Контрольные вопросы

1. Дайте оценку значимости процессов гидрогенизации в нефтепере­работке. Объясните основное назначение этих процессов.

2. Укажите реакции сернистых соединений в процессе гидроочистки.

3. Укажите реакции азотистых соединений в процессе гидроочистки.

4. Укажите реакции кислородных соединений в процессе гидроочистки.

5. Представьте реакции углеводородов в процессе гидроочистки.

6. Какие катализаторы применяются в процессах гидроочистки? Приведите каталитические композиции, применяемые в гидроочистке, и соотношение компонентов в ней.

7. Объясните макрокинетику процесса гидроочистки.

8. Изложите цель и условия процесса гидроочистки светлых фракций.

9. Изложите цель и условия процесса гидроочистки темных дистиллятов и нефтяных остатков.

10. Представьте реакции алканов в процессе гидрокрекинга.

11. Представьте реакции циклоалканов в процессе гидрокрекинга.

12. Представьте реакции алкенов в процессе гидрокрекинга.

13. Представьте реакции аренов в процессе гидрокрекинга.

14. Какие каталитические композиции применяют при гидрокрекинге?

15. Какова макрокинетика процесса гидрокрекинга?

16. Изложите цель и возможности гидрокрекинга бензиновых фракций.

17. Изложите цель и возможности гидрокрекинга тяжелых газойлей.

18. Изложите цель и условия проведения процессов селективного гидрокрекинга и гидродеароматизации.

19. Оцените достоинства гидрокрекинга по сравнению с другими вторичными процессами нефтепереработки.

Тема 13.

Классификация нефтепродуктов

Современный ассортимент нефтепродуктов насчитывает более 600 наименований.

Весь перечень нефтепродуктов разбит на девять групп:

1) нефтяные топлива;

2) нефтяные масла;

3) пластические смазки;

4) консервационные смазочные масла;

5) смазочно-охлаждающие технологические средства;

6) присадки к маслам;

7) нефтяные растворители, ароматические углеводороды, осветительные керосины;

8) масла: белые, вакуумные, технологические, теплоносители;

9) разные нефтепродукты (парафины, церезины, вазелины, нефтяной кокс, битумы, нефтяные кислоты).

13.1. Нефтяные топлива

Нефтяные топлива подразделяются на восемь групп:

а) бензины автомобильные;

б) бензины авиационные;

в) реактивные топлива;

г) дизельное топливо;

д) котельные топлива;

е) тяжелые моторные топлива;

ж) газотурбинное топливо;

з) печное топливо

13.1.1. Бензины автомобильные. Они применяются для карбюра­торных двигателей внутреннего сгорания. В 2002 г. объем производства бензинов в России составил 27,4 млн. т. В России в настоящее время выпускаются следующие марки товарных автобензинов: А–80, АИ–92, АИ–95 и А –98 и др. (А – автомобильный; И – октановое число определено по исследовательскому методу; 80, 92, 95, 98 – значения октанового числа данной марки автобензина. Отсутствие буквы «И» обозначает, что октановое число определено по моторному методу).

Автомобильные бензины выпускаются в летнем и зимнем вариантах. Они отличаются допускаемой величиной конца кипения бензина. Для летних сортов она регламентируется величиной в 195 ^оС, а для зимних в 185 ^оС. Это связано с затруднением испаряемости бензина в зимнее время и упрощением испаряемости бензина в летний период.

Основные требования к качеству автомобильных бензинов в России и в странах ЕЭС приведены в табл. 13.1.

Таблица 13.1

Основные требования к качеству автобензинов

Показатели	Россия		ЕЭС (ЕN -228)
	ГОСТ 2084-77	ГОСТ Р 51105-97	ЕВРО-2	ЕВРО-3 с 2000 г.	ЕВРО-4 с 2005 г.
Максимальное содержание, %: бензола	-	5,0	5,0	1,0	1,0
серы	0,1	0,05	0,05	150 ррm	30 ррm
Ароматических углеводородов	55*	55*	-	42	30
олефинов	20*	20*	-	18	14
кислорода	2,7*	2,7*	-	2,3	2,7
Фракционный состав, оС до 100 оС перегоняется, % не менее		40	-	46	46
до 150 оС перегоняется, % не менее	-	-	-	75	75
до 150 оС перегоняется, % не менее	-	85	-	-	-
Давление насыщенных паров, кПа, не более	-	35 (100**)	-	60	60
Наличие моющих присадок	-	-	-	обязательно

* Норма комплекса методов квалификационной оценки;

** В зависимости от класса испаряемости

Действие ГОСТ 2084-77 «Бензины автомобильные. Технические условия» в России с 01.01.2003 г. приостановлено. Вместе с этим полностью прекращено производство этилированных бензинов.

13.1.2. Авиационные бензины. Они предназначены для авиационных карбюраторных двигателей. В России выпускаются две марки: Б-91/115 и Б-95/130 (Б – бензин авиационный; цифра в числителе дроби – октано­вое число бензина; цифра в знаменателе дроби – сортность бензина).

Сортность обозначает отношение мощности двигателя, работающего на испытуемом топливе, к мощности двигателя, работающего на чистом изооктане, сортность которого принята за 100.

13.1.3. Реактивные топлива. Реактивное топливо (авиакеросин) для дозвуковой реактивной авиации в России выпускают двух сортов: ТС-1 и РТ по ГОСТ 10227-98. На долю топлива марки РТ приходится 23 – 25 %, а на долю ТС-1 – остальное количество. Зарубежными аналогами этих марок реактивного топлива являются Jet A (Jet A-1) и Jet B, которые выпускаются в соответствии со стандартом ASTM D1655-96c. Следует отметить, что практически по всем показателям российское реактивное топливо превосходит зарубежные аналоги. В России источниками реактивного топлива являются прямогонные керосино-газойлевые фракции, легкие газойли каталитического крекинга, гидроочистки и гидрокрекинга.

Для сверхзвуковой авиации в России производят реактивное топливо марки Т-6. Оно отличается от топлив марок ТС-1 и РТ более высокой плотностью, утяжеленным фракционным составом, повышенной вязкостью и пониженным содержанием серы. Основные требования к реактивным топливам представлены в табл. 13.2.

Таблица 13.2

Требования к реактивным топливам

Показатели	Отечественные топлива				Зарубежные топлива
	ГОСТ 10227-86		ГОСТ 12308-89		I	II
	ТС-1	РТ	Т-8В	Т-6
Плотность при 20 оС, кг/м3, не менее	775	775	800	840	775-840 (при 15 оС)	775-840 (при 15 оС)
Фракционный состав, оС
н. к.	150	135	165	195	-	-
Температура выкипания 10 % об.	165	175	185	220	205	205
Температура выкипания 98 % об.	250	280	280	315	300	300 (320)
Высота некоптящего пламени, мм, не менее	25	25	20	20	20-25	19
Температура начала кристаллизации, оС, не выше	– 60 (– 55)	– 55	– 50	– 60	– 47, – 40	– 46
Содержание ароматических углеводородов, % масс., не более	22	22	22	10	27-28 25 (об.)	27-28 25 (об.)
Содержание общей серы, % масс., не более	0,2	0,1	0,1	0,05	0,3	0,4
Содержание меркаптановой серы, % масс., не более	0,003	0,001	0,001	отс.	0,003	0,001
Температура вспышки в закрытом тигле, , оС, не ниже	28	28	40	60	38	-

13.1.4. Дизельные топлива. Дизельные топлива в последнее время находят все более широкое применение в качестве моторного топлива. Достаточно сказать, что начато использование дизтоплив даже в легковых автомобилях. Особенно в этом преуспела Западная Европа.

В производстве дизельных топлив применяют нефтяные фракции 160 – 360 ^оС. Источниками этих фракций являются процессы первичной перегонки нефти, легкие газойли каталитического и гидрокрекинга, гидрооблаго­роженные газойлевые фракции коксования, висбрекинга и пиролиза, тяжелый алкилат процесса алкилирования изобутана, продукты депара­финизации масел.

Нефтеперерабатывающая промышленность России производит три вида дизельного топлива: летнее («Л»), зимнее («З») и арктическое («А»). Маркируются дизельные топлива следующим образом, например, имеется дизтопливо марки Л – 0,2 – 40. Буква «Л» обозначает, что топливо летнее, цифра 0,2 – процентное содержание серы в топливе, а цифра 40 – величину нижнего предела температуры вспышки, ^оС. Аналогично маркируют зимнее дизтопливо (например, З – 0,2 – 35) и арктическое (например, А – 0,05 – 30). Из общего объема производимого в России дизельного топлива около 90 % приходится на летнее топливо, 9 % – на зимнее топливо и лишь 1 % – на арктическое топливо. Потребность в низкозастывающих марках дизтоплив удовлетворяется всего на 40 %.

По экологическим характеристикам российские дизельные топлива не идут ни в какое сравнение с зарубежными требованиями. Достаточно сказать, что допускаемое стандартом содержание серы 0,5 % существует только в России. Наиболее жесткие требования по этому показателю предъявляет стандарт Швеции (табл. 13.3).

Таблица 13.3

Стандарт Швеции на дизельное топливо

Показатели	Класс 1	Класс 2	Класс 3
Содержание серы, ррm (%), не более	10 (0,001)	50 (0,005)	500 (0,05)
Содержание ароматических углеводородов, % не более	5	20	-
Фракционный состав, оС:
н. к, не ниже	180	180	-
температура выкипания 10 % объема, не ниже	-	-	180
температура выкипания 95 % объема, не ниже	285	295	340-370
Плотность при 15 оС, кг/м3	800-820	800-820	820-860
Содержание полиароматических углеводородов, не более, %	0.02	0,1	-
Цетановый индекс, не менее	50	47	43-46

Требования стандарта России в сравнении с требованиями стандартов стран ЕЭС приведены в табл. 13.4.

Таблица 13.4

Требования к качеству дизельных топлив России и стран ЕЭС

Показатели	EN-590, страны ЕЭС			ГОСТ 305 (летний сорт)
	1993–1996 г.	1996­­­–1999 г.	с 2000 г.
Содержание серы, % масс, не более	0,3	0,005	0,0035	0,2
Цетановое число, не менее	45	49	51	45
Плотность при 15 оС, кг/м3	820-860	820-860	820-845	860
Кинематическая вязкость при 40 оС, мм2/с	2,0–4,5	2–4,5	2–4,0	3–6
Содержание полициклических ароматических углеводородов, %, не более	не нормируется	не нормируется	11*	–
Смазывающие свойства, мкм, не более	не нормируется	не нормируется	460	–

* В перспективе 2 %

В мире наблюдается тенденция к облегчению фракционного состава дизельных топлив, что неизбежно влечет за собой снижение плотности. Например, к 2005 г. требования Европейского Парламента предполагают, что температура 95 % выкипания дизельного топлива по кривой разгонки не должна превышать 340 ^оС (при плотности не более 825 кг/м³).

Ожидается, что содержание серы в дизельных топливах России будет снижаться (табл. 13.5).

Таблица 13.5

Ожидаемая динамика снижения доли серы в дизельных топливах России

Содержание серы, % масс.	Производство дизельного топлива, %, отн.
	1999 г.	2005 г.	После 2005 г.
0,2 – 0,5	7	-	-
До 0,2	93	100	-
До 0,1	12	25	-
До 0,05	-	25	100

В табл. 13.6 приведены показатели качества экологически чистых дизельных топлив и топлив с улучшенными экологическими свойствами, предлагаемые к внедрению в России в ближайшей перспективе.

Таблица 13.6

13.1.5. Котельное топливо (мазут). Применяют в качестве топлива для ряда промышленных печей и паровых котлов. Выпускаются две марки: М-40 и М-100. Мазут М-40 имеет меньшие значения вязкости, зольности, мехпримесей, температур вспышки и застывания чем мазут М-100.

Кроме мазута, в состав котельного топлива могут вовлекаться тяжелые газойли висбрекинга, каталитического крекинга, коксования, гидрокрекинга, рафинаты от переработки масел и тяжелые остатки нефтехимических производств. Иногда для понижения вязкости в котельное топливо добавляют до 25 % дизельных фракций.

13.1.6. Тяжелые моторные топлива (флотские мазуты). Флотские мазуты служат в основном в качестве топлива для тихоходных судовых дизелей. В России они выпускаются двух марок: Ф-5 и Ф-12. Буква «Ф» обозначает назначение (флотский). Мазут Ф-5 имеет значительно меньшие значения вязкости, зольности, механических примесей, температуры вспышки, но большую температуру застывания, чем мазут Ф-12.

13.1.7. Газотурбинное топливо. Это топливо выпускается одного вида, поэтому не имеет маркировки. Применяется для газотурбинных установок.

13.1.8. Печное топливо. Это топливо также не имеет маркировки. Применяется для обогрева бытовых печей, для отопления жилых зданий, сельскохозяйственных ферм и т. д. Может содержать в составе до 75 % дизельных фракций.