Диссертация (1172995), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Среди указанных компонентов базовым является авиа-алкилат,который представляет собой фракцию, полностью выкипающую до 120-140 оС,выделенную из широкофракционного алкилата – продукта взаимодействияизобутана с бутиленом или пропилен-бутиленовой фракцией. В качествекатализаторапроцессаалкилированиявыступаетсернаяили26фтористоводородная кислоты, по наименованию которых процесс называетсясернокислотным или фтористоводородным алкилированием.На рисунке 2 приведена одна из возможных технологических схемпроцесса сернокислотного алкилирования, включающая ректификационнуюколонну, позволяющую получать авиа-алкилат путем выделения целевойфракции НК-120 °С (140 °С) из дебутанизированного широкого алкилата [17].Реактор 1ДепропанизаторПропанРеактор 2Н-бутанДебутанизаторДеизобутанизаторИзобутанАвиа-алкилатАвиа-алкилатiC4iC4рециклТяжелый алкилатC4Схема процесса сернокислотного алкилирования с блокомвыделения авиа-алкилатаПоказателямикачестваавиа-алкилата,которыеограничиваютегомаксимальную концентрацию в авиационном бензине, являются: октановоечисло по моторному методу, сортность, высокие температуры 10 и 50%-хотгонов, а также давление насыщенных паров (ДНП).27Для повышения ОЧМ авиа-алкилата до нормы 99,6 ед.
достаточнодобавления к нему ТЭС в концентрации не более 0,5 г Pb/дм3, что не превышаетего предельно-допустимого содержания согласно ГОСТ Р 55493-2013 [6].Однако для увеличения сорности авиа-алкилата до требований выше 130 ед.введения только ТЭС недостаточно. С этой целью топливная композиция должнасодержать определенное количество ароматических углеводородов, сортностькоторых при добавлении в них ТЭС существенно выше по сравнению сизопарафиновыми углеводородами, преимущественно содержащимися в авиаалкилате.В качестве ароматического компонента в составе авиабензина с учетом егофизико-химических и эксплуатационных характеристик, а также объемовпромышленного производства традиционно применяется толуол [17].Для удовлетворения требований по испаряемости (для увеличения ДНП иснижения температур 10 и 50%-х отгонов) топливная композиция должнасодержать легкий компонент, в качестве которого может быть использованизомеризат, либо изопентановая фракция.В настоящее время выпуск авиа-алкилата на отечественных предприятияхне осуществляется.
По причине прекращения производства высокооктановыхмарок авиационного бензина в России, ректификационные блоки установокалкилирования на НПЗ, где они имелись, были или ликвидированы, илипереобустроены под другие технологические нужды. Построенные в последниегодыустановкиалкилированияизначальнопроектировалисьбезректификационного блока. В остальном мире, в целом, ситуация в частиректификации алкилата аналогичная российской.Осуществлять закупки авиа-алкилата из-за рубежа в настоящее время непредставляетсявозможным,однакоданноенаправлениевозможнорассматривать в следующих потенциальных перспективах:- Организация ректификации алкилата на стороннем производстве попроцессингу или другой форме сотрудничества.
Помимо непосредственно НПЗ,28имеющих установки алкилирования, потенциально это может быть одно изширокого списка предприятий нефте- или газо-химической направленности,имеющей требуемое ректификационное оборудование;- Осуществление производства авиа-алкилата на вновь строящихсяустановках алкилирования.Необходимо также отметить, что вместо авиа-алкилата в определенныхслучаях может выступать широкая фракция алкилата, полученного на установкес использованием в качестве катализатора фтористоводородной, а не сернойкислоты. По опыту изучения фактического качества алкилата отечественногопроизводства,отмечается,чтотемператураконцакипенияпродуктовдействующих установок фтористоводородного алкилирования ниже, чемсернокислотного, что позволяет использовать такой алкилат вместо авиаалкилата при определённом уровне его качества и качества других компонентовбензина.Продуктсернокислотногоалкилированияотличаетсяширокимфракционным составом, температура конца кипения которого выше предельноустановленной для авиабензина Avgas 100LL.Сейчас на территории России действует 5 установок сернокислотногоалкилирования и одна установка фтористоводородного (также действует однаустановка фтористоводородного алкилирования на территории республикиБеларусь).
Мощность, тип установок, а также усреднённые значения октановогочисла по моторному методу и температуры конца кипения получаемого алкилатаприведены в таблице 7 (данные взяты на основании источника [18] и статистикиВНИИ НП).В отличие от авиа-алкилата, производство других углеводородныхкомпонентов авиабензина Avgas 100LL осуществляется на ряде российскихпредприятий.На текущий момент в России изомеризат вырабатывается на 25 установкахсуммарной мощностью около 10 млн.т/год, при этом еще на 8 предприятиях29имеются планы по строительству установок изомеризации общей мощностью до2 млн.т/год [18].Таблица 7 - Установки Алкилирования на территории РФ и РБПредприятиеМощностьТип установкиОЧМТккОмский НПЗ348Сернокислотная92195Ново-Уфимский НПЗ450Сернокислотная91190Нижегородский НПЗ367Фтористоводородная94180Мозырский НПЗ300Фтористоводородная92180Рязанский НПЗ314Сернокислотная91199Ярославский НПЗ120Сернокислотная90190Куйбышевский НПЗ54Сернокислотная90199На текущий момент в России изомеризат вырабатывается на 25 установкахсуммарной мощностью около 10 млн.т/год, при этом еще на 8 предприятияхимеются планы по строительству установок изомеризации общей мощностью до2 млн.т/год [18].Производство изопентановой фракции может осуществляться как наустановках изомеризации, так и на газофракционирующих установках (ГФУ)нефте- и газоперерабатывающих, а также нефтехимических предприятиях.Суммарные мощности по производствуизопентановой фракции в Россиисоставляют около 3,1 млн.т/год на 30 установках [18].Основной объем толуола в России и мире производится при ректификациипродуктов процесса каталитического риформинга (платформинга) прямогонныхбензиновых фракций.
В нашей стране толуол вырабатывается на 8-мипредприятиях общей мощностью около 0,7 млн.т/год [18].Помимоуглеводородныхкомпонентов,топливнаякомпозицияавиационного бензина Avgas 100LL включает пакет присадок, главным образомсостоящий из ТЭС, который является обязательной присадкой к авиабензинуAvgas 100LL, обеспечивающий повышение детонационной стойкости бензина(ОЧМ и сортности) и твердую смазку клапанов, вырабатываемый в виде30этиловой жидкости, содержащей не менее 61% масс. ТЭС и достаточноеколичество дибромэтана для получения двух атомов брома на один атом свинца.Дибромэтан выполняет функцию выносителя оксидов свинца из камерысгорания авиационного двигателя. Дополнительно этиловая жидкость содержитв своем составе антиокислительную присадку (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол)и синий краситель для обеспечения химической стабильности и окрашиваниясамой этиловой жидкости, а также растворитель.
Максимально допустимаяконцентрация тетраэтилсвинца в авиабензине Avgas 100LL составляет 0,53 млТЭС на 1 дм3 бензина (или 0,56 г свинца на 1 дм3 бензина) [6].В настоящее время главным производителем этиловой жидкости в миреявляется компания «Innospec», которая в России имеет официальноепредставительство. Помимо компании «Innospec» производство этиловойжидкости по данным АО «ВНИИ НП» осуществляется в Китае.Единственной маркой этиловой жидкости на мировом рынке являетсямарка TEL-B.
Однако, было отмечено, что этиловая жидкость данной маркиимеет температуру начала кристаллизации минус 9 °С, вызванную наличием в еесоставе дибромэтана, имеющего температуру кристаллизации 9 °С, что вызываеттехнические сложности с ее хранением в зимнее время. Одной из задач,поставленной в настоящее работе, является разработка технического решения,позволяющего применять этиловую жидкость TEL-B в условиях холодногоклимата и определение условий ее смешения с базовым авиабензином.Помимо этиловой жидкости к обязательным присадкам для авиационногобензинаAvgas 100LLГОСТ Р 55493-2013органическийотноситсямогутсинийприменятьсяжирорастворимый(голубой)краситель.Согласносиниекрасители:следующиеярко-синийантрахиноновый, или 1,4-диалкиламино-антрахинон в количестве не более 2,7 мг/л [4].
Последнийпроизводится компанией «Innospec» под маркой Oil Blue B Liquid, который поданнымпроизводителяпредставляетсобойраствор1,4-диалкиламино-антрахинона в ксилоле и допущен для применения в составе авиационного31бензинаAvgas100LL.Максимальнаяконцентрациясинегокрасителя Oil Blue B Liquid за счет разбавления основного вещества составляет5,6 мг/л.АнтиокислительнеявляетсяобязательнойприсадкойсогласноГОСТ Р 55493-2013, тем не менее ее рекомендуется использовать постоянно длягарантированного выполнения требований по устойчивости авиабензина кокислению.
Среди ряда антиокислителей, которые согласно ГОСТ Р 55493-2013могут быть использованы в составе авиационного бензина Avgas 100LL,наиболее целесообразно использовать 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, которыйв России выпускается в ОАО «Стерлитамакский Нефтехимический завод» в видеприсадки Агидол-1, а также поставляется компанией «Innospec» в виде присадкиAO-29. Максимально-допустимая концентрация антиокислителя в авиабензинепо ГОСТ Р 55493-2013 составляет 16 мг/кг [6].АнтистатическаяприсадканеявляетсяобязательнойсогласноГОСТ Р 55493-2013 и добавляется в авиабензин при необходимости посогласованию с потребителем. Единственной допущенной антистатическойприсадкой в авиационном бензине Avgas 100LL является Stadis 450 производствакомпании «Innospec», ее максимально-допустимая концентрация составляет3 мг/дм3 [6].ПосколькувРоссииотсутствуетпроизводствоавиа-алкилата,апроизводство других компонентов осуществляется, одной из задач настоящейработы поставлено исследование возможности приготовления авиабензинаAvgas 100LL из доступных отечественных компонентов (за исключениемэтиловой жидкости, красителя и антистатической присадки), на основе алкилаташирокого фракционного состава, полученного в процессе сернокислотногоалкилирования и разработка технологии его производства.Еще одной перспективной маркой авиабензина является Avgas 100VLL.Требования к характеристикам авиабензина Avgas 100VLL введены в стандартASTM D910 в 2011 году [4].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
