Главная -> Словарь

Повышения октанового

Ilia. Селективный гидрокрекинг нефтяного сырья с целью повышения октановых чисел автобензинов и получения низкозастывающих неоэтепродуктов путем гидродепарафинизации.

Второе направление обусловлено необходимостью разработки экономически и технически обоснованных требований потребителей моторных топлив к уровням качества, обеспечивающим минимальные народнохозяйственные затраты на их производство и применение. При этом учитывается и экологическая эффективность применения топлив, актуальность которой возрастает в связи с непрерывным ужесточением требований по охране окружающей среды. Так, например, за последние годы во многих странах мира, особенно экономически развитых, принят ряд законодательных решений, направленных на снижение содержания свинца в авто — бензине и переход на производство и применение неэтилированных бензинов. Отказ отэтилирования, сточки зрения нефтепереработчиков, являющегося наиболее дешевым и энергетически эффективным способом повышения октановых чисел карбюраторных топлив, ставит нелегкую задачу увеличения октановых чисел суммарного бензинового фонда. При отказе от этилирования необходимое приращение октановых чисел должно быть обеспечено за счет развития и совершенствования технологических процессов производства высокооктановых компонентов и применения альтернативных высокооктановых добавок, что потребует значительных капитальных вложений. Следовательно, производство высокооктановых неэтилированных карбюраторных топлив может сопровождаться некоторым снижением октановых чисел товарных бензинов

Стандартами ограничивается предельно допустимое содержание этиловой жидкости в бензинах: в авиационных — 3,3 мл, в автомобильных — 0,82 мл на 1 кг топлива. В практике, в ряде случаев, содержание этиловой жидкости определяется для решения вопроса о допустимости дополнительного прибавления ее в пределах нормы с целью повышения октановых чисел.

При изучении процессов риформинга наибольший упор делался на разработку методов повышения октановых чисел парафиновых углеводородов бензина. К благоприятным в этом отношении реакциям относятся: изомеризация, дегидрирование до олефинов, дегидроциклизация до аро-

/ Наиболее широко изомеризация применяется для повышения октановых чисел легких фракций прямогонных бензинов, выкипающих в пределах до 70 °С и содержащих пентаны и гексаны. Полученные изоме-ризаты используются в качестве компонентов смешения с бензинами каталитического риформинга для получения высокооктановых автомобильных бензинов.1

Алюмоплатиновые катализаторы в нефтеперерабатывающей промышленности применяют преимущественно для ароматизации и повышения октановых чисел бензиновых фракций. Их активность принято оценивать по

При использовании в двигателе бензинов, содержащих МЦТМ без ТЭС, нагарообразование в нем весьма незначительно, а преждевременное воспламенение почти отсутствует. Требования двигателя к детонационной стойкости топлив после эксплуатации на бензине с МЦТМ оказались значительно ниже, чем после такого же пробега на этилированном бензине . В исследованиях подчеркивается, что отсутствие калильного зажигания при работе двигателя на бензине, содержащем МЦТМ и фосфор, будет приобретать все большее значение по мере увеличения степени сжатия современных двигателей и повышения октановых чисел автомобильных бензинов .

В 50-е годы В. С. Гутыря занимается исследованиями в области карбамид-ной депарафинизации. Ему принадлежит идея практического применения способности карбамида к образованию соединений включения с нормальными парафинами для извлечения их из нефтяных фракций. Выделение нормальных парафинов, являющихся ценным сырьем для химической промышленности, из топливных фракций представляло собой весьма сложную техническую задачу, позволившую решить одновременно проблему повышения октановых чисел топлива. Исследования в этой области, выполненные А. Б. Тертеряном,; Л. А. Куприяновой, А. Г. Исмайловым, С. А. Тертерямом, М. Н. Надировой и другими, завершились разработкой в короткие сроки и промышленным внедрением процесса карбамидной депарафинизации керосино-газойлевых фракций с получением нормальных парафинов С12—С20. Проведение депара-фииизации водно-изопропанольным раствором карбамида обеспечило достижение надлежащей глубины процесса и весьма высокой степени чистоты парафинов.

Легкие бензиновые фракции целесообразно использовать как компонент автомобильного бензина или как сырье для нефтехимии . Более тяжелые бензиновые дистилляты необходимо подвергать ароматизации для повышения октановых чисел.

Совершенствование современных автомобильных двигателей, работающих при повышенном числе оборотов и с высокой степенью сжатия, сталкивается с рядом проблем, связанных в первую очередь с необходимостью улучшения антидетонационных свойств бензинов. Самый действенный и экономически выгодный способ повышения октановых чисел бензинов — использование антидетонационных присадок. Из огромного числа веществ, которые, начиная с 192Ьг., были испытаны в качестве антидетонаторов, найбо-4 лее эффективными оказались органические соединения свинца , марганца и железа , а также ароматические амины .

Второе направление обусловлено необходимостью обеспечения экономически и технически обоснованных требований потребителей к ресурсам моторных топлив тем уровнем качества, которое характеризуется минимальными народнохозяйственными затратами на их производство и применение. При этом учитывается и экологическая эффективность применения топлив, актуальность которой возрастает в связи с непрерывным ужесточением требований по охране окружающей среды. Так, например, за последние годы во многих странах мира, особенно экономически развитых, принят ряд законодательных решений, направленных на снижение содержания свинца в автобензине и переход на производство и применение неэтилированных бензинов. Отказ от этилирования, с точки зрения нефтепереработчиков, являющегося наиболее дешевым и энергетически эффективным способом повышения октановых чисел

Первым промышленным процессом дегидрирования циклоалифатических углеводородов был гидроформинг-процесс. Он был разработан в нефтяной промышленности для повышения октанового числа бензинов посредством ароматизации его нафтеновой части и мог быть очень быстро перестроен для прямого получения ароматических углеводородов .

Чрезвычайно хорошее ,и до сих пор не превзойденное действие тет-раэтилсвинца, особенно с учетом его цены и стабильности, видно из табл. 71. В табл. 71 показано также количество различных антидетонационных добавок, которое необходимо добавить к 1 л бензина для повышения октанового числа с 67 до 77 .

Добавка тетраэтилсвинца к бензинам для повышения октанового числа наиболее полно используется в тех случаях, когда бензин практически не содержит серы. В присутствии же сернистых соединений антидетонационное действие тетраэтилсвинца частично падает; снижение его активности прямо пропорционально содержанию серы в бензине.

2) селективный гидрокрекинг бензинов с целью повышения октанового числа, реактивных и дизельных топлив с целью понижения температуры их застывания;

Вакуумная перегонка мазута. С целью увеличения выхода светлых нефтепродуктов, а также повышения октанового числа автомобильного бензина широко применяются процессы каталитического крекинга. Основным сырьем этих процессов служат высококипящие вакуумные отгоны и в первую очередь вакуумный газойль. На отечественных заводах в качестве сырья каталитического кре-

Например, для повышения октанового числа, получаемого на установке автомобильного бензина, может потребоваться или сни-жедше_лбъемнойе«орости~, или повышение температуры в реакторе, илтгувёличение циркуляции катализатора. Не рекомендуется при эттат добиваться повышения октанового числа за счет снижения температуры конца кипения._Этот способ при каталитическом кре-кшЕгё^в"отличиё~ от процессов первичной перегонки ^ нё^й^фёкТйВён,Г так-'как приводит к резкому снижению отбора бензина.

Для повышения антидетонационных свойств авиабензина к нему обычно после смешения с высокооктановыми компонентами добавляют антидетонатор. Антидетонаторами называют вещества, при добавлении которых к бензинам в небольшом количестве резко повышаются их октановое число и сортность, причем остальные физико-химические свойства топлива практически остаются без изменения. В качестве антидетонаторов было предложено большое количество различных веществ — углеводородов, аминов, металлорганических соединений. Наибольший антидетонационный эффект получается при добавке тетраэтил-свинца РЬ 4, который широко применяется в производстве автомобильных и авиационных бензинов. В авиационных бензинах содержание тетраэтилсвинца допускается в пределах от 2,5 до 3,3 г в 1 кг бензина, при этом октановое число бензина повышается на 10—16 пунктов. Степень повышения октанового числа бензина при добавлении тетраэтилсвинца, обычно называемая приемистостью, зависит от химического состава бензина и содержания в нем серы. Повышенное содержание ароматических углеводородов и серы снижает приемистость бензина к тетраэтилсвинцу.

После добавки этиловой жидкости октановое число автобензина увеличивается на 4—10 пунктов. Степень повышения октанового числа зависит от группового химического состава бензина, содержания в нем сернистых соединений, количества добавляемой этиловой жидкости и концентрации в последней тетра-этилсвинца.

При риформинг-процессе часть сырья превращается в газ и крекинг-остаток, что приводит к соответствующему уменьшению выхода бензина. Чем жестче условия риформинг-процесса, тем выше октановое число бензина и в тоже время тем меньше выход бензина из-за образования менее ценных побочных продуктов. Если для повышения октанового числа бензина использовать тетраэтилсвинец, то при этом оптимальная производительность риформинг-процесса определяется экономическим балансом между стоимостью тетраэтилсвинца и потерями в выходе, свойственными данному процессу .

Таким образом ароматизацию, важный фактор повышения октанового числа бензинов каталитического крекинга, можно охарактеризовать, как вторичную реакцию, идущую через стадию полимеризации или конденсации олефинов, получаемых при крекинге различных исходных соединений. Простые циклоолефины С5 и Св, циклопентен и циклогексен {16))) образуют значительное количество ароматических углеводородов, но с относительно высокой температурой кипения, что может быть результатом быстрой полимеризации или конденсации таких олефинов, с последующей изомеризацией кольца, переносом водорода и крекингом.

Изомеризация. Хорошо разработанный процесс представляет собой каталитическая изомеризация . пентана. Точно так же в промышленном масштабе нашла себе применение и изомеризация гексана. Однако с точки зрения производства моторного топлива изомеризация этих углеводородов в процессе каталитического риформинга имеет небольшое значение. Это объясняется тем, что в большинстве случаев октановые числа фракций С5—С6 достаточно высоки и нет необходимости прибегать к каталитическому риформингу этих фракций. Кроме того, они не нуждаются в рифор-минге ввиду достаточно хорошей приемистости к тетраэтилсвинцу. Однако образование ароматических углеводородов и особенно бензола из фракции С6 требует изомеризации парафиновых углеводородов этой фракции. Объектом глубокого изучения является изомеризация парафинов фракции С7. Эти исследования еще не привели к созданию промышленного процесса, хотя теоретически реакция представляет интерес для повышения октанового числа парафиновых углеводородов фракции С7. Главное достоинство этой операции заключается в получении исключительно больших теоретических выходов высокооктановых изомеров. Однако на практике наличие в продукте нафтеновых и ароматических углеводородов, а также тенденция к диспропорционированию между высоко и низкокипящими фракциями значительно затрудняют промышленную реализацию этого процесса. По-видимому, парафиновые углеводороды фракции С, являются наиболее высококипящими из тех, которые целесообразно подвергать изомеризации, так как углеводороды фракций С8, С 9 и С10 даже после низкотемпературной изомеризации до равновесного состояния над катализаторами Фриделя-Крафтса неспособны повысить октановое число фракций настолько, чтобы удовлетворить требованиям сегодняшнего дня. Так как с повышением температуры реакции- разветвленность углеводородов уменьшается, то и повышение октанового числа при этом будет соответственно меньше. Например, по данным Фроста при температуре каталитического риформинга около 450° С продукты равновесной изомеризации фракции С7 и С8 должны иметь октановые числа по моторному методу порядка 59 и 55 пунктов соответственно. Мэвити для равновесных продуктов тех же фракций получил соответственно 68 и 43 пункта. Таким образом, при температуре каталитического риформинга порядка 450—500° С удовлетворительного повышения октанового числа вследствие изомеризации парафиновых углеводородов выше гептана не получается.