Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [ 41 ] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

Использование метанола как компонента компаундированного бензина вызвало дополнительный интерес к ТБС. Если бензиновая смесь содержит метанол, при попадании небольших количеств воды возможно расслоение смеси, то есть ее компоненты могут отделиться друг от друга. Когда к метанолу добавляют более тяжелые спирты, например, ТБС, допустимое содержание воды - количество воды, которое можно добавить прежде, чем произойдет расслоение - увеличивается. ТБС действует как сорастворитель, помогая метанолу оставаться в растворенном состоянии в присутствии воды.

МТБЭ. Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) (неудивительно, что его название сокращают!) является кислородсодержащей добавкой. Он отличается от метанола, этанола и ТБС, которые относятся к классу спиртов (их молекулы содержат группу ОН), но, тем не менее, МТБЭ все же содержит кислород. Его формула (СНз)зСОСНз.

МТБЭ получают реакцией изобутилена с метанолом над катализатором. Сырьем для производства МТБЭ является смесь С4 (бутаны, н-бутилены и изобутилены). При этом почти весь изобутилен вступает в реакцию и таким образом удаляется из смеси. В некоторых случаях это может оказаться полезным (например, если для продажи требуется смесь углеводородных газов, не содержащая компонентов изостроения).

Эксплуатация. Проблема попадания в бензин воды уже упоминалась, и она весьма серьезна. Представьте себе два стакана, в одном из которых 50 мл водки (то есть, в основном, смесь этанола с водой), а в другом столько же бензина. Теперь представьте, что в оба стакана добавили по 100 мл воды и перемешали. Естественно, вода и масло разделятся, как только перемешивание будет прекращено, а водка отлично смещается с водой.

А теперь содержимое обоих стаканов слили вместе в третий стакан и встряхнули (какие расходы ради науки!). Жидкости снова расслоились, но водка осталась в воде и не перешла в бензин. В США бензин в основном транспортируют по трубопроводам. При этом невозможно полностью избежать контакта с водой. В результате бензин.

содержащий спирты, может расслоиться в трубопроводе. Поэтому его приходится транспортировать как-нибудь иначе. МТБЭ, имеющий другое химическое строение, практически нерастворим в воде, поэтому его применение не столь ограничено, как применение спиртов.

Компаундирование. Интерес к спиртам обусловлен соотношением между их себестоимостью и их полезными свойствами в качестве компонентов бензина, конкретнее, их способностью повышать октановое число. Но их влияние не столь прямолинейно, как, например, влияние алкилата или риформата. Добавление спиртов и кислородсодержащих веществ действует немонотонно. Например, небольшие добавки (до 2-3%) спирта резко поднимают ДПР смеси. При дальнейшем прибавлении (до 5, 10 или 15% по объему) изменений не происходит. В этом интервале концентраций метанол увеличивает ДПР на постоянную величину, равную приблизительно 3 единицам, этанол примерно на 0,7, а ТБС - на 2 единицы ДПР.

Влияние добавления свинцовой присадки также нерегулярно и зависит от других компонентов бензина. В некоторых случаях эффект свинцового антидетонатора оказывается отрицательным. Коль скоро рассматривается возможность применения спиртов и кислородсодержащих добавок для получения неэтилированного бензина, неустойчивость действия ТЭС не имеет особого значения.

Компаундирование бензина и его влияние на технологические операции

Никто не обещал, что оптимизация состава бензина окажется простой задачей. Это действительно очень сложная проблема, особенно теперь, когда в некоторые марки бензина нельзя добавлять ТЭС. Давайте посмотрим, как проблема постепенно усложняется: а. При потребности в бензине трех марок и наличии всех

компонентов требуется смешать их так, чтобы не было

остатков.

б. Теперь учтем изменение режимов работы некоторых установок, например, изменение режима риформинга, для достижения определенного соотношения выхода и октанового числа продукта, повышение температуры на установке каталитического крекинга для увеличения выхода олефинов и, в конечном итоге, алкилата и т.д.

в. Наконец, нужно учесть разветвление входящих и выходящих потоков. Например, легкий крекинг-газойль можно направить на компаундирование котельного топлива, а не на гидрокрекинг, бутилен можно непосредственно использовать как компонент автомобильного бензина, а не отправлять на алкилирование, а также можно отделить тяжелую часть от прямогон-ной нафты (которая является сырьем риформинга) для получения большего объема керосина (топлива для газовых турбин).

Самый эффективный способ справиться со всеми этими переменными параметрами - это моделирование процессов нефтепереработки с помощью линейного профам-мирования на большом компьютере. Входные и выходные потоки, мощность и себестоимость всех операций по переработке нефти от перегонки до компаундирования могут быть описаны с помощью нескольких уравнений и численных значений. Подробно учитываются доступность и стоимость сырой нефти, а также потребности в продуктах и их цены. Методика линейного программирования позволяет найти наиболее экономически эффективное решение уравнений (которых обычно много).

Компьютер при этом необходим, так как оптимальное решение требует проведения тысяч расчетов. Но даже в этом случае решение будет приблизительным и вот почему:

а. Данные, на которых основано построение модели, являются лишь приблизительными оценками выходов продуктов в процессах. В зависимости от неопределенного числа факторов (время, прошедшее после остановки реактора, активность катализатора, температу-