Перспективные технологии производства по улучшению качества бензина

Мировое потребление моторного топлива на сегодня возрастает в геометрической прогрессии, что приводит к увеличению выбросов вредных веществ в окружающую среду. Переход к выпуску автомобильных бензинов, удовлетворяющих стандартам Евро-4 и Евро-5, является актуальной задачей для нефтеперерабатывающей промышленности Узбекистана. Основным показателем, сдерживающим производство таких бензинов, является повышенное содержание 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.

Вместе с этим большую роль в экономическом развитие страны играет экспортный потенциал нефтепродуктов. С целью активного претворения в жизнь путей и мер по развитию экономики нашей страны необходимо принять новые подходы к разработке современных технологий и их модернизации для получения разных нефтепродуктов высокого качества, отвечающим мировым стандартам, импортозамещению и конкурентоспособных на внешнем рынке. С этой целью, в последнее время идёт строительство новых заводов.

Хотя и считается перспективным получение высокооктановых углеводородных горючих (топлив, бензинов) технологическим путем, однако разработка самих методов и тем более создание и строительство новых технологических установок для получения высокооктановых топлив требует огромных капитальных затрат, что не всегда приемлемо для многих стран.

Поэтому самым технологически и экономически выгодным является использование для получения высокооктановых углеводородных горючих (топлив, бензинов) антидетонационных добавок. Нефти и газоконденсаты месторождений Республики Узбекистан характеризуются относительно высоким содержанием парафинов, асфальтенов и низким содержанием алканов изостроения. На нефтеперерабатывающих предприятиях Узбекистана отсутствуют процессы каталитического крекинга, алкилирования и изомеризации, позволяющие получать высокооктановые бензины, удовлетворяющие международным экологическим нормам. В решении этой задачи предлагается разработка технологии производства высокооктанового бензина на базе установок Бухарского НПЗ с помощью различных добавок, которые будут отвечать требованиям мировых стандартов, вместе с этим сокращение расходов нефти на производство товарного бензина и капитальных вложений на нефтепереработку, более гибкой схеме переработки нефти на НПЗ, более низкой смолообразующей способности и экологической безопасности.

Одна из основных задач современной нефтеперерабатывающей промышленности - разработка и освоение производства автомобильных бензинов, удовлетворяющих современным экологическим требованиям. Один из путей улучшения экологических показателей автомобильных бензинов состоит в снижении содержания в них ароматических углеводородов и, в том числе бензола. Проблема снижения содержания бензола в бензинах особенно остро стоит перед отечественной нефтепереработкой. В традиционной схеме НПЗ для повышения октанового числа (ОЧ) прямогонного бензина используется процесс каталитического риформинга. К сожалению, данный процесс является основным поставщиком АУ 'и бензола в композиции автобензинов (содержание АУ в риформате 60-70%, в т.ч. бензола 2-7% масс.). Кроме того, сам процесс является достаточно энергоемким с использованием дорогостоящих платиновых катализаторов, а выход целевых продуктов составляет 80-84% масс. С целью снижения доли АУ и бензола предлагаются различные варианты переработки продуктов риформинга, но они приводят к дополнительным расходам.

На сегодняшний день предлагаются различные композиции товарных бензинов с пониженным содержанием ароматических углеводородов, в которых уменьшение суммарного количества аренов достигается за счет добавления оксигенатов и углеводородных разбавителей.

Требуемые антидетонационные свойства товарных бензинов, как правило, поддерживаются за счет введения компонентов бензина риформинга, основу которого составляют ароматические углеводороды с высоким октановым числом, при этом экологические показатели моторного топлива снижаются. Второй метод является наиболее доступным, гибким и эффективным. Перспективным направлением в нефтепереработке является улучшение экологических свойств нефтепродуктов. Для получения высокооктанового топлива используются различные технологии обработки бензина и добавки к бензинам. В частности, известно, что для получения высокооктанового топлива в состав его вводят многокомпонентные добавки, содержащие этиловый спирт.

Основные трудности при прогнозировании октанового числа товарных бензинов возникают из-за значительных отклонений детонационной стойкости композиций от расчетных значений. Поэтому исследования, направленные на изучение октановых чисел смешения индивидуальных аренов и концентратов ароматических углеводородов, а также на разработку оптимального соотношения компонентов в товарном бензине, являются актуальными.

Одним из существенных недостатков октаноповышающих технологий получения топлив с использованием этилового спирта является его малая фазовая стабильность в присутствии воды, что приводит к нарушению гомогенности фаз при понижении температуры. Разделение композиции на бензиновый и водно-спиртовой слои затрудняет работу двигателей внутреннего сгорания глохнет двигатель, частично замерзает топливо в баках.

Для устранения указанного недостатка используют ряд приемов: удаление воды из спирто-бензиновой смеси, использование различных сорастворителей и стабилизаторов.

Например, известен способ получения высокооктанового бензина путем каталитического риформинга прямогонной бензиновой фракции. Однако этот способ не позволяет получить бензины с октановым числом 95 и выше без добавления этиловой жидкости. Кроме того, количество ароматических углеводородов, особенно бензола, образующихся в процессе каталитического риформинга, ограничено.

Известен способ получения высокооктанового бензина, включающий каталитический риформинг бензиновой фракции, фракционирование части бензина каталитического риформинга с последующим получением целевого продукта смешением выделенных фракций с алкилатом.

Недостатком этого способа так же, как и в предыдущем, является повышенное содержание ароматических углеводородов в целевом продукте, в частности бензола, что ухудшает его экологические характеристики.

Также существует средство для повышения октанового числа бензина, которое представляет собой комбинацию спирта и продукта взаимодействия карбонильного соединения с соединением, содержащим, по меньшей мере, две гидроксигруппы, позволяющие образовывать циклы с карбонильными соединениями, или смеси указанных продуктов.

Недостатками оксигенатов является необходимость их добавления в бензин в больших количествах 10-25%, для поднятия октанового числа на 3-8 единиц при этом снижается энергетика топлив и отрицательное влияние на резинотехнические детали автомобилей.

На основании выше рассмотренных наиболее вероятным является применение оксигенатов на базе местных производств и видов продукции Республики Узбекистан и разработка эффективных антидетонационных композиций на их основе. Имеется удовлетворительная приемистость базовых бензинов, полученных из местного нефтяного сырья и исследованных компонентов антидетонационной композиции этанола, тяжелой эфироальдегидной фракции, этилацетата и фурфурилового спирта. При этом композиционные антидетонаторы могут использоваться при приготовлении товарного бензина, что наряду с расширением его ресурсов за счет вовлечения в производство продуктов из возобновляемого сырья, может обеспечить улучшение экологических характеристик бензинов и чистоты окружающей среды.