Kaminskiy_E.F._Ekologicheskie_harakteristiki_motornyh_topliv
.pdfАкадемические чтения
Academic /ecturing
MINISTRY OF GENERAL AND PROFESSIONAL EDUCATION
OF ТНЕ RUSSJAN FEDERAТION
GUBКIN RUSSIAN STATE UNIVERSIТY
OF OIL AND GAS
Е. F. КАМINSКУ
ENVIRONMENTAL SAFEТY OF MOTOR FUELS. NEW TECHNOLOGIES
OF PRODUCTION
Moscow
Oil and Gas
1999
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ1
НЕФТИ И ГАЗА им. И. М. ГУБКИНА
Э. Ф. КАМИНСКИЙ
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕХАРАКТЕРИСГИКИ МОТОРНЫХТОПЛИВ И НОВЫЕТЕХНОЛОГИИ
ДЛЯ ИХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Москва Нефтьиrаэ
.. 1999
УДК 665
Камнисой Э. Ф. Экологические характеристики моторных толлив и новые
технологии для их обесnечения.- М.: Нефrь и газ, 1999.-44 с. (Сер. «Академи
ческие чтения». Выл. 18).
Доклад состоялся 21 мая 1998 года. Докладчик - член-корресnондент Рос
сийской академии естественных наук, доктор технических наук, nрофессор, Генеральный директор ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институr
ло лереработке нефти• (ВНИИ НП) Э. Ф. Каминский.
В докладе дан анализ качества выпУскаемых в настоящее время моторных
топлив с точки зрения их экологических характеристик, дано сравнение ка
честв тоnлив, вьmускаемых различными nредnриятиями в нашей стране и за рубежом. Приведсны основные требования к экологическим свойствам тоnлив.
Дан обзор исследований и разработок, выnолненных во ВНИИ НП, nо
зволяющих существенно повысить экологические характеристики автобензи нов и дизельных тоnлив. Представлено несколько конкурентосnособных техно логий для облаrораживания топлив с доведением их экологических свойств до требований, лринятых в мировой практике.
РедаiЩИовнаи кwшеrия
А. И. Владимиров
Д. Н. Левитский
и. r. Фукс
Г. М. Сорокин
Редактор серии С. Н. БОБРОВ
• С РоесdСIСИй rосударственный университет нефти и газа им. И. М. Губкина, 1999
Введение
Более 70% вредных веществ, поступающих в атмосферу наших городов, приходится на автомобильный транспорт. В этой связи резкое улучшение экологических характеристик автобензина иди
зельного топлива яwшется важнейшей экологической и социаль
ной проблемой. В странах Запада в настоящее время уже не исполь зуются этилпрованные бензины, резко ограничивается содержа
ние ароматических и олефиновых углеводородов, серы.
Осуmествлен переход на дизельное топливо с содержанием серы менее 0,05% (в перспективе до 0,005% мае.). Аналогичные задачи стоят и перед нефтеперерабатывающей промышленносrъю России. Положение в России усугубляется тем, что глубина переработки
нефти составляет около 65% против 90% и более в странах Запада.
Эrо требует развития деструктивных, в том числе термических, процессов, дистиллятные фракции которых содержат повышен
ные концентрации серы, непредельных и ароматических углеводо
родов.
Согласно федеральной целевой программе <(Топливо и энер
гия», утверЖденной Правительством РФ, глубина переработки нефти к 2010 г. должна достигнуть 82-84%, при этом планируют
ся полный отказ от этилированных бензинов и переход на дизель
ное топливо с улучшенными экологическими характеристиками.
Сегодня нефть в РФ перерабатывается на 28 предприятиях. Сред няя мощность одного НПЗ составляет около 10, максимальная- 25 МJШ.т/год.
Направленность в 60-70-е годы на неглубокую переработку
нефти привела к нерациональной структуре технологических схем
заводов. При существенном росте мощностей первичной·лерера боТки нефти~ процесс01~•. улучшающих качество прямогонных
диСтил.цятов - цталЩИJJес~оrо рифор~ЮJrа• .гидроо'Ц1СТКИ и др~,
доля-процессов, углубляющИх переработку нефти, в первую:оЧе-
5
редь каталитического крекинга, гидрокрекинга и коксования, сни
жалась иЗ-за крайне недостаточного ввода новых мощностей. Сум
марные мощности этих процессов в РФ составляют лишь 18,3% от
объема переработаиной нефти (в США53%).0дновременно с этим (начиная с 1990 г.) енижался объем переработки нефти. За
период с 1990 г. по 1996 г. он уменьшился более чем на 120 млн.т (от 295 млн.т до 175 млн.т),или более чем на 40%; объем производ
ства моторных топливпочти на 50 млн.т, смазочных масел и битума - в 2 раза. В настоящее время наблюдается стабилизация объемов добычи и переработки нафти (и даже некоторая тенден ция их роста).
С учетом отмеченного выше определяющими направлениями развития отечественной нефтепереработки являются:
- опережающееt приоритетное освоение мощностей по углуб
лению переработки нефти пуrем ввода в действие новых и рекон
струкции действующих установок каталитического крекинга, гид
рокрекинга, коксования и др.;
-строительство новых и модернизация действующих произ
водсто и установок, позволяющих улучшать качество моторных
топлив и вовлекать в них продукты от вторичных (деструктив ных) процессов.
В периоддо 2000 г. нефгеперерабатывающими заводами намече но ввести в строй следующие мощности (тыс.т/rод):
первичной переработки нефти |
-29000 |
каталитического крекинга |
- 11150 |
rидрокрекинrа |
-8100 |
коксования |
-2900 |
каталитического риформинrа |
-7550 |
алкилирования и изомеризации |
-1750 |
rидроочисткитоплив |
-9800 |
производства масел |
-135 |
При этом на НПЗ предусматривалось сокращение количества
вредных выбросов в атмосферу на 25-27% и уменьшение объема сточных водне менее чем на 15%.
Для реализации проектов модернизации и реконструкциИ по требуются инвестиции в размере более 35 трлн. руб. (в ценах 1995 г.), в том числе валютныхзатрат на суммубОлее Jмлрд; JlОЛЛ.
США. |
- |
6
В создавшейся ситуации большинство нефтяных компаний РФ
обрашаются к зарубежным процессам и технологиям, что в ряде
случаев является оправданным,так как инофирмы сооружают тех
нологические установки достаточно быстро и сдают их <<Под ключ».
Однако,учитывая более низкую цену отечественного оборудова ния и необходимость поддержки отечественных производителей, представляется целесообразным пересмотреть сложившиеся подхо
ды и в большей мере привnекать к решению указанных задач про
мытленные технологии, разработанные в России.
1. Структура переработки нефти и качество
моторных тоПJIИв
Ниже приведены данные по объемам выработки автобензинов и дизельных топлив в РФ в период 1990 r. и в настоящее время. Очевидно, что, несмотря на постоянное улучшение качества этих
продуктов, задача производства моторных топлив в соответствии
с современными требованиями далека от полного решения.
Показатели |
1990 г. |
1 1996 г. |
1 1997 г. |
|
Переработка нефти, млн. т |
295,0 |
174,0 |
164,0 |
|
Бензин, млн.т |
40,6 |
25,7 |
26,3 |
|
в том числе: |
|
|
|
|
неэтилированный |
27,6% |
53,4% |
70,0% |
|
высокооктан. (ОЧ 91 ИМ и выше) |
13,2% |
35,0% |
35,0% |
|
Дизельное топливо, млн.т |
75,6 |
43,6 |
44,9 |
|
в том числе: сера до 0,2% |
55,8% |
81,6% |
80,2% |
|
ДО 0,1% |
- |
1,9% |
5,2% |
|
до0,05% |
- |
5,0% |
6,0% |
|
% МОТОрНЬIХ ТОПЛИВ ОТ нефти |
44,4 |
46,8 |
47,4 |
|
|
|
|
|
1.1. АВТОМОБИЛЬНЫЕ БЕНЗИНЫ
Обьем производсrва автомобильных бензинов в России состав
ляет сейчас около 26 млн.т в год (14-15% от перерабатываемой
нефrи).
Основные требования к качеству автомобильных бензинов в
Европе и США приведсны в табл. 1.
Сравнение показывает примерное равенство требований к мас
совым сортам бензинов в России идругих страяах по о:кrановым
числам, но эколоmческие требования: кбензинам европейСJСИХстран и США. были выше, в новом ж:е ГОСТе они сблиэИJiисЬ. Особый
8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|||
|
|
|
Освоввwе требо118В1111 к uчеС'Пiу автомобильных беRЭивов |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Росс:юr |
|
|
Новый стандарт (с 1.01.99) |
|
Германия |
США |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Показатели |
|
ГОСТ2084 |
|
ГОСТ Р 51105-97 |
|
|
EN |
ДIN N! 51607 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АSТМ |
|
|
|||
|
|
качества |
|
|
1У |
АИ- |
АИ- |
Нор- |
Pery- |
Пре- |
Су- |
228 |
Нор- |
Су- |
|
|
||
|
|
|
А-76 |
АИ-91 |
АИ- |
маль |
миум |
пер |
|
Д-439 |
|
|
||||||
|
|
|
.93 |
95 |
лир 91 |
|
малъ |
пер |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
92 |
80 |
95 |
98 |
|
|
|
1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1. Октановое число: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
-по НCCJIICд. методу, |
- |
91,0 |
92,0 |
93,0 |
95,0 |
80,0 |
91,0 |
95,0 |
98,0 |
|
95,0 |
91,0 |
96,0 |
Октановый |
|
|
||
|
не менее |
|
индекс 90 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- по моториому |
76,0 |
82,5 |
85,0 |
85,0 |
85,0 |
76,0 |
82,5 |
85,0 |
88,0 |
|
85,0 |
82,5 |
86,0 |
85-92 |
|
|
||
|
методу, не менее |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2. Содержаине серы, |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
|
0,05 |
|
|
|
0,05 |
0,1 |
0,1 |
0,05 |
|
|
||
|
% мае., не более |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3, Содержание |
- |
- |
- |
- |
- |
|
s |
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
||
|
бензола, |
|
|
|
|
5 |
5 |
5 |
|
|
||||||||
|
% об., не более |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Содержание свинца, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
r!д•i: |
· |
|
- |
- |
- |
|
- |
- |
- |
|
|
- |
- |
- |
|
|
|
• ~-ЭТ'И.IIНрО&аННЫ:t,ДО |
0,17 |
- |
- |
|
- |
|
|
|||||||||||
• |
д.1111 иеэтнлированиых, |
0,013 |
0,013 |
- |
0,013 |
0,013 |
|
0,010 |
|
|
|
о,ов· |
0,010 |
0,010 |
0,013 |
|
|
|
.~более |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
s.; |
Содср:анне |
- |
- |
- |
- |
- |
50 |
18 |
- |
- |
|
- |
- |
- |
- |
|
|
|
· |
..рrаица;мr!дм', max |
|
1 |
|
||||||||||||||
6, Уnруrостъ паров, |
Лето |
- |
66,7 (500 |
мм рт.ст.) |
|
|
|
|
35-100 |
35-70 |
|
49,6--55,8 |
|
|
||||
|
tdla, |
ве более |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
Зима |
- |
66,7-93,3 (700 мм рт.ст) |