Главная -> Словарь

Утяжеление фракционного

потребовало создания тяжелого топлива с пределами выкипания 200—300° С . Однако с утяжелением фракционного состава топлив в них возрастает содержание ароматических углеводородов , сернистых, кислородных, азотистых соединений и смолистых веществ, что вызывает ухудшение термоокислительной стабильности топлив, которая является одной из важнейших эксплуатационных характеристик перспективных топлив. Таким образом, для получения топлив типа Т-5 должны быть использованы или малосмолистые нефти, или применены специальные технологические методы переработки нефтей .

Топливо Т-1 выкипает в пределах 144—280" С. Конец кипения топлива ТС-1 несколько ниже, чем топлива Т-1, и лежит в пределах 230—240° С. Этим достигается не только улучшение низкотемпературных свойств топлива, ной повышение его термоокислительной стабильности за счет уменьшения содержания сернистых соединений, поскольку с утяжелением фракционного состава содержание серы в топливах возрастает. Расширение фракционного состава топлива ТС-1 за счет фракции, выкипающей в пределах 240—280° С, значительно ухудшило бы эксплуатационные свойства топлива.

Плотность и теплота сгорания реактивных топлив зависят от их фракционного и химического состава. С утяжелением фракционного состава топлив и увеличением содержания в них ароматических углеводородов плотность и объемная теплота сгорания возрастают. Необходимо отметить, что практическое значение для летательных аппаратов имеет объемная теплота сгорания, так как количество топлива,

Таким образом, к современным реактивным топливам предъявляется ряд требований, которые в известной мере являются взаимоисключающими друг друга. Действительно, снижение давления насыщенных паров и повышение плотности топ-лив достигается утяжелением фракционного состава, что вызывает ухудшение характеристик горения. С другой стороны, снижение содержания в топливе ароматических углеводородов для улучшения характеристик горения приводит к понижению плотности, т. е. ухудшению качества по показателю объемная теплота сгорания. Противоречия такого рода можно обнаружить, если детально рассмотреть и другие требования к реактивным топливам. Поэтому каждый сорт реактивного топлива является компромиссом между различными требованиями, выдвигаемыми авиационной техникой.

Из совокупности показателей, характеризующих пригодность реактивных топлив для применения по прямому назначению, основными являются теплота сгорания, термоокислительная стабильность, давление насыщенных паров , вязкость, совместимость с конструкционными и ушютнительными материалами, склонность к отложению нагара и противоизносные свойства. Пути достижения высоких значений для некоторых из перечисленных показателей являются взаимоисключающими. Например, снижение давления насыщенных паров и повышение плотности топлив достигается утяжелением фракционного состава, что вызывает ухудшение характеристик горения . С другой стороны, снижение содержания в топливе ароматических углеводородов, что улучшает характеристики горения, приводит к понижению плотности.

Распределение серы в узких фракциях аналогично распределению серы в узких фракциях из арланской нефти. Легкие фракции содержат мало серы, с утяжелением фракционного состава содержание серы резко возрастает.

фракции из шариповской нефти малосернистые. Во фракциях, выкипающих до 150° С, содержание серы колеблется от 0,01 до 0,09%. С утяжелением фракционного состава наблюдается резкое увеличение содержания серы и уже во фракции 190—200° С оно доходит 0,41%. Характеристики нефти и дистиллятов приведены в табл. 33—39.

Легкие бензиновые дистилляты из воядинскюй нефти характеризуются сравнительно невысоким содержанием серы: в бензине, выкипающем в пределах 28—150° С, содержится 0,061% серы; с утяжелением фракционного состава бензина содержание серы в нем значительно увеличивается. Во фракции, выкипающей в пределах 28—200° С, содержание серы уже составляет 0,328%. Харак* теристика этой фракции приводится в табл. 45—48.

Несмотря на различное содержание серы в нефтях, легкие фракции этих нефтей малосернистые. Содержание серы во фракциях, выкипающих до 150°-С, не превышает 0,1%. С утяжелением фракционного состава -до 300° С содержание серы увеличивается ггечти одинаково. Во фракциях, выкипающих выше 300° С, из тур-нейской нефти содержание серы значительно выше, чем во фракциях из девонской нефти. Остатки из турнейской нефти также сернистые.

1) компонент авиабензинов Б-95/130 и Б-91/115 с октановым числом в чистом виде 74,7, а с 3,3 г/кг ТЭС—92,0, выкипае-мостью до 100° С—40%, а с утяжелением фракционного состава—бензин Б-70 и автомобильные бензины А-70 и А-бб;

1) компонент авиационных бензинов Б-9 1/115 и Б-95/130 с октановым числом в чистом виде 75,0, а с 3,3 г/кг ТЭС—92, выкипаемостью до 100° С—40%, а с утяжелением фракционного состава—бензин Б-70 и автомобильные бензины А-70 и А-66;

Утяжеление фракционного состава топлива ведет к увеличению нагарообразования

Снижение содержания газообразных углеводородов за счет повышения ;Выхода газа на установках АВТ или утяжеление фракционного состава бензина приводит к повышению затрат на разделение: к увеличению числа тарелок, кратности орошения, температу-ры питания и парового числа. Оптимальным отношением числа теоретических тарелок в отгонной части к общему числу тарелок в колонне является 0,4 в случае содержания изопентана до 1% и 0,5—0,6 при содержании изо-пентана до 5 и 10% соответственно.

В зависимости от углеводородного состава сырья, содержания ароматических и нафтеновых углеводородов, что связано с типом нефти, из которой выделено сырье, выход и октановые характеристики бензинов риформинга изменяются в широких пределах . С увеличением содержания нафтеновых углеводородов с 20 до 38%« при одинаковом качестве бензина выход катализата увеличивался с 84 до 90,5%. Значительное влияние на качество бензина оказывает фракционный состав исходного сырья . Утяжеление фракционного состава сырья лри-водит к увеличению выхода бензина и повышению его детонационных свойств.

Сопоставление перечисленных вариантов по показателю относительной экономической эффективности капитальных вложений показало, что наиболее рациональным и экономичным путем удовлетворения потребностей в ДТ является оптимизация требований к его качеству . Оптимизация качества ДТ предполагает, прежде всего, расширение его фракционного состава как путем повышения температуры конца кипения, так и одновременным повышением конца кипения и снижением ее начала кипения. При этом первоначально осуществляется, в основном, утяжеление фракционного состава ДТ, а затем, по мере высвобождения бензиновых фракций, обусловленного дизелизацией автомобильного парка, возможно расширение фракционного состава ДТ за счет вовлечения бензиновых фракций.

Из приведенных данных следует, что ДТ УФС по сравнению со стандартным характеризуется более высокими значениями цетанового числа и плотности; конец кипения топлива УФС равен 402°С, стандартного ДТ - 380°С; 50%-ная точка перегонки составила 305 и 287°С соответственно. Утяжеление фракционного состава и отбор авиакеросина оказывают влияние на температуру помутнения, предельную температуру фильтруемости и вязкости топлива. На температуру застывания основное влияние оказывает степень отбора авиакеросина. Отбор реактивного топлива вызывает перераспределение соотношений низко- и высококипящих фракций в ДТ. В топливе УФС содержание фракции 240-360°С возрастает с 45 до 70% при увеличении отбора реактивного топлива от 0 до 100%, одновременно в 1.5 раза увеличивается количество фракций, выкипающих выше ЗбО°С.

Автогидроочистка узких 10—15-градусных фракций, выкипающих в пределах 110—360° С, осуществлялась на алюмокобальтмолибденовом катализаторе при 400° С, избыточном давлении 15 ат, удельной объемной скорости подачи сырья 0,5 т1, удельной циркуляции газа 600 м*/м? сырья . Степень обессеривания 95—97% достигается при переработке фракций, кипящих до 260° С. При переработке этих фракций парциальное давление водорода сохраняется на уровне 13—15 ат. Утяжеление фракционного состава сырья приводит к снижению парциального давления водорода и соответственно уменьшению степени обессеривания исходного сырья.

Следует также" учитывать, что ,утяжеление фракционного состава топлива неизбежно вызывает соответствующее повышение вязкости и, следовательно, ухудшение распыливания топлива. В связи с этим возрастает роль топливоподающей аппаратуры. При плохой топливоподаче смесеобразование и горение будут затягиваться, «догорание» в процессе расширения возрастать, температура и дымность выхлопа увеличиваться, а экономичность двигателя снижаться. Наддув двигателя, создающий повышенный термический режим камеры сгорания, обеспечивает возможность нормальной работы на топливах утяжеленного фракционного состава.

Испытаниями установлено, что чрезмерное утяжеление фракционного состава дизельных топлив вызывает повышенный износ деталей двигателя. Недостаточная полнота сгорания тяжелых топлив в быстроходных двигателях способствует усиленному отложению углистых, коксообразных продуктов, обладающих абразивными свойствами и усиливающих износ колец и гильз ии-

При повышении начала кипения исходного сырья с 40 до 82 °С выход бензина риформинга почти не изменяется, но октановое число его повышается с 82,6 до 90,5 по исследовательскому методу. Дальнейшее утяжеление фракционного состава сырья приводит к повышению октанового числа бензина риформинга до 100. По мере утяжеления фракционного состава сырья наряду с повышением качества бензина увеличивается выход водорода. При приготовлении товарного бензина с заданным октановым числом путем компаундирования бензина риформинга с прямогонными фракциями и бутаном целесообразно подвергать риформингу фракцию утяжеленного фракционного состава. Товарный бензин с октановым числом 85 и давлением насыщенных паров 520 мм рт. ст. может быть получен компаундированием при риформинге фракций от 40— 193 °С до 82—193 °С примерно с одинаковым выходом — 98,7— 101,2 объемн. % . Однако необходимые мощности риформинга в этих случаях различны. Так, при риформинге фракции 82—193°С производительность установки составляет всего 69,6% от производительности, требуемой при переработке фракции 40—193 °С. Другими словами, при установленной мощности риформинга по свежему сырью в случае переработки фракции 82—• 193°С выпуск товарного бензина с октановым числом 85 на 30% больше, чем в случае переработки фракции 40—193°С .

Более сложной и многоплановой является проблема оптимизации качества средних дистиллятов реактивного и дизельного топлив. Массовые топлива для реактивных двигателей получают преимущественно из прямогонных фракций нефти. Увеличение ресурсов их производства состоит в оптимизации фракционного состава, температуры начала кристаллизации и содержания ароматических углеводородов . Так, для реактивного топлива ТС-1 утяжеление фракционного состава с соответствующим изменением температуры начала кристаллизации приводит к увеличению его отбора, что подтверждается нижеприведенными данными:

Утяжеление фракционного состава сырья выше 180 °С приводит к большим отложениям кокса на катализаторе, вследствие чего сокращается срок службы в режиме реакции.