Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Автомобильный транспорт является одним из основных источников загрязнения окружающей среды отработавшими газами и парами топлива. К токсичным компонентам отработавших газов относятся: оксид углерода, углеводороды, оксиды азота и серы, альдегиды, сажа. Особую опасность для человека представляют углеводороды ароматического ряда, особенно - бензол и конденсированные (полициклические) ароматические углеводороды. Поэтому перспективным направлением в нефтепереработке является разработка процессов, позволяющих производить высокооктановые компоненты автомобильных бензинов с пониженным содержанием ароматических углеводородов.
На сегодняшний день базовым компонентом отечественных автомобильных бензинов является катализат риформинга, содержание ароматических углеводородов в котором может достигать 60-70 % об., а доля бензола составляет 2-6% об. В связи с этим, весьма актуальной является задача снижения доли ароматических углеводородов в катализатах риформинга без снижения их октанового числа.
В настоящее время многие отечественные НПЗ вводят в свои схемы установки изомеризации легкой бензиновой фракции н.к. - 70 С. Бензины, получаемые на данных установках, не содержат ароматических углеводородов и имеют низкую себестоимость. Однако, при этом в балансе завода остается неиспользованной прямогонная узкая фракция 70-85 "С, которую нельзя вовлекать в товарные автомобильные бензины из-за ее низкого октанового числа. Поэтому разработка технологии переработки головных фракций катализатов риформинга с одновременным вовлечением в сырье процесса прямогонной бензиновой фракции 70 - 85 С, позволяющей, во-первых, получать высокооктановый компонент автомобильных бензинов с пониженным содержанием ароматических углеводородов, а, во-вторых, увеличить сырьевые
ресурсы для производства товарных автомобильных бензинов, является актуальной задачей и представляет практический интерес.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Разработка комбинированной технологии получения высокооктановых бензинов с пониженным содержанием ароматических углеводородов, в том числе бензола, соответствующих требованиям, предъявляемых к топливам для двигателей стандарта Евро-4 и более, путем гидрирования и изомеризации легких бензиновых фракций.
Из цели работы вытекают следующие основные задачи исследования:
- установление возможности снижения содержания ароматических
углеводородов в автомобильном бензине без потери октанового числа путем
гидроизомеризации смеси бензолсодержащей фракции н.к. - 90 С риформата с
прямогонной бензиновой фракцией 70 - 85 С;
установление основных закономерностей реакций, протекающих при гидроизомеризации смесевого сырья на различных катализаторах;
подбор катализатора и оптимальных технологических параметров для проведения процесса гидроизомеризации;
- определение возможности реализации блока гидроизомеризации
смесевого сырья на существующей установке низкотемпературной
изомеризации легкой нафты ОАО «УНПЗ»;
- разработка поточной схемы производства автомобильных бензинов,
удовлетворяющих требованиям к топливам для двигателей класса Евро-4, с
использованием комбинированной установки гидроизомеризации на ОАО
«УНПЗ».
1 Показана принципиальная возможность гидроизомеризации на различных катализаторах смеси бензолсодержащей фракции н.к. - 90 "С риформата и прямогонной бензиновой фракцией 70 - 85 С в области температур 220 - 360 С.
2 Установлено, что в процессе гидроизомеризации до 99 % бензола
гидрируется в циклогексан с последующей изомеризацией последнего в
метилциклопентан, при этом подвергаются изомеризации линейные алканы С5
и Сб, содержащиеся как в прямогонной фракции 70 - 85 С, так и во фракции
н.к. — 90 С риформата, то есть улучшается углеводородный состав последней,
что способствует приросту октанового числа продукта на 0,3 - 5,9 пункта.
3 Разработана комбинированная технология гидрирования и
изомеризации легких бензиновых фракций, позволяющая снизить содержание
ароматических углеводородов, в том числе бензола, в товарном бензине до
требований стандарта Евро-4 путем дооборудования установки изомеризации
блоком гидроизомеризации.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Комбинированная технология
гидрирования и изомеризации легких бензиновых фракций может быть
реализована на существующих установках изомеризации
нефтеперерабатывающих заводах, в том числе ОАО «УНПЗ», без существенных капитальных затрат.
Технология позволит увеличить ресурс высокооктанового изокомпонента, что облегчит производство бензинов с улучшенными экологическими свойствами марки «Премиум Евро-95»
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях: III Республиканская студенческая научно-практическая конференция «Научное и экологическое обеспечение современных технологий» (г. Уфа, 2006 г.); Конкурс научных работ студентов вузов Республики Башкортостан (г.Уфа, 2007 г.); 58-ая научно-техническая конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г. Уфа, 2007 г.); 60-ая научно-техническая конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г. Уфа, 2009 г.); 61-ая научно-техническая конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г. Уфа, 2010 г.); Международная научно-практическая
конференция «Нефтегазопереработка-2010» (г.Уфа, 2010 г.); «Экологические проблемы нефтедобычи» (г.Уфа, 2010 г.).
ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты диссертации опубликованы в 10 научных работах, в том числе 2 статьях в рецензируемых журналах по перечню ВАК и материалах 8 докладов.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы, включающего 130 наименований. Диссертация изложена на 162 страницах и включает 68 таблиц и 34 рисунка.
