Очистка топливных дистиллятов. Химическая, физическая очистка, гидроочистка. Депарафинизация. Группы присадок

Синтезирование высокооктановых компонентов топлива из нефтяных газов.

По происхождению нефтяные газы подразделяются на естественные, выделяющиеся попутно с нефтью из скважин или добываемые в газовых месторождениях независимо от нефти, и искусственные (промышленные), к которым относят газы, получаемые при прямой перегонке нефти и при деструктивной переработке нефтяного сырья.

Естественные нефтяные газы - это алканы (от метана СН₄ и выше), в которых в виде примесей могут присутствовать, небольшие количества СО₂, N₂ и H₂S. По углеводородному составу газы, получаемые при перегонке нефти качественно не отличаются от состава естественных газов. Однако количественное отличие характеризуется меньшим содержанием СН₄ и большим С₅Н₁₂ и выше.

Высокооктановые компоненты бензинов получают из побочных продуктов крекинга и коксования – промышленных газов. Целевые продукты процесса - изооктан (октановое число 100), алкилат (алкилбензин) и алкилбензол.

Данные компоненты используются как добавки к бензинам, повышающие детонационную стойкость.

Для получения индивидуальных углеводородов, обладающих высокими антидетонационными свойствами и используемых в качестве добавок к бензинам (изооктан, алкилбензин, алкилбензол и др.), применяют синтезирование. Эти процессы осуществляют в присутствии катализаторов.

Алкилбензин получают из газов крекинга и риформинга. При алкилировании к молекулам углеводородов присоединяются алкильные радикалы. При изомеризации происходит перегруппировка атомов в молекуле, в результате чего образуются молекулы с изоструктурой, обеспечивающей требуемые свойства топлив. Сырьем при изомеризации служат легкие прямогонные бензиновые фракции.

Продукты прямой перегонки нельзя использовать в качестве товарного топлива, т.к. они содержат сернистые соединения, органические кислоты, асфальтено-смолистые вещества и другие соединения, негативно влияющие на эксплуатационные свойства топлив.

Для того чтобы получить товарные сорта топлив, дистилляты очищают. Существуют как химические, так и физические методы очистки.

Химическая очистка - очистка нефтепродуктов серной кислотой, щелочью, солями и поглотительными растворами, вступающими в химические реакции с вредными соединениями. Продукты реакции, образовавшиеся при обработке, удаляют из дистиллятов промывкой водой и водными растворами щелочи с последующим отстаиванием. При этом продукты реакций растворяются в воде, которая затем удаляется.

Физическая очистка - это очистка нефтепродуктов специальными адсорбентами (поглотителями) и растворителями.

В качестве адсорбентов используют твердые вещества с тонкой пористой структурой (активированный уголь, силикагель, различные глины). Эти вещества поглощают вредные соединения. Смолистые, сернистые и азотистые вещества собираются на пористой поверхности адсорбента и их удаляют вместе с ним. Адсорбционная очистка производится посредством фильтрования паров топлива через определенный слой адсорбента. Расход последнего составляет 1... 2% от массы топлива.

Низкотемпературные свойства топлив (прежде всего дизельных) улучшаются при применении депарафинизации - частичном удалении парафина с помощью растворителей. В качестве растворителей используют ацетон и жидкий пропан, дихлорэтан и другие жидкости, имеющие низкую температуру кипения. Смесь охлаждают и после застывания парафина фильтруют. Парафин остается на фильтре, а растворители снова используют для очистки топлива после их отгонки.

В настоящее время для удаления серы широко применяют метод гидроочистки (каталитический процесс). Процесс протекает в атмосфере водорода при температуре от 300 до 430 °С и давлении до 5-7 МПа, в присутствии катализатора и водорода идет процесс гидратирования (насыщения) непредельных углеводородов; одновременно почти полностью удаляются соединения серы (на 90-92%). Поэтому продукты гидрокрекинга обычно не нуждаются в дальнейшей очистке.

Таким образом, методы очистки топливных дистиллятов (химические и физические) применяют в различных комбинациях в зависимости от способа получения нефтепродуктов, их назначения, наличия нежелательных примесей и требований к глубине очистки.

Для получения товарных сортов топлив смешивают различные очищенные топливные дистилляты, добавляя в них присадки - вещества, ввод которых в небольших количествах существенно улучшает один или ряд показателей эксплуатационных свойств нефтепродуктов.

Присадки к топливам подразделяют по их целевому назначению. Разработаны и широко применяют следующие группы присадок.

I группа. Присадки, улучшающие процесс сгорания топлива в двигателях, - антидетонаторы, присадки, уменьшающие нагарообразование, сокращающие задержку воспламенения, и противодымные присадки.

II группа. Присадки, способствующие сохранению первоначальных показателей качества топлива, - антиокислительные присадки, замедляющие процессы окислительной полимеризации в топливе, присадки-деактиваторы металлов и диспергирующие присадки, препятствующие выделению различных осадков из топлив.

III группа. Присадки, предотвращающие вредное воздействие топлив на топливную аппаратуру, топливопроводы, емкости для хранения и топливные баки. К этой группе относятся противоизносные и противокоррозионные, моющие присадки.

IV группа. Присадки, облегчающие эксплуатацию двигателей при низких температурах, - вещества, понижающие температуру застывания топлив (депрессаторы), а также присадки, предотвращающие выделение кристаллов льда.

В зависимости от назначения топлив в них вводят композиции из перечисленных видов присадок. Для бензинов, например, чаще всего применяют антидетонаторы, антиокислительные присадки и моющие.

Присадки к топливам имеют широкий ассортимент (~50), но только некоторые из них используются в практике.

Таким образом, производство нефтяных топлив выполняется в следующей последовательности:

Дата добавления: 2015-06-30