Диссертация (1173021), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Методология исследованиябазируется на изучении влияния различных компонентов на физико-химическиесвойства топлив, а также влияния параметров химического процесса на составпродуктов реакции. В работе использованы современные инструментальныеметоды, большая часть из которых являются стандартными и общепринятыми.Положения, выносимые на защиту.1. Причины повышенной детонационной стойкости метилового спиртаотносительно метил-трет-бутилового и метил-трет-амилового эфиров.2. Сравнение коррозионной активности метилового спирта с метил-третбутиловым и метил-трет-амиловым эфирами.3. Способ производства антидетонационной добавки.4. Обоснование возможности стабилизации системы метанол-бензиноваяфракция синтеза Фишера-Тропша ароматическими углеводородами.5. Закономерности влияния температуры на изомеризацию олефиновыхуглеводородов бензиновой фракции синтеза Фишера-Тропша.Степень достоверности результатов исследований.
Представленные вработе результаты являются достоверными, так как получены на основанииисследований, проведенных с использованием современных физико-химическихметодов анализа.Апробация результатов исследований. Отдельные разделы работыдокладывалисьиобсуждалисьнаVIIМеждународномпромышленно-экономическом Форуме «Стратегия объединения: Решение актуальных задач8нефтегазового и нефтехимического комплексов на современном этапе» (г.Москва, 11-12 декабря 2014 г.); 69-ой международной молодежной научнойконференции «Нефть и газ 2015» (г. Москва, 14-16 апреля 2015 г.);Международной конференции «Метанол 2015» (г. Москва, 26 июня 2015 г.); IXМеждународном промышленно-экономическом Форуме «Стратегия объединения:Решение актуальных задач нефтегазового и нефтехимического комплексов насовременном этапе» (г. Москва, 24-25 ноября 2016 г.); 71-ой международноймолодежной научной конференции «Нефть и газ 2017» (г.
Москва, 18-20 апреля2017 г.); X Международном промышленно-экономическом Форуме «Стратегияобъединения: Решение актуальных задач нефтегазового и нефтехимическогокомплексов на современном этапе» (г. Москва, 23-24 ноября 2017 г.);Международной конференции «Метанол 2018» (г. Москва, 23 мая 2018 г.).Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатныхработ, в том числе 4 научно-технических статьи в ведущих рецензируемыхнаучных журналах, в соответствии с требованиями ВАК Минобразования и наукиРФ; получено 2 патента РФ и подана 1 заявка на патент РФ; опубликовано 5информационныхтезисовдокладовнанаучныхконференциях.91.
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР1.1. Перспективы применения оксигенатов в автомобильных бензинахБензин представляет собой горючую, прозрачную, летучую жидкость,которая используется в качестве источника энергии в двигателях внутреннегосгорания с искровым воспламенением топливно-воздушной смеси. Использованиеподобных двигателей стало популярным вследствие относительной простотыустройства, доступности бензина и значительной мощности двигателя при егосравнительно небольших размерах.
Логичным продолжением признания всехпреимуществДВСсталомассовоераспространениеоснащенныхимитранспортных средств и прочей силовой техники. Широкое использованиепредполагало создание сети реализации топлива. Именно поэтому и по сей деньрынок бензина находится в тесном контакте с рынком автомобильным,формулирующим первому требования к составу и качеству.На заре производства автомобильных бензинов требования к их качествубыли достаточно мягкими. Основная характеристика бензина – детонационнаястойкость – считалась приемлемой на уровне ≈70 пунктов по исследовательскомуметоду [1], и такой бензин использовался даже в поршневых ДВС авиационнойтехники.
Стремительное развитие автомобильной промышленности, влекущее засобой изменение требований автопроизводителей к топливу, привело кнеобходимости обеспечения нефтеперерабатывающей промышленностью новогоуровнякачествабензинов:помимоснижениясодержанияпримесейинежелательных углеводородов, из года в год остается важным обеспечениевыработки высокооктановых бензинов, спрос на которые определяет тенденцияувеличения степени сжатия современных ДВС. Так, в России за период с 2014 по2017 годы доля производимых высокооктановых бензинов АИ-95 и выше вырослас 29,6% до 33,1% [2] (рисунок 1), а в ассортименте АЗС все чаще представленыбензины АИ-100 и выше.
Достижение заданного качества требует все новых10видов облагораживающих процессов, либо интенсификации существующих, чтоне может не влиять на его конечную стоимость.10029,633,170,466,9%75Премиум-95 и выше50Регуляр-92 и ниже25020142017Рисунок 1 – Структура автобензинов в РФ по детонационной стойкости за 2014 и2017 гг. [2]Однако,всовременныхнефтеперерабатывающаяусловиях,промышленностькогдасталкиваетсяотечественнаяснекоторымиограничениями в связи с введением против России зарубежных экономическихсанкций, большинство проектов модернизации и строительства новых установокоблагораживания и глубокой переработки оказались перенесены, либо вовсезамороженынанеопределенныйсрок.Так,например,вводустановокгидрокрекинга на Комсомольском и Новокуйбышевском НПЗ перенесен с 2016 на2018 год, а ввод в эксплуатацию установки гидрокрекинга вакуумного газойля наООО«Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез»полностьюостановлен[3].Аналогичная тенденция прослеживается для установок повышения качестванефтепродуктов.Параллельно с ужесточением требований к качеству наблюдается высокийспрос на автомобильные бензины, что подтверждается статистикой производства11на НПЗ: за период с 2010 до 2017 года ежегодная выработка автобензиноввыросла на 8,6% и достигла 39,2 млн т [2, 4].
Несмотря на некоторый спадпоследних лет, общая тенденция свидетельствует об увеличении потребности вмоторном топливе. Данные о производстве и потреблении автобензинов в периодс 2010 по 2017 году представлены на рисунке 2.454035302520151050млн т38,236,636,133,1201038,733,6201134,7201238,335,52013Производство бензина35,8201439,240,035,4201539,235,235,220162017Потребление бензинаРисунок 2 – Производство автобензинов в РФ за 2014 и 2017 гг. [2, 4]В то же время, на фоне роста спроса на моторное топливо, наблюдаетсятенденция истощения запасов легких малосернистых нефтей, на НПЗ все чащепоступаюттяжелыевидысырья,переработкакоторыхосложненадополнительными процессами, а получение бензиновой фракции требуетдополнительных затрат по ее созданию химическим путем.Важно отметить тот факт, что требования автопроизводителей поувеличению детонационной стойкости топлив идут вразрез с необходимостьювыполнения экологических предписаний – дальнейшее увеличение октановыхчисел бензинов традиционными процессами нефтепереработки, как правило,приводит к росту количества вредных примесей в отработавших газах двигателей.В текущих условиях одним из решений проблемы увеличения выпускавысокооктановых компонентов может стать расширение применения оксигенатов12– кислородсодержащих соединений.
Среди таких компонентов наибольшеераспространение получили высокооктановые эфиры и спирты. Наиболееизвестным представителем высокооктановых компонентов является метил-третбутиловый эфир (МТБЭ). Впервые производство МТБЭ было организовано вИталии в 1973 году [5] и к 2000 году его потребление в Европе составляло 3,6 млнт, а в США – 12 млн т [6].
Однако, после многочисленных судебных тяжб в США,посвященных загрязнению почв МТБЭ и дальнейшему отравлению грунтовыхвод, являющихся источником питьевого водоснабжения [7], его использованиестало постепенно сокращаться и было полностью запрещено на федеральномуровне, а производители переориентировались на выпуск ЭТБЭ и изооктана [8],так как это предоставляет возможность получения налоговых льгот, а также напроизводство, так называемых, «газохолов» - смесей бензина и спиртов (обычноэтанол). На данный момент МТБЭ разрешен в Европе к использованию до 22%об.
[9] и в России до 15% об. [10], широко используется в Азии.По состоянию на 2017 год в России было выработано порядка 1,3 млн тМТБЭ и ТАМЭ [11], и, если обратиться к данным прошлых лет, то можно увидетьотчетливую тенденцию к их росту (таблица 1). Ведущими предприятиями попроизводству МТБЭ на российском рынке являются заводы холдинга Сибур, атакже Газпромнефти.Таблица 1 - Производство высокооктановых эфиров в России [11]Показатель, тыс.
тоннПроизводство МТБЭ и ТАМЭЭкспорт МТБЭ и ТАМЭ20142015201620171250,41284,51309,01321,039,3100,4263,3331,3Уровень загрузки заводов-производителей МТБЭ в России достаточновысок: средневзвешенный уровень по производству МТБЭ нефтехимическихпредприятий составляет 94%, нефтеперерабатывающих компаний – 92% [12], чтосвидетельствует об отсутствии запаса по мощностям при увеличении потребностив эфире.13Еще одним источником прироста объема МТБЭ на внутреннем рынкеявляется возможность переориентации экспорта: в 2017 году четверть всегообъема произведенных эфиров поставлена за рубеж.Необходимость в дополнительном количестве МТБЭ будет покрыватьсятакже за счет строительства новых производственных мощностей: Рязанскаянефтеперерабатывающая компания и Сызранский нефтеперерабатывающий заводпланируют ввести в строй в 2019 году установки по производству МТБЭмощностью 55 и 40 тыс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
