научная статья по теме Исследование влияния термического воздействия на характеристики продуктов каталитического облагораживания прямогонной бензиновой фракции Геофизика

Текст научной статьи на тему «Исследование влияния термического воздействия на характеристики продуктов каталитического облагораживания прямогонной бензиновой фракции»

НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

УДК 665.644

© Е.А. Зеленская, Ю.П. Ясьян, И.С. Завалинская, 2012

Исследование влияния термического воздействия на характеристики продуктов каталитического облагораживания прямогонной бензиновой фракции

Е.А. Зеленская

(ЗАО «НИПИ «ИнжГЕО»), Ю.П. Ясьян, д.т.н., И.С. Завалинская, к.х.н. (Кубанский государственный технологический университет)

Адрес для связи: ZelenskayaEA@injgeo.ru

Investigating influence of thermal impact on straight run gasoline catalytic sweetening product characteristics

E.A. Zelenskaya (Scientific Research Institute for Design and Survey Inj Geo CJSC, RF, Krasnodar), U.P. Yas'yan, I.S. Zavalinskaya (Kuban State University of Technology, RF, Krasnodar)

E-mail: ZelenskayaEA@injgeo.ru

Key words: octane level, temperature, catalysate, hydrocarbon feedstock.

The article outlines the opportunity to improve quality of target product resulted from catalytic sweetening of low octane hydrocarbon feedstock and its ecologic characteristics thru changing process parameters, i.e. operation temperature. Dependence between resultant catalysate and reaction zone temperature was established. Product composition was investigated.

края, который характеризуется низким содержанием сернистых соединений. Вследствие этого предварительная подготовка сырья не проводилась. В качестве основного варьируемого параметра процесса была взята температура в реакционном пространстве.

В ходе исследования установлена динамика основных физико-химических характеристик катализата при изменении температуры облагораживания исходного сырья от 100 до 150 оС. Полученные образцы целевого продукта анализировались по хроматографическому методу на оборудовании марки «Хромотэк Кристалл-5000.1». Результаты проведенных исследований представлены в таблице.

Ключевые слова: октановое число, температура, катализат, углеводородное сырье.

В настоящее время каталитические процессы нефтепереработки занимают лидирующие позиции среди процессов получения товарных нефтепродуктов с высокими физико-химическими показателями. В то же время ужесточение требований к качеству моторных топлив и снижение экологической нагрузки в процессе их получения требуют разработки эффективных процессов облагораживания нефтяных фракций с малыми энергетическими затратами.

Производство автомобильных бензинов включают сложный комплекс различных технологических процессов переработки нефти, параметры каждого из которых существенно влияют как на характеристики получаемых продуктов, так на экономические и экологические показатели. Основными технологическими параметрами в каталитическом процессе являются: состав сырьевой смеси, скорость ее подачи в реакторный блок и связанные с ними время пребывания сырья в зоне реакции, температура, давление и характеристики катализатора.

В статье рассмотрены результаты работы, посвященной подбору оптимальной температуры процесса облагораживания низкооктановых бензиновых фракций с использованием органически модифицированного катализатора1.

В ее основу легло использование цеолитсодержащего катализатора марки ЦВК-ТМ-1327, характеризующегося высокой избирательностью в отношении превращения нормальных алканов и проявляющего каталитическую активность в процессе облагораживания низкооктановых бензиновых фракций в диапазоне температур 350-450 оС, а также данного катализатора с нанесенным на него органическим модификатором, снизившим порог температурной активности катализатора до 100-150 оС.

Исследования проводились на лабораторной установке при атмосферном давлении и температуре 50-200 оС. Сырьем установки являлась бензиновая фракция с октановым числом 61 пункт по моторному методу, полученная разгонкой газового конденсата месторождения «Прибрежное» Краснодарского

Работа выполнена в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 гг.

Температура эксперимента, °С Массовый выход продукта, % Продолжительность эксперимента, ч Октановое число

100 96 1 70

125 98 1 64

150 92 1 63

Состав полученных при различных температурах (100 и 150 оС) продуктов показывает возможность протекания различных химических реакций в процессе облагораживания (см. рисунок).

Рисунок, а наглядно демонстрирует преобладание в составе катализата алканов изомерного строения, что доказывает протекание реакций изомеризации и алкилирования на активных центрах катализатора и, как следствие, значительное увеличение октанового числа продукта. Несомненное преимущество -отсутствие в составе бензина конденсированных ароматических соединений - может быть обусловлено низкой температурой проведения процесса. В то же время следует отметить, что наличие около 1 % непредельных углеводородов свидетельствует о возможности дополнительной корректировки техно логических параметров процесса с целью увеличения доли изомерных алканов в целевом продукте посредством реакции изомеризации на активных центрах катализатора.

05'2012

НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Состав катализата процесса облагораживания при температуре 100 (а) и 150 (б) °С на органически модифицированном цео-литном катализаторе

При температуре 150 оС на модифицированном катализаторе в составе продукта облагораживания прямогонного бензина преобладают алканы изомерного строения и одновременно снижается количество непредельных углеводородов

(см. рисунок, б), что позволяет предположить присутствие в реакционной системе превращений как по радикальному, так и по ионному механизмам. При этом образующиеся при более низкой температуре алкены успевают претерпеть изомеризацию с последующим гидрированием. Также возможен расход алкенов на реакции алкилирования и димеризации. Снижение же октанового числа катализата, происходящее при увеличении температуры процесса, может быть связано с уменьшением содержания изо-циклических углеводородов в его составе. Здесь же следует отметить появление следовых количеств многоядерных аренов, что свидетельствует о возникновении реакций конденсации и, как следствие, значительном ухудшении экологических характеристик бензиновой фракции.

Так как ароматические соединения во многом определяют свойства и качество получаемого продукта, была установлена зависимость изменения содержания индивидуальных аренов в катализате от изменения температуры процесса облагораживания низкооктановых фракций. Температура 100 оС является точкой экстремума практически для всех ароматических углеводородов. В данной точке наблюдаются минимальный выход бензола и толуола и максимальный выход ксилолов. Кроме того, установлено, что дальнейший нагрев реакционного пространства ведет к увеличению содержания первого и второго и снижению количества третьего арена в составе катализата. Возможно, именно уменьшение количества высокооктановых ксилолов (октановое число пара-ксилола составляет 110 пунктов по моторному методу) частично обусловливает снижение октанового числа продукта реакции при увеличении температуры облагораживания.

Таким образом, полученные результаты указывают на возможность улучшения свойств готового продукта и его экологических характеристик путем изменения технологических параметров процесса, в частности температуры его проведения.

19-я международная выставка

НЕфТЬ^ ГАЗ

^ НЕФТЕХИМИЯ

¡/л

илзлпская е-таи ЯРИАгкл & шин

Организатор:

ОАО «Казанская ярмарка» При поддержке:

Президента Республики Татарстан Правительства Республики Татарстан Мэрии города Казани

При содействии и участии ОАО «ТАТНЕФТЬ»

Я гц »

" * Ь

.,1 ш

ГЕНЕРАЛЫ 1ьЖ|ЕД№ гПАРТИВРЫ НЕатЁгА^Яг NGE.RU

СПОЬШЕДЕ ■■■■■

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком