15_Лекция. Тенденции и современные проблемы производства высококачественных нефтепродуктов
 Скачать 37.64 Kb.
|
|
Лекция 15 ТЕНДЕНЦИИ И СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ Рассматриваемые вопросы: 1. Основные тенденции производства автобензинов Основные тенденции производства автобензинов В настоящее время возможности нефтепереработки многих стран мира для удовлетворения растущих потребностей в моторных топливах за счёт увеличения объёмов добычи нефти практически исчерпаны. Для решения этой актуальной проблемы представляют интерес направления сбалансированного развития нефтепереработки, двигателестроения и потребления моторных топлив: 1) углубление и химизация переработки нефти; 2) оптимизация качества моторных топлив с целью расширения ресурсов и снижения фактического их расхода при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (ДВС); 3) дилизация автомобильного парка; 4) применение альтернативных топлив – газообразных, кислородосодержащих и топлив из твёрдых горючих ископаемы. Главенствующей до последнего времени тенденцией в развитии производства автомобильных бензинов являлось непрерывное повышение их детонационной стойкости (в двигателестроении - увеличение степепени сжатия), что способствовало существенному улучшению технико-экономических показателей эксплуатации транспортных средств. В то время, когда уровень ОЧ выпускаемых автомобильных бензинов был не столь высок, как в настоящие время, повышение детанационной стойкости (ДС) достигалось относительно легко за счет использования сравнительно дешевых термодеструктивных процессов и каталитического крекинга. Однако для последующего повышения ДС до современного высокого уровня потребовалось развивать в нефтепереработке более дорогие энергоемкие каталитические процессы, такие как каталитический риформинг, алкелирование, изомеризации и т.д., в которых, кроме того, происходит снижение ресурсов автомобильных бензинов. Затраты на такие процессы в нефтепереработке должны окупаться экономией средств потребителей за счет применения высокооктановых бензинов. Следовательно, оптимальные значения ДС автомобильных бензинов будут определяться уровнем химизации и технологии процессов нефтепереработки, а также мировыми ценами на нефть. В связи с ужесточением экологических требований во многих странах мира приняты законодательные акты по запрещению применения свинцовых антидетонаторов в автомобильных бензинах. Современные автомобили должны удовлетворять жестким экологическим нормам токсичности выхлопных газов, а автомобильные бензины и дизельные топлива для их ДВС должны выпускаться по нормам Европейского союза и США. В нашей стране должны выпускаться топлива согласно требованиям технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту». Таблица 1 – Требования к характеристикам автомобильного бензина
Таблица 2 – Требования к характеристикам дизельного топлива
С целью улучшения транспортной обеспеченности населения страны предусматривается значительное увеличение выпуска автомобилей преимущественно повышенной топливной экономичностью. Таблица 3 - Нормы предельно-допустимых выбросов в странах ЕС (для легковых автомобилей весом 1250 кг), г/км
*Сумма СmНn и NO* Таблица 4 - Основные показатели качества автобензинов и дизельного топлива ЕС
Характерной особенностью перспективных зарубежных бензинов является низкое содержание в них аренов (<30 %, в том числе бензола <1%), что считается признаком высокого качества по таким показателям, как склонность к нагарообразованию, калильное зажигание, коэффициент равномерного распределения ДС по фракциям, ОЧ смешения, и, прежде всего по экологичности. Низкое содержание аренов при высокой ДС бензинов достигается значительно большим, чем в бывшем СССР, вовлечением в их компонентный состав алкилата и бензинов каталитического крекинга, характеризующихся значительным содержанием высокооктановых изоалканов. Таблица 5 - Компонентный состав автобензинов России, США и Западной Европы
В составе отечественных высокооктановых бензинов преобладает риформат, что и обусловливает повышенное содержание в них аренов. Установлено, что эксплуатация автомобильных бензинов с ограниченным содержанием аренов (<30 %) и с равномерным распределением ДС по фракциям позволяет несколько понизить уровень ОЧ и тем самым расширить ресурсы бензинов, а также существенно улучшить их экологическое качество. Для решения проблемы снижения содержания аренов, бензола и олефинов в товарных автомобильных бензинах до стандартов ЕС для нефтеперерабатывающего комплекса России потребуется ускоренное внедрение процессов производства неароматизированных высокооктановых компонентов, прежде всего процессов изомеризации головных фракций бензинов, гидрокрекинга, каталитического крекинга, селективного гидрокрекинга, а также производств оксигенатов и присадок. Тенденции производства дизельных топлив Значительным резервом экономии моторного топлива является дизелизация автомобильного транспорта, позволяющая снизить удельный расход топлива на 25 – 30 %. По объему производства дизельныз топлив бывший СССР занимал 1 место в мире. По качеству отечественное дизельное топливо соответствуют лучшим зарубежным образцам. Основу отечественных дизельных топлив составляют прямогонные дистилляты, причем около половины из них приходится на долю гидроочищенных фракций. Дистилляты вторичного происхождения используются в незначительных количествах (в частности, около 3 % приходится на долю лёгкого гидрокрекинга и каталитического крекинга). Необходимо отметить, что производство малосернистых сортов топлив с содержанием S <0,2 % масс. сопряжено с потерями их ресурсов и значительными энергозатратами на глубокую гидроочистку. При гидроочистке одновременно с неуглеводородными гетеросоединениями удаляются из топлива имеющиеся в исходной нефти природные антиокислительные, противоисносные, антикоррозионные и др. присадки. Поэтому при производстве товарных гидроочищенных дизельных топлив возникает необходимость применения большого ассортимента и в достаточно больших количествах синтетических присадок. Введение новых экологических норм ЕС повлечет за собой дальнейшее усложнение технологии и повышение себестоимости производства дизельных топлив. Структура производства отдельных марок дизельных топлив в России составляет: летнее - 86,5 %, зимнее и арктическое - 13,5 %. Наиболее массовым в стране является летний сорт топлива. Доля зимнего и арктического сортов в общем дизельном фонде составляет всего 13,5 %, что примерно только наполовину удовлетворяет растущие потребности страны в низкозастывающем виде топлива, связанные с необходимостью интенсивного освоения природных богатств Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера. В настоящее время основным способом получения низкозастываюших дизельных топлив является облегчение их фракционного состава путем снижения температуры до З00 – 320 0С (против 360 0С для летнего сорта), что связано с существенным ограничением их ресурсов. Относительно небольшая часть таких топлив вырабатывается на основе цеолитной и карбамидной депарафинизации. Денормализаты цеолитной депарафинизации имеют хорошие низкотемпературные свойства (температура застывания -50 ÷ -45 0С, температура помутнения -50 ÷ -35°С), поэтому они преимущественно используются в качестве зимних и арктических топлив. При карбамидной депарафинизации не полностью удаляются высокоплавкие парафины, поэтому денормализаты этого процесса имеют при температуре застывания -35 0С и ни-же температуру помутнения лишь -11 0С, вместо требуемых -25 или -35 0С. Для более полного удовлетворения потребностей в зимних и арктических сортах дизельных топлив и одновременно в жидких парафинах - ценном дефицитном сырье для нефтехимии и микробиологического синтеза - в 1980-е гг. в нашей стране ускоренными темпами строились установки депарафинизации, особенно типа «Парекс». Однако позже, в связи с принятием во многих странах мира, в том числе и бывшего СССР, законодательных актов, запрещающих использование жидких нефтяных парафинов для производства белково-витаминных концентратов (БВК), и переводом установок на растительные виды сырья темпы дальнейшего расширения процессов адсорбционной депарафинизации типа «Парекс» значительно снизились. Проблема получения низкозастывающих моторных топлив (а также масел) может быть решена включением в схемы НПЗ нового эффективного и весьма универсального процесса – каталитической гидродепарафинизации (КГДП) нефтяных фракций. Процессы КГДП находят в последние годы все более широкое применение за рубежом при получении низкозастывающих реактивных и дизельных топлив, смазочных масел в сочетании с процессом каталитического риформинга (селекто-форминга) – высокооктановых автомобильных бензинов. Использование процесса КГДП позволяет значительно расширить сырьевую базу производств дизельныз топлив зимних и арктических сортов. Наиболее дешевым способом получения зимнего дизельного топлива за рубежом является введение (в сотых долях процента) депрессорных присадок в летнее топливо. Однако подавляющее большинство присадок, достаточно эффективно понижая температуру застывания топлива, практически не влияют на температуру его помутнения, что в значительной степени ограничивает область его применения. Такое топливо возможно применять в районах с температурой воздуха зимой не ниже -15°С. Такие климатические условия соответствуют большинству стран Западной Европы, Прибалтики, Белоруссии, Молдавии и Украине. Однако промышленное производство отечественных депрессорных присадок до сих пор не организовано. Дальнейшее увеличение ресурсов дизельных топлив возможно за счет расширения их фракционного состава и использования дистиллятов вторичных процессов. Так, повышением температуры конца кипения на 25 – 30 0С можно увеличить ресурсы летнего топлива на 3 – 4 % от общего его производства. Такая температура конца кипения соответствует t 90% = 360 0С. В настоящее время на ряде НПЗ страны начат выпуск по ТУ в достаточно больших масштабах летнего дизельного топлива утяжеленного фракционного состава (с t н.к.= 60 – 80 0С, t 90% = 360 0С), представляющего собой смесь бензиновой и дизельной фракций. Такие топлива (газоконденсатное широкофракционное зимнее (ГШЗ)) уже получают из некоторых газовых конденсатов и используют в отдаленных северных и северо-восточных районах страны, куда затруднительна доставка стандартного дизельного топлива. Производство дизельных топлив можно значительно увеличить за счет использования в их составе вторичных газойлей (каталитического крекинга и коксования), хотя это и приводит к ухудшению химической стабильности топлив. Наибольшее применение за рубежом находит лёгкий газойль каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем. В США, например, доля такого газойля в составе дизельных топлив весьма значительна. Поэтому в нем возросло содержание аренов, а цетановое число (ЦЧ) уменьшилось в среднем дизельном фонде до 40 - 42 против 45 - 50. Представляется возможным расширить ресурсы дизельных топлив также за счет высвобождения значительных количеств газойлевых фракций, оставляемых ныне в мазуте или добавляемых в котельные топлива как разбавитель с целью обеспечения требуемой вязкости. По мере уменьшения объемов производства котельных топлив и увеличения мощностей висбрекинга или других процессов глубокой переработки нефтяных остатков количество газойлевых фракций будет непрерывно возрастать, что позволит дополнительно расширить ресурсы дизельных топлив. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||