

; 
     (7)

; 
                                                             (8)

. 
                                               (9)
в связи с тем, что процесс свободной конвекции 
обусловлен изменением плотности слоев битума при 
изменении температуры, система уравнений (7)–(9) 
должна быть дополнена уравнением теплопроводности, 
включающем член скорости движения жидкости 
u:

;  (10)

. 
                                                             (11)

решение системы уравнений (7)–(11) с соответствующими 
начальными и граничными условиями (они будут 

нефтехимия: технолоГия, проЦеССы

мир нефтепродуктов №4 2022

w w w . n e f t e m i r . r u

описаны далее) осуществляется с применением метода 
конечных элементов в трехмерной геометрической 
постановке.
объектом настоящего исследования является резервуар 
вертикальный стальной теплоизолированный 
(минеральная вата, 100 мм) рвС-3000 со стационарной 
крышей, в котором хранится битум марки Бнд-60/90. 
резервуар оснащен донным нагревателем из стальных 
труб DN80 и местным нагревателем из труб DN50, 
оснащенным двумя вертикальными свечами из труб 
DN50. по трубам нагревателей при их функционировании 
циркулирует термальное масло, разогретое  
в котельной до температуры 160 °С.
Геометрическая модель резервуара с битумом 
приведена на рис. 1.
при создании геометрической модели для упрощения 
численного расчета сложная форма змеевика 
донного нагревателя заменена на массив из параллельных 
труб при сохранении площади поверхности 
нагрева. Аналогичный подход предусмотрен и для 
местного нагревателя. также из геометрической 
модели исключена детализация узлов крепления 
нагревателей.
несмотря на то что геометрическая модель не содержит 
в явном виде теплоизоляцию стенок и крыши 

резервуара, наличие теплоизоляции учтено в расчетной 
модели через специальные граничные условия. 
теплообмен в воздушной прослойке над зеркалом 
битума учтен с применением модели эквивалентной 
теплопроводности. 
теплофизические свойства битума приведены на 
рис. 2 [5]. для отсутствующих данных по отдельным 
температурным точкам данные по теплофизическим 
свойствам битума получены интерполяцией и экстраполяцией. 
теплофизические свойства грунта под 
резервуаром приняты постоянными (не зависящими 
от температуры) по справочным данным.
в качестве начальных условий принято, что налив 
битума произошел «мгновенно» 1 февраля, при этом 
температура битума составляла 160 °С в любой точке 
резервуара, скорость его циркуляции в любой точке 
резервуара была равна нулю. по глубине грунта его 
начальная температура распределялась по линейному 
закону от температуры наружного воздуха на 
поверхности (границе «грунт–резервуар») до 0 °С на 
глубине промерзания. 
далее моделировался процесс остывания грунта 
при температуре наружного воздуха, принятой 
равной температуре воздуха наиболее холодной 
пятидневки обеспеченностью 0,92 в соответствии 

 Рис. 2. теплофизические свойства битума

а)                                                                                                    б)

в)                                                                                                    г)

w w w . n e f t e m i r. r u

Сп 131.13330.2020 [6] для калуги. предполагается, 
что в период остывания сливы и подогревы битума 
не производятся. 
при моделировании учтено, что остывание битума 
происходит за счет омывания наружных поверхностей 
резервуара наружным воздухом со средней 
скоростью воздуха, характерной для калуги. 
данный процесс смоделирован с применением для 
наружных поверхностей резервуара и грунта за его 
пределами граничного условия ньютона–рихмана 
(3 рода) в виде:

;                                                                  (12)

;                                                             (13)

.
         

(14)

как видно из уравнения (14), коэффициент теплоотдачи 
с поверхностей теплообмена определен  
с применением критериальных соотношений теории 
подобия.
рассмотрим результаты моделирования.
на рис. 3–6 приведены температурные поля и изотермы 
в плоскости симметрии, изображенной на рис. 1, 

а также в перпендикулярной ей плоскости симметрии 
для моментов времени, равных 3, 6, 9, 12 месяцев 
после налива битума.
Анализ полученных температурных полей позволяет 
сделать вывод о том, что температура слоев 
битума по вертикали сильно отличается. установлено, 
что существенная доля тепла теряется через грунт, 
нагревая его, что диктует необходимость усиления 
теплозащиты дна резервуара. данные выводы подтверждаются 
графиком, приведенным на рис. 7, на 
котором представлены изменения температуры битума 
вдоль вертикальной линии, проведенной через 
центр резервуара (снизу вверх), в различные моменты 
времени. 
изменения температуры битума вдоль горизонтальной 
линии, проведенной через центр резервуара 
(слева направо) на высоте 1,5 м от дна, в различные 
моменты времени приведены на рис. 8.
из рис. 8 видно, что теплоизоляция стенок качественно 
осуществляет свои функции, так как изменения 
температуры по горизонтали минимальны. 
небольшие всплески в правой части графика, вероятно, 
связаны с наличием в этой зоне местного 
нагревателя.
изменение максимальной и средней температуры 
битума за весь период остывания приведен на рис. 9.

Рис. 3. температурное поле для момента времени остывания битума спустя 3 месяца после его налива (апрель)

нефтехимия: технолоГия, проЦеССы

мир нефтепродуктов №4 2022

w w w . n e f t e m i r . r u

Рис. 4. температурное поле для момента времени остывания битума спустя 6 месяцев после его налива (июль)

Рис. 5. температурное поле для момента времени остывания битума спустя 9 месяцев после его налива (октябрь)

w w w . n e f t e m i r. r u

Рис. 6. температурное поле для момента времени остывания битума спустя 12 месяцев после его налива (январь)

Рис. 7. изменения температуры битума вдоль вертикальной линии, 
проведенной через центр резервуара (снизу вверх), в различные моменты времени

нефтехимия: технолоГия, проЦеССы