Геология и геохимия. Геология и геохимия нефти и газа. Прозорова. Учебное пособие по дисциплине Геология и геохимия нефти и газа
 Скачать 6.77 Mb.
|
|
улучшающие экологические качества бензинов. Цель данного раздела - анализ новых технологий переработки нефтяных фракций, которые приводят к улучшению экологического качества моторных топлив. Как уже отмечалось выше, важнейшая роль в этом направлении отводится реформулирован-ным топливам (РМТ), бензинам процесса риформинга и т. д. 11.3.1.Реформулированные моторные топлива Потребление реформулированного бензина, сгорающего с пониженными углеводородными выбросами, важно для снижения уровня избыточного - содержания озона в нижних слоях атмосферы образующегося вследствие .реакций, протекающих между угле-Бодородами и оксидами азота под действием солнечных лучей. Топливо ЕС-1 было одним из первых РМТ и рассчитано на старые автомобили, не оборудованные каталитическими устройствами нейтрализации и сиегеками контроля вредных выбросов. Сравнительные экологические характеристики топлива ЕС-1, базового бензина представлены в табл. 28. Испытания топлива ЕС-1 показали значительное снижение выбросов веществ. Так, в отработанных газах автомобилей снижение содержания углеводородов составило около 5%, оксида углерода — 10%, оксидов азота — 6%, а испарения углеводородов — 22%. Выбросы бензола при этом были снижены на 43% по сравнению с базовыми видами топлив. Фирма Shell начала производство топлива М-85 (85% метанола и 15% неэтилированкого бензина), Сhеvгоn — нового-премиального неэтилированного бензина (5,5% об. МТБЭ, 1% масс, кислорода). Среди других РМТ следует выделить: бензин РС-87 с добавкой МТБЭ (Diamond Shamrock Refining? Marketing Co.), содержащий 20% ароматических соединений, ОЧ 87 и. м.; реформулированный бензин Phillips 66 Со, содержащий 20-30% ароматических соединений к олефинов, серы и бензола на 33 и 35% соответственно меньше, чем обычные бензины. Фирма Сопосо 1пс. прекратила выпуск регулярного этилированного бензина и начала производство аналогичных реформулированкых. Shell Oil Со ввела в производство премиальный неэтилированный бензин с добавкой МТБЭ (содержание 1% по кисло- роду). Производство аналогичных бензинов начато и такими компаниями как Exxon, Fmoco. Таблица28. Сравнительные характеристики топлива ЕС-1 и бензина
Таблица 29 Сравнение составов и характеристик среднего и реформулированного бензинов США
11.3.2.Каталитический риформинг Каталитический риформинг является одним из важнейших процессов современного НПЗ, который-обеспечивае производство высокооктанового бензина, индивидуальных ароматических углеводородов и водородсодержащего газа (ВСГ). Наибольший прирост мощностей риформинга по регионам мира отмечается для стран Западной Европы и США. Ведущее место среди лицензиаров процесса каталитического риформинга за рубежом является фирма ЮОП, по лицензиям которой во всем мире построены свыше 600 установок (фирменное название процесса — платформинг), и Французский институт нефти (ФИН) (фирменное название процессов облагораживания бензина — октанайзинг и аромайзикг). Применяемые в настоящее время процессы по технологическим особенностям регенерации катализатора разделяют на три типа: - полурегенеративные (со стационарным слоем катализатора и его периодической регенерацией с длительными межрёгенеради-окными периодами); -циклические (со стационарным слоем катализатора и его непрерывной регенерацией с помощью резервного реактора); -регенеративные (с движущимся слоем катализатора и его непрерывной регенирацией). В настоящее время зарубежные нефтепереработчики ориентируются на внедрение установок с непрерывной регенерацией катализатора. Удельный вес этой технологии в США составляет около 20%, в Западной Европе — 27%; при этом 87% установок риформинга в мире, введенных за последние 20 лет, приходится на процесс с непрерывной регенерацией. С помощью каталитического риформинга низкооктановые прямогонные бензиновые фракции за счет дегидрогенизации шестичленных нафтеновых и дегидроциклизации нормальных парафиновых углеводородов превращаются в высокоароматизированкые продукты. Применяемые катализаторы способствуют превращению' пятичленных нафтенов в шестичленные с последующим дегидрированием до ароматических соединений и изомеризации легких н-парафинов. В зависимости от качества сырья, жесткости режима и типа используемого катализатора в процессе риформинга могут иметь место различные реакции.  Рис. 54. Процесс платформинга ЮОП с непрерывной регенерацией с двухступенчатым реконтактом встречного потока. 1 — реактор; 2 —печь; 3 — теплообменник комбинированного сырья; 4 — сепаратор; 5 — емкость реконтакта; 6 — дебутанизатор; 7 — ресивер; 8 — секция конвекции  Рис.55 Принципиальная схема технологии производства топлив с улучшенными экологическими характеристиками. Потоки: I — газы; П — топливо; III — компоненты приготовления бензинов (элкилат, МТБЭ); IV — котельное топливо; V — нефть; VI — "на производство серы; УП — топливоо гидроочищенное Таблица 30. Характеристики бензинов с улучшенными экологическими показателями
11.4 Реактивное топливо В связи с развитием гражданской и военной авиации, авиакосмической техники и систем вооружения различного типа, оснащенных реактивными двигателями, актуальна проблема разработки новых видов реактивных топлив. В настоящее время авиация использует главным образом воздушно-реактивлые двигатели (ВРД). Принцип работы ВРД основан на непрерывной подаче компрессором топлива в смеси с воздухом в камеру сгорания, процесс горения протекает постоянно. Газообразные продукты сгорания из камеры сгорания поступают в турбину и осуществляют механическую работу, вращая колеса турбины, от вала которого приводится в движение ротор компрессора и соответствующие насосы. Затем продукты сгорания топлива в виде газового потока проходят реактивное сопло и, расширяясь в нем, создают реактивную силу тяги, необходимую для полета самолета. В ВРД топливо из баков самолета под небольшим давлением (0,02-0,03 МПа) подается подкачивающим насосом через систему фильтров тонкой очистки к основному топливному насосу-регулятору высокого давления (0,8-1,0 МПа). Топливо, проходя через форсунки, оаспыляется в камерах сгорания. Это обеспечивает увеличение поверхности испарения топ-.?1ива и равномерное распределение его паров по всему объему камеры сгорания двигателя. В турбореактивных двигателях топливо, проходя через топливко-масляный радиатор, снижает температуру смазочного масла и выполняет функцию охлаждающей среды. Кроме того, топливо используют' для смазывания деталей топливных насосов. Реактивные топлива должны обладать следующими свойствами: -высокой летучестью для обеспечения полноты-сгорания; -высокой теплотворной способностью, предопределяющей дальность полета самолета; -минимальной нагарообразующей способностью; -хорошей прокачиваемостью и низкотемпературными свойст- -химической и термоокислительной'стабильностью; -хорошей совместимостью с материалами — низкими коррозионными свойствами по отношению к металлам и отсутствием воздействия на резиновые технические изделия; -противоизносньши свойствами, обусловливающими небольшое изнашивание деталей ВРД; - антистатическими свойствами, препятствующими накоплению зарядов статического электричества, что снижает опасность воспламенения топлива при заправке летательных аппаратов. Вполне понятно, что авиационные бензины, которые в основном используются в поршневых авиационных двигателях, для малой авиации не подходят к ВРД. В табл.31 приведены данные по пределам температур кипения топлив для, различных летательных аппаратов: с увеличением скорости летательных аппаратов возрастает температурный интервал кипения топлив и снижается их испаряемость. Для сверхзвуковых аппаратов регламентируются более высокие температуры начала кипения. Другое важное требование — высокие объемные теплоты сгорания топлив. Объемные теплоты сгорания зависят от массовой теплоты сгорания и плотности. Наибольшая массовая теплота сгорания у парафиновых углеводородов, наименьшая — у ароматических. При переходе к объемным теплотам ситуация противоположная, вследствие больших плотностей ароматических- углеводородов их объемная теплота сгорания больше чем у парафинов. С другой стороны, слишком большое количество ароматических соединений в топливе ведет к увеличению кагарообразования, что снижает летные ресурсы двигателей. Основные характеристики современных отечественных и зарубежных реактивных топлив даны в табл. 32, 33, Таблица 31. Основные типы реактивных топлив
Таблица 32. Основные показатели качества зарубежных топлив
Таблица 33. Основные показатели качества отечественных топлив
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||