Диссертация (1172985), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В среднемсовременный автомобиль в течение года эксплуатации выделяет в окружающуюсреду до 1000 кг окислов углерода, более 100 кг углеводородов и 40 кг оксидовазота.Более 80%токсичныхвеществ, загрязняющих атмосферу городов,выделяют двигатели внутреннего сгорания [24,25]. С целью снижения содержаниявредных веществ в атмосфере Правительством РФ был принят ряд нормативныхдокументов, предъявляющих жесткие требования к двигателям и к моторнымтопливам.
Эти документы планомерно в течение нескольких лет требовали всёбольшего снижения содержания вредных веществ в топливе, реализуемом вРоссии. Как итог, согласно Техническому регламенту Таможенного союза013/2011 [4], весь выпускаемый в оборот на территории нашей страныавтомобильный бензин с 1 июля 2016 года должен соответствовать 514экологическому классу. Введение таких требований подразумевает жесткиеограничения содержания в товарных бензинах сернистых, ароматическихсоединений и в частности бензола, олефинов. Стоит отметить, что снижениясодержания большинства из представленных соединений не только снижаетколичество вредных выбросов с отработанными газами, но и уменьшает износдвигателя [26].Подводя итог, нельзя не отметить, что современное топливо должноудовлетворятьбольшомуколичествузапросовиобладатьвысокимиэксплуатационными характеристиками.
Все описанные выше современныетребования к качеству автомобильных бензинов нашли свое отражение вактуальных документах, регламентирующих их производство, а именно ТР ТС013/2011[4] и ГОСТ 32513-2013 [27]. Выдержки из них представлены в таблице1.1.15Таблица 1.1 - Требования нормативных документов к качеству бензинов 5 класса,допускаемого к реализации на территории РФ [4,27]Наименование показателяОктановое число:- по исследовательскому методу- по моторному методуКонцентрация серы, мг/кгОбъемная доля бензола, %Концентрация железа, мг/дм3Концентрация марганца, мг/дм3Концентрация свинца, мг/дм3Объемная доля монометиланилина, %Объемная доля, %:- ареновМассовая доля кислорода, %Объемная доля оксигенатов, %:метанолаэтанолаизопропанолатретбутанолаизобутанолаэфиров (С5 и выше)других оксигенатов с концом кипенияменьше 210 0СПлотность при температуре 15 0С, кг/м3ДНП, кПаФракционный состав:объемная доля испарившегося бензина, %,при температуре:70 0С (И70)100 0С (И100)150 0С (И150)конец кипения, 0С1.2.Норма поТР ТС 013/2011Норма поГОСТ 32513-2013не менее 80не менее 76не более 10не более 1отсутствиеотсутствиеотсутствиеотсутствиеиндивидуальноиндивидуальноне более 10,0не более 1отсутствиеотсутствиеотсутствиеотсутствиене более 35не более 2,7не более 35,0не более 2,7отсутствиене более 5не более 10не более 7не более 10не более 15не более 10отсутствиене более 5не более 10не более 7не более 10не более 15не более 1035-80 (л)35-100 (з)725,0 - 780,035-80 (л)35-100 (з)-15 – 48 (класс А, В)15–50 (класс C,D,E,F)40 - 70не менее 75не выше 215,0Проблема технической оснащенности отечественных НПЗАвтомобильный бензин является одним из самых сложных, с точки зрениятехнологии производства, продуктов нефтепереработки.
Добиться соответствиябензинов, выпускаемых на крупных НПЗ страны, требованиям нормативныхдокументов можно за счет использования большого количества компонентов втоварном продукте, как правило, не менее 8. И если в западных странахтрадиционно наиболее востребованными компонентами бензинового пула16являются продукты алкилирования, изомеризации, каталитического крекинга ириформинга [28], то в отечественном топливе долгое время преобладалисключительно риформат [29-32], который, как известно, имеет высокоеоктановое число, но состоит преимущественно из ароматических соединений [3334].Как отмечалось ранее, проблема загрязнения атмосферы продуктамисгорания топлива, потребовала ввода ограничений на содержание наиболееопасных сернистых и ароматических соединений в топливе. Ограничительныемеры были закреплены в Техническом Регламенте [4] и должны были привести ккачественному изменению компонентного состава отечественных автобензинов.Технически это возможно за счет модернизации производства, а именновнедрениянаНПЗсовременныхтехнологическихпроцессов.Наиболеепредпочтительными для производства бензинов с улучшенными экологическимисвойствами,очевидно,выгляделиустановкиизомеризации, алкилирования, а такжекаталитическогокрекинга,процессы, позволяющие снизитьсодержание серы в бензине каталитического крекинга.С наибольшими трудностями столкнулись заводы, не обладающиемощностями каталитического крекинга.
Базовым компонентом высокооктановыхбензинов на таких предприятиях является риформат, что требует больших усилийдля снижения содержания ароматических соединений до 35% об. и бензола до 1%об.. Кроме того, начиная с 2000 годов, повышение глубины переработки нефти нароссийских НПЗ зачастую осуществлялось за счет ввода установок гидрокрекингавакуумного газойля, что способствовало увеличению источника риформатаблагодаря переработке тяжелой нафты гидрокрекинга [35]. В свою очередь передпредприятиями,втехнологическойцепочкекоторыхимелсяпроцесскаталитического крекинга, встал вопрос снижения содержания серы в товарныхбензинах до 10 ppm.Безусловно, строительство новых установок требует значительныхинвестиций, найти которые в непростой экономической ситуации будетзатруднительно.
Естественно, большинство предприятий сосредоточилось на17вводе мощностей гидрооблагораивающих процессов, не инвестируя при этом вразвитие углубляющих. В таких условиях растущие потребности отечественногоранка бензина покрывались за счет увеличение объемов переработки сырья [7].Ситуация также осложняется в связи с запретом на использование в бензинахкласса 5 присадок на основе монометиланилина, весьма популярных средипроизводителей автомобильных бензинов.
В таких условиях производствовысокооктановых бензинов 5 класса без использования кислородсодержащихдобавок-оксигенатов практически невозможно.Между тем перед нефтяными компаниями страны на ближайшие годы стоятнепростые задачи: первостепенная - удовлетворение спроса на бензин навнутреннем рынке, и весьма амбициозная - наращивание объема экспортируемоготоплива. Стимулировать к решению второй задачи должен налоговый маневр,который предполагает уменьшение экспортных пошлин на товарный бензин приодновременном увеличении налога на добычу полезных ископаемых [36]. Однако,в настоящее время низкая глубина переработки на многих НПЗ страны заставляетФедеральную антимонопольную службу (ФАС) беспокоиться о дефиците топливана внутреннем рынке [37].Логичнымнедостаточнойспособомтехническойповышениявыработкиоснащенностиибензинаужесточениявусловияхэкологическихтребований является поиск новых октаноповышающих добавок.
Вторымперспективным направлением исследованием видится поиск рациональныхподходов к их применению, а именно:-совместноеиспользованиеоксигенатовиприсадокнаосновеароматических аминов для обеспечения синергетического эффекта;- подбор оптимального группового химического состава бензинов,обеспечивающего максимальную эффективность октаноповышающих добавок;- разработка рецептур товарных бензинов на основе математическихмоделей смешения, учитывающих химический состав [38].181.3. Октановый фонд отечественных нефтеперерабатывающихпредприятийПеречисленные выше проблемы отечественной нефтеперерабатывающейпромышленности оказывают существенное влияние на структуру октановогофонда. В таблице 1.3.1 приведен сравнительный анализ компонентногораспределения бензинового пула в различных странах.Таблица 1.3.1 - Структура бензинового фонда различных странКомпонентБутаныКатализаты риформингаБензин каталитического крекингаИзомеризатАлкилатОксигенатыПрямогонный бензин, бензиныгидрокрекинга и гидроочисткиБензиновые фракции термическихпроцессовИтогоРФ, % мас.5,754,1201,50,30,2США, % мас.73435,5511,23,6ЗападнаяЕвропа, % мас.548,22755213,33,17,34,9100,00,6100,00,5100,0В России, несмотря на ужесточение экологических стандартов в отношениисодержания ароматических соединений, основным компонентом товарныхбензинов по-прежнему остается катализат риформинга.
Такое положение дел, какотмечалось выше, во многом препятствует увеличению производства товарныхбензинов ввиду дефицита компонентов с низким содержанием ароматическихсоединений.Отдельностоитупомянутьиобэксплуатационныхнедостаткахриформатов. Как компонент товарного бензина с низким значением моторногооктанового числа, риформат обладает низкой детонационной стойкостью вусловиях жесткой режима работы двигателя.Страны Запада и США, по сравнению с Россией, обладают большимимощностями каталитического крекинга, алкилирования и изомеризации, чтопозволяет избегать ограничений, связанных с вовлечением риформатов. Кроме19того, существенная доля оксигенатов в бензиновых фондах стран Западаспособствует снижению вредных выбросов с продуктами сгорания топлива иблагоприятно сказывается на экологической обстановке.1.4. Основные виды октаноповышающих добавок и присадокСегодня во всем мире в промышленных масштабах используются три типаоктаноповышающихвеществ(присадок,добавокикомпонентов)-металлсодержащие антидетонаторы, беззольные антидетонаторы и оксигенаты(кислородсодержащие антидетонаторы).1.4.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
