Автореферат (1173020), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В то жевремя, очевидно, что данная технология позволяет получить установку с гибкимвыпуском продукции, так как сохраняется возможность производства чистогоэфира. Еще одним важным преимуществом данного решения является снижениеэксплуатационных расходов на перекачку непрореагировавшего метанола длявозврата в процесс.
Таким образом, на выходе с установки получается готовая высокооктановая добавка. На данный способ производства получен патент РФ.Метанол-рециклМетанолБлокотделенияС4 (С5)СинтезэфировС4 (С5)БлоквыделенияметанолаС4 (С5)ЭфирМетанолИзопропанол/ИзобутанолБлок смешенияАнтикоррозионная присадкаАнтидетонационная добавкаРисунок 2 - Схема производства антидетонационной добавки12Таблица 2 - Результаты испытаний топливных композиций с вовлечением антидетонационных добавокНаименование компонентаКатализат риформингаИзомеризатМТБЭМТАЭМетанолИзобутанолИзопропанолАнтикоррозионная присадка, мг/кгНаименование показателяОктановое число:- по исследовательскому методу- по моторному методуПлотность при 15оС, кг/м3Давление насыщенных паров, кПаФракционный состав:- объемная доля испарившегося бензина при температуре:70 оС (И70), %100 оС (И100), %150 оС (И150), %- конец кипения, 0С- остаток в колбе, %Концентрация фактических смол, мг на 100 см3 бензинаИндукционный период, минМассовая доля серы, мг/кгОбъемная доля бензола, %Массовая доля кислорода, %Объемная доля углеводородов, %:- ароматических- олефиновыхИспытание на медной пластинке (3 ч при 50 оС)Коррозионная активность и защитные свойства, баллыТемпература помутнения, ◦СНТД на компонентТУ 2434-030-05842324-2011СТО 91051486-006-2012ГОСТ 2222-95ГОСТ 9536-79ГОСТ 9805-84Требования EN228:2012+A1:2017170,030,0-Содержание компонента, % мас./номер образца2345658,858,858,858,858,825,225,225,225,225,216,013,611,216,013,62,42,42,42,4888758,825,211,22,42,48Результаты испытаний≥ 95,0≥ 85,0720,0-775,045-10093,084,5730,463,596,987,0733,069,897,287,4734,173,497,087,1735,566,495,186,2736,851,295,687,1737,461,596,087,3737,858,122-5246-72≥75≤210≤2,0≤5≥360≤10≤1,00≤3,7366187185,40,60,2426586186,00,80,3456989184,21,00,2386883184,40,50,2407085185,10,90,5396487185,71,10,350,50,060,42,9<50,43,7416688187,60,70,4>360<50,43,75042,560,43,350,43,6≤35,0≤18,0Класс 1-34,60,529,10,429,10,429,10,429,10,429,10,43<-603<-600-45,729,10,4Класс 11<-603<-600-48,11<-6013В рамках исследования и разработки среднеметанольных топлив были изучены свойства бензиновых фракций синтеза Фишера-Тропша (далее – БФТ), полученных на различных катализаторах, а также проведено сравнение основныхфизико-химических характеристик с аналогичными показателями для углеводородных компонентов наиболее распространенных процессов нефтепереработки(таблица 3).
В целом, БФТ обладает сходством с бензинами каталитического крекинга и коксования, но имеет чрезвычайно низкую детонационную стойкость, атакже практически не содержит ароматических углеводородов. Однако, даннаяфракция не содержит в себе сернистых соединений, что обеспечивает возможность получения топлив экологического класса 5 без использования гидропроцессов.Таблица 3 - Основные показатели качества образцов бензиновых фракцийОбразец2Экспериментальные данные дляБФТОбразец1БензинкоксованияБензингидрокрекингаПрямогонныйбензинАлкилатРиформатБензинкаталитического крекингаИзомеризатС5-С6СвойствоЕдиницаизмеренияТипичные значения*Плотность при 15°Скг/м3 647740779703710720730697,4719,1Октановое число (ИМ)9292969559686343,068,7Октановое число (ММ)9182859257655840,065,3Давление насыщенных паров кПа8855485855474848,956,3Содержание углеводородов:- ароматических% об.02558073231,42,1- олефинов02300014026,531,3*На основании результатов испытаний в лаборатории бензинов АО «ВНИИ НП».
По компонентам изомеризат,бензины каталитического и гидрокрекинга, бензину риформинга, а также прямогонному бензину приведены данные для широких фракций.БФТ в отличии от керосиновой и дизельной фракций, как правило, не используется в производстве товарных бензинов, а является сырьем для нефтехимии. Включение в схему переработки большого количества дополнительных процессов позволяет обеспечить приемлемое качество бензина, однако не являетсяпривлекательным с экономической точки зрения. Несмотря на это, использованиеБФТ в качестве основы альтернативного топлива может являться перспективным,так как в этом случае долю возобновляемого сырья в производстве можно довестидо 100%.Для определения оптимальной концентрации метанола в составе разрабатываемых топлив, а также установления требований к показателям качества, целесо-14образно определить наиболее вероятный рынок реализации топлив.
Основнымпроизводителем и потребителем среднеметанольных топлив является Китай, гдеряд провинциальных стандартов на метанольные топлива охватывает диапазонсодержания метанола в топливе от 15 до 40-50% об. В качестве ориентира на требования стандартов Китая приняты показатели стандарта DB 14/ T614-2011 натопливо М30 провинции Шаньси.
При разработке основных требований к качеству альтернативных топлив также использовались Российский ГОСТ 32513-2013,Европейский стандарт EN 228:2012, Китайский стандарт GB 17930-2013 (автомобильный бензин).Очевидно, что с помощью одного метилового спирта не всегда возможнополучить товарные среднеметанольные топлива не только по детонационнойстойкости, но и низкотемпературным свойствам. Смеси метилового спирта и БФТдаже при нормальных условиях представляют собой дисперсные системы.
Показано, что для улучшения низкотемпературных свойств необходимо введение в состав топлив более полярных углеводородов – ароматических соединений. По этойпричине в некоторых образцах также была использована смесь высокооктановыхароматических углеводородов состава С7-С9, являющейся продуктов в процессеMTA (Methanol to aromatics). Для определения антидетонационной эффективности метанола при добавлении в БФТ были проведены испытания различных концентраций спирта в топливах.
При этом метанол вводился в смесь «бензиноваяфракция +10% мас. изобутанола» ввиду невозможности создания гомогенной системы «метанол-бензиновая фракция» по причине низкого содержания ароматических углеводородов в продуктах синтеза Фишера-Тропша (рисунок 3).БФТ-1ОЧИМ105БФТ-285654501020Массовая доля метанола, %3040Рисунок 3 - Влияние метанола на ОЧИМ углеводородного компонента и 10%мас. изобутанола15В таблице 4 представлены результаты испытаний альтернативных топливных композиций, приготовленных из описанных выше компонентов, соответствующих основным требованиям ГОСТ 32513, EN 228, GB 17930 и DB 14/T 614.Октановые числа образцов по исследовательскому методу достигают не менее90,0 единиц, а в некоторых случаях (образец 3) способны соответствовать маркебензина «Супер».В результате проведенных исследований показана принципиальная возможность получения высокооктановых автомобильных топлив на основе бензиновойфракции процесса Фишера-Тропша и метанола (рисунок 4).Природный газУголь, биомассаГазификацияСинтез ФишераТропшаСинтез-газПароваяконверсияСинтез метанолаMTAБензиноваяфракцияМетанолАльтернативноетопливоАроматическиеуглеводородыРисунок 4 - Принципиальная схема получения альтернативного топлива изприродного газа, угля и биомассыДополнительно, при необходимости, в состав композиций вводятся ароматические углеводороды и антикоррозионная присадка.
На данное изобретение получен патент РФ.Использование альтернативного автомобильного топлива позволяет снизитьиспользование невозобновляемых ископаемых ресурсов и сократить негативноевлияние на окружающую среду при его использовании в ДВС. Технологии производства топлив способны конкурировать с традиционной нефтепереработкой пошироте сырьевой базы, а также универсальности и небольшому количеству стадий блока облагораживания.16Таблица 4 - Результаты испытаний топливных композиций№1345№123456789Содержание компонента, % мас.Наименование компонента120,060,020,0100,0Метиловый спиртНафта Фишера-Тропша образец 1Нафта Фишера-Тропша образец 2Смесь ароматических углеводородов С7-С10ИТОГО компонентовНаименование показателяГОСТ32513EN 228 GB 17930 DB14/ T 614Октановое число:- по исследовательскому методу≥92,0≥95,0≥90,0- по моторному методу≥83,0≥85,0≥85,01Объемная доля углеводородов, %- олефиновых≤18,0≤18,0≤28,0- ароматических≤35,0≤35,0≤40,0Массовая доля серы, мг/кг≤10≤10≤50Давление насыщенных паров, кПа35-10045-10040-85Фракционный состав: объёмная доля испарившегося топлива, %, при температуре- 70 оС (И70)15-5022-52702)-100 оС (И100)40-7046-721202)о- 150 С (И150)≥75≥751902)оконец кипения, С≤215≤210≤205объёмная доля остатка в колбе, %≤2,0≤2,0≤2,0Индукционный период, мин≥360≥360≥480Массовая концентрация смол, мг/100 см3- промытых растворителем≤5≤5–Температура помутнения, оС≤ минус 303)Окислительная стабильность: концентрация потенциаль–ных смол, мг на 100см3230,040,030,0100,0340,050,010,0100,0МетодиспытанияРезультаты испытаний≥93,0≥88,0190,082,494,983,498,889,0ГОСТ 32339ГОСТ 32340≤25,0≤35,0≤150≤8818,021,2<558,610,630,2<552,015,011,0<551,6ГОСТ 32507(Метод Б)≤602)≤1002)≤1802)≤205≤2,0≥48021,046,389,7174,20,527,962,4100,0142,80,9>48023,456,994,1164,90,8–= минус 204)2-46,81-49,21-48,3212ГОСТ Р 52660ГОСТ Р ЕН 13016-1ГОСТ 2177ГОСТ Р 52068ГОСТ 1567ГОСТ 5066ASTM D873ASTM D665/ASTM D757711 Удельная теплота сгорания низшая, МДж/л32,55) / 31,36)28,827,225,0ГОСТ 212611) Октановый индекс; 2) Максимальная температура испарения 10, 50 и 90 % об.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
