4 Химическая классификация

Определим, к какому химическому основанию можно отнести Краснокамскую нефть. Для этого обратимся к данным таблицы, характеризующей групповой углеродный состав фракций, выкипающих до 200 °С [1, с. 88].

Из таблицы видно, что фракция н.к. – 200 °С Краснокамской нефти содержит 73% парафиновых углеводородов, 19% нафтеновых и 8% ароматических. Следовательно, она является нефтью метанового основания.

Ароматические углеводороды в составе автомобильных и авиационных бензинов придают им (бензинам) высокую детонационную стойкость (высокое октановое число), однако чрезмерное их содержание нежелательно, так как ароматические углеводороды наиболее склонны к нагарообразованию на внутренней поверхности цилиндро-поршневой группы двигателя в процессе сгорания топлива. Они (ароматические углеводороды) впитывают влагу, в силу чего топливо может обводняться; ароматические углеводороды при сгорании образуют токсичные газы, ухудшая экологическую картину воздушного бассейна населенных пунктов.

Парафиновые углеводороды в составе автомобильных и авиационных бензинов ухудшают их детонационную стойкость, снижают уровень октанового числа.

И, напротив, парафиновые углеводороды в составе дизельных и реактивных топлив улучшают их воспламеняемость, повышают цетановое число и цетановый индекс дизельных топлив.

Нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение между ароматическими и парафиновыми углеводородами по их влиянию на эксплуатационные свойства топлив и поэтому они желательны как в составе автомобильных бензинов, так и в дизельных, и реактивных топливах.

4.1 Заключение по результатам химической классификации

В бензиновых фракциях нефтей метанового основания, среди парафиновых углеводородов преобладают углеводороды нормального строения. Такие углеводороды часто составляют 50% и более от содержания всех изомеров.

Топлива парафинового происхождения, состоящие большей частью из метановых углеводородов нормального строения, наиболее сильно детонируют в карбюраторных двигателях. В дизелях, наоборот, именно это горючее может быть использовано наиболее эффективно. Это определяется тем, что топлива метанового основания имеют относительно низкую температуру самовоспламенения.

5 Оценка бензиновой фракции Краснокамской нефти с точки зрения ее использования для производства автомобильных бензинов

Проанализируем все показатели качества бензиновой фракции Краснокамской нефти, приведенные в справочнике [1, с. 74], и сравним их с требованиями ГОСТ на автомобильные бензины по этим же показателям.

Составим таблицу качественных показателей бензиновой фракции Краснокамской нефти и требования ГОСТ Р 51105 – 97. Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Бензин неэтилированный. Технические условия.

Таблица 1 – Сравнительная характеристика качества бензиновой фракции Краснокамской нефти и требования ГОСТ Р 51105-97

Показатель	Справочные данные	Требования ГОСТ Р 51105 – 97 (Премиум-95)	Примечание
Плотность при 15 °С, кг/м3	732,3	725 – 780	Соответствует
Фракционный состав, °С -начало кипения -10 % выкипает при температуре -50 % выкипает при температуре -90 % выкипает при температуре	54 70 133 187	Не ниже 35 Не выше 70 Не выше 120 Не выше 180	ГОСТ 2084 – 77 Соответствует Соответствует Не соответствует Не соответствует

Продолжение таблицы 1

Показатель	Справочные данные	Требования ГОСТ Р 51105 – 97 (Премиум-95)	Примечание
Содержание серы, %	0,42	Не более 0,05	Не соответствует
Октановое число (ММ)	35,0	Не менее 85,0	Не соответствует

Составим таблицу качественных показателей бензиновой фракции Краснокамской нефти и требований ТР ТС 013/2011.

Таблица 2 – Сравнительная характеристика качества бензиновой фракции Краснокамской нефти и требования ТР ТС 013/2011

Показатель	Справочные данные	Требования ТР (Класс 5)	Примечание
Содержание серы, %, не более	0,42	0,001	Не соответствует
Октановое число (ММ), не менее	35,0	85,0	Не соответствует

Анализ данных, приведенных в таблице 1 показывает, что бензиновая фракция Краснокамской нефти (н.к. – 200 °С) по уровню плотности удовлетворяет требованиям ГОСТ Р 51105 – 97 на автомобильные бензины.

По фракционному составу бензиновая фракция Краснокамской нефти соответствует лишь началу кипения и 10%–й точке выкипания летнего сорта бензина. 50 и 90% выкипания значительно выше требований ГОСТ Р 51105– 97 на автомобильные бензины.

Для того, чтобы бензиновая фракция Краснокамской нефти соответствовала требованиям ГОСТ 2084 – 77, необходимо исправить фракционный состав.

Так как бензиновая фракция получена с завышенными, относительно нормы, 50 и 90% точками выкипания, то следует провести компаундироние данной фракции с бензиновой фракцией другой партии, имеющей запас качества по данным показателям.

Бензиновая фракция, выделенная из Краснокамской нефти, имеет высокое содержание серы (0,42%).

Для его снижения фракцию необходимо направить на гидроочистку, чтобы снизить содержание серы до требований:

- не выше 0,05% по ГОСТ Р 51105 – 97;

- не выше 0,001% по ТР.

Прямогонная бензиновая фракция, выделенная из Краснокамской нефти (28 – 200 °С), имеет низкое октановое число (35 по ММ). Это характерно для нефтей метанового основания.

Для рационального использования низкооктановой бензиновой фракции данной нефти можно использовать ряд вариантов:

а) разделить суммарную бензиновую фракцию на два узких: 28 – 62°С, 85 – 200 °С;

б) фракцию 28 – 85 °С направить на установку каталитической изомеризации с целью получения высокооктанового изомербензина;

в) фракцию 85 – 200 °С направить на установку каталитического риформинга (после глубокой гидроочистки) с целью повышения октанового числа с последующим получением на ее основе товарного автомобильного или авиационного бензинов;

г) суммарную фракцию разделить на узкие на установке вторичной перегонки бензинов (28 – 85, 85 – 200 °С), фракцию 85 – 200 °С направить на каталитический риформинг (после гидроочистки) с целью получения катализата с высоким содержанием ароматических углеводородов и последующим их выделением методом экстракции с получением бензола, толуола, о-ксилола, м-ксилола, п-ксилола, этил-бензола;

д) низкооктановую прямогонную бензиновую фракцию можно направить в качестве сырья на установку для получения низкомолекулярных олефинов (этилен, пропилен, бутилен) и ценной пиролизной смолы как сырья для получения ароматических углеводородов, высокооктановой бензиновой фракции (на гидрирование), высококачественного нефтяного кокса, нефтяного пека и других специальных нефтепродуктов.