на главнуюneftbiz
Горизонтальное многоуровневое меню

Статьи обзоры

23.01.2014 : ПРОИЗВОДСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ

За рубежом и в нашей стране непрерывно растет объем произ­водства высокооктановых бензинов, что вызывает необходимость совершенствования технологических процессов их получения и выдвигает дополнительные задачи в области разработки и исполь­зования присадок и добавок к топливам.

Автомобильные бензины получают путем переработки нефти, газового конденсата, природного газа, угля, торфа и горючих слан­цев, а также синтезом из окиси углерода и водорода.

Основным сырьем для производства автомобильных бензинов является нефть: около 25 % нефти, добываемой в мире, перераба­тывают в бензин.

В России все товарные бензины получают из нефти и газокон­денсатов. На газоперерабатывающих заводах путем выделения из газов жидких углеводородов получают газовый-бензин. Газовые бензины обладают хорошими пусковыми свойствами и при добав­лении в небольших количествах в товарные бензины способны улучшать их эксплуатационные свойства.

Производство бензинов становится все более сложным и тре­бует разнообразия технологических процессов.

Современные автобензины готовят смешением компонентов, получаемых путем прямой перегонки, каталитического риформинга и каталитического крекинга, изомеризации, алкилирования, по­лимеризации и других процессов переработки нефти и газа.

Качество компонентов, используемых для приготовления тех или иных марок товарных автомобильных бензинов, существенно различается и зависит от технологических возможностей предпри­ятия. Товарные бензины одной и той же марки, но выработанные на различных нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), имеют не­одинаковый компонентный и фракционный составы, что связано с различием технологических процессов и перерабатываемого на них сырья на каждом конкретном нефтеперерабатывающем предпри­ятии. Даже бензины одной марки, выработанные конкретным заво­дом в разное время, могут отличаться по компонентному составу в связи с проведением регламентных работ на отдельных технологи­ческих установках, изменением состава сырья и программы завода по выпуску продукции.

Однако во всех случаях должна соблюдаться технология полу­чения товарных бензинов на данном предприятии, что является обязательным требованием стандартов и технических условий на автомобильные бензины.

 Представлена схема переработки нефти с целью по­лучения автомобильных бензинов.

Рис. 1 Представлена схема переработки нефти с целью по­лучения автомобильных бензинов.

 

Основными технологическими процессами производства авто­мобильных бензинов являются каталитический риформинг и ката­литический крекинг. Несмотря на ограничения по содержанию ароматических углеводородов, процесс каталитического риформинга по-прежнему остается определяющим процессом производ­ства бензинов, так как он является основным источником высоко­октановых компонентов, а также водорода для установок гидро­очистки.

Вследствие ужесточения норм на содержание серы в моторных топливах необходимо увеличение мощностей гидрообессеривания, что требует дополнительного водорода.

Снижение доли и роли бензина риформинга в производстве экологически чистых реформулированпых бензинов обусловлено не только ограничением содержания ароматических углеводоро­дов, но и неудовлетворительным распределением октановых харак­теристик по фракциям катализата, в особенности, до 100 °С.

В связи с этим процесс бензинового риформинга целесообраз­но и необходимо сочетать с процессами удаления бензола и изоме­ризации бензиновой фракции С5 - 100 °С.

В последние годы технология и коммерческая активность по созданию на НПЗ мира новых установок каталитического крекинга в псевдоожиженном слое микросферического катализатора приоб­рели рекордно высокий уровень за все время применения этого процесса.

Таким образом, если уже в настоящее время объем вырабаты­ваемого в мире бензина каталитического крекинга практически сравнялся с суммарным объемом выработки бензинов риформинга и изомеризации, то в ближайшем будущем бензин каталитического крекинга плюс компоненты сопряженных с ним процессов (алки- лирование, получение оксигенатов, полимербензинов и др.) будут лидировать в производстве автобензинов на НПЗ в сравнении с процессами риформинга, требующими дополнительных ресурсов прямогонных бензинов и, соответственно, нефти.

В последние 10-15 лет процесс каталитического крекинга был значительно усовершенствован, главным образом, с целью увели­чения селективности при конверсии исходного вторичного сырья в бензин (каталитические реакции - основные, термические - мини­мальные).

На отечественных НПЗ эксплуатируются установки катали­тического крекинга с лифт-реактором с предварительной гидро­очисткой исходного сырья - вакуумного газойля мощностью 2 млн. т/год по сырью. Эти установки обеспечивают выход бензи­на более 50 % на сырье, который имеет октановое число по мотор­ному методу 80-82 ед. и по исследовательскому методу 90-93 ед.

Улучшение октановых характеристик достигают выбором ка­тализатора и ужесточением режима работы установок. Это сопро­вождается также приростом выхода низкокипящих олефинов С3 - С4, что благоприятно для увеличения ресурсов сырья алкили- рования и получения высокооктановых оксигенатов: метил-трет- бутилового эфира (МТБЭ), метилтретамилового эфира (МТАЭ), диизопропилового эфира (ДИПЭ) и др. Однако, когда при жестких режимах крекируют тяжелое сырье, это приводит к образованию диеновых углеводородов во фракциях С4 - С5. Диены отрицатель­но влияют на процесс алкилирования: увеличивается расход кис­лоты, снижается выход и качество алкилата. Меры по ужесточе­нию режима крекирования, подбору сырья и катализатора позво­ляют улучшить (на 2-4 ед.) октановую характеристику по ис­следовательскому методу. Однако при этом, в связи с ростом содержания олефинов в бензине, увеличивается его чувствитель­ность, то есть разность между октановыми числами по исследова­тельскому и моторному методам.

Широкое применение находят комплексные системы катали­тического крекинга предварительно гидроочищенного вакуумного газойля в блоке с производством МТБЭ и алкилированием. Это решает проблему углубления переработки сырья по бензиновому варианту, частично - проблему снижения содержания сернистых соединений в бензине, увеличения производства высокооктановых компонентов бензина и собственного производства кислородсо­держащей высокооктановой добавки. Однако состав непосредст­венно бензина каталитического крекинга С5 - 180 °С остается не­удовлетворительным по содержанию олефиновых углеводородов, содержанию остаточной серы, разнице между ИОЧ и МОЧ, также по химической стабильности компонента.

Поэтому целесообразно использовать в этих комплексах ката­литического крекинга следующие технологические решения: изо­амилены, третичные гексены и гептены бензина каталитического крекинга превращать в высокооктановые эфиры метанола.

Если этерифицировать низкокипящий бензин каталитического крекинга, а не только фракцию С5, выработка эфиров возрастает на 40-50%.

На установках каталитического крекинга разделением бен­зина в процессе дистилляции можно получить бензин фракции С5 - 100 °С, пригодный для этерификации. Сырье этерификации нуждается в очистке от диенов и сернистых соединений. Содержа­ние диолефинов снижают до 0,1-0,05 % путем селективного гид­рирования в реакторе-колонне.

В результате этерификации фракции С5 - 100 °С каталитиче­ского крекинга ее октановый индекс повышается на 2-3 ед. и зна­чительно, на 25 %, уменьшается содержание в ней олефинов.

Поскольку МТАЭ и сумму МТГЭ (метил-трет-гексиловый и метил-трет-гептиловый эфир) получают для нужд данного завода, их выделение в чистом виде не требуется. Технологически целесо­образно оставить эфиры в бензине каталитического крекинга, как компоненты товарного бензина.

Важное значение для увеличения ресурсов реформулирован- ных товарных бензинов приобретает пропилен каталитического крекинга. Вырабатываемый в увеличенном объеме при жестких режимах на новых катализаторах пропилен каталитического кре­кинга на заводах, не производящих полипропилен, наиболее целе­сообразно использовать для организации производства диизопро- пилового эфира (ДИПЭ).

ДИПЭ обладает свойствами конкурентными. с МТБЭ, МТАЭ: содержит 17,8 % кислорода (МТБЭ - 18,2 %, МТАЭ - 14,3 %), об­ладает высоким октановым числом 98 ед. по моторному методу и 112 ед. по исследовательскому, октановый индекс - 105 ед. (МТБЭ - 108 ед., МТАЭ - 104 ед.), имеет теплоту сгорания 9400 ккал/кг, температуру кипения 68 °С, давление насыщенных паров по Рей­ду-30 кПа (МТБЭ - 60 кПа). Склонность ДИПЭ к образованию гидроперикисей является его недостатком.

В целом, технический прогресс в технологии каталитического крекинга позволяет существенно увеличить выход легких олефи­нов Сз - С7 и вырабатывать меньше высококипящих фракций бен­зина, обогащенных ароматическими углеводородами. При эффек­тивном использовании этих возможностей суммарный эффект об­лагораживания бензинов каталитического крекинга (включая ДИПЭ + МТБЭ + алкилат + этерификат С5 - С7) - значительно воз­растает.

В настоящее время алкилат становится важнейшим компонен­том реформулированных экологически чистых бензинов.

Алкилат - идеальный компонент бензина, поскольку имеет вы­сокие октановые числа по исследовательскому и моторному мето­дам, низкое давление насыщенных паров, не содержит ароматиче­ских соединений, олефинов и серы.

Алкилирование - это не только процесс повышения октановых характеристик бензина при снижении в нем ароматических углево­дородов, но и процесс снижения его испаряемости.

Высокое давление насыщенных паров фракций С4 - С5 исклю­чает возможность увеличения их использования в товарном бензи­не, поэтому процесс алкилирования, позволящий снижать давле­ние насыщенных паров и одновременно увеличивать значение октанового числа продукта по моторному методу, имеет исключи­тельно важное значение для производства современных автобен­зинов.

Получение товарного бензина с высоким моторным октановым числом путем замены бензола и других ароматических углеводоро­дов в бензине на алкилат и эфиры (МТБЭ, МТАЭ) позволяет в бо­лее мягких условиях осуществлять процесс каталитического ри- форминга. При снижении жесткости процесса каталитического рифрминга увеличивается срок службы катализатора и период ра­боты установки между его регенерациями, повышается выход катализата с пониженным содержанием ароматических углеводоро­дов, улучшается качество получаемого водорода для установок гидроочистки.

Лучшим сырьем (особенно сернокислотного алкилирования) являются бутилены нормального ряда, не содержащие в своем со­ставе изобутилена. В связи с этим фракцию С4 каталитического крекинга для избирательного извлечения изобутилена предвари­тельно этерифицируют метанолом, а рафинат направляют на алки- лирование, обеспечивая двойной эффект: получение МТБЭ и алки- лата в едином технологическом потоке.

Наряду с использованием диалкиловых эфиров С5 и выше в со­став товарных автобензинов в Европе допускается вовлекать до 3 % метанола, до 5 % этанола (в США до 10 %), до 7 % третбутило- вого спирта и до 10% изопропилового или изобутилового спирта. При этом массовая доля кислорода не должна превышать 2,7 %.

При введении в бензины метанола обязательно добавление стабилизирующих агентов. В случае введения этанола стабилизи­рующие агенты могут также добавляться. В бензин следует вво­дить антикоррозионные присадки, если может возникнуть опас­ность выделения воды.

На смену широко применяемому МТБЭ, мировое потребление которого в 2001 году превысило 25,7 млн. тонн, приходит денату­рированный этанол, так как его получают из возобновляемого сы­рья (биомасса, древесина и т. д.) и он не оказывает вредного влия­ния на источники водоснабжения, что является причиной запреще­ния применения МТБЭ в США (штат Калифорния).

В то же время по оценке сторонников МТБЭ, эффект от его вклада в решение экологической проблемы значительно превосхо­дит риск, связанный с его применением.

 

 


 

Справочное издание

Вячеслав Евгеньевич Емельянов, Сергей Викторович Майер

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ •

И ПРИМЕНЕНИЕ В ИХ СОСТАВЕ АНТИДЕТОНАЦИОННЫХ ПРИСАДОК И ДОБАВОК

 

назад



Всемирная Топливная Хартия

От имени автопроизводителей со всего мира, Комитет по всемирной топливной хартии рад представить новейшую редакцию Всемирной топливной хартии. Прилагаемая редакция Хартии включает новую Категорию 4, определяющая топлива, которые сводят до минимума выбросы из всех типов автомобилей на дорогах и позволяют внедрять новые автомобильные технологии.



 

Контакты

Расчет жд тарифа онлайн

Расчет Ж/Д тарифа онлайн

Расчет растояния между городами

октановый калькулятор

Бензиновый калькулятор

 

 

VK Neftbiz
     

 

© 2002-2014 Neftbiz Правовая информация

  +7 8442 50 11 04, Email

НОВОСТИ

Новостной слайдер | pcvector.net

 

Яндекс.Метрика