pdf.php@id=6125
.pdf> ч
ю
ък
> ч C I
О
О.
ТОПЛИВО
Рис. 10.4. Блок-схем а перспективно го НПЗ глубокой переработки серн исто й нефти
ЬО
СО
Таблица 10.3 — Сравнительные характеристики блок-схем НПЗ
при переработке сернистой нефти
В ы х о д н . п ., % м а е .
МТ
вт. ч.
АБ
д т
КТ
Т е х н о л .т о п л и в о
т е р м о га з о й л ь
ко кс э л е к т р о д н ы й
ко кс и го л ь ч а ты й
Р и с . 1 0 .1 Р и с . 1 0 . 2 а Р и с . 1 0 . 2 6 Р и с . 1 0 .3 Р и с . 1 0 .4 Р и с . 1 0 .5 Р и с . 1 0 .6 Р и с . 1 0 .7
4 2 ,7 |
6 0 ,6 |
6 4 ,9 |
7 0 ,5 |
6 1 ,4 |
7 7 ,8 |
8 1 ,4 |
5 0 ,5 |
15,6 |
2 8 ,3 |
2 0 ,4 |
3 1 ,4 |
19,3 |
31 |
2 5 ,9 |
19,7 |
27,1 |
3 2 ,3 |
4 4 ,5 |
39,1 |
42,1 |
4 6 ,8 |
5 5 ,5 |
3 0 ,8 |
4 9 ,0 |
25,1 |
2 4 ,2 |
7 ,3 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
2 2 ,8 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
2,1 |
- |
20 ,9 |
- |
- |
- |
5 ,8 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
2,8 5 |
ьо
со
U1
Лекция 39. Современные проблемы производства высококачественных моторных топлив
Осн. тенденции произв-ва АБ. Мир. произ-во АБ по состоянию на 2000 г. составило 953 млн т/год. Предполага ется, что несмотря на высокие темпы роста автомобильно го парка в мире (ежегодно на 10 млн шт.), потребление АБ
вближайшие годы сохранится на нынешнем уровне за счет существенного повышения топливной экономичности авто мобилей, перевода части автотранспорта на альтернативные источники топлива и ускорения дизелизации.
Главенствующей до последнего времени тенденцией
вразвитии произв-ва АБ являлось непрерывное повышение их ДС (в двигателестроении — увеличение степ, сжатия), что способствовало существенному улучшению технико-экон. показателей экспл. транспортных средств, в то время, когда уровень ОЧ выпускаемых АБ был не столь высок, как в наст, время, повышение ДС достигалось относительно легко за счет использования сравнительно дешевых термодеструк тивных процессов и КК. Однако для послед, повышения ДС до совр. высокого уровня потребовалось развивать в нефтеперераб. более дорогие энергоемкие КП, такие как КР, алк-е, ИЗ и т.д., в которых, кроме того, происходит снижение ре сурсов АБ. Естественно, затраты на такие процессы в нефтеперераб. должны окупаться экономией средств потребителей за счет применения ВО бензинов. Следовательно, оптималь ные значения ДС АБ будут определяться уровнем химизации и технологии процессов нефтеперераб., а также мир. ценами на нефть.
Наиб, массовым в России в наст, время явл. АБ А-76. В перспективе будет преим. развиваться произ-во АИ-93 (или АИ-92) и АИ-95.
Сцелью улучшения транспортной обеспеченности насе ления страны предусматривается знач. увеличение выпуска автомобилей преим. повышенной топливной экономичности: грузовых спецмашин меньшей грузоподъемности, легковых ср. (ВАЗ-21-08, ВАЗ-21-09), малого и особо малого классов («Таврия», «Ока» и др.) и ряд др. мероприятий по оптими зации структуры автопарка.
В связи с ужесточением экологических требований во ми. странах мира приняты законодательные акты по запре щению применения свинцовых антидетонаторов в АБ. Совр. автомобили должны удовлетворять жестким экологическим нормам токсичности выхлопных газов (табл. 10.4), а АБ и ДТ для их ДВС должны выпускаться по нормам Европейского союза и США (табл. 10.5).
Таблица 10.4 — Нормы предельно-допустимых выбросов в странах ЕС
(для легковых автомобилей весом 1250 кг), г/км
|
Год |
|
БД |
|
|
|
ДТ |
|
|
Нормы |
введения |
СО |
CmHn N O „ |
со |
Стн„ N O „ |
Твердые |
|||
|
ЕС (РФ) |
частицы |
|||||||
Е в ро-1 |
1 9 9 3 (1 9 9 9 ) |
2 ,7 2 |
0 ,9 7 * |
2 ,7 2 |
0 ,9 7 * |
0 ,1 4 |
|||
Е в р о -2 |
1 9 9 6 |
(2 0 0 6 ) |
2 ,2 |
0 ,5 * |
1,0 |
0 ,6 7 * |
0 ,0 8 |
||
Е в р о -3 |
2 0 0 0 |
(2 0 0 8 ) |
1,5 |
0 ,1 7 |
0 ,1 4 |
0 ,6 |
0 ,0 6 |
0 ,5 |
0 ,0 5 |
Е в р о -4 |
2 0 0 5 |
(2 0 1 0 ) |
0 ,7 |
0 ,0 8 |
0 ,0 7 0 ,4 7 0 ,0 5 |
0 ,2 5 |
0 ,0 5 |
* Сумма СпНа и N0.
Таблица 10.5 — Основные показатели качества автобензинов и дизельного топлива ЕС
Показатели |
Евро-2 |
Евро-3 |
Евро-4 (2005 г.) |
|
(1996 г.) |
(2000 г.) |
|||
|
|
А в т о б е н з и н ы :
С о д е р ж а н и е , не б о л е е : |
|
|
|
б е н з о л а , % об . |
5 |
1 |
1 |
а р е н о в , % об. |
- |
4 2 |
30 |
с е р ы , % м ае. (p p m ) |
0 ,0 5 (5 0 0 ) |
0 ,0 1 5 (1 5 0 ) |
0 ,0 0 3 ...0 ,0 0 1 (3 0 ...1 0 ) |
о л е ф и н о в , % мае. |
- |
18 |
14 |
к и с л о р о д а , % м ае, |
- |
2,3 |
2,7 |
|
Д и з е л ь н ы е т о п л и в а : |
|
|
ЦЧ, не м е н е е |
- |
- |
51 |
С о д е р ж а н и е , не б о л е е : |
|
|
|
ПАУ, % |
|
|
11 |
с е р ы , % |
|
|
0 ,0 3 5 |
Как видно из табл. 10.5, характерной особенностью перс пективных зарубежных бензинов явл. низкое содерж-е в них аренов (<30%, в т. ч. бензола <1 %), что считается призна ком высокого кач-ва по таким показателям, как склонность к нагарообразованию, калильное зажигание, коэф. равномер ного распределения ДС по фр-ям, ОЧ смешения, и пр. вс. по экологичности. Низкое содерж-е аренов при высокой ДС бензинов достигается знач. большим, чем в бывш. СССР,
вовлечением в их компонентный состав алкилата и бензи нов КК, характеризующихся знач. содерж-ем ВО изоалканов (табл. 1 0 .6 ).
Таблица 10.6 — Компонентный состав автобензинов
России, США и Западной Европы
Показатель(данные 1999 г.) |
Россия |
США |
Западная |
||
Европа |
|||||
|
|
|
|
||
О б щ и й о б ъ е м б е н з и н о в о го ф о н д а , |
|
|
|
||
м лн т /г о д |
|
2 4 |
3 3 0 |
130 |
|
К о м п о н е н т н ы й с о с т а в , % о б .: |
|
|
|
||
б ута н ы |
|
5 , 7 |
7 |
5 |
|
р и ф -т |
|
54,1 |
3 4 |
4 8 ,2 |
|
ф р -и КК |
20 |
3 5 ,5 |
27 |
||
из |
|
1,5 |
5 |
5 |
|
а л ки л а т |
|
0 ,3 |
11 ,2 |
5 |
|
о к с и ге н а т ы |
0 ,2 |
3 ,6 |
2 |
||
б е н з и н |
п р я м о й п е р е го н к и и ГК |
13,3 |
3,1 |
7 ,3 |
|
ф р -и т е р м о л , п р о ц е с с о в |
4 ,9 7 |
0 ,6 |
0 ,5 |
||
ОЧ: (О Ч И М + 0 Ч М М )/2 |
82 |
89 |
88 |
||
С о д е р ж -е : |
|
|
|
|
|
с в и н ц а , |
г/л |
0 ,2 5 |
00 |
|
|
с е р ы , % |
м ае, |
0,1 |
0 ,0 3 |
0 ,0 2 |
|
а р е н о в (о б щ е е ), % об. |
42 |
31 |
3 9 |
Всоставе отеч. ВО бензинов преобладает риф-т, что
иобусловливает повышенное содерж-е в них аренов. В совр. ГОСТах России не предусмотрены ограничения по содерж-ю аренов и требованию равномерности распределения ДС по фр-ям бензинов. Установлено, что экспл. АБ с ограниченным содерж-ем аренов (< 30 %) и с равномерным распределени ем ДС по фр-ям позволяет несколько понизить уровень ОЧ
итем самым расширить ресурсы бензинов, а также сущест венно улучшить их экологическое кач-во.
Для решения проблемы снижения содерж-я аренов, бензола и олефинов в товарных АБ до стандартов ЕС для нефтеперераб. комплекса России потребуется ускоренное внедрение процессов произв-ва неароматизированных ВО компонентов, пр.вс. процессов ИЗ головных фр-й бензинов, ГК, КК, СГК, а также произв-в оксигенатов и присадок.
Нек-рые тенденции произв-ва ДГ. Мир. произ-во ДТ в 2005 г. составило более 1 млрд т/год.
По объему произв-ва ДТ бывш. СССР занимал I место
вмире. По кач-ву отеч.е ДТ соответствуют лучшим зарубеж ным образцам.
Основу отеч. ДТ составляют прямогон-ные дистилляты, причем ок. половины из них приходится на долю гидро очищенных фр-й. Дистилляты вторичного происхождения используются в незнач. кол-вах (в частности, ок. 3% при ходится на долю ЛГ КК). Необходимо отметить, что произво малосернистых сортов топлив с содерж-ем S <0,2% мае. сопряжено с потерями их ресурсов и значительными энерго затратами на глубокую ГО. При ГО одновр. с неуглев-дными гетеросоединениями удаляются из топлива имеющиеся в ис ходной нефти прир. антиокислительные, противоизносные, антикоррозионные и др. присадки. Поэтому при произв-ве товарных гидроочищенных ДТ возникает необходимость применения большого ассортимента и в достаточно больших кол-вах синтет. присадок.
Введение новых экологических норм ЕС (табл. 10.5) по влечет за собой дальнейшее усложнение технологии и соотв. повышение себестоимости произв-ва ДТ.
В1999 г. структура произв-ва отдельных марок ДТ
вРоссии составила: летнее — 86,5 %, зимнее и арктичес кое — 13,5.
Наиб, массовым в стране явл. летний сорт топлива. Доля зимнего и арктического сортов в общем дизельном фонде составляет всего 13,5%, что примерно только наполовину удовлетворяет растущие потребности страны в низкозастывающем виде топлива, связанные с необходимостью интенсивного освоения прир. богатств Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера. В наст, время осн. способом получения низкозастывающих ДТ явл. облегчение их фрак
ционного состава путем снижения tKK до 300...320°С (про тив 360 °С для летнего сорта), что связано с существенным ограничением их ресурсов. Относительно небольшая часть таких топлив вырабатывается на основе цеолитной и кар бамидной депарафинизации. Денормализаты цеолитной ДП имеют хорошие низкотемпературные св-ва {tmcm-50.. . ^ 5 °С, t -50.. .-35 °С), поэтому они преим. используются в качве зимних и арктических топлив. При карбамидной ДП не полностью удаляются высокоплавкие парафины, поэтому денормализаты этого процесса имеют при tsacm-35 °С и ни же t лишь -11 °С, вместо требуемых -25 или -35 °С. Для более полного удовлетворения потребностей в зимних и ар ктических сортах ДТ и одновр. в жидких парафинах — цен ном дефицитном сырье для нефтехимии и микробиологи ческого синтеза — в 1980-е гг. в нашей стране ускоренными темпами строились установки ДП, особенно типа «Парекс». Однако позже, в связи с принятием во ми. странах мира, в т. ч. в бывш. СССР, законодательных актов, запрещающих использование жидких нефт. парафинов для произв-ва бел ково-витаминных концентратов, и переводом установок на растительные виды сырья темпы дальнейшего расширения процессов адсорбц. ДП типа «Парекс» знач. снизились.
Проблема получения низкозастывающих МТ (а также масел) может быть решена включением в схемы НПЗ нового эффективного и весьма универсального процесса — КГДП нефт. фр-й. Процессы КГДП находят в последние годы все более широкое применение за рубежом при получении низ козастывающих РТ и ДТ, СМ в сочетании с процессом КР (селекто-форминга) — ВО АБ. Использование процесса КГДП позволяет знач. расширить сырьевую базу произв-в ДТ зимних и арктических сортов.
Наиб, дешевым способом получения зимнего ДТ за ру бежом явл. введение (в сотых долях процента) депрессорных присадок в летнее топливо. Однако подавляющее бол-во при садок, достаточно эффективно понижая t3aanтоплива, практ.
не влияют на t |
, что в знач. степ, ограничивает область |
|
помути7 |
г |
его применения. Такое топливо возможно применять в районах с t воздуха зимой не ниже -15 °С. Такие климатические условия соответствуют бол-ву стран Зал. Европы, Прибалти