Виробництво бензину та його характеристики (частина 1)

Останнім часом все частіше стали зустрічатися персонажі твердо впевнені у вселенському змові і зокрема в тому, що бензину в Укаїни немає, а все те, що є це відходи хім. виробництв. Деякі темні елементи поганять невинно чистий прямогонний бензин присадками і інша єресь. Ну і як залишити поза увагою всіма улюблене октанове число, яке оповите не однієї легендою і кожен вважає себе знавцем. У підсумку на прохання драйвовчан вирішив написати невелику статейку про отримання бензину і про деякі його характеристиках. Відразу обмовлюся, що засунути в інтернет статтю все те чого 5 років вчать в інституті не реально, так що вибачайте, як зміг. Букв буде багато, не реально багато (в один пост не влізло), так що наливаємо чашечку кави. Ті хто не готовий згадати ази хімії і заходить тільки поговорити і подивитися картинки - не напружуватися і проходимо повз. Отже закінчуємо з прелюдією і поїхали.

Те що нафта це суміш вуглеводнів я думаю всі знають. Сучасні нафтопереробні заводи мають установки первинної переробки нафти. Їх завдання - розділити нафту на окремі фракції. Перегонка нафти (дистиляція, ректифікація) - процес поділу нафти на окремі фракції в залежності від температури їх кипіння. Фракції, що википають до 330-350 ° С, виділяються на установках під атмосферним тиском. Відганяти з нафти фракції, що википають при більш високій температурі, при атмосферному тиску не можна, так як в цих умовах розкладання вуглеводнів починається раніше, ніж їх википання. Для більш глибокого фракціонування, тобто виділення масляних фракцій, тиск в установках знижують до 4-6 кПа. При цьому знижується температура кипіння вуглеводнів, що дозволяє продовжити перегонку і отримати вже не тільки паливні, але і масляні фракції.
При атмосферному тиску і підвищенні температури з нафти випаровуються послідовно різні індивідуальні вуглеводні. Фракцією називається група вуглеводнів, що википає в певному інтервалі температур. Бензинова фракція 35 - 215 ° С (С5-С10); Дизельна 180 - 260 ° С (С9-С14); газойль 280 - 360 ° С (С15-С20). Крім того, гасова 200 - 300 ° С (С12-С18) і паливо для реактивних двигунів 120-315 ° С (С8-С16);
Після відгону фракцій, що википають до 350 ° С, залишається в'язка чорна рідина, звана мазутом. Розділити мазут на фракції можна тільки при зниженому тиску. Цей процес дозволив отримати з мазуту соляровим фракції (С12-С20), дистиляти мастила, в тому числі і базові масла для двигунів внутрішнього згоряння, вазелін (С20-С50) і суміш твердих вуглеводнів - парафін (С19-С35). Після відгону з мазуту масляних фракції залишається гудрон. Гудрон вже при 30-40 ° С застигає, утворюючи тверду масу. Його використовують як сировину для приготування бітуму або залишкових масел дуже високої в'язкості.

Гідрокрекінг - каталітичний процес деструктивної переробки нафтової сировини під тиском водню і при високій температурі. Він полягає в розщепленні компонентів сировини з одночасним гидрированием утворилися «осколків».
Гідрокрекінг є різновидом каталітичного крекінгу в присутності водню. Гідрокрекінг, крім збільшення виходу цільового продукту, використовується для гідроочищення продуктів, в першу чергу, від сірки і азоту. Таким чином, гідрокрекінг поєднує в собі каталітичний крекінг, гідрування і гідроочищення.
Сировиною гідрокрекінгу зазвичай служать важкі нафтові фракції (350-500 ° С) і залишкові фракції - мазут, гудрон. В якості каталізаторів для гідрування використовують платину, нікель, кобальт, а також сульфіди вольфраму і молібдену. В якості каталізатора для крекінгу і ізомеризації застосовують синтетичні алюмосилікати.
Забруднення каталізатора не відбувається, т. К. Внаслідок присутності надлишкової кількості водню полімеризація з утворенням смол не відбувається.
Гідрокрекінг здійснюють при температурі 300-425 ° С і тиску 7-20 МПа. Масу вихідної сировини разом з каталізатором пропускають через реактор, в який під тиском подається водень. В результаті першої стадії процесу при температурі 420 ° С, каталізатор Al-Co-Mo, виходить зазвичай широка фракція з кінцем кипіння 300-350 ° С. Цей продукт піддається подальшій обробці, при якій температуру знижують до 320-425 ° С, тиск водню підтримують на рівні 15 МПа, каталізатор Ni або Pt.
Змінюючи режим гідрокрекінгу (тиск, температуру і об'ємну швидкість подачі реагентів), можна отримувати необхідні фракційний і груповий хімічні склади цільового продукту (бензину, реактивного або дизельного палива). Залишкові продукти переробки можна вводити в процес повторно.
Наприклад, при гідрокрекінгу гайзоля (350-500 ° С) отримують 51% бензину з октановим числом 82, 10% - газова фракція С3-С4, 25% - дизельна фракція, 8% - газойль.
Переваги в порівнянні з іншими процесами переробки:
1) гнучкість процесу, т. Е отримання з одного сировини різних цільових продуктів;
2) великий вихід світлих продуктів;
3) висока якість продуктів.

Алкілування - процес отримання високоякісного високооктанового компонента автомобільного та авіаційного бензину - алкилата (алкілбензин), що складається практично повністю з ізоалканов С6 -С9, причому з них 69% припадає на ізооктан (2,2,4-триметилпентан). Алкілбензин має октанове число 90-98 од. Сировиною є бутан-бутиленова суміш, що виділяється з газів каталітичного і термічного крекінгу. Алкілування ізобутану алкенами (переважно бутиленов) проводиться при тиску 0,3-1,2 МПа з використанням в якості каталізатора Н2SО4 або НF.

Отримання палив для двигунів внутрішнього згоряння - складний процес, що включає отримання первинних його компонентів, їх змішування і поліпшення присадками до товарних показників якості відповідно до вимог стандартів. Змішання прямогонних фракцій з компонентами вторинних процесів і присадок називається компаундування.
Автомобільні бензини однієї марки, виготовлені на різних підприємствах, мають кілька розрізняються склад, що пов'язано з неоднаковим набором технологічного обладнання. Однак вони повинні відповідати нормативній документації.
Усереднений компонентний склад бензинів різних марок наведено в таблиці:

Схожі статті