Диссертация (1173021), страница 11
Текст из файла (страница 11)
- 120 ○С)Углеводороды, %:парафиновыемоноолефиновыеи нафтеновыедиолефиновыеи циклоолефиновыеалкилбензолыДиалкиловые эфиры, %Относительноеувеличение выходабензина, %ИсходнаяфракцияСостав фракцииЭтерифицированные фракции:температура реакции и соотношение бензин/метанол60○С80/2070○С80/2080○С80/2090○С80/2070○С85/1570○С90/1032,045,431,032,729,331,531,432,231,237,128,930,629,734,416,811,410,710,613,811,413,15,8-5,419,55,884,923,66,754,920,96,005,412,53,755,523,66,235,817,24,67Разработка технологии получения высокооктановых топлив на основебензина Фишера-Тропша с использованием процесса метоксилирования позволитсоздать производство, полностью независимое от нефтяного сырья, ведь какизвестно, для получения метанола и нафты Фишера-Тропша в качестве исходныхреагентов используется синтез-газ, который, в свою очередь, может быть получендаже из биомассы.
Совместив разработку технологии среднеметанольных топливи процесса метоксилирования бензина Фишера-Тропша, можно получитьальтернативноетопливо,автомобильныхбензинов,соответствующееполученныхдетонационнойтрадиционнымистойкостипроцессаминефтепереработки.Выводы по результатам литературного обзораНа основании проведенного анализа литературных данных показано, чтометиловый спирт является наиболее высокооктановым и самым дешевым62оксигенатом для двигателей с искровым зажиганием.
Рассмотрен богатыйисторический опыт производства и применения метанольных топлив.Установлено, что использование высоких концентраций метанола в бензинеприводит к необходимости замены некоторых деталей двигателя в видуотсутствия совместимости стандартных материалов со спиртами.Показано, что метанол позволяет увеличить степень сжатия двигателя,термический КПД и мощность. Кроме того, отработавшие газы двигателя,использующего метанольное топливо, содержат меньшое количество угарногогаза и несгоревших углеводородов.В результате исследования мирового рынка метилового спирта показанрастущийспросРассмотренынанегоосновныеиувеличениепроизводственныхоктаноповышающиедобавки,мощностей.составляющиеконкуренцию метанолу, отмечено, что метиловый спирт является самым дешевыми эффективным высокооктановым компонентом.Показано, что использование метилового спирта совместно с другимиоксигенатами, при производстве которых используется метанол, позволит создатьэффективнуюиотносительнодешевуювысокооктановуюдобавкудляавтомобильных бензинов.Установлено,перспективнымчтоприменениенаправлениемввидусреднеметанольныхвозможноститопливявляетсяиспользованияприпроизводстве только дешевых компонентов, а в случае выбора в качествеуглеводородной базы бензина Фишера-Тропша – полностью возобновляемогоненефтяного топлива.По результатам литературного обзора выявлено, что исследованиевозможности получения углеводородного компонента путем метоксилированиябензина Фишера-Тропша, содержащего олефиновые углеводороды, являетсяперспективнымнаправлением,позволяющимразработатьальтернативнуютехнологию получения высокооктановых топлив без использования нефтяногосырья.632.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ2.1.Цели и задачи исследованияВ соответствии с выводами литературного обзора основной цельюнастоящегоисследованияявляетсяизучениевозможностииспользованияметанола при производстве экспортных антидетонационных добавок, а такжеальтернативных высокооктановых моторных топлив для двигателей с искровымзажиганием.Для достижения поставленной цели необходимо решить следующиезадачи исследования:1. Разработать антидетонационную добавку на основе метанола ипродуктов метоксилирования изоолефинов С4-С5, а также способ еёполучения;2. Разработать среднеметанольные топлива на основе бензиновой фракциипроцесса Фишера-Тропша;3.
Изучить процесс метоксилирования бензиновой фракции процессаФишера-Тропша с целью разработки основы для среднеметанольноготоплива.Разработкавысокооктановойдобавкивключаетвсебянесколькоконкретных задач:1. Подбор оптимальной концентрации метанола в смеси с МТБЭ и ТАМЭдля использования максимальной антидетонационной эффективностиспирта без ухудшения других физико-химических свойств;2. Изучение октановых чисел смешения высокооктановой добавки вбазовых бензинах;3. Сравнение полученных высокооктановых добавок с МТБЭ и ТАМЭ поэффективности повышения детонационной стойкости топлив, а такжеполученных топливных композиций на соответствие требованиям ГОСТ32513-2013 к другим физико-химическим характеристикам.644.
Исследованиевлиянияантикоррозионнойприсадки,вводимойввысокооктановую добавку, на коррозионную агрессивность полученныхтопливных композиций;5. Изучение фазовой стабильности бензинов с высокооктановой добавкой, атакже оценка эффективности действия фазового стабилизатора наснижение температуры помутнения топливных композиций.Для достижения поставленных целей и разработки антидетонационнойдобавки были выбраны эфиры, в процессе получения которых в качестве сырьяиспользуется метанол. Также для оценки эффективности разработанных добавокиспользовались базовые углеводородные смеси различного состава.
В качестведополнительного компонента, улучшающего эксплуатационные свойства топлив сдобавкой, в её состав вовлекалась антикоррозионная присадка. Таким образом, вкачестве объектов исследования для разработки антидетонационных добавокбыли использованы следующие образцы: Метанол марки А ГОСТ 2222; МТБЭ марки Б ТУ 38.103704; ТАМЭ марки А СТО 91051486-006; Стабильный катализат риформинга; Изомеризат; Ингибитор коррозии DCI-11.Основной целью разработки среднеметанольных топлив является поисквозможностипроизводстваэкспериментальныхтопливныхкомпозицийальтернативного топлива с использованием метилового спирта на основебензиновой фракции синтеза Фишера-Тропша. Для достижения поставленнойцели необходимо решить следующие задачи:1. Изучить свойства бензиновых фракций синтеза Фишера-Тропша;2. Определитькомпонентов;необходимостьиспользованиядополнительных653.
Изучитьфизико-химическиесвойстваполученныхтопливныхкомпозиций по основным показателям, нормируемым в российском,европейском и китайском стандартах на автомобильные бензины, атакже стандарте китайской провинции Шаньси на топлива М30.Для достижения поставленных целей и разработки среднеметанольныхтоплив дополнительно к уже описанным компонентам были использованыследующие образцы: Бензиновые фракции процесса Фишера-Тропша; Толуол; О-ксилол; М-ксилол; Изопропилбензол.Основной целью изучения процесса метоксилирования бензиновой фракциипроцесса Фишера-Тропша является разработка способа её переработки в базовуюуглеводородную фракцию для создания среднеметанольных топлив. Длядостижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:1.
Определение температурных пределов выкипания фракции, котораябудет использована в исследовании;2. Осуществление процесса изомеризации исследуемой фракции;3. Проведение процесса метоксилирования изомеризата.Для достижения поставленных целей исследования были использованыобразцы компонентов, описанные выше.2.2.РезультатыиспытанийОбъекты исследованияобразцовкомпонентов,использованныхразработки антидетонационной добавки, представлены в таблицах 16-21:для66Таблица 16 - Качество образца метанола марки АНаименование показателяВнешний видСодержание основного вещества (чистота), % мас., неменееПлотность при 20°С, г/см3Смешиваемость с водойТемпературные пределы:Предел кипения, ◦С99% продукта перегоняется в пределах, °С, не болееМассовая доля воды, %, не болееМассовая доля свободных кислот в пересчете намуравьиную кислоту, %, не болееМассовая доля альдегидов и кетонов в пересчете наацетон, %, не болееМассовая доля летучих соединений железа в пересчетена железо, %, не болееИспытание перманганатом калия, мин, не менееМассовая доля аммиака и аминосоединений в пересчетена аммиак, %, не болееМассовая доля хлора, %, не болееМассовая доля серы, %, не болееМассовая доля нелетучего остатка после испарения, %,не болееМассовая доля этилового спирта, %, не болееЦветность по платино-кобальтовой шкале, единицыХазена, не болееТребованияРезультатыГОСТ 2222испытанийБесцветная, прозрачная жидкость безнерастворимых примесей99,8599,990,791-0,7920,795Смешивается с водой без следовпомутнения и опалесценции64,0-65,50,80,0564,10,50,00720,00150,000990,0030,00170,000010,000002460700,000010,0000050,00010,00010,0000320,00000720,001отсутствие0,010,00015<5Таблица 17 - Качество образца МТБЭ марки БНаименование показателяВнешний видМассовая доля метил-трет-бутилового эфира,%, не менееМассовая доля спиртов (метанола и третбутанола), %, не болееМассовая доля углеводородов С4 и С8, %, неболееМассовая доля влаги, %Механические примесиМассовая доля серы, мг/кг, не болееТребованияТУ 38.103704-90Прозрачная жидкостьРезультатыиспытанийПрозрачная жидкость96,098,12,51,81,50,120,10отсутствие300,01отсутствие3Таблица 18 - Качество образца ТАМЭ марки АНаименование показателяВнешний видМассовая доля суммы ТАМЭ иметилпентениловых эфиров, %,ТребованияСТО 91051486-006-2012с изм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
