Главная -> Словарь

Октановыми характеристиками

В связи с отказом от этилирования автомобильных бензинов применение МТБЭ представляет исключительный интерес. Вследствие высоких октановых характеристик особенно эффективны добавки МТБЭ к бензинам каталитического крекинга, риформатам и изомеризатам.

Проблему углубления переработки нефти в развитых капиталистических странах решают с учетом ухудшения качества нефти и ужесточения требований к охране окружающей среды.. В после'дние годы, в частности, значительно ограничено содержание серы в моторных и энергетических топливах, что привело к ускоренному росту мощностей процессов гидроочистки и гидрообессеривания нефтяных дистиллятов и остатков. Существенное влияние на структуру нефтеперерабатывающей промышленности оказывают в последнее десятилетие постепенный отказ от использования в качестве антидетонационной присадки к автобензинам соединений свинца и соответствующее повышение октановых характеристик суммарного бензинового фонда. В результате увеличились мощности процессов каталитического крекинга, риформинга, алки-лирования и др., что в свою очередь привело к заметному росту расхода нефти на производство бензина.

Влияние параметров имеет примерно такой же характер, как и в сернокислотном процессе. Фактор перемешивания играет значительно меньшую роль; объемное соотношение катализатор/углеводороды поддерживают на уровне 1:1. Рост соотношения изобутан/олефины способствует увеличению выхода алкилата и удуФ шению его октановых характеристик,

В ряде случаев снижение содержания серы в бензинах с сотых до тысячных долей процента дает существенное изменение октановых характеристик.

Сопоставительные данные изменения октановых характеристик бензиновых композиций при применении антидетонационных добавок

достаточно высоких октановых характеристик продуктов. На установках алю-мохромовыми катализаторами не удается проводить процесс в режиме повышенного давления рециркуляции водорода и обеспечить длительный рабочий период, т. е. непрерывную работу в течении недель, месяцев и т.д. без регенерации . Появление методов гидроочистки и применение форконтактов для очистки сырья от серу- и азотсодержащих соединений свели на нет преимущества риформинга с алюмохромовыми катализаторами перед платформингом .

Штат Калифорния планирует полностью отказаться от МТБЭ как компонента реформулированного бензина из-за его испаряемости и перейти на менее летучий высокооктановый экологически чистый МТАЭ, который получают этерификацией изоамиленовой фракции, выделяемой из продуктов каталитического крекинга, пиролиза или коксования . Показатели октановых характеристик и давления насыщенных паров кислородосодержащих органических соединений приведены в табл. 6.6 .

Особую опасность для человека и окружающей среды представляют свинец и его соединения, содержащиеся в выбросах автомобилей. Соединения свинца, в основном тетраалкилпроизводные, которые добавлялись раньше в бензин во всех странах мира и добавляются сейчас в ряде стран для повышения октановых характеристик бензинов, попадая в организм, вызывают опасные тяжелые заболевания. Если принять суммарный вклад различных отраслей хозяйства и сфер человеческой деятельности в суммарные выбросы свинца за 100%, то доля автотранспорта в период повсеместного использования свинцовых присадок к автобензину составляла 95% . С автомобильными выбросами поступает 35—85% свинца и его соединений, содержащихся в автобензине. Кроме того, эти соединения попадают в атмосферу за счет испарения бензина. Следует отметить, что удаление свинца и его соединений из автобензина ведет также к снижению выбросов других вредных веществ, в частности углеводородов и оксидов азота.

га и др.), целесообразно говорить об оптимальной схеме гидрообессеривания. Речь должна идти о технологии с минимальными капиталовложениями и одновременно обеспечивающей минимальные потери октановых характеристик автобензина. Альтернативными являются процессы гидрообработки бензина каталитического крекинга или сырья каталитического крекинга. В работе Т. Setikno обоснован выбор технологий гидрообработки бензина. Еще один подход к решению проблемы снижения содержания серы в дизельном топливе описан в журнале. Нефтегазовые технологии за 2001 год . Здесь сравниваются схемы предварительной очистки сырья и доочистки продуктов каталитического крекинга. Авторы считают, что предварительная очистка сырья имеет ряд преимуществ. В процессе гидроочистки из сырья каталитического крекинга удаляют соединения серы и азота, при этом происходит насыщение ароматических соединений. Гидроочистка позволяет увеличить выход сжиженных газов и бензина, одновременно снижая выбросы

неэтилированных и высокооктановых автобензинов. Путь этот был нелегким: в частности, в Германии содержание свинца в автобензине с 0,4 г/л в 1970 г. было снижено до 0,15 г/л в 1985 г. и до 0,1 г/л в 1990 г. К середине 90-х гг. европейский бензин стал выпускаться без содержания свинца . Наибольшая доля неэтилированных бензинов приходилась на страны Северной Европы, затем была распространена на все страны Европейского Союза. Кроме полного прекращения использования соединений свинца, был модифицирован процесс каталитического риформинга — основной процесс получения автобензина — за счет перевода на более жесткий режим с целью увеличения октановых характеристик. Были внедрены процессы экстракции ароматических углеводородов из катализатов риформинга с последующим алкилированием ароматики и возвращением высокооктанового алкилата в бензиновый фонд. Стали использоваться ультрастабильные цеолиты, позволившие увеличить содержание олефинов в бензиновой фракции. В западноевропейских странах с 1.01.1993 г. на всех выпускаемых автомобилях устанавливаются каталитические дожигатели выхлопных газов и ужесточается контроль за составом выхлопов.

Повышение октановых характеристик европейских бензинов в конце 80-х и в 90-е гг. было достигнуто на 20—30% за счет усовершенствования существующих процессов, на 50—60% — за счет введения новых процессов и на 15— 25% — за счет применения кислородсодержащих соединений.

В секции изомеризации принята двухреакторная схема со ступенчатым снижением температуры от первого реактора ко второму. Повышенная температура в первом по ходу сырья реакторе 2 обеспечивает более полное разложение четы-реххлористого углерода и протекание изомеризации с образованием изопентана и монозамещенных гексанов, во втором реакторе 3 происходит изомеризация до высокоразветвленных гексанов, обладающих высокими октановыми характеристиками. Принятый способ низкотемпературной изомеризации определяет включение в схему установки системы глубокой осушки и очистки от сероводорода водородсо-держащего газа, поступающего в систему изомеризации, а также узлов хлорирования катализатора и улавливания продуктов хлорирования.

Повышение температуры выше оптимальной приводит к сдвигу равновесия в сторону н-парафиновых углеводородов и уменьшению содержания более разветвленных изомеров, обладающих более высоким октановыми характеристиками.

Сырье и продукция. Сырьем процессов полимеризации являются пропан-пропиленовая и бутан-бутиленовая фракции каталитического крекинга, содержащие 30—37% олефинов, или пиролиза — с более высокой концентрацией олефинов С3—С4. При производстве полимербензина его октановое число в зависимости от состава сырья и селективности процессов составляет 82—97 . Продукты полимеризации ППФ, главным образом изогексены, имеют октановое число 81—84 и до 94—97 . Сополимеры пропилена и бутилена обладают худшими октановыми характеристиками, чем октены, имеющие октановые числа до 100 и 85 .

гидрокрекинга парафиновых углеводородов с низким октановым числом, приводящего к их газификации, в результате которой в жидкой фазе накапливаются ароматические углеводороды с высокими октановыми характеристиками;

Можно предположить, что при сохранении роли карбюраторных двигателей и увеличении потребности для них бензинов с высокими октановыми характеристиками каталитический риформинг сохранит свое значение и в дальнейшем. Он несмотря на повышение цен на нефть и нефтепродукты сможет играть роль своеобразного регулятора при производстве автомобильных бензинов: при большей потребности в обычных бензинах на установках каталитического риформинга будет осуществляться мягкий режим с наибольшим выходом катализата; при увеличении потребности в более качественных бензинах — более жесткий режим, который при сравнительно меньшем выходе обеспечивает получение катализа-га с более высоким октайовым числом.

Наиболее перспективными среди оксигенатов являются эфи-ры. Обладая высокими октановыми характеристиками, не уступающими спиртам, они хорошо смешиваются с бензином, значительно хуже растворяют воду и практически не вызывают коррозии. Кроме того, эфиры имеют меньшую плотность, более высокую теплоту сгорания и соизмеримую с углеводородами скрытую теплоту испарения.

Основным фактором, определяющим равновесное содержание изомеров в продуктах реакции, является температура. Повышение температуры реакции выше оптимальной приводит к сдвигу равновесия в сторону н-пентана и уменьшению содержания более разветвленных изомеров, обладающих наиболее высокими октановыми характеристиками.

Одним из базовых процессов получения высокооктановых бензинов является процесс каталитического алкилирования. В связи с повышением экологических требований к автомобильным бензинам в последние годы повысился интерес к алкилированию. Целевой продукт процесса - алкилат- представляет собой смесь разветвленных парафинов с низким давлением насыщенных паров и высокими октановыми характеристиками. Алкилат по комплексу эксплуатационных свойств является наиболее качественным, но и самым дорогим компонентом топлив.

Феноменальный рост производства и потребления МТБЭ объясняется его высокими октановыми характеристиками и способностью заменить вредоносные алкилсоединения свинца, ароматические углеводороды, олефины и серу в бензине.

В СССР этот унифицированный показатель, однако, не нашел надлежащего применения в практике экономических расчетов процессов, связанных с повышением октановых чисел бензина. Экономический эффект различных методов повышения октановых чисел у нас обычно определяется только на основе результатов применения бензинов с различными октановыми характеристиками в автомобильном транспорте . Такой способ определения экономической целесообразности повышения качества бензина не дает представления о качестве сырья, наиболее выгодного для осуществления различных процессов риформирования, а также не отражает экономику процесса в условиях заводского осуществления, выявляя лишь конечный народнохозяйственный эффект от использования бензинов с различными октановыми характеристиками при работе их в автомобильном двигателе.

При производстве компонента автомобильного бензина необходимо селективно и практически полностью удалить нестабильные диеновые алкенилароматические углеводороды и реакционноспособные алкены, склонные к образованию смолистых веществ. Стабильные непредельные углеводороды с высокими октановыми характеристиками должны быть сохранены в сырье. Для получения из указанного сырья продукта, пригодного для выделения индивидуальных ароматических углеводородов Сб-Cg, используемых далее в органическом синтезе, требуется удалить практически все непредельные углеводороды и S-содержащие соединения, не затрагивая при этом ароматические углеводороды. Эти задачи эффективно решаются при гидро-генизационной очистке водорода под невысоким давлением, равным 2,5-5,0 МПа.