Введение к работе
з
Актуальность темы. Переход к выпуску автомобильных бензинов, удовлетворяющих стандартам Евро-3, Евро-4, является актуальной задачей для нефтеперерабатывающей промышленности России и Вьетнама Основным показателем, сдерживающим производство таких бензинов, является повышенное содержание в них ароматических углеводородов (АУ), особенно бензола По требованиям стандарта Евро-4, сумма АУ не должна превышать 30%, а содержание бензола - 1% об , с обязательным добавлением оксигенатов.
В традиционной схеме нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) для повышения октанового числа (04) прямогонного бензина используется процесс каталитического риформинга Однако данный процесс является основным поставщиком АУ и бензола в композиции автомобильных бензинов (содержание АУ в риформате 60-70%, в т ч бензола 2-7% масс) К тому же он достаточно энергоемкий и дорогостоящий, а выход целевых продуктов составляет 80-84% масс С целью снижения доли АУ и бензола предлагаются различные варианты переработки продуктов риформинга, которые приводят к дополнительным расходам
Кардинального снижения содержания АУ, в том числе бензола, можно добиться уменьшением доли риформата или даже его исключением за счет использования других октаноповышающих компонентов Во многих странах для повышения ОЧ, уменьшения токсичных выбросов и экономии нефти применяют биоэтанол в количестве 5-15% об Интенсивное развитие производства биоэтанола, благодаря наличию больших возобновляемых источников сырья (таких как в Бразилии, а в будущем и во Вьетнаме), сможет обеспечить добавление 20-40% об биоэтанола в бензин
Поэтому актуальной задачей является исследование бензино-этанольных смесей (БЭС), приготовленных на основе прямогопного бензина и бензина каталитического крекинга (КК) с добавлением 20-40% об биоэтанола, и разработка технологии получения высокооктановых бензинов с пониженным содержанием АУ, в том числе бензола, с применением биоэтанола
Цель работы. Разработка технологии производства автомобильных бензинов, удовлетворяющих стандартам Евро-3 и 4, с применением биоэтанола вместо риформата Разработка технологии снижения доли бензола в товарных бензинах для первого НПЗ Вьетнама
Задачи работы:
Исследование эксплуатационных свойств БЭС, содержащие различные базовые бензины и 20-40% об биоэтанола
Исследование и разработка методов улучшения фазовой стабильности БЭС Определение предельно-допустимого содержания воды (ПДСВ) в БЭС
Анализ и разработка методов снижения воздействия БЭС на металлические материалы и резинотехнические изделия (РТИ) автомобилей
Оценка возможности производства и применения биоэтанола в автотранспорте Вьетнама
Разработка перспективных технологических схем производства автобензинов для НПЗ Вьетнама с исключением установки риформинга
6 Разработка технологической схемы совместной изомеризации головных
фракций н к -85С прямогопного бензина и риформата с целью снижения
содержания бензола в бензинах для первого НПЗ «Зунгкуат» во Вьетнаме
Научная новизна
Предложены перспективные технологии производства автомобильных бензинов с применением биоэтанола. Показана возможность исключения из схемы завода процесса каталитического риформинга за счет вовлечения в товарные композиции автобензинов 20-40% об биоэтанола Предложенные технологии позволяют увеличить выход бензина на 7-8% без учета биоэтанола и снизить капитальные и эксплуатационные затраты на 20-30% Полученные бензины соответствуют всем требованиям стандартов Евро-3 и Евро-4.
Показано, что бензины АИ-92Э, АИ-95Э и АИ-98Э, содержащие 20-40% об биоэтанола в смеси с прямогонным бензином и бензином КК, можно использовать в климатических условиях Вьетнама (температура помутнения БЭС не выше -10С) без фазовых стабилизаторов Для снижеїшя температуры
5 помутнения БЭС до -25С добавляется 2-3% об спиртов C4-Cg или технических продуктов, таких как сивушное масло - побочный продукт ферментационного производства этанола, КОБС - кубовый остаток производства бутиловых спиртов
3. Выявлено, что добавление 20-40% об этанола в БЭС не оказывает негативного влияния на РТИ автомобилей. Так как при использовании рекомендуемых БЭС резко снижается содержание АУ, воздействие которых на набухание и вымывание РТИ значительно выше, чем у этанола
Показано, что БЭС, содержащие 20-40% об этанола, обладают повышенной в 2-3 раза коррозионной активностью по сравнению с базовым компонентом Добавление 2-3% об специальных присадок, содержащих спирты С4-С8, снижает коррозионную активность БЭС в 1,5-2 раза
Разработана технология совместной изомеризации фракций н к -85С прямогонного бензина и риформата для НПЗ, таких как первый НПЗ Вьетнама, имеющих в своем составе установку риформинга При этом содержание бензола в товарных бензинах снижается до 0,7% об с повышением ОЧ на 1-2 пункта при том же сочетании процессов.
Практическая ценность работы. Предложены технологии производства высокооктановых биоэтанолсодержащих бензинов с пониженным вовлечением риформата или без использования процесса риформинга Для первого НПЗ Вьетнама предложено внедрение технологии совместной изомеризации головных фракций н.к -85С прямогонного бензина и риформата с целью снижения содержания бензола в товарных бензинах
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на 20-й Международной научно-практической конференции Ханойского политехнического университета (г. Ханой, 2006 г), VII Конгрессе нефтегазопромышленников России (г Уфа, 2007 г.), VIII Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов "Химия и химическая технология в XXI веке" (г Томск, 2007г), 56-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г Уфа, 2005г)
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 научных работах, в том числе 5 статьях и тезисах шести докладов
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы, включающего 140 наименований Диссертация изложена на 130 страницах и включает 47 таблиц и 22 рисунка.
