Получение товарных топлив. Лекция 2. Получение товарных топлив. Лекция Получение товарных топлив
 Скачать 27.42 Kb.
|
|
Лекция 2. Получение товарных топлив Товарные бензины получают смешением (компаундированием) бензиновых фракций, получаемых различными процессам переработки нефти. Смешение компонентов позволяет получить товарный продукт необходимого качества, рационально использовать свойства каждого компонента и ресурсы бензиновых фракций. Количество и качество компонентов, применяемых для приготовления товарных автомобильных бензинов, существенно различаются. Даже бензины одной марки, выработанные одним заводом в разное время, могут отличаться по компонентному составу в связи с проведением планово-предупредительных ремонтов отдельных установок, изменением программы завода по выпуску продуктов и т.д. В настоящее время на НПЗ производят автомобильные бензины марок А-66, А-72, А-76, АИ-93 и АИ-98. Кроме того, по специальным техническим условиям в небольшом количестве производят бензин "экстра", который иногда обозначают как АИ-95. Такое обилие марок товарных бензинов связано с разнообразием требований двигателей автомобилей, находящихся в эксплуатации. Тогда как в большинстве стран мира выпускают две марки автомобильного бензина: регулятор и премия. Еще одна марка выпускается в небольшом количестве - бензин "супер" для специальных автомобилей. Современные бензины готовят компаундированием компонентов, полученных путем прямой перегонки, термического крекинга, каталитического крекинга и риформинга, коксования, гидрокрекинга, алкилирования, полимеризации, изомеризации и др. процессов переработки нефти и газа. Чаще всего соотношение компонентов в товарных бензинах определяется их детонационной стойкостью, иногда - требованиями к фракционному составу, содержанию серы, химической стабильности и т.д. В бензинах прямой перегонки нефти, как правило, содержится много слаборазветвленных парафиновых углеводородов с низкой детонационной стойкостью, т.е. с небольшим октановым числом. Лишь из некоторых "отборных" нефтей можно получить бензин прямой перегонки с октановым числом около 70. Однако ресурсы таких нефтей весьма ограничены, а их независимая от других нефтей переработка на заводах сопряжена со значительными трудностями. С понижением температуры конца кипения бензинов прямой перегонки их детонационная стойкость повышается. В бензинах термического крекинга велико содержание непредельных углеводородов, детонационная стойкость которых выше, чем у нормальных парафинов, поэтому октановое число бензинов термического крекинга обычно больше, чем у бензинов прямой перегонки из тех же нефтей. А бензины каталитического крекинга имеют более высокую детонационную стойкость, чем бензины термического крекинга, благодаря увеличенному содержанию в них ароматических и парафиновых углеводородов изостроения. Бензины каталитического риформинга имеют высокое октановое число из-за большого содержания ароматических углеводородов (70%). В качестве компонента товарных бензинов используют как бензины риформинга целиком, так и их отдельные фракции, остающиеся после извлечения из платформата индивидуальных ароматических углеводородов. По фракционному составу и давлению насыщенных паров все автомобильные бензины делят на летние и зимние. Зимние бензины рассчитаны на всесоюзное применение в северных и северо-восточных районах страны. Они позволяют осуществить пуск холодного двигателя без предварительного разогрева до температуры воздуха - 300 С и избежать образования паровых пробок в системе питания до температуры воздуха +300 С. Летние бензины рассчитаны на всесоюзное применение в южных районах страны. При использовании летнего бензина паровые пробки могут возникать при температуре воздуха выше 45-500 С, а пуск холодного двигателя возможен до температуры воздуха - 100 С. Для приготовления зимних сортов бензина на НПЗ используют специальные легкокипящие компоненты - бутан-бутиленовую фракцию, газовый бензин, технический изопентан и т.д. Для улучшения пусковых свойств бензинов весьма эффективна смесь бутанов, однако при этом резко увеличивается склонность бензина к образованию паровых пробок. Поэтому общее содержание бутанов в товарных бензинах не должно превышать 10%. Вводить в зимние сорта товарных бензинов газовый бензин с точки зрения пусковых свойств более эффективно, чем технический изопентан, однако последний целесообразно использовать в качестве низкокипящего компонента для повышения октанового числа товарного бензина. Авиационные бензины производят в начальных количествах, так как поршневые двигатели используют в настоящее время в авиации очень ограниченно. Авиабензины выпускаются 4 марок: Б-100/130 (где 100 - октановое число по моторному методу, 130 - сортность на богатой смеси); Б-95/130, Б-91/115, Б-70. Бензин - 70 готовят прямой перегонкой некоторых индивидуальных нефтей, а также на базе бензинов платформинга после извлечения из них некоторых ароматических углеводородов. Все остальные авиационные бензины готовят на базе бензинов каталитического крекинга и риформинга. Содержание ТЭС в авиабензинах намного больше, чем в автомобильных. Давление насыщенных паров авиабензинов должно быть не менее 30 кПа, чтобы не образовались паровые пробки при пониженном давлении на высоте. Топлива для реактивных двигателей принято делить на топлива для двигателей дозвуковой авиации. Такое деление связано с тем, что температурные условия использования топлив в этих двигателях существенно различаются. В сверхзвуковых самолетах топливо нагревается за счет аэродинамического нагрева всей конструкции самолета. При скорости полета, более чем в 2 раза превышающей скорость звука, топливо может нагреваться до 1800С. В настоящее время вырабатывают три марки реактивных топлив для двигателей дозвуковой авиации (Т-1, ТС-1, РТ) и две марки топлив для сверхзвуковой авиации (Т-8, Т-6). Топливо Т-1 - керосиновая фракция 150-3800 С прямой перегонки малосернистых нефтей. Из таких нефтей удается получить топливо с температурой начала кристаллизации ниже - 600 С при высокой температуре кипения (2800 С). Топливо ТС-1 получают прямой перегонкой сернистых нефтей. Оно отличается от топлива Т-1 - более легким фракционным составом. Топлива Т-1 и ТС-1 являются наиболее массовыми, в условиях эксплуатации они взаимозаменяемы. Однако по ряду показателей они не полностью удовлетворяют требования авиационных двигателей. Поэтому разработано новое единое топливо для реактивных двигателей самолетов с дозвуковой скоростью полета - топливо РТ. Топливо РТ можно получать прямой перегонкой любых нефтей с применением процесса гидроочистки. Топливо отличается высокой термической стабильностью, малым содержанием серы, содержит присадки для улучшения эксплуатационных свойств. Топливо Т-8 представляет собой керосиновую фракцию прямой перегонки из сернистых нефтей после гидроочистки, разработано специально для сверхзвукового самолета ТУ-144, отличается от РТ более высокой температурой начала перегонки, высокой термической стабильностью. Топливо Т-6 представляет собой газойлевую фракцию продуктов прямой перегонки или вторичных процессов, очень ценную и стабилизированную путем глубокого гидрирования. Современное топливо для реактивных двигателей из сернистых нефтей должно представлять собой гидроочищенный дистиллят с низкой температурой начала кристаллизации, содержащий противоизносную, антиокислительную, защитную присадки. В такое топливо непосредственно в аэродромных условиях вводят еще присадку, предотвращающую образование льда при охлаждении. Топлива для дизельных двигателей: все дизельные двигатели по требованиям к качеству топлив делят на быстроходные и тихоходные. Для быстроходных дизелей используют топлива более легкие, для тихоходных - более тяжелые. Топлива для быстроходных дизелей производят в наибольших количествах. В качестве топлив для этих дизелей (ДЗ, ДЛ, ДС) применяют фракции 180-3600 С прямой перегонки. В топлива З и Л разрешено добавлять не более 20% газойля каталитического крекинга. Цетановое число дизельных топлив зависит от их углеводородного состава: чем больше в топливе парафиновых углеводородов, тем выше его цетановое число; чем больше ароматических углеводородов, тем оно ниже. Цетановое число зависит также от фракционного состава топлива. Как правило, при облечении фракционного состава цетановое число понижается и наоборот. Наиболее эффективным средством повышения цетанового числа дизельных топлив является добавление присадок (до 1% изопропилнитрита). Одним из основных показателей качества дизельных топлив является общее содержание серы. В соответствии с требованиями содержание серы в товарных топливах должно быть не более 0,2-0,5%. Топлива для газотурбинных двигателей: Газотурбинные двигатели имеют ряд преимуществ перед двигателями других типов, поэтому быстро распространяются в качестве силовых агрегатов во многих видах техники. Главным достоинством этих двигателей является возможность получения большой мощности в одном агрегате, т.к. эти двигатели имеют малые габариты и малый вес на единицу мощности. Газотурбинный двигатель может работать на топливе любого вида - газообразном, жидком, твердом и пылевидном. Однако транспортные газотурбинные двигатели рассчитывают на использование жидких топлив. Наиболее совершенные газотурбинные двигатели с высокими параметрами (мощностью, температурой газов и т.д.) устанавливают на самолетах, и в качестве топлив для них используют керосиновые фракции прямой перегонки нефтей. На многих кораблях, некоторых перекачивающих станциях, небольших электростанциях используют газотурбинные установки, рассчитанные на топлива для быстроходных двигателей. Однако возможность и целесообразность использования газовой турбины во многих случаях оценивается доступностью и стоимостью применяемого топлива. В качестве топлив для ГТУ предложено использовать дистилляты вторичного происхождения - замедленного коксования и термического крекинга. Недостатком таких топлив является повышенное содержание по сравнению с дизельным топливом ароматических и непредельных углеводородов и смол. В условиях хранения и особенно при нагреве они окисляются с образованием высокосмолистых отложений. Производство дешевых топлив для газотурбинных установок является актуальной проблемой нефтепереработки. |