Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина нашли способ борьбы с испарением бензина в топливных резервуарах. Исследователи разработали особую краску для покрытия стенок хранилищ, которая действует как терморегулятор, снижая потери бензина почти до 2-3% в год и уменьшая выбросы в атмосферу вредных летучих соединений. Технология не имеет аналогов в России и в мире.
Покрытие содержит микрокапсулы с парафином (эйкозаном), заключенным в полиуретановую оболочку. Эти капсулы работают как аккумуляторы тепла: днем поглощают его избыток, предотвращая образование паров бензина, их нагрев и выход из резервуара, а ночью отдают наколенное тепло, уменьшая охлаждение.
«Проблема, которую решает наша разработка, известна как потери от "малых дыханий" резервуаров. Днем стенки резервуара нагреваются на солнце, пары бензина внутри расширяются и через специальный клапан выбрасываются в атмосферу. Ночью, при охлаждении, пары конденсируются, и резервуар забирает наружный воздух. Этот цикл повторяется постоянно, приводя к значительным потерям топлива», — рассказал руководитель лаборатории функциональных энергосберегающих гибридных материалов РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина Денис Воронин.
Инкапсуляция парафинов для создания терморегулирующих добавок активно изучается во всем мире. Но российские ученые впервые предложили использовать такие добавки для уменьшения потерь бензина в резервуарах от так называемых «малых дыханий» вследствие среднесуточных перепадов температуры. Исследователи поместили парафин (эйкозан) в такие капсулы, а затем добавили их в стандартные лакокрасочные материалы для обработки резервуаров. Поскольку содержание капсул в краске не превышает 20%, то полученное в итоге покрытие не теряет своих основных эксплуатационных свойств.
«Когда дневная температура повышается и возникает риск перегрева, парафин внутри капсул плавится, поглощая избыточное тепло и не давая паровоздушной смеси в резервуаре сильно расшириться. Ночью, при охлаждении, парафин затвердевает, отдавая обратно накопленное тепло и смягчая падение температуры внутри емкости. Таким образом, покрытие сглаживает суточные перепады температуры внутри резервуара, уменьшая потери от "малых дыханий"», — пояснил Денис Воронин.
Эксперименты в лаборатории с моделью резервуара показали: покрытие с микрокапсулами снизило температуру паров бензина в среднем на 1,7 градуса за 480 циклов «день-ночь». Расчеты, основанные на реальных климатических данных по России за 2023 год, продемонстрировали: для большого резервуара объемом 5000 тонн экономия может составить от 84 до 235 кг бензина в год (от 1,79 до 2,76%).
Наиболее значительное снижение потерь зафиксировано в регионах с умеренно теплым климатом, где суточные колебания температуры совпадают с рабочим диапазоном материала (35-40 градусов). В число таких регионов вошли Крым, Кавказ, Краснодарский и Ставропольский край, Ростовская, Астраханская, Волгоградская области. Ученые отмечают, что эффективность покрытия для других регионов может быть повышена путем инкапсуляции парафинов с более подходящей рабочей температурой.
Справка
Испарение бензина при хранении — не просто техническая проблема, а утечка, которая бьет по экономике и здоровью людей. Подсчитано, например, что в Канаде в 2002 году с заправок в воздух улетучилось 58 млн литров топлива — в пересчете на одну станцию это более 14 литров бензина каждый день. В Китае потери достигли 4 кг с каждой тонны хранимого топлива, а в отдельных случаях могут доходить до 0,5% от всего объема. В масштабах страны эти цифры огромны.
Кроме того, испаряющийся бензин — это выброс летучих органических соединений, которые становятся причиной смога, вредят экосистемам и здоровью человека. Среди этих невидимых испарений содержится бензол — вещество с доказанным канцерогенным эффектом. Поэтому проблема потери от «малых дыханий» резервуаров остается актуальной.
Информация предоставлена Отделом по связям с общественностью РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
Источник фото: cc0collection - ru.123rf.com
