Ищу информацию о смешивании нефтепродуктов

Что такое технология смешивания? Технология смешивания – это прикладная технология, при которой некоторые нефтепродукты стандартных или нестандартных спецификаций, производимые на нефтеперерабатывающих заводах, легкие углеводороды (конденсат), получаемые на нефтяных месторождениях, а также химические продукты подвергаются переработке с помощью специальных устройств. Затем к полученной смеси добавляются определенные добавки для получения бензина и дизельного топлива, соответствующих стандартам клиента. Это позволяет максимально снизить затраты и сэкономить нефтяные ресурсы. Технология смешивания бензина и дизельного топлива в мире торговли нефтепродуктами уже хорошо развита: с помощью антидетонационных добавок можно превратить бензин марки 90# в бензин марок 93# и 97#, а дизельное топливо марок -5# и 0# — в дизельное топливо марки -10# для продажи. В нашей стране ежегодно производится несколько сотен тонн продуктов на основе нефтяного газа. Поскольку октановое число этого газа невысоко – около 40–60 – большая часть из него может использоваться лишь в качестве сырья для производства этилена. Цена такого сырья низкая и нестабильная. Однако, если применить технологию переработки, позволяющую удалить серу из нефтяного газа, смешать его с компонентами с высоким октановым числом и добавить антидетонационные вещества, то можно получить бензин марок 90# и 93#. Это позволит сэкономить значительное количество нефтяных ресурсов. Из этого можно сделать вывод, что технология смешивания бензина и дизельного топлива представляет собой эффективный способ сокращения затрат и рационального использования имеющихся нефтяных ресурсов. Эту технологию следует активно внедрять в нашей стране. Возможно, кто-то спросит: а можно ли использовать такое смешанное топливо? Надежное ли качество? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо поговорить о технологии производства на нефтеперерабатывающих заводах. II. Методы производства бензина и дизельного топлива на нефтеперерабатывающих заводах
Бензин и дизельное топливо, которые сейчас используются в нашей стране, получаются путем переработки нефти. Необработанная нефть называется сырой нефтью. Для получения бензина и дизельного топлива из сырой нефти необходимо пройти следующие основные этапы: 1. Сначала сырую нефть нужно очистить от солей и воды, затем провести дистилляцию при атмосферном давлении с целью выделения фракций, подходящих для использования в качестве бензина и дизельного топлива. Такие фракции называются фракциями прямой дистилляции; к ним относятся нейтральный нифтален, дизельное топливо первой и второй фракций и т. д. 2. Затем, используя в качестве сырья тяжелое нефть при нормальном и пониженном давлении, образующуюся в процессе переработки, с помощью методов вторичной переработки, таких как термическая кракинг, каталитическая кракинг, гидрокракинг и замедленная коксовка, фракции с высокой температурой кипения разлагаются на низкомолекулярные углеводороды, подходящие в качестве топлива. После фракционирования получаются компоненты для производства бензина и дизельного топлива, полученные путем термической кракинга, каталитической кракинга и коксовки. Для производства бензина с высоким октановым числом необходимо также применять такие методы, как каталитический риформинг и алкилирование, чтобы получить компоненты риформингового бензина и легкое алкилированное масло. 3. Нефтяные фракции, полученные методом прямого перегонки, и фракции, полученные путем вторичной обработки, подвергаются электрохимической очистке, гидрореформингу, десульфуризации и декеровке с целью удаления вредных веществ и повышения качества нефти. 4. Наконец, в соответствии с требованиями к качеству бензина и дизельного топлива различных марок, из вышеупомянутых фракций нефти формируется смесь в нужных пропорциях с добавлением соответствующего количества различных добавок; таким образом получается бензин и дизельное топливо, качество которых соответствует **стандартам**. Типичная схема смешивания бензина на нефтеперерабатывающих заводах нашей страны:
Класс бензина / Процентное соотношение компонентов в смеси
Бензин, полученный при каталитической обработке / Бензин, полученный в результате ректификации / Алкилированный бензин / MTBE
90#: 100% / 93#: 70–72% / 20–15% / 10–13%
93#: 70–72% / 20–15% / 10–13%
93#: 68–70% / 32–30%
93#: 60–64% / 40–36%
95#: 58–60% / 30–26% / 12–14%
95#: 38–41% / 32–35% / 34–24%
95#: 53–56% / 35–30% / 12–14%
97#: 28–33% / 58–55% / 12–14%
97#: 39–44% / 33–35% / 10–12% / 12–14%
Из этого можно сделать вывод, что на нефтеперерабатывающих заводах сначала производятся отдельные компоненты, а затем они смешиваются для получения готового бензина. Только на нефтеперерабатывающих заводах можно в соответствии с потребностями производить различные виды нефти, соответствующие установленным стандартам. Технология смешивания же предполагает использование различных нестандартных видов нефти и химических субстратов; после их переработки получается готовая нефть, соответствующая требованиям. Обе технологии схожи, только при использовании технологии смешивания при производстве нефти не образуется дым. III. Сырье для производства бензина и дизельного топлива. Сырье, пригодное для производства бензина: прямогонный бензин (нафта, нефтяной эфир), легкая нафта, конденсат (легкие углеводороды), очищенные химические масла C5, C9, C10, ароматические углеводороды марок 150# и 200#, смешанные ароматические углеводороды, формальдегидная смола, MTBE, DMC, высшие спирты и т. д. Сырье, которое может использоваться для модификации дизельного топлива: тяжелый дизельное топливо, восковое масло, коксовое восковое масло, растворители с номером 200# и выше, тяжелые ароматические углеводороды, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, а также продукты, получаемые при переработке авиационного топлива. Керосин для ламп, масло обычной очистки, масло с пониженным содержанием примесей, ароматические растворители с номерами 200#, 230#, 270#, минеральное масло №3, дизельное топливо, полученное в результате кристаллизации, дизельное топливо, полученное в процессе коксования, и т. д. Вышеупомянутые сырьевые материалы после предварительной деколорации, дезодорации и процедур очистки и стабилизации смешиваются с добавками для улучшения качества. После этого проводится контроль качества; только при соблюдении или близком соответствии **стандартам** продукт может быть выпущен на рынок. Характеристики фракций бензина, получаемых при дистилляции при атмосферном давлении
Сырье: Дачин, Шэнли, Ляохэ, Северный Китай, Синьцзян, Чжунъюань
Октановое число (RON): 47, 65, 60, 51, 62, 65

Основные характеристики сырья для производства бензина
Название сырья | Относительная плотность | Диапазон температур кипения | Диапазон октанового числа | Основные компоненты | Внешний вид | Температура кипения | Температура вспышки
Нефтяной нейтрал | 0,68–0,71 | 70–145°C | — | Алканы C5–C9 | Бесцветный или светло-желтый | 20–160°C | –2°C
Нефтяной эфир | 0,64–0,66 | Пентан, гексан | Бесцветная прозрачная жидкость с запахом угольного газа | 30–120°C | –20°C (при закрытом контейнере)
Конденсат нефти | 20°C | –200°C | 60–70 | Алканы C5–C8 | — | — | —
Очищенные алканы C5 | 0,66 | 36°C–41°C | 85–95 | Бесцветная прозрачная жидкость | — | — | —
Очищенные алканы C9 | 0,88–0,90 | 150°C–190°C | 110–105 | Ароматические вещества C9 | Бесцветная прозрачная жидкость | — | — | —
Очищенные алканы C10 | 0,89–0,92 | 180°C–210°C | 105–110 | Ароматические вещества C10 | Бесцветная прозрачная жидкость | — | — | —
Ароматические вещества 150# | 0,88–0,90 | 150°C–190°C | 105–115 | Смесь ароматических веществ | Бесцветная прозрачная жидкость | — | — | —

IV. Приложения, используемые для приготовления бензина и дизельного топлива
А. Стойкость бензина к детонации
1. Стойкость бензина к детонации
Нормальное сгорание бензина в камере сгорания происходит после зажигания горючей смеси с помощью искры. Пламя распространяется со скоростью 20–50 м/с, постепенно двигаясь вперед; температура и давление в цилиндре постоянно повышаются до завершения процесса сгорания. Это не только позволяет полностью реализовать потенциал двигателя, но также обеспечивает его стабильную и плавную работу, что способствует нормальной езде автомобиля. Но иногда может происходить ненормальное горение. При этом, когда горючая смесь в цилиндрах двигателя воспламеняется, часть несгоревшей смеси под действием сжатия от пламени и теплового излучения испытывает резкий повышение температуры и давления. Это приводит к усилению химической реакции, в результате которой образуется множество нестабильных пероксидов. До того, как пламя успевает распространиться, эти пероксиды начинают интенсивно разлагаться, что приводит к самовозгоранию и взрывному горению. В результате возникает мощная ударная волна, которая вызывает вибрации в двигателе и появление звуков металлического удара; это, в свою очередь, снижает мощность двигателя. Из выхлопной трубы идет черный дым, расход топлива увеличивается. Мы называем это явление детонацией. Следовательно, свойство бензина противостоять детонации при его сгорании в двигателе называется антидетонационной способностью бензина. Качество антидетонационных свойств различных углеводородов, содержащихся в бензине, напрямую определяет качество его антидетонационных свойств. На основе большого количества экспериментальных данных можно выделить следующие закономерности: качество антивзрывной стойкости углеводородов в целом можно расположить в следующем порядке. Ароматические углеводороды > Изоалканы > Циклоалканы > Алканы > Нормальные алканы. Что касается нефтепродуктов, то стойкость углеводородов к детонации имеет тенденцию к снижению по мере увеличения молекулярной массы. Поэтому у нефтепродуктов, полученных из одного и того же сырья, фракции с более низкой температурой кипения обладают лучшей антидетонационной способностью, чем фракции с более высокой температурой кипения. С точки зрения переработки, каталитический крекинг и рефоринг предпочтительнее термического крекинга или коксования; при этом продукты термического крекинга и коксования лучше, чем продукты прямой перегонки. 2. Критерии оценки устойчивости бензина к детонации. Устойчивость бензина к детонации определяется по числу октанового числа. Так называемый октановый число — это число, которое в своих значениях равно процентному содержанию изооктана в стандартном топливе с аналогичной стойкостью к детонации. В качестве стандартного топлива используют изооктан с очень высокой антидетонационной способностью (2,2,4-триметилпентан; его октановое число принимается за 100) и н-гептан с худшей антидетонационной способностью (GH16; его октановое число принимается за 0). Два вещества смешиваются в соотношении разных объемов для получения смеси. При этом процентное содержание изооктана по объему в стандартном топливе соответствует октановому числу этого стандартного топлива. Если стандартное топливо состоит на 90% из изооктана и на 10% — из нормального гептана (по объему), то октановое число стандартного топлива составляет 90. При определении октанового числа бензина испытуемое топливо и выбранное стандартное топливо помещают в октанометр в строго регламентированных условиях. Если их устойчивость к детонации оказывается одинаковой, это означает, что октановое число исследуемого топлива равно октановому числу стандартного топлива. В настоящее время в разных странах мира для определения октанового числа бензина используются три метода: исследовательский метод (RON), моторный метод (MON) и индекс устойчивости к детонации. Метод исследования октанового числа. Метод исследования октанового числа (RON) — это октановое число, измеряемое с помощью стандартного лабораторного двигателя в умеренно строгих условиях: при низкой температуре смеси (обычно без нагрева) и низкой скорости вращения двигателя (обычно 800 об/мин). Моторный октановый число – это октановое число, измеряемое в жестких условиях: при более высокой температуре воздушно-топливной смеси (обычно до 149°C) и при более высоких оборотах двигателя (обычно до 900 об/мин). Оборудование, используемое в MON, практически идентично оборудованию RON. Но условия их тестирования различаются. Показатель MON характеризует способность бензина противостоять детонации при высоких оборотах двигателя в условиях большой нагрузки, тогда как показатель октанового числа отражает способность бензина противостоять детонации при низких оборотах двигателя в условиях частых разгонов. У пального с тем же составом показатель RON на 5–10 единиц выше, чем у MON. Поскольку ни RON, ни MON не могут полностью отражать антидетонационные свойства топлива в процессе работы двигателя. Поэтому был введен показатель устойчивости к взрывам. Индекс устойчивости к детонации. Индекс устойчивости к детонации = (RON + MON) / 2. Поскольку в национальных стандартах для определения октанового числа используется импортный американский прибор ASTM, который стоит очень дорого, можно использовать и более простые приборы для проведения измерений. Однокамерные устройства производства из Шанхая, приборы для измерения диэлектрической проницаемости, приборы для измерения дальнего инфракрасного излучения, антидетонационные добавки для бензина. Бензин является одним из важных видов топлива, имеющего большое значение для экономики и жизни населения страны. С быстрым развитием национальной экономики и стремительным увеличением числа автомобилей в нашей стране спрос на бензиновое топливо постоянно растет. Октановое число является самым важным показателем качества автомобильного бензина; оно комплексно отражает уровень развития нефтеперерабатывающей промышленности и конструкторской мысли в автомобилестроении. Поэтому с начала XX века люди постоянно искали эффективные способы повышения октанового числа, и благодаря почти столетним усилиям технологии постепенно совершенствовались. В настоящее время существует два способа повышения октанового числа бензина: первый заключается в использовании технологических процессов для достижения этой цели, таких как каталитический риформинг, алкилирование, изомеризация и т. д.; второй — в добавлении в бензин антидетонаторов (например, тетраэтилсвинца, который в настоящее время запрещен к использованию) или компонентов с высоким октановым числом (например, MTBE, который увеличивает содержание ароматических углеводородов). Хотя технологические методы являются основным средством для повышения октанового числа бензина, у них есть такие недостатки, как высокие инвестиционные затраты и необходимость изменения диапазона температур кипения бензина. Это затрудняет достижение оптимального сочетания параметров производства, а также снижает степень гибкости в управлении процессом производства. Многочисленные практические примеры как внутри страны, так и за рубежом доказывают: использование антивзрывных добавок является наиболее эффективным способом повышения октанового числа автомобильного бензина. Антидетонационные добавки для бензина могут быть разделены в зависимости от своего состава на серосодержащие (например, метилциклопентадиенилтримарганец, тетраэтийсвинец и т. д.) и безсерные (например, метилтрет-бутиловый эфир и другие чисто органические соединения). Существуют антидетонационные добавки для бензина с высоким содержанием серы. Среди наиболее распространенных таких добавок — тетраэтилолов, дифенилэтрин и MMT (метилциклопентадиентрикарбонильный марганец). Поскольку тетраэтилоловый свинец является токсичным, наличие ферроцианида приводит к сбоям в зажигании свечей зажигания. В нашей стране уже запрещено использование тетраэтилолова и ферроцена. ММТ был выпущен компанией Ethyl в 1959 году; он обладает хорошими свойствами противовзрывности и способностью к реагированию с бензином. При концентрации Mn 9–18 мг/л он позволяет повысить октановое число бензина по методу тестирования на 1,7–3 единицы. Вопросы, связанные с влиянием ММТ на системы контроля выхлопных газов автомобилей и с загрязнением окружающей среды, являются предметом споров. Исследования показали, что после сгорания выделяется лишь небольшое количество MMT; большая часть остается внутри системы выпуска отработавших газов, покрывая поверхности таких компонентов, как свечи зажигания и каталитические нейтрализаторы. Это может привести к сбоям в процессе зажигания. Страны имеют разные взгляды на использование MMT. В 1978 году в США было запрещено использование MMT, но в октябре 1995 года его снова начали применять в качестве антидетонационного вещества для бензина. Агентство по охране окружающей среды и Ассоциация производителей автомобилей (AAMA) выражают серьезные возражения по этому поводу. В «Глобальных стандартах топлива», разработанных Европейской ассоциацией производителей автомобилей, Японской ассоциацией производителей автомобилей и другими организациями, строго запрещается добавление марганца в бензин, используемый в автомобилях. В Китае нет прямого запрета на использование марганцевых антивзрывных веществ. Но допускается добавление в ограниченном количестве. Стандарт для автомобильного бензина (II) предусматривает содержание марганца не более 18 мг/л, для автомобильного бензина (III) — не более 16 мг/л, а стандарт Пекина — не более 6 мг/л. Требования становятся все строже. Однако по мере постепенной открытости рынка готовой нефтепродукции для внешней торговли европейские стандарты стали общепринятыми для бензина во всем мире. Местные нефтеперерабатывающие заводы должны как можно скорее задуматься о поиске замены веществу MMT. Антидетонационное вещество для бензина без серы. Органические антидетонационные вещества без серы способны сдерживать автоматическое ускорение реакции, ограничивая скорость сгорания топлива в нормальных пределах. Это позволяет избежать отравления катализаторов под действием добавленного антидетонационного вещества, снижает уровень выбросов загрязняющих веществ, а также обеспечивает хорошие антидетонационные свойства. Потому что в настоящее время проводится много исследований по таким антивзрывным веществам. Распространенными антидетонационными веществами без золы являются эфиры, эстеры и амины. Эфиры: MTBE используется в качестве добавки к бензину по всему миру. Он не только способствует повышению октанового числа бензина, — при содержании добавки от 3% до 7% октановое число бензина может увеличиваться на 2–3 единицы, — но также улучшает процесс сгорания топлива в двигателях, снижает содержание CO в выхлопных газах и одновременно снижает производственные затраты на бензин. С момента внедрения MTBE спрос на него постоянно растет. Его технология производства также становится всё более совершенной. Однако недавно штат Калифорния в США запретил использование MTBE под предлогом загрязнения грунтовых вод, и американские **экологические органы приняли аналогичные меры. Это указывает на то, что Соединенные Штаты начали ограничивать производство и использование МТБЕ. В настоящее время ЕС и Япония отдают предпочтение другому, более легко разлагаемому антивзрывному веществу — этил-терти-бутиловому эфиру (ETBE). Его производительность такая же высокая, как у MTBE. Ниже приведены показатели MTBE: плотность (кг/м³ при 20°C): 740,6; критическая температура (°C): 223,9; теплоемкость (°C): 2,135; тепло от испарения (Дж/(г·К)): 30,10; энергия сгорания (МДж/кг): 38,21; давление пара при нормальных условиях (бар): 0,55; критическое давление (KPC): 223,9; показатель преломления (при 20°C): 1,3689; температура воспламенения (°C): 480; предельное содержание в воздухе для взрыва (%V): верхний предел – 1,65 ； Нижний предел – 8,4. Октановое число по методу исследований: 117. Октановое число по методу двигателя: 101. Растворимость воды в MTBE (20°C, г/100 г): 1,5. Растворимость MTBE в воде (20°C, г/100 г): 4,3. Этил-терти-бутиловый эфир (ETBE). Как и другие эфиры, ETBE может использоваться в качестве антидетонационного агента для повышения октанового числа бензина. Их значения RON и MON составляют соответственно 119 и 103; давление насыщенного пара — 27,56 кПа, что значительно ниже, чем у MTBE. Температура кипения ETBE довольно высока; он способен смешиваться с бензином без образования абсорбционной смеси. Благодаря этому удается снизить сопротивление газов в двигателе, а также уменьшить потери бензина в результате его испарения. Следовательно, использование ETBE в качестве антидетонационного агента позволяет повысить экономичность и безопасность бензина по сравнению с использованием MTBE, что делает его перспективным для применения. Однако производственные затраты на ETBE высоки, и высокая цена является главным препятствием для его широкого использования. Диизопропиловый эфир (DIPE). Химический состав, плотность и тепло парообразования и другие физические свойства DIPE схожи с таковыми у MTBE, ETBE и TAME: значение RON составляет 107–110, а индекс антикоррозийных свойств — 102–106. Давление насыщенного пара — 33,78 кПа. В качестве сырья используются пропилен и вода, которые легко доступны и имеют стабильные цены; к тому же производство DIPE не зависит от рынка этанола. Компания Лоян Шихуа Инжиниринг разработала способ получения DIPE путем одноэтапной гидроэтерификации пропилена. Катализатор на основе активного β-зеолита, созданный этой компанией, обеспечивает высокий уровень конверсии в процессе гидроэтерификации пропилена, а также высокую селективность при получении DIPE. Кроме того, катализатор отличается высокой активностью и стабильностью. Ценовое преимущество DIPE может сделать его альтернативным компонентом эфиров после запрета на MTBE. Трет-бутилметилэфир (TAME). Значения RON и MON для TAME составляют соответственно 12 и 99; давление насыщенного пара — 20,67 кПа, что значительно ниже, чем у MTBE. Способность к сопротивлению взрывам у TAME немного лучше, чем у MTBE. TAME производится из метанола и изопентена, поэтому его цена низкая. Кроме того, компания TAME пока не выявила подобных проблем с экологией и безопасностью, связанных с использованием MTBE, поэтому потенциал его применения на рынке весьма велик. В нашей стране несколько научно-исследовательских институтов занимаются изучением технологии производства TAME. В настоящее время успешно разработана технология синтеза TAME методом каталитической дистилляции; на Шанхайской нефтехимической компании построен промышленный испытательный установочный комплекс производительностью 2000 тонн в год. Кроме того, исследовательский институт компании «Цилуй Петрохимия» разработал технологию смешанной этерификации C4 и C5 фракций, позволяющую в одном и том же каталитическом дистилляционном аппарате получать MTBE и TAME одновременно, что способствует увеличению масштабов производства эфиров и повышению экономической эффективности. Метилформальдегид благодаря своим хорошим пожарным свойствам используется в качестве добавки к нефтепродуктам. Его применение значительно улучшает показатели сгорания и снижает выбросы вредных газов. Сейчас многие компании называют его новым экологически чистым топливом. Молекулярная формула: CH3O–CH2–OCH2. Молярная масса: 76,09. Температура кипения: 42,3°C. Температура вспышки: –17,8°C. Плотность: d15/15 – 0,866; d20/20 – 0,861. Температура плавления: –104,8°C. Внешний вид: бесцветная прозрачная жидкость с запахом, похожим на запах хлороформа. Эфиры: среди них наибольшее внимание привлекает диметилкарбонат (DMC); он считается одним из наиболее перспективных средств для повышения октанового числа. Кроме того, исследования показывают, что добавление DMC практически не влияет на насыщенное паровое давление бензина, его температуру замерзания и растворимость в воде. По сравнению с MTBE, в DMC более высокое содержание кислорода. При одинаковом содержании кислорода в бензине объем добавляемого DMC составляет примерно 40% от объема MTBE. Для катализированного бензина DMC обеспечивает такой же эффект смешивания, однако по отношению к бензину непосредственного перегонки чувствительность DMC к изменениям ниже, чем у MTBE. После добавления DMC и MTBE в количестве 3% от общего объема, базовый октановый число бензина непереработанного происхождения повысилось с 51,0 до 52,5 и 53,1 соответственно. Это показывает, что DMC более подходит для использования при синтезе бензина с базовым октановым числом выше 80. Диметилкарбонат при комнатной температуре представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с сладковатым вкусом. Точка плавления составляет 4°C, а точка кипения — 90,11°C. Он плохо растворяется в воде, но может смешиваться с спиртами, эфирами и практически со всеми органическими растворителями. Молекула DMC содержит такие функциональные группы, как CH=O, CO и COOCH, что обеспечивает ей высокую химическую активность. Токсичность DMC очень низкая; это экологически чистый органический химический реагент, соответствующий требованиям современных «чистых технологий», и является важным промежуточным продуктом в органическом синтезе. Дибутиловый ацетат, молекулярная формула C6H12O2 ； CH3COOCH(CH3)CH2CH3 Внешний вид и свойства: бесцветная жидкость с фруктовым ароматом. Молекулярная масса: 116,16. Давление пара: 2,00 кПа при 25°C. Температура вспышки: 19°C. Температура плавления: –98,9°C. Температура кипения: 112,3°C. Растворимость: нерастворима в воде; растворяется в этаноле, эфире и других органических растворителях. Плотность: относительная плотность (вода = 1) – 0,86 ； Относительная плотность (воздух = 1): 4,00. Стабильность: стабильно. Знак опасности: 7 (горючая жидкость с средней температурой вспышки). Амины; представителем является N-**амин. Согласно имеющимся данным, исследования по использованию аминовых соединений в качестве антидетонаторов для бензина начались за рубежом в начале 70-х годов. За рубежом это вещество известно под названием MmA. Причиной отсутствия его широкого применения стало содержание азота в аминных группах. Исследования за рубежом показали, что для снижения содержания NOx в выхлопных газах автомобилей необходимо ограничить содержание аминовых соединений в бензине до уровня не более 17 г/л. В этом диапазоне аминовые соединения способны повысить октановое число топлива на 1,2–2 единицы. Поэтому снижение содержания аминосодержащих соединений в антидетонаторах с целью обеспечения их максимальной эффективности в рамках экологических норм является сложной задачей для широкого применения таких антидетонаторов. Поэтому страны всего мира усиливают исследования в области антидетонационных добавок для бензина, причем антидетонационные добавки без вредного воздействия на окружающую среду являются направлением развития в будущем. (II) Технологии десульфуризации бензина. В последние годы, по мере увеличения числа автомобилей, выхлопные газы стали одним из основных источников загрязнения атмосферы. Это приводит к чащему возникновению кислотных дождей, которые серьезно наносят ущерб зданиям, почве и условиям жизни людей. Поэтому страны мира вводят все более строгие стандарты качества нефтепродуктов, ужесточая ограничения на содержание серы, алкенов и бензола в них, чтобы лучше защитить среду обитания человека. С увеличением объемов переработки нефти, содержащей серу, и распространением каталитического фракционирования тяжелой нефти, проблемы связанные с чрезмерным содержанием серы в нефтепродуктах и их плохой стабильностью становятся все более серьезными. Из-за ограничений в финансировании и наличии водорода процесс гидродесульфуризации имеет незначительное значение для небольших и средних нефтеперерабатывающих заводов; поэтому исследования в области негидродесульфуризационной переработки имеют большое значение для таких предприятий. 1. Основные формы существования и распределение серы в топливном масле. В сырой нефти существует сотни углеводородов, содержащих серу; на данный момент структуры более 200 из них уже определены. Эти углеводороды с серой в процессе переработки сырой нефти в разной степени присутствуют в различных фракциях нефти. Сера в топливном масле в основном существует в двух формах: ； Сульфиды, которые обычно не могут вступать в прямую реакцию с металлами, называются «активным сером»; к ним относятся чистый сер, сероводород и тиолы. Сульфиды же, которые могут вступать в прямую реакцию с металлами, называются «неактивным сером»; к ним относятся серы, дисульфиды, тиофены и т. д. В бензиновых фракциях серосодержащие углеводороды представлены в основном меркаптанами, сульфидами и моноциклическими тиофенами; их основным источником является каталитический крекинг (FCC) бензин. Поэтому, чтобы бензин соответствовал стандартам низкосернистого бензина, необходимо либо провести предварительную обработку сырья для производства бензина по технологии FCC, либо осуществить последующую обработку готового бензина. В дизельных фракциях содержатся серосодержащие углеводороды, такие как меркаптаны, сульфиды, тиофен, бензотиофен и дибензотиофен. При наличии алкильных групп в положениях 4 и 6 у дибензотиофена процесс десульфурации затрудняется из-за стерического эффекта этих групп; кроме того, по мере повышения температуры кипения нефтяных фракций структура серосодержащих соединений становится всё более сложной. 2. Способы производства топочного мазута с низким содержанием серы
2.1 Кислотно-щелочная очистка
Кислотно-щелочная очистка является традиционным методом; в настоящее время он все еще используется на некоторых нефтеперерабатывающих заводах. Поскольку отходы, образующиеся в результате регенерации кислот и щелочей, трудно утилизировать, а также происходит значительная потеря нефтепродуктов, в долгосрочной перспективе эта технология неизбежно будет заменена. 2.2 Каталитический метод В методе с использованием фталоциановых катализаторов в промышленности наиболее широко используются катализаторы на основе полифталоциана кобальта (CoPPC) и сульфонированного фталоциана кобальта (CoSPc). Этот катализатор при обработке нефтепродуктов в щелочном растворе позволяет удалять из них тиолы. 2.3 Метод экстракции с использованием растворителей. Путем использования подходящих растворителей можно эффективно удалить сульфиды из нефтепродуктов. В целом, метод экстракции позволяет эффективно извлекать тиолы из нефтепродуктов. Затем с помощью дистилляции можно разделить экстракционный растворитель и тиолы, в результате чего получается побочный продукт в виде тиолов с высокой добавленной стоимостью. Растворитель может быть повторно использован. 2.4 Метод каталитического адсорбирования. Технология каталитического адсорбирования для удаления серы основана на использовании твердых адсорбентов с высокой селективностью и способностью к восстановлению; при этом происходит снижение содержания серы в нефтепродуктах за счет химического адсорбирования. Это новый метод, позволяющий эффективно удалять сульфиды из бензина, получаемого на установках FCC. По сравнению с традиционным гидроочисткой бензина, капитальные затраты и эксплуатационные расходы при этом методе можно снизить более чем вдвое. Кроме того, он позволяет эффективно удалять из нефтепродуктов такие примеси, как сера, азот и оксиды; степень десульфурации при этом превышает 90%. Этот метод идеально подходит для нынешних условий работы отечественных нефтеперерабатывающих предприятий. Поскольку процесс адсорбционной десульфурации не влияет на октановое число и выход бензина, эта технология привлекла большое внимание как в стране, так и за рубежом. Технология каталитического адсорбционного десульфуризации позволяет эффективно удалять сульфиды из нефтепродуктов без воздействия на их свойства. Кроме того, затраты на её внедрение и эксплуатацию значительно ниже, чем при использовании других методов десульфуризации (гидрореформинг, растворительная экстракция, каталитическая окисление и т. д.). Поэтому исследование технологии каталитического адсорбционного десульфуризации имеет чрезвычайно важное значение. 2.5 Комплексообразование. При обработке нефтепродуктов, содержащих серу, растворами хлоридов металлов в ДМФ происходит взаимодействие электронных пар между органическими сульфидами и хлоридами металлов; в результате этого образуются водорастворимые комплексы, которые затем удаляются. Существует множество ионов металлов, способных образовывать комплексы с органическими сульфидами, причем наилучшие результаты достигаются с использованием CdCl2. Поскольку метод комплексирования не позволяет удалять кислые компоненты из нефти, на практике часто используется сочетание комплексного экстракции и щелочной обработки для очистки. Этот подход обеспечивает высокую эффективность десульфуризации; при этом получаемая нефть обладает хорошей стабильностью, что способствует достижению выгодной экономической эффективности. 2.6 Технология биологического десульфуризации. Биологический десульфуризационный процесс, также называемый биокаталитическим десульфуризацией (сокращенно BDS), представляет собой новую технологию, при которой при нормальных температуре и давлении с помощью аэробных и анаэробных бактерий удаляется сера, содержащаяся в серосодержащих гетероциклических соединениях нефти. 3. Негативные последствия низкого содержания серы. Низкое содержание серы в бензине и дизельном топливе **снижает уровень загрязнения окружающей среды; к тому же страны достигли консенсуса относительно необходимости снижения содержания серы в топливе. Однако в процессе снижения содержания серы в топливе возникли негативные эффекты, которые не предвиделись ранее. Они проявляются прежде всего в следующем: (1) снижение смазочных свойств, усиленное износ оборудования. В 1991 году в Швеции при использовании дизельного топлива с содержанием серы 0,00% было обнаружено, что процессы спекания и износа в топливных насосах были ещё более серьезными, чем при использовании обычного дизельного топлива. В Японии также проводились стендовые испытания дизельного топлива с разным содержанием серы; результаты подтвердили проблему ухудшения смазочных свойств дизельного топлива. Основная причина заключается в том, что при десульфуризации одновременно удаляются и естественные полярные соединения с смазывающими свойствами, присутствующие в нефтепродуктах, что приводит к снижению смазывающих свойств и ускоренному износу оборудования. (2) Стабильность дизельного топлива снижается, ухудшается цвет топлива. При снижении содержания серы в дизельном топливе ниже 0,05% увеличение количества пероксидов ускоряет образование гелеобразных веществ и осадков, что негативно сказывается на нормальной работе оборудования и ухудшает качество выхлопных газов. Основная причина заключается в том, что при десульфуризации также удаляются естественные антиоксидантные компоненты, изначально присутствующие в дизельном топливе. В то же время по мере снижения содержания серы в дизельном топливе его цвет становится темнее, что производит негативное впечатление. 4. Заключение и рекомендации Учитывая широкое использование нефтепродуктов в производстве и быту, очень важно удалять из них вредный сер. В настоящее время среди промышленно применяемых методов десульфурации без использования гидрогенизации выделяются кислотно-щелочная очистка, экстракция растворителями и адсорбционная десульфурация; однако все эти методы имеют свои недостатки и недочеты. При рефинировании с использованием кислот и щелочей образуется большое количество отходов в виде кислотных и щелочных растворов, что приводит к серьезному загрязнению окружающей среды ； Процесс десульфуризации с использованием растворителей требует большого количества энергии, а выход нефтепродуктов низкий ； При методе адсорбции объем адсорбированного вещества невелик, к тому же адсорбент необходимо регулярно восстанавливать. Другие технологии десульфуризации без гидрогенизации все еще находятся на этапе испытаний. Среди них биологическая десульфуризация, окислительная десульфуризация, а также использование света и плазмы для десульфуризации обещают быть многообещающими методами; они могут стать эффективными способами производства чистого топлива в будущем. Поскольку снижение содержания серы в топливе и уменьшение загрязнения атмосферы являются сложными процессами, при их реализации необходимо учитывать различные факторы и повышать надежность технологий для достижения наилучших экономических и экологических результатов. (III) Средства для улучшения текучести дизельного топлива (депрессоры). Существует три способа улучшения текучести дизельного топлива при низких температурах: депарафинизация, добавление керосина, полученного в результате вторичной переработки нефти (крекинг-керосина), и добавление средств для улучшения текучести (депрессоров). Депарафинизация требует использования дополнительного оборудования и снижает выход дизельного топлива. Добавление крекинг-керосина является простым способом; обычно в дизельное топливо марки 0 добавляют 10–20% керосина, что позволяет понизить его температуру застывания с 0°C до –10°C. Однако чрезмерное количество крекинг-керосина может негативно повлиять на цетановое число, температуру вспышки и смазывающие свойства дизельного топлива. В настоящее время добавление средств для улучшения текучести является наиболее распространенным методом как внутри страны, так и за рубежом. I. Механизм действия средств, улучшающих текучесть дизельного топлива. Механизм действия средств, улучшающих текучесть дизельного топлива при низких температурах, заключается в том, что при низких температурах они адсорбируются на парафине, выделяющемся из дизельного топлива. На поверхности парафина образуется защитная пленка, которая препятствует его взаимному соединению. Это способствует снижению температуры затвердевания дизельного топлива. Кроме того, эти средства могут образовывать кристаллы вместе с парафином, тем самым сдерживая его рост и превращая его в мелкие кристаллы, что также способствует снижению температуры затвердевания. Средства, улучшающие текучесть дизельного топлива, как правило, не способны влиять на процесс выделения воска из дизельного топлива: они не меняют точку замутнения топлива, а также не влияют на количество воска, выделяющегося при определенной температуре. Они могут лишь изменять форму и размер кристаллов, препятствуя образованию сетчатой структуры. Следовательно, невозможно полностью устранить влияние парафина на текучесть дизельного топлива при низких температурах; можно лишь улучшить его текучесть в таких условиях. II. Действие модификаторов текучести? В исследованиях как внутри страны, так и за рубежом рассматривается несколько десятков типов соединений, используемых в качестве модификаторов. Основными продуктами промышленного производства являются сополимеры этилена и винилацетата, а также сополимеры этилена и акрилата пропилена с низкой молекулярной массой. Рекомендуемая доза депрессора парафинизации дизельного топлива составляет 0,01–0,1%; на практике за рубежом используется доза около 0,03%. ? Дизельные депрессоры очень чувствительны к химическому составу дизельного топлива. Поэтому перед добавлением присадки необходимо провести испытание по смешиванию топлива. Эффективность действия депрессора часто зависит от множества факторов, таких как вид сырой нефти, используемой для производства дизтоплива, технология переработки, рецептура смеси и состав фракций. Что касается сырой нефти, то наилучшие результаты дает нафтеновая нефть, за ней следует парафиновая, а худшие результаты — у парафиновой нефти. С точки зрения технологии переработки, каталитическая переработка дизельного топлива, дегидратация с использованием молекулярных сит, а также добавление нейтрализаторов затвердевания в дизельное топливо, полученное путем дегидратации с участием мочевины, дают хорошие результаты. Гидрокракинг и термический кракинг дизельного топлива дают более слабые результаты, в то время как прямая перегонка дизельного топлива и его переработка путем коксования дают самые плохие результаты. С точки зрения метода смешивания, лучшие результаты дает смешивание дизельного топлива с высоким содержанием компонентов, а также дизельного топлива с повышенным содержанием керосиновых фракций. С точки зрения фракций, чем шире фракции, тем лучше результат. Итак, для достижения хорошего эффекта необходимо применять следующие методы: смешивание масел от разных производителей дает хороший результат; добавление части дизельного топлива марки –10# с последующим введением присадок также дает положительный эффект; добавление части керосина с последующим введением присадок также эффективно; добавление ароматических углеводородов марки 200# в количестве 3–10% также способствует улучшению свойств топлива; использование средств для снижения температуры застывания повышает эффективность данной процедуры. Кроме того, добавление антидепозитных присадок помогает предотвратить образование восковых отложений в дизельном топливе в процессе его хранения и транспортировки. (IV) Улучшители цетанового числа дизельного топлива. Способность дизельного топлива к сгоранию, или его воспламеняемость, характеризует его способность к самовоспламенению. Это можно понять из принципа работы дизельного двигателя. Температура в цилиндре после окончания процесса сжатия в дизельном двигателе составляет не менее 500–600°C, что значительно выше температуры самовоспламенения дизельного топлива (температура самовоспламенения составляет 200–270°C). Однако требуется время для физико-химической подготовки к горению, поэтому после впрыска дизельного топлива в цилиндр оно не может сразу загореться. То есть после попадания дизельного топлива в цилиндр проходит определенный период задержки до начала горения; этот период обычно составляет от 0,0007 до 0,0035 секунды. Если время зажигания дизельного топлива невелико, то оно быстро сгорает после впрыска в цилиндр, что позволяет двигателю нормально работать. Если период задержки возгорания слишком велик, то при возникновении пламени в процесс сгорания будет вовлекаться больше топлива, что приведет к быстрому повышению давления на начальном этапе сгорания и к неравномерной работе дизельного двигателя. Результаты аналогичны тем, что наблюдаются при детонации в бензиновом двигателе: снижается мощность, увеличивается расход топлива и усиливается шум. Горючесть дизельного топлива определяется числом октана. Так называемый октановый число — это процентное содержание н-гексадецана в стандартном топливе при тестировании двигателя в определенных условиях, когда испытуемое топливо обладает такой же способностью к зажиганию, как и стандартное топливо. Стандартное топливо получают путем смешивания нонадецана (у которого искусственно установлено значение октанового числа 100) и α-метилнафталина (у которого искусственно установлено значение октанового числа 0) в различных пропорциях. Дизельное топливо с высоким числом октана имеет низкую температуру самовоспламенения и короткий период задержки возгорания; при этом не происходит внезапных взрывов в двигателе. Кроме того, дизельное топливо с высоким числом октана снижает нагрузку на подшипники двигателя и улучшает его способность к запуску, что обеспечивает беспроблемный запуск двигателя. Государственный стандарт предусматривает: октановое число легкого дизельного топлива > 45. Автомобильный дизельное топливо: +10#, +5#, 0#, -10# > 49; -20# > 46; -35#, -50# > 35. Существует два способа повышения октанового числа: первый — удаление ароматических углеводородов из топлива, второй — использование добавок, способствующих повышению октанового числа; чаще всего используются алкил*ао-эфиры. Например, эстеры линолевой кислоты и пентановой кислоты в количестве 1–3‰ могут повысить показатель на 2–9 единиц. (5) Декислители для нефтепродуктов. Прямогонное дизельное топливо содержит определенное количество органических кислот. При его приготовлении необходимо удалить эти кислоты, чтобы уровень кислотности составлял 7 мг KOH на 100 мл — это соответствует национальным стандартам. Для деацидификации обычно используются следующие методы: гидрорефинирование, щелочная обработка, применение агентов для деацидификации. Для этого агенты смешивают с дизельным топливом в определенных пропорциях.

(VI) Средства для отбеливания и устранения неприятного запаха:
1. Сера + титаноцобальтсульфонат.
2. Нейтрализаторы: этиловый спирт : этилэндиамин : диметиламид = 5:2:5.
3. Адсорбенты.

V. Методы коррекции качества топлива:
1. Бензин:
① Использование стандартного бензина: бензин 90# можно превратить в бензин 93#, а бензин 97# — в бензин 93#. Также можно использовать смесь бензина 90#, нафты и антидетонационных добавок для получения бензина 90# и 93#.
② Использование нестандартного бензина: нафта (20–60%) + смесь ароматических углеводородов (5–25%) (по весу) + вещества с содержанием серы не более 14% + бензин 90# (0–20%) + C5 (5–15%) + антидетонационные добавки. Легкие углеводороды (или легкая нафта) (20–60%) + смесь ароматических углеводородов (20–40%) (легкие) + MTBE (не более 14%) + C5 (5–15%) + антидетонационные добавки.

Примечание: При первом способе коррекции используется бензин 90# в качестве основы; поэтому смесь ароматических углеводородов может иметь более высокую плотность. При этом требования к качеству не так высоки. Во втором способе бензин не используется в качестве основы; поэтому к смеси ароматических углеводородов предъявляются более строгие требования: они должны иметь низкую плотность и низкое содержание серы. Обычно используются легкие углеводороды или легкая нафта, которые имеют лучшие характеристики, чем обычная нафта. У обоих способов обработки масла есть свои преимущества и недостатки; большинство производителей масла выбирают подходящий метод в зависимости от цен на сырье. 2. Дизельное топливо: ① Регион дельты реки Янцзы: керосин – 10% + каталитическое дизельное топливо – 20% + дизельное топливо по государственным стандартам – 70%. ② Регион дельты реки Чжуцзян: керосин – 10% + высококачественное дизельное топливо – 20% + дизельное топливо по государственным стандартам – 70%. ③ Регион Бохайского залива: керосин – 10% + высококачественное дизельное топливо – 20% + дизельное топливо по государственным стандартам – 70%. Исходя из пропорций использования наиболее распространенных сырьевых материалов на рынке, дизельное топливо по государственным стандартам должно составлять не менее 70% от общего объема сырья; каталитическое дизельное топливо – около 20%, а керосин – не более 10%. Исходя из текущих цен на сырье на рынке, стоимость смешанного дизельного топлива в регионе Дельты Янцзы составляет 8000 юаней за тонну. Хотя это на 100 юаней за тонну больше, чем цена на местном рынке в соответствии с государственными стандартами, компании, занимающиеся смешиванием топлива, все равно редко занимаются этой деятельностью. Кроме того, специалисты отмечают, что поскольку керосин используется в качестве сырья прежде всего для снижения температуры затвердевания, при его добавлении, если требования к температуре не очень высоки, его можно вообще не добавлять. Кроме того, поскольку в настоящее время цена C9 очень высока, производители смесей редко добавляют его в свои продукты. Как только цена снизится до уровня, приемлемого для производителей смесей, вероятность использования C9, предположительно, возрастет. 3. Метод смешивания: Смешивание путем распыления: при этом методе компоненты масла добавляются в транспортные резервуары в заданных пропорциях одновременно, причем смешивание происходит в процессе заполнения резервуаров. Этот метод не требует никакого особого оборудования, кроме вспомогательных устройств для загрузки и измерения; он широко использовался за рубежом в 1980-х годах. Циркуляционное перемешивание при смешивании — это процесс, при котором в резервуаре для смешивания с помощью циркуляционного насоса осуществляется равномерное перемешивание, что позволяет компонентам хорошо смешаться благодаря циркуляции. В настоящее время в стране в основном используется этот метод. Регулирование потока в трубопроводах – это процесс смешивания компонентов нефти с помощью компьютеров и устройств управления для достижения желаемого состава в трубопроводах. Пропорции смеси в этом методе контролируются компьютером или специальным устройством для настройки, что обеспечивает высокую точность и удобство управления. VI. Стандарты контроля. Что такое технология смешивания? Технология смешивания представляет собой способ получения бензина и дизельного топлива, соответствующих государственным стандартам, путем использования различных видов нефтепродуктов, производимых на нефтеперерабатывающих заводах, а также легких углеводородов (конденсата), получаемых на нефтяных месторождениях, и химических продуктов. Эти материалы подвергаются обработке в специальных устройствах для очистки; затем к ним добавляются определенные добавки. Таким образом достигается максимальное снижение затрат и экономия нефтяных ресурсов. Это прикладная технология. Технология смешивания бензина и дизельного топлива в мире торговли нефтепродуктами уже хорошо развита: с помощью антидетонационных добавок можно превратить бензин марки 90# в бензин марок 93# и 97#, а дизельное топливо марок -5# и 0# — в дизельное топливо марки -10# для продажи. В нашей стране ежегодно производится несколько сотен тонн продуктов на основе нефтяного газа. Поскольку октановое число этого газа невысоко – около 40–60 – большая часть из него может использоваться лишь в качестве сырья для производства этилена. Цена такого сырья низкая и нестабильная. Однако, если применить технологию переработки, позволяющую удалить серу из нефтяного газа, смешать его с компонентами с высоким октановым числом и добавить антидетонационные вещества, то можно получить бензин марок 90# и 93#. Это позволит сэкономить значительное количество нефтяных ресурсов. Из этого можно сделать вывод, что технология смешивания бензина и дизельного топлива представляет собой эффективный способ сокращения затрат и рационального использования имеющихся нефтяных ресурсов. Эту технологию следует активно внедрять в нашей стране. Возможно, кто-то спросит: а можно ли использовать такое смешанное топливо? Надежное ли качество? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо поговорить о технологии производства на нефтеперерабатывающих заводах. II. Методы производства бензина и дизельного топлива на нефтеперерабатывающих заводах
Бензин и дизельное топливо, которые сейчас используются в нашей стране, получаются путем переработки нефти. Необработанная нефть называется сырой нефтью. Для получения бензина и дизельного топлива из сырой нефти необходимо пройти следующие основные этапы: 1. Сначала сырую нефть нужно очистить от солей и воды, затем провести дистилляцию при атмосферном давлении с целью выделения фракций, подходящих для использования в качестве бензина и дизельного топлива. Такие фракции называются фракциями прямой дистилляции; к ним относятся нейтральный нифтален, дизельное топливо первой и второй фракций и т. д. 2. Затем, используя в качестве сырья тяжелое нефть при нормальном и пониженном давлении, образующуюся в процессе переработки, с помощью методов вторичной переработки, таких как термическая кракинг, каталитическая кракинг, гидрокракинг и замедленная коксовка, фракции с высокой температурой кипения разлагаются на низкомолекулярные углеводороды, подходящие в качестве топлива. После фракционирования получаются компоненты для производства бензина и дизельного топлива, полученные путем термической кракинга, каталитической кракинга и коксовки. Для производства бензина с высоким октановым числом необходимо также применять такие методы, как каталитический риформинг и алкилирование, чтобы получить компоненты риформингового бензина и легкое алкилированное масло. 3. Нефтяные фракции, полученные методом прямого перегонки, и фракции, полученные путем вторичной обработки, подвергаются электрохимической очистке, гидрореформингу, десульфуризации и декеровке с целью удаления вредных веществ и повышения качества нефти. 4. Наконец, в соответствии с требованиями к качеству бензина и дизельного топлива различных марок, из вышеупомянутых фракций нефти формируется смесь в нужных пропорциях с добавлением соответствующего количества различных добавок; таким образом получается бензин и дизельное топливо, качество которых соответствует **стандартам**. Типичная схема смешивания бензина на нефтеперерабатывающих заводах нашей страны:
Класс бензина / Процентное соотношение компонентов в смеси
Бензин, полученный при каталитической обработке / Бензин, полученный в результате ректификации / Алкилированный бензин / MTBE
90#: 100% / 93#: 70–72% / 20–15% / 10–13%
93#: 70–72% / 20–15% / 10–13%
93#: 68–70% / 32–30%
93#: 60–64% / 40–36%
95#: 58–60% / 30–26% / 12–14%
95#: 38–41% / 32–35% / 34–24%
95#: 53–56% / 35–30% / 12–14%
97#: 28–33% / 58–55% / 12–14%
97#: 39–44% / 33–35% / 10–12% / 12–14%
Из этого можно сделать вывод, что на нефтеперерабатывающих заводах сначала производятся отдельные компоненты, а затем они смешиваются для получения готового бензина. Только на нефтеперерабатывающих заводах можно в соответствии с потребностями производить различные виды нефти, соответствующие установленным стандартам. Технология смешивания же предполагает использование различных нестандартных видов нефти и химических субстратов; после их переработки получается готовая нефть, соответствующая требованиям. Обе технологии схожи, только при использовании технологии смешивания при производстве нефти не образуется дым. III. Сырье для производства бензина и дизельного топлива. Сырье, пригодное для производства бензина: прямогонный бензин (нафта, нефтяной эфир), легкая нафта, конденсат (легкие углеводороды), очищенные химические масла C5, C9, C10, ароматические углеводороды марок 150# и 200#, смешанные ароматические углеводороды, формальдегидная смола, MTBE, DMC, высшие спирты и т. д. Сырье, которое может использоваться для модификации дизельного топлива: тяжелый дизельное топливо, восковое масло, коксовое восковое масло, растворители с номером 200# и выше, тяжелые ароматические углеводороды, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15, а также продукты, получаемые при переработке авиационного топлива. Керосин для ламп, масло обычной очистки, масло с пониженным содержанием примесей, ароматические растворители с номерами 200#, 230#, 270#, минеральное масло №3, дизельное топливо, полученное в результате кристаллизации, дизельное топливо, полученное в процессе коксования, и т. д. Вышеупомянутые сырьевые материалы после предварительной деколорации, дезодорации и процедур очистки и стабилизации смешиваются с добавками для улучшения качества. После этого проводится контроль качества; только при соблюдении или близком соответствии **стандартам** продукт может быть выпущен на рынок. Характеристики фракций бензина, получаемых при дистилляции при атмосферном давлении
Сырье: Дачин, Шэнли, Ляохэ, Северный Китай, Синьцзян, Чжунъюань
Октановое число (RON): 47, 65, 60, 51, 62, 65

Основные характеристики сырья для производства бензина
Название сырья | Относительная плотность | Диапазон температур кипения | Диапазон октанового числа | Основные компоненты | Внешний вид | Температура кипения | Температура вспышки
Нефтяной нейтрал | 0,68–0,71 | 70–145°C | — | Алканы C5–C9 | Бесцветный или светло-желтый | 20–160°C | –2°C
Нефтяной эфир | 0,64–0,66 | Пентан, гексан | Бесцветная прозрачная жидкость с запахом угольного газа | 30–120°C | –20°C (при закрытом контейнере)
Конденсат нефти | 20°C | –200°C | 60–70 | Алканы C5–C8 | — | — | —
Очищенные алканы C5 | 0,66 | 36°C–41°C | 85–95 | Бесцветная прозрачная жидкость | — | — | —
Очищенные алканы C9 | 0,88–0,90 | 150°C–190°C | 110–105 | Ароматические вещества C9 | Бесцветная прозрачная жидкость | — | — | —
Очищенные алканы C10 | 0,89–0,92 | 180°C–210°C | 105–110 | Ароматические вещества C10 | Бесцветная прозрачная жидкость | — | — | —
Ароматические вещества 150# | 0,88–0,90 | 150°C–190°C | 105–115 | Смесь ароматических веществ | Бесцветная прозрачная жидкость | — | — | —

IV. Приложения, используемые для приготовления бензина и дизельного топлива
А. Стойкость бензина к детонации
1. Стойкость бензина к детонации
Нормальное сгорание бензина в камере сгорания происходит после зажигания горючей смеси с помощью искры. Пламя распространяется со скоростью 20–50 м/с, постепенно двигаясь вперед; температура и давление в цилиндре постоянно повышаются до завершения процесса сгорания. Это не только позволяет полностью реализовать потенциал двигателя, но также обеспечивает его стабильную и плавную работу, что способствует нормальной езде автомобиля. Но иногда может происходить ненормальное горение. При этом, когда горючая смесь в цилиндрах двигателя воспламеняется, часть несгоревшей смеси под действием сжатия от пламени и теплового излучения испытывает резкий повышение температуры и давления. Это приводит к усилению химической реакции, в результате которой образуется множество нестабильных пероксидов. До того, как пламя успевает распространиться, эти пероксиды начинают интенсивно разлагаться, что приводит к самовозгоранию и взрывному горению. В результате возникает мощная ударная волна, которая вызывает вибрации в двигателе и появление звуков металлического удара; это, в свою очередь, снижает мощность двигателя. Из выхлопной трубы идет черный дым, расход топлива увеличивается. Мы называем это явление детонацией. Следовательно, свойство бензина противостоять детонации при его сгорании в двигателе называется антидетонационной способностью бензина. Качество антидетонационных свойств различных углеводородов, содержащихся в бензине, напрямую определяет качество его антидетонационных свойств. На основе большого количества экспериментальных данных можно выделить следующие закономерности: качество антивзрывной стойкости углеводородов в целом можно расположить в следующем порядке. Ароматические углеводороды > Изоалканы > Циклоалканы > Алканы > Нормальные алканы. Что касается нефтепродуктов, то стойкость углеводородов к детонации имеет тенденцию к снижению по мере увеличения молекулярной массы. Поэтому у нефтепродуктов, полученных из одного и того же сырья, фракции с более низкой температурой кипения обладают лучшей антидетонационной способностью, чем фракции с более высокой температурой кипения. С точки зрения переработки, каталитический крекинг и рефоринг предпочтительнее термического крекинга или коксования; при этом продукты термического крекинга и коксования лучше, чем продукты прямой перегонки. 2. Критерии оценки устойчивости бензина к детонации. Устойчивость бензина к детонации определяется по числу октанового числа. Так называемый октановый число — это число, которое в своих значениях равно процентному содержанию изооктана в стандартном топливе с аналогичной стойкостью к детонации. В качестве стандартного топлива используют изооктан с очень высокой антидетонационной способностью (2,2,4-триметилпентан; его октановое число принимается за 100) и н-гептан с худшей антидетонационной способностью (GH16; его октановое число принимается за 0). Два вещества смешиваются в соотношении разных объемов для получения смеси. При этом процентное содержание изооктана по объему в стандартном топливе соответствует октановому числу этого стандартного топлива. Если стандартное топливо состоит на 90% из изооктана и на 10% — из нормального гептана (по объему), то октановое число стандартного топлива составляет 90. При определении октанового числа бензина испытуемое топливо и выбранное стандартное топливо помещают в октанометр в строго регламентированных условиях. Если их устойчивость к детонации оказывается одинаковой, это означает, что октановое число исследуемого топлива равно октановому числу стандартного топлива. В настоящее время в разных странах мира для определения октанового числа бензина используются три метода: исследовательский метод (RON), моторный метод (MON) и индекс устойчивости к детонации. Метод исследования октанового числа. Метод исследования октанового числа (RON) — это октановое число, измеряемое с помощью стандартного лабораторного двигателя в умеренно строгих условиях: при низкой температуре смеси (обычно без нагрева) и низкой скорости вращения двигателя (обычно 800 об/мин). Моторный октановый число – это октановое число, измеряемое в жестких условиях: при более высокой температуре воздушно-топливной смеси (обычно до 149°C) и при более высоких оборотах двигателя (обычно до 900 об/мин). Оборудование, используемое в MON, практически идентично оборудованию RON. Но условия их тестирования различаются. Показатель MON характеризует способность бензина противостоять детонации при высоких оборотах двигателя в условиях большой нагрузки, тогда как показатель октанового числа отражает способность бензина противостоять детонации при низких оборотах двигателя в условиях частых разгонов. У пального с тем же составом показатель RON на 5–10 единиц выше, чем у MON. Поскольку ни RON, ни MON не могут полностью отражать антидетонационные свойства топлива в процессе работы двигателя. Поэтому был введен показатель устойчивости к взрывам. Индекс устойчивости к детонации. Индекс устойчивости к детонации = (RON + MON) / 2. Поскольку в национальных стандартах для определения октанового числа используется импортный американский прибор ASTM, который стоит очень дорого, можно использовать и более простые приборы для проведения измерений. Однокамерные устройства производства из Шанхая, приборы для измерения диэлектрической проницаемости, приборы для измерения дальнего инфракрасного излучения, антидетонационные добавки для бензина. Бензин является одним из важных видов топлива, имеющего большое значение для экономики и жизни населения страны. С быстрым развитием национальной экономики и стремительным увеличением числа автомобилей в нашей стране спрос на бензиновое топливо постоянно растет. Октановое число является самым важным показателем качества автомобильного бензина; оно комплексно отражает уровень развития нефтеперерабатывающей промышленности и конструкторской мысли в автомобилестроении. Поэтому с начала XX века люди постоянно искали эффективные способы повышения октанового числа, и благодаря почти столетним усилиям технологии постепенно совершенствовались. В настоящее время существует два способа повышения октанового числа бензина: первый заключается в использовании технологических процессов для достижения этой цели, таких как каталитический риформинг, алкилирование, изомеризация и т. д.; второй — в добавлении в бензин антидетонаторов (например, тетраэтилсвинца, который в настоящее время запрещен к использованию) или компонентов с высоким октановым числом (например, MTBE, который увеличивает содержание ароматических углеводородов). Хотя технологические методы являются основным средством для повышения октанового числа бензина, у них есть такие недостатки, как высокие инвестиционные затраты и необходимость изменения диапазона температур кипения бензина. Это затрудняет достижение оптимального сочетания параметров производства, а также снижает степень гибкости в управлении процессом производства. Многочисленные практические примеры как внутри страны, так и за рубежом доказывают: использование антивзрывных добавок является наиболее эффективным способом повышения октанового числа автомобильного бензина. Антидетонационные добавки для бензина могут быть разделены в зависимости от своего состава на серосодержащие (например, метилциклопентадиенилтримарганец, тетраэтийсвинец и т. д.) и безсерные (например, метилтрет-бутиловый эфир и другие чисто органические соединения). Существуют антидетонационные добавки для бензина с высоким содержанием серы. Среди наиболее распространенных таких добавок — тетраэтилолов, дифенилэтрин и MMT (метилциклопентадиентрикарбонильный марганец). Поскольку тетраэтилоловый свинец является токсичным, наличие ферроцианида приводит к сбоям в зажигании свечей зажигания. В нашей стране уже запрещено использование тетраэтилолова и ферроцена. ММТ был выпущен компанией Ethyl в 1959 году; он обладает хорошими свойствами противовзрывности и способностью к реагированию с бензином. При концентрации Mn 9–18 мг/л он позволяет повысить октановое число бензина по методу тестирования на 1,7–3 единицы. Вопросы, связанные с влиянием ММТ на системы контроля выхлопных газов автомобилей и с загрязнением окружающей среды, являются предметом споров. Исследования показали, что после сгорания выделяется лишь небольшое количество MMT; большая часть остается внутри системы выпуска отработавших газов, покрывая поверхности таких компонентов, как свечи зажигания и каталитические нейтрализаторы. Это может привести к сбоям в процессе зажигания. Страны имеют разные взгляды на использование MMT. В 1978 году в США было запрещено использование MMT, но в октябре 1995 года его снова начали применять в качестве антидетонационного вещества для бензина. Агентство по охране окружающей среды и Ассоциация производителей автомобилей (AAMA) выражают серьезные возражения по этому поводу. В «Глобальных стандартах топлива», разработанных Европейской ассоциацией производителей автомобилей, Японской ассоциацией производителей автомобилей и другими организациями, строго запрещается добавление марганца в бензин, используемый в автомобилях. В Китае нет прямого запрета на использование марганцевых антивзрывных веществ. Но допускается добавление в ограниченном количестве. Стандарт для автомобильного бензина (II) предусматривает содержание марганца не более 18 мг/л, для автомобильного бензина (III) — не более 16 мг/л, а стандарт Пекина — не более 6 мг/л. Требования становятся все строже. Однако по мере постепенной открытости рынка готовой нефтепродукции для внешней торговли европейские стандарты стали общепринятыми для бензина во всем мире. Местные нефтеперерабатывающие заводы должны как можно скорее задуматься о поиске замены веществу MMT. Антидетонационное вещество для бензина без серы. Органические антидетонационные вещества без серы способны сдерживать автоматическое ускорение реакции, ограничивая скорость сгорания топлива в нормальных пределах. Это позволяет избежать отравления катализаторов под действием добавленного антидетонационного вещества, снижает уровень выбросов загрязняющих веществ, а также обеспечивает хорошие антидетонационные свойства. Потому что в настоящее время проводится много исследований по таким антивзрывным веществам. Распространенными антидетонационными веществами без золы являются эфиры, эстеры и амины. Эфиры: MTBE используется в качестве добавки к бензину по всему миру. Он не только способствует повышению октанового числа бензина, — при содержании добавки от 3% до 7% октановое число бензина может увеличиваться на 2–3 единицы, — но также улучшает процесс сгорания топлива в двигателях, снижает содержание CO в выхлопных газах и одновременно снижает производственные затраты на бензин. С момента внедрения MTBE спрос на него постоянно растет. Его технология производства также становится всё более совершенной. Однако недавно штат Калифорния в США запретил использование MTBE под предлогом загрязнения грунтовых вод, и американские **экологические органы приняли аналогичные меры. Это указывает на то, что Соединенные Штаты начали ограничивать производство и использование МТБЕ. В настоящее время ЕС и Япония отдают предпочтение другому, более легко разлагаемому антивзрывному веществу — этил-терти-бутиловому эфиру (ETBE). Его производительность такая же высокая, как у MTBE. Ниже приведены показатели MTBE: плотность (кг/м³ при 20°C): 740,6; критическая температура (°C): 223,9; теплоемкость (°C): 2,135; тепло от испарения (Дж/(г·К)): 30,10; энергия сгорания (МДж/кг): 38,21; давление пара при нормальных условиях (бар): 0,55; критическое давление (KPC): 223,9; показатель преломления (при 20°C): 1,3689; температура воспламенения (°C): 480; предельное содержание в воздухе для взрыва (%V): верхний предел – 1,65 ； Нижний предел – 8,4. Октановое число по методу исследований: 117. Октановое число по методу двигателя: 101. Растворимость воды в MTBE (20°C, г/100 г): 1,5. Растворимость MTBE в воде (20°C, г/100 г): 4,3. Этил-терти-бутиловый эфир (ETBE). Как и другие эфиры, ETBE может использоваться в качестве антидетонационного агента для повышения октанового числа бензина. Их значения RON и MON составляют соответственно 119 и 103; давление насыщенного пара — 27,56 кПа, что значительно ниже, чем у MTBE. Температура кипения ETBE довольно высока; он способен смешиваться с бензином без образования абсорбционной смеси. Благодаря этому удается снизить сопротивление газов в двигателе, а также уменьшить потери бензина в результате его испарения. Следовательно, использование ETBE в качестве антидетонационного агента позволяет повысить экономичность и безопасность бензина по сравнению с использованием MTBE, что делает его перспективным для применения. Однако производственные затраты на ETBE высоки, и высокая цена является главным препятствием для его широкого использования. Диизопропиловый эфир (DIPE). Химический состав, плотность и тепло парообразования и другие физические свойства DIPE схожи с таковыми у MTBE, ETBE и TAME: значение RON составляет 107–110, а индекс антикоррозийных свойств — 102–106. Давление насыщенного пара — 33,78 кПа. В качестве сырья используются пропилен и вода, которые легко доступны и имеют стабильные цены; к тому же производство DIPE не зависит от рынка этанола. Компания Лоян Шихуа Инжиниринг разработала способ получения DIPE путем одноэтапной гидроэтерификации пропилена. Катализатор на основе активного β-зеолита, созданный этой компанией, обеспечивает высокий уровень конверсии в процессе гидроэтерификации пропилена, а также высокую селективность при получении DIPE. Кроме того, катализатор отличается высокой активностью и стабильностью. Ценовое преимущество DIPE может сделать его альтернативным компонентом эфиров после запрета на MTBE. Трет-бутилметилэфир (TAME). Значения RON и MON для TAME составляют соответственно 12 и 99; давление насыщенного пара — 20,67 кПа, что значительно ниже, чем у MTBE. Способность к сопротивлению взрывам у TAME немного лучше, чем у MTBE. TAME производится из метанола и изопентена, поэтому его цена низкая. Кроме того, компания TAME пока не выявила подобных проблем с экологией и безопасностью, связанных с использованием MTBE, поэтому потенциал его применения на рынке весьма велик. В нашей стране несколько научно-исследовательских институтов занимаются изучением технологии производства TAME. В настоящее время успешно разработана технология синтеза TAME методом каталитической дистилляции; на Шанхайской нефтехимической компании построен промышленный испытательный установочный комплекс производительностью 2000 тонн в год. Кроме того, исследовательский институт компании «Цилуй Петрохимия» разработал технологию смешанной этерификации C4 и C5 фракций, позволяющую в одном и том же каталитическом дистилляционном аппарате получать MTBE и TAME одновременно, что способствует увеличению масштабов производства эфиров и повышению экономической эффективности. Метилформальдегид благодаря своим хорошим пожарным свойствам используется в качестве добавки к нефтепродуктам. Его применение значительно улучшает показатели сгорания и снижает выбросы вредных газов. Сейчас многие компании называют его новым экологически чистым топливом. Молекулярная формула: CH3O–CH2–OCH2. Молярная масса: 76,09. Температура кипения: 42,3°C. Температура вспышки: –17,8°C. Плотность: d15/15 – 0,866; d20/20 – 0,861. Температура плавления: –104,8°C. Внешний вид: бесцветная прозрачная жидкость с запахом, похожим на запах хлороформа. Эфиры: среди них наибольшее внимание привлекает диметилкарбонат (DMC); он считается одним из наиболее перспективных средств для повышения октанового числа. Кроме того, исследования показывают, что добавление DMC практически не влияет на насыщенное паровое давление бензина, его температуру замерзания и растворимость в воде. По сравнению с MTBE, в DMC более высокое содержание кислорода. При одинаковом содержании кислорода в бензине объем добавляемого DMC составляет примерно 40% от объема MTBE. Для катализированного бензина DMC обеспечивает такой же эффект смешивания, однако по отношению к бензину непосредственного перегонки чувствительность DMC к изменениям ниже, чем у MTBE. После добавления DMC и MTBE в количестве 3% от общего объема, базовый октановый число бензина непереработанного происхождения повысилось с 51,0 до 52,5 и 53,1 соответственно. Это показывает, что DMC более подходит для использования при синтезе бензина с базовым октановым числом выше 80. Диметилкарбонат при комнатной температуре представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с сладковатым вкусом. Точка плавления составляет 4°C, а точка кипения — 90,11°C. Он плохо растворяется в воде, но может смешиваться с спиртами, эфирами и практически со всеми органическими растворителями. Молекула DMC содержит такие функциональные группы, как CH=O, CO и COOCH, что обеспечивает ей высокую химическую активность. Токсичность DMC очень низкая; это экологически чистый органический химический реагент, соответствующий требованиям современных «чистых технологий», и является важным промежуточным продуктом в органическом синтезе. Дибутиловый ацетат, молекулярная формула C6H12O2 ； CH3COOCH(CH3)CH2CH3 Внешний вид и свойства: бесцветная жидкость с фруктовым ароматом. Молекулярная масса: 116,16. Давление пара: 2,00 кПа при 25°C. Температура вспышки: 19°C. Температура плавления: –98,9°C. Температура кипения: 112,3°C. Растворимость: нерастворима в воде; растворяется в этаноле, эфире и других органических растворителях. Плотность: относительная плотность (вода = 1) – 0,86 ； Относительная плотность (воздух = 1): 4,00. Стабильность: стабильно. Знак опасности: 7 (горючая жидкость с средней температурой вспышки). Амины; представителем является N-**амин. Согласно имеющимся данным, исследования по использованию аминовых соединений в качестве антидетонаторов для бензина начались за рубежом в начале 70-х годов. За рубежом это вещество известно под названием MmA. Причиной отсутствия его широкого применения стало содержание азота в аминных группах. Исследования за рубежом показали, что для снижения содержания NOx в выхлопных газах автомобилей необходимо ограничить содержание аминовых соединений в бензине до уровня не более 17 г/л. В этом диапазоне аминовые соединения способны повысить октановое число топлива на 1,2–2 единицы. Поэтому снижение содержания аминосодержащих соединений в антидетонаторах с целью обеспечения их максимальной эффективности в рамках экологических норм является сложной задачей для широкого применения таких антидетонаторов. Поэтому страны всего мира усиливают исследования в области антидетонационных добавок для бензина, причем антидетонационные добавки без вредного воздействия на окружающую среду являются направлением развития в будущем. (II) Технологии десульфуризации бензина. В последние годы, по мере увеличения числа автомобилей, выхлопные газы стали одним из основных источников загрязнения атмосферы. Это приводит к чащему возникновению кислотных дождей, которые серьезно наносят ущерб зданиям, почве и условиям жизни людей. Поэтому страны мира вводят все более строгие стандарты качества нефтепродуктов, ужесточая ограничения на содержание серы, алкенов и бензола в них, чтобы лучше защитить среду обитания человека. С увеличением объемов переработки нефти, содержащей серу, и распространением каталитического фракционирования тяжелой нефти, проблемы связанные с чрезмерным содержанием серы в нефтепродуктах и их плохой стабильностью становятся все более серьезными. Из-за ограничений в финансировании и наличии водорода процесс гидродесульфуризации имеет незначительное значение для небольших и средних нефтеперерабатывающих заводов; поэтому исследования в области негидродесульфуризационной переработки имеют большое значение для таких предприятий. 1. Основные формы существования и распределение серы в топливном масле. В сырой нефти существует сотни углеводородов, содержащих серу; на данный момент структуры более 200 из них уже определены. Эти углеводороды с серой в процессе переработки сырой нефти в разной степени присутствуют в различных фракциях нефти. Сера в топливном масле в основном существует в двух формах: ； Сульфиды, которые обычно не могут вступать в прямую реакцию с металлами, называются «активным сером»; к ним относятся чистый сер, сероводород и тиолы. Сульфиды же, которые могут вступать в прямую реакцию с металлами, называются «неактивным сером»; к ним относятся серы, дисульфиды, тиофены и т. д. В бензиновых фракциях серосодержащие углеводороды представлены в основном меркаптанами, сульфидами и моноциклическими тиофенами; их основным источником является каталитический крекинг (FCC) бензин. Поэтому, чтобы бензин соответствовал стандартам низкосернистого бензина, необходимо либо провести предварительную обработку сырья для производства бензина по технологии FCC, либо осуществить последующую обработку готового бензина. В дизельных фракциях содержатся серосодержащие углеводороды, такие как меркаптаны, сульфиды, тиофен, бензотиофен и дибензотиофен. При наличии алкильных групп в положениях 4 и 6 у дибензотиофена процесс десульфурации затрудняется из-за стерического эффекта этих групп; кроме того, по мере повышения температуры кипения нефтяных фракций структура серосодержащих соединений становится всё более сложной. 2. Способы производства топочного мазута с низким содержанием серы
2.1 Кислотно-щелочная очистка
Кислотно-щелочная очистка является традиционным методом; в настоящее время он все еще используется на некоторых нефтеперерабатывающих заводах. Поскольку отходы, образующиеся в результате регенерации кислот и щелочей, трудно утилизировать, а также происходит значительная потеря нефтепродуктов, в долгосрочной перспективе эта технология неизбежно будет заменена. 2.2 Каталитический метод В методе с использованием фталоциановых катализаторов в промышленности наиболее широко используются катализаторы на основе полифталоциана кобальта (CoPPC) и сульфонированного фталоциана кобальта (CoSPc). Этот катализатор при обработке нефтепродуктов в щелочном растворе позволяет удалять из них тиолы. 2.3 Метод экстракции с использованием растворителей. Путем использования подходящих растворителей можно эффективно удалить сульфиды из нефтепродуктов. В целом, метод экстракции позволяет эффективно извлекать тиолы из нефтепродуктов. Затем с помощью дистилляции можно разделить экстракционный растворитель и тиолы, в результате чего получается побочный продукт в виде тиолов с высокой добавленной стоимостью. Растворитель может быть повторно использован. 2.4 Метод каталитического адсорбирования. Технология каталитического адсорбирования для удаления серы основана на использовании твердых адсорбентов с высокой селективностью и способностью к восстановлению; при этом происходит снижение содержания серы в нефтепродуктах за счет химического адсорбирования. Это новый метод, позволяющий эффективно удалять сульфиды из бензина, получаемого на установках FCC. По сравнению с традиционным гидроочисткой бензина, капитальные затраты и эксплуатационные расходы при этом методе можно снизить более чем вдвое. Кроме того, он позволяет эффективно удалять из нефтепродуктов такие примеси, как сера, азот и оксиды; степень десульфурации при этом превышает 90%. Этот метод идеально подходит для нынешних условий работы отечественных нефтеперерабатывающих предприятий. Поскольку процесс адсорбционной десульфурации не влияет на октановое число и выход бензина, эта технология привлекла большое внимание как в стране, так и за рубежом. Технология каталитического адсорбционного десульфуризации позволяет эффективно удалять сульфиды из нефтепродуктов без воздействия на их свойства. Кроме того, затраты на её внедрение и эксплуатацию значительно ниже, чем при использовании других методов десульфуризации (гидрореформинг, растворительная экстракция, каталитическая окисление и т. д.). Поэтому исследование технологии каталитического адсорбционного десульфуризации имеет чрезвычайно важное значение. 2.5 Комплексообразование. При обработке нефтепродуктов, содержащих серу, растворами хлоридов металлов в ДМФ происходит взаимодействие электронных пар между органическими сульфидами и хлоридами металлов; в результате этого образуются водорастворимые комплексы, которые затем удаляются. Существует множество ионов металлов, способных образовывать комплексы с органическими сульфидами, причем наилучшие результаты достигаются с использованием CdCl2. Поскольку метод комплексирования не позволяет удалять кислые компоненты из нефти, на практике часто используется сочетание комплексного экстракции и щелочной обработки для очистки. Этот подход обеспечивает высокую эффективность десульфуризации; при этом получаемая нефть обладает хорошей стабильностью, что способствует достижению выгодной экономической эффективности. 2.6 Технология биологического десульфуризации. Биологический десульфуризационный процесс, также называемый биокаталитическим десульфуризацией (сокращенно BDS), представляет собой новую технологию, при которой при нормальных температуре и давлении с помощью аэробных и анаэробных бактерий удаляется сера, содержащаяся в серосодержащих гетероциклических соединениях нефти. 3. Негативные последствия низкого содержания серы. Низкое содержание серы в бензине и дизельном топливе **снижает уровень загрязнения окружающей среды; к тому же страны достигли консенсуса относительно необходимости снижения содержания серы в топливе. Однако в процессе снижения содержания серы в топливе возникли негативные эффекты, которые не предвиделись ранее. Они проявляются прежде всего в следующем: (1) снижение смазочных свойств, усиленное износ оборудования. В 1991 году в Швеции при использовании дизельного топлива с содержанием серы 0,00% было обнаружено, что процессы спекания и износа в топливных насосах были ещё более серьезными, чем при использовании обычного дизельного топлива. В Японии также проводились стендовые испытания дизельного топлива с разным содержанием серы; результаты подтвердили проблему ухудшения смазочных свойств дизельного топлива. Основная причина заключается в том, что при десульфуризации одновременно удаляются и естественные полярные соединения с смазывающими свойствами, присутствующие в нефтепродуктах, что приводит к снижению смазывающих свойств и ускоренному износу оборудования. (2) Стабильность дизельного топлива снижается, ухудшается цвет топлива. При снижении содержания серы в дизельном топливе ниже 0,05% увеличение количества пероксидов ускоряет образование гелеобразных веществ и осадков, что негативно сказывается на нормальной работе оборудования и ухудшает качество выхлопных газов. Основная причина заключается в том, что при десульфуризации также удаляются естественные антиоксидантные компоненты, изначально присутствующие в дизельном топливе. В то же время по мере снижения содержания серы в дизельном топливе его цвет становится темнее, что производит негативное впечатление. 4. Заключение и рекомендации Учитывая широкое использование нефтепродуктов в производстве и быту, очень важно удалять из них вредный сер. В настоящее время среди промышленно применяемых методов десульфурации без использования гидрогенизации выделяются кислотно-щелочная очистка, экстракция растворителями и адсорбционная десульфурация; однако все эти методы имеют свои недостатки и недочеты. При рефинировании с использованием кислот и щелочей образуется большое количество отходов в виде кислотных и щелочных растворов, что приводит к серьезному загрязнению окружающей среды ； Процесс десульфуризации с использованием растворителей требует большого количества энергии, а выход нефтепродуктов низкий ； При методе адсорбции объем адсорбированного вещества невелик, к тому же адсорбент необходимо регулярно восстанавливать. Другие технологии десульфуризации без гидрогенизации все еще находятся на этапе испытаний. Среди них биологическая десульфуризация, окислительная десульфуризация, а также использование света и плазмы для десульфуризации обещают быть многообещающими методами; они могут стать эффективными способами производства чистого топлива в будущем. Поскольку снижение содержания серы в топливе и уменьшение загрязнения атмосферы являются сложными процессами, при их реализации необходимо учитывать различные факторы и повышать надежность технологий для достижения наилучших экономических и экологических результатов. (III) Средства для улучшения текучести дизельного топлива (депрессоры). Существует три способа улучшения текучести дизельного топлива при низких температурах: депарафинизация, добавление керосина, полученного в результате вторичной переработки нефти (крекинг-керосина), и добавление средств для улучшения текучести (депрессоров). Депарафинизация требует использования дополнительного оборудования и снижает выход дизельного топлива. Добавление крекинг-керосина является простым способом; обычно в дизельное топливо марки 0 добавляют 10–20% керосина, что позволяет понизить его температуру застывания с 0°C до –10°C. Однако чрезмерное количество крекинг-керосина может негативно повлиять на цетановое число, температуру вспышки и смазывающие свойства дизельного топлива. В настоящее время добавление средств для улучшения текучести является наиболее распространенным методом как внутри страны, так и за рубежом. I. Механизм действия средств, улучшающих текучесть дизельного топлива. Механизм действия средств, улучшающих текучесть дизельного топлива при низких температурах, заключается в том, что при низких температурах они адсорбируются на парафине, выделяющемся из дизельного топлива. На поверхности парафина образуется защитная пленка, которая препятствует его взаимному соединению. Это способствует снижению температуры затвердевания дизельного топлива. Кроме того, эти средства могут образовывать кристаллы вместе с парафином, тем самым сдерживая его рост и превращая его в мелкие кристаллы, что также способствует снижению температуры затвердевания. Средства, улучшающие текучесть дизельного топлива, как правило, не способны влиять на процесс выделения воска из дизельного топлива: они не меняют точку замутнения топлива, а также не влияют на количество воска, выделяющегося при определенной температуре. Они могут лишь изменять форму и размер кристаллов, препятствуя образованию сетчатой структуры. Следовательно, невозможно полностью устранить влияние парафина на текучесть дизельного топлива при низких температурах; можно лишь улучшить его текучесть в таких условиях. II. Действие модификаторов текучести? В исследованиях как внутри страны, так и за рубежом рассматривается несколько десятков типов соединений, используемых в качестве модификаторов. Основными продуктами промышленного производства являются сополимеры этилена и винилацетата, а также сополимеры этилена и акрилата пропилена с низкой молекулярной массой. Рекомендуемая доза депрессора парафинизации дизельного топлива составляет 0,01–0,1%; на практике за рубежом используется доза около 0,03%. ? Дизельные депрессоры очень чувствительны к химическому составу дизельного топлива. Поэтому перед добавлением присадки необходимо провести испытание по смешиванию топлива. Эффективность действия депрессора часто зависит от множества факторов, таких как вид сырой нефти, используемой для производства дизтоплива, технология переработки, рецептура смеси и состав фракций. Что касается сырой нефти, то наилучшие результаты дает нафтеновая нефть, за ней следует парафиновая, а худшие результаты — у парафиновой нефти. С точки зрения технологии переработки, каталитическая переработка дизельного топлива, дегидратация с использованием молекулярных сит, а также добавление нейтрализаторов затвердевания в дизельное топливо, полученное путем дегидратации с участием мочевины, дают хорошие результаты. Гидрокракинг и термический кракинг дизельного топлива дают более слабые результаты, в то время как прямая перегонка дизельного топлива и его переработка путем коксования дают самые плохие результаты. С точки зрения метода смешивания, лучшие результаты дает смешивание дизельного топлива с высоким содержанием компонентов, а также дизельного топлива с повышенным содержанием керосиновых фракций. С точки зрения фракций, чем шире фракции, тем лучше результат. Итак, для достижения хорошего эффекта необходимо применять следующие методы: смешивание масел от разных производителей дает хороший результат; добавление части дизельного топлива марки –10# с последующим введением присадок также дает положительный эффект; добавление части керосина с последующим введением присадок также эффективно; добавление ароматических углеводородов марки 200# в количестве 3–10% также способствует улучшению свойств топлива; использование средств для снижения температуры застывания повышает эффективность данной процедуры. Кроме того, добавление антидепозитных присадок помогает предотвратить образование восковых отложений в дизельном топливе в процессе его хранения и транспортировки. (IV) Улучшители цетанового числа дизельного топлива. Способность дизельного топлива к сгоранию, или его воспламеняемость, характеризует его способность к самовоспламенению. Это можно понять из принципа работы дизельного двигателя. Температура в цилиндре после окончания процесса сжатия в дизельном двигателе составляет не менее 500–600°C, что значительно выше температуры самовоспламенения дизельного топлива (температура самовоспламенения составляет 200–270°C). Однако требуется время для физико-химической подготовки к горению, поэтому после впрыска дизельного топлива в цилиндр оно не может сразу загореться. То есть после попадания дизельного топлива в цилиндр проходит определенный период задержки до начала горения; этот период обычно составляет от 0,0007 до 0,0035 секунды. Если время зажигания дизельного топлива невелико, то оно быстро сгорает после впрыска в цилиндр, что позволяет двигателю нормально работать. Если период задержки возгорания слишком велик, то при возникновении пламени в процесс сгорания будет вовлекаться больше топлива, что приведет к быстрому повышению давления на начальном этапе сгорания и к неравномерной работе дизельного двигателя. Результаты аналогичны тем, что наблюдаются при детонации в бензиновом двигателе: снижается мощность, увеличивается расход топлива и усиливается шум. Горючесть дизельного топлива определяется числом октана. Так называемый октановый число — это процентное содержание н-гексадецана в стандартном топливе при тестировании двигателя в определенных условиях, когда испытуемое топливо обладает такой же способностью к зажиганию, как и стандартное топливо. Стандартное топливо получают путем смешивания нонадецана (у которого искусственно установлено значение октанового числа 100) и α-метилнафталина (у которого искусственно установлено значение октанового числа 0) в различных пропорциях. Дизельное топливо с высоким числом октана имеет низкую температуру самовоспламенения и короткий период задержки возгорания; при этом не происходит внезапных взрывов в двигателе. Кроме того, дизельное топливо с высоким числом октана снижает нагрузку на подшипники двигателя и улучшает его способность к запуску, что обеспечивает беспроблемный запуск двигателя. Государственный стандарт предусматривает: октановое число легкого дизельного топлива > 45. Автомобильный дизельное топливо: +10#, +5#, 0#, -10# > 49; -20# > 46; -35#, -50# > 35. Существует два способа повышения октанового числа: первый — удаление ароматических углеводородов из топлива, второй — использование добавок, способствующих повышению октанового числа; чаще всего используются алкил*ао-эфиры. Например, эстеры линолевой кислоты и пентановой кислоты в количестве 1–3‰ могут повысить показатель на 2–9 единиц. (5) Декислители для нефтепродуктов. Прямогонное дизельное топливо содержит определенное количество органических кислот. При его приготовлении необходимо удалить эти кислоты, чтобы уровень кислотности составлял 7 мг KOH на 100 мл — это соответствует национальным стандартам. Для деацидификации обычно используются следующие методы: гидрорефинирование, щелочная обработка, применение агентов для деацидификации. Для этого агенты смешивают с дизельным топливом в определенных пропорциях.

(VI) Средства для отбеливания и устранения неприятного запаха:
1. Сера + титаноцобальтсульфонат.
2. Нейтрализаторы: этиловый спирт : этилэндиамин : диметиламид = 5:2:5.
3. Адсорбенты.

V. Методы коррекции качества топлива:
1. Бензин:
① Использование стандартного бензина: бензин 90# можно превратить в бензин 93#, а бензин 97# — в бензин 93#. Также можно использовать смесь бензина 90#, нафты и антидетонационных добавок для получения бензина 90# и 93#.
② Использование нестандартного бензина: нафта (20–60%) + смесь ароматических углеводородов (5–25%) (по весу) + вещества с содержанием серы не более 14% + бензин 90# (0–20%) + C5 (5–15%) + антидетонационные добавки. Легкие углеводороды (или легкая нафта) (20–60%) + смесь ароматических углеводородов (20–40%) (легкие) + MTBE (не более 14%) + C5 (5–15%) + антидетонационные добавки.

Примечание: При первом способе коррекции используется бензин 90# в качестве основы; поэтому смесь ароматических углеводородов может иметь более высокую плотность. При этом требования к качеству не так высоки. Во втором способе бензин не используется в качестве основы; поэтому к смеси ароматических углеводородов предъявляются более строгие требования: они должны иметь низкую плотность и низкое содержание серы. Обычно используются легкие углеводороды или легкая нафта, которые имеют лучшие характеристики, чем обычная нафта. У обоих способов обработки масла есть свои преимущества и недостатки; большинство производителей масла выбирают подходящий метод в зависимости от цен на сырье. 2. Дизельное топливо: ① Регион дельты реки Янцзы: керосин – 10% + каталитическое дизельное топливо – 20% + дизельное топливо по государственным стандартам – 70%. ② Регион дельты реки Чжуцзян: керосин – 10% + высококачественное дизельное топливо – 20% + дизельное топливо по государственным стандартам – 70%. ③ Регион Бохайского залива: керосин – 10% + высококачественное дизельное топливо – 20% + дизельное топливо по государственным стандартам – 70%. Исходя из пропорций использования наиболее распространенных сырьевых материалов на рынке, дизельное топливо по государственным стандартам должно составлять не менее 70% от общего объема сырья; каталитическое дизельное топливо – около 20%, а керосин – не более 10%. Исходя из текущих цен на сырье на рынке, стоимость смешанного дизельного топлива в регионе Дельты Янцзы составляет 8000 юаней за тонну. Хотя это на 100 юаней за тонну больше, чем цена на местном рынке в соответствии с государственными стандартами, компании, занимающиеся смешиванием топлива, все равно редко занимаются этой деятельностью. Кроме того, специалисты отмечают, что поскольку керосин используется в качестве сырья прежде всего для снижения температуры затвердевания, при его добавлении, если требования к температуре не очень высоки, его можно вообще не добавлять. Кроме того, поскольку в настоящее время цена C9 очень высока, производители смесей редко добавляют его в свои продукты. Как только цена снизится до уровня, приемлемого для производителей смесей, вероятность использования C9, предположительно, возрастет. 3. Метод смешивания: Смешивание путем распыления: при этом методе компоненты масла добавляются в транспортные резервуары в заданных пропорциях одновременно, причем смешивание происходит в процессе заполнения резервуаров. Этот метод не требует никакого особого оборудования, кроме вспомогательных устройств для загрузки и измерения; он широко использовался за рубежом в 1980-х годах. Циркуляционное перемешивание при смешивании — это процесс, при котором в резервуаре для смешивания с помощью циркуляционного насоса осуществляется равномерное перемешивание, что позволяет компонентам хорошо смешаться благодаря циркуляции. В настоящее время в стране в основном используется этот метод. Регулирование потока в трубопроводах – это процесс смешивания компонентов нефти с помощью компьютеров и устройств управления для достижения желаемого состава в трубопроводах. Пропорции смеси в этом методе контролируются компьютером или специальным устройством для настройки, что обеспечивает высокую точность и удобство управления. VI. Стандарты контроля: бензин стандартов Гоу-2, Гоу-3, Пекинский стандарт; новые стандарты (в процессе утверждения): Гоу-3, Гоу-4, Гоу-5 (рекомендуемые стандарты). Дополнительные показатели контроля для нефти, закупаемой СИНОПЕК. Бензин стандартов Гоу-2, Гоу-3, Пекинский стандарт; новые стандарты (в процессе утверждения): Гоу-3, Гоу-4, Гоу-5 (рекомендуемые стандарты). Дополнительные показатели контроля для нефти, закупаемой СИНОПЕК

Спасибо. Не знаете ли вы, существуют ли универсальные методы расчёта соотношения компонентов при смешивании бензина и дизельного топлива различных марок, а также показателей, таких как октановое число и давление насыщенного пара?

Основные схемы смешивания дизельного топлива
I. Сырье, которое может использоваться для смешивания дизельного топлива: обычное сырье первой линии, сырье второй линии, сырье третьей линии, сырье, полученное в результате очистки, средства для гидроочистки дизельного топлива, сырья марок 200#, 280#, 260#, каталитически обработанное дизельное топливо, сырье из легкого воскового нефтепродукта, полученное в результате небольшой переработки нефти и т. д. II. Методы смешивания дизельного топлива
1. Путем смешивания обычного дизельного топлива с дизельным топливом марок 15#–0#, а также добавлением добавок (средств для снижения температуры затвердевания, средств для смешивания) и топлива марок 200#, 280# и авиационного керосина можно получить дизельное топливо марок 0#, -10#, -20# и 25#. 2. Дизельное топливо марок -15, -20#, -35# получают путем обработки каталитическим дизельным топливом с добавлением присадок (смесителей, веществ для повышения октанового числа, веществ для улучшения светостойкости, антиоксидантов и т. д.), а также топлива марок 200#, 280#, авиационного керосина и гидрогенизированных тяжелых ароматических углеводородов; такое топливо обычно используется в транспортных средствах, соответствующих стандарту «Гоуэр 2». 3. Дизельное топливо марок -15#, -25#, -35# получают путем смешивания легкого парафинового масла с добавками (смесителями, веществами для повышения октанового числа, очищенными ароматическими углеводородами, средствами для улучшения блеска, антиоксидантами и т. д.) и авиационного керосина марок 200# и 280#. Это топливо обычно используется в транспортных средствах, соответствующих стандартам Гоуэр-2 и Гоуэр-3. 4. С помощью основных масел первого, второго и третьего сортов, а также добавок (смесителей, веществ для повышения октанового числа) и средств для гидрорефинирования можно получить дизельное топливо, соответствующее государственным стандартам +5#, 0# и -10#. 5. С использованием рафинированного топлива, добавлением присадок (смесителей, веществ для повышения октанового числа) и керосина марок 200# и 280# можно получить нестандартное дизельное топливо с октановым числом +10#, +5#, 0# или -10#. 6. Используется рафинированное топливо марки «Чанчай», к которому добавляются добавки (смесители), а также 200#, 280# и керосин; при необходимости можно использовать топливо стандартов +10#, +5#, 0#, -10#. Дизельное топливо подходит для использования в автомобилях, соответствующих стандартам Гоу-3 и Гоу-2. 7. После переработки с помощью небольшой нефтеперерабатывающей установки добавляются добавки (смесители, антизапаховые средства), а также 200#, 280# и керосин; таким образом можно получить +5#, 0#

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем hnan 4 июня 2016 года в 18:45. Отлично! Не могли бы вы прислать мне подробную информацию? Спасибо