4.3.7 Получение товарных бензинов для двигателей внутреннего сгорания

Светлые нефтепродукты - карбюраторные, дизельные, деактивные и другие топлива, полученные непосредственно из рефтификационных колонн установок АВТ, каталитического крекинга и других, еще не являются товарными продуктами для различно­го рода двигателей, так как содержат компоненты, ухудшающие их эксплуатационные свойства.

Из бензинов, дизельных и реактивных топлив необходимо удалить сероводород, нефтяные кислоты, азотистые, кислород­ные и металлорганические соединения. Для получения низкозастывающих дизельных топлив из них удаляют твердые парафино­вые углеводороды.

Для удаления нежелательных компонентов применяют хими­ческие и физико-химические методы очистки: обработку ще­лочью и серной кислотой, адсорбционную и каталитическую очистку светлых нефтепродуктов.

Очистка серной кислотой применяется для удаления из свет­лых нефтепродуктов непредельных и ароматических углеводоро­дов, а также смолистых, азотистых я сернистых соединений.

Щелочная очистка используется для удаления из нефтепро­дуктов сероводорода, низших меркаптанов и нефтяных кислот, а также для удаления из нефтепродуктов серной кислоты и кислых продуктов реакции после сернокислотной очистки.

Адсорбционная и каталитическая очистка служит для очис­тки светлых нефтепродуктов от смолистых, асфальтовых и дру­гих нежелательных соединений. Для этого применяют естествен­ные глины, искусственные алюмосиликаты, активированный уголь и другие твердые вещества. В основе их использования ле­жит явление адсорбции.

Завершающей стадией приготовления товарных бензинов яв­ляется смешение (компаундирование) различных компонентов и введение необходимых присадок.

Компаундирование является рациональным способом приго­товления товарных бензинов, так как позволяет:

наиболее полно использовать свойства всех бензиновых фрак­ций, имеющихся на заводе-изготовителе;

полностью использовать ресурсы бензиновых фракций раз­личных процессов переработки нефти;

получить продукцию, отвечающую требованиям двигателей по всем показателям.

Компаундирование- это получение товарного бензина (нефтепродукта), сочетание свойств которого отвечает требова­ниям установленных норм. Компаундирование обусловливает качество товарной продукции, соответствие требования стандар­та. Компаундирующими компонентами являются базовые и присадки.

Базовые компоненты - это компоненты, являющиеся носи­телями основных свойств товарного продукта.

Присадки - это компоненты, обладающие повышенными значениями эксплуатационных показателей.

Прежде чем приступить к компаундированию, разрабатывают рецептуру товарного бензина и технологию его приготовления. Рецептура товарного бензина основывается на показателях качес­тва имеющихся компонентов и задании завода по выпуску отдель­ных марок бензинов. Находят наиболее целесообразное и эконо­мически выгодное соотношение компонентов для каждой партии бензина. Задача оптимизации компонентного состава товарных бензинов решается с помощью ЭВМ методов линейного или нели­нейного программирования.

При разработке рецептуры товарного бензина руководствуют­ся прежде всего двумя наиболее важными показателями: требова­ниями по детонационной стойкости; испаряемости.

Достижение заданной детонационной стойкости и испаряе­мости тесно связано между собой, однако выбор компонентов и их свойства целесообразно рассматривать отдельно по каждому по­казателю. В каждом отдельном случае конструкция двигателя обусловливает основные свойства и показатели качества топлива. Развитие автомобильного двигателестроения идет по пути непре­рывного увеличения степени сжатия. Эта тенденция до последне­го времени являлась главной в совершенствовании конструкции автомобильных карбюраторных двигателей. Повышение степени сжатия двигателей автомобилей позволяет улучшить их техни­ко-экономические и эксплуатационные показатели. В частности, с увеличением степени сжатия двигателя растет мощность, кото­рую можно снять с единицы объема камер сгорания и снижает расход топлива (рис. 2).

Рис. 4.3.2. Влияние степени сжатия на расход топлива (1)

и мощность двигателя (2)

Степень сжа­тия - это отноше­ние объема цилин­дра двигателя внут­реннего сгорания к объему камеры сго­рания.

Но повышение степени сжатия при­водит к повышению детонации. Снижение детонации может быть обеспечено применением высокооктановых бензинов.

Поэтому детонационная стойкость является решающим пока­зателем, определяющим соотношение компонентов в товарных бензинах. Высокая детонационная стойкость товарных бензинов достигается тремя основными путями:

использование в качестве базовых бензинов наиболее высоко октановых вторичных продуктов переработки нефти или увели­чение их доли в товарных бензинах;

широкое использование высокооктановых компонентов, вов­лекаемых в товарные бензины;

применение антидетонационных присадок: это наиболее эффективный и экономически выгодный способ повышения детона­ционной стойкости бензинов.

Современные товарные высокооктановые бензины готовят смешением компонентов, полученных прямой перегонкой, кре­кингом, риформингом, коксованием и другими процессами пере­работки нефти и нефтяных фракций.

Способ переработки нефти оказывает влияние на качество по­лучаемых бензинов. Октановое число бензинов:

прямой перегонки- 50-65 ед.;

термического крекинга- 60-70 ед.;

каталитического крекинга- 70 -85 ед.;

риформинга- 90-95 ед.

Испаряемость товарных бензинов регламентируют в ГОСТах такими показателями, как фракционный состав и давление насы­щенных паров.

Для создания товарного бензина, отвечающего требованиям испаряемости, прежде всего подбирают соответствующий базо­вый компонент. В базовых компонентах бензинов, как правило, немного низкокипящих фракций. В товарные бензины обязатель­но вводят специальные низкокипящие компоненты для достиже­ния необходимых показателей по фракционному составу и давле­нию насыщенных паров. Выбор таких компонентов диктуется возможностями завода, свойствами самих компонентов и качес­твом приготовляемых бензинов.

Перспективы развития производства товарных бензинов в нашей стране связаны в увеличением доли выработки высоко­октановых бензинов за счет низкооктановых. Для повышения детонационной стойкости товарных бензинов на нефтеперера­батывающем заводе (НПЗ) вводят в строй новые установки каталитического крекинга и риформинга с новыми, более эффективными катализаторами; установки алкилирования, изормеризации и других процессов производства высооктано-вых компонентов.

Содержание в товарных бензинах компонентов, полученных каталитическими процессами, будет непрерывно возрастать. Та­кие бензины, кроме высокого октанового числа, имеют и более высокое качество: содержат меньше серы, смолистых веществ, обладают более высокой химической стабильностью.

Таким образом, эксплуатационные свойства бензинов в пер­спективе будут улучшаться практически по всем показателям. В ближайшее время следует ожидать расширения ассортимента присадок, применяемых в бензинах, и повышения их эффектив­ности.