Реферат на тему производство бензина
Обновлено: 02.07.2024
Риформинг как способ получения бензина с улучшенными характеристиками
Бензины являются одним из основных видов горючего для двигателей современной техники. Автомобильные и мотоциклетные, лодочные и авиационные поршневые двигатели потребляют бензины. В настоящее время производство бензинов является одним из главных в нефтеперерабатывающей промышленности и в значительной мере определяющим развитие этой отрасли.
Развитие производства бензинов связано со стремлением улучшить основное эксплуатационное свойство топлива - детонационную стойкость бензина, оцениваемую октановым числом.
Каталитический риформинг бензинов является важнейшим процессом современной нефтепереработки и нефтехимии. Он служит для одновременного получения высокооктанового базового компонента автомобильных бензинов, ароматических углеводородов - сырья для нефтехимического синтеза - и водородосодержащего газа - технического водорода, используемого в гидрогенизационных процессах нефтепереработки. Каталитический риформинг является в настоящее время наиболее распространенным методом каталитического облагораживания прямогонных бензинов. Установки каталитического риформинга имеются практически на всех отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах.
Физико-химические основы процесса
Сырьем каталитического риформинга служат бензиновые фракции с началом кипения не ниже 60-62 о С, поскольку в самых легких фракциях бензина не содержатся углеводороды с шестью атомами углерода и присутствие легких фракций в сырье вызывает ненужное газообразование. Обычно риформингу подвергают фракцию, выкипающую в пределах 85-180 о С. Повышение конца кипения способствует коксообразованию и потому нежелательно. С повышением начала кипения растет выход бензина, так как более тяжелые нафтеновые и парафиновые углеводороды легче подвергаются ароматизации. Однако фракции с началом кипения 105 или 140 о С применяют обычно в тех случаях, когда более легкие фракции направляют на отдельную установку риформинга для получения индивидуальных ароматических углеводородов.
Решающее значение имеет углеводородный состав исходного бензина: чем больше сумма нафтеновых и ароматических углеводородов в бензине, тем селективнее процесс, т.е. тем больше выход катализата и соответственно меньше выход продукта побочных реакций гидрокрекинга - углеводородного газа.
Подготовка сырья риформинга включает ректификацию и гидроочистку. Ректификация используется для выделения определенных фракций бензинов в зависимости от назначения процесса. При гидроочистке из сырья удаляют примеси ( сера, азот и др. ), отравляющие катализаторы риформинга, а при переработке бензинов вторичного происхождения подвергают также гидрированию непредельные углеводороды.
Основные реакции.
Бензиновые фракции разных нефтей отличаются по содержанию нормальных и разветвленных парафинов, пяти- и шестичленных нафтенов, а также ароматических углеводородов. Однако распределение углеводородов в каждой из этих групп в достаточной мере постоянно. За исключением бензинов нафтеновых нефтей, производство которых весьма ограниченно, среди парафинов значительно преобладают углеводороды нормального строения и монометилзамещенные структуры. Относительное содержание более разветвленных изопарафинов невелико. Нафтены представлены преимущественно гомологами циклопентана и циклогексана с одной или несколькими замещающими алкильными группами. Такой состав, при содержании 50-70% парафинов и 5-15% ароматических углеводородов в бензинах, обуславливает их низкую детонационную стойкость. Октановые числа бензиновых фракций, подвергаемых каталитическому риформингу, обычно не превышают 50.
Каталитический риформинг - сложный химический процесс, включающий разнообразные реакции, которые позволяют коренным образом преобразовать углеводородный состав бензиновых фракций и тем самым значительно улучшить их антидетонационные свойства.
Основой процесса служат три типа реакций. Наиболее важны перечисленные ниже реакции, приводящие к образованию ароматических углеводородов.
Дегидрирование шестичленных нафтенов:
Дегидроизомеризация пятичленных нафтенов:
Ароматизация ( дегидроциклизация ) парафинов:
Изомеризация углеводородов - другой тип реакций, характерных для каталитического риформинга. Наряду с изомеризацией пятичленных и шестичленных нафтенов изомеризации подвергаются как парафины, так и ароматические углеводороды.
Существенную роль в процессе играют реакции гидрокрекинга. Гидрокрекинг парафинов, содержащихся в бензиновых фракциях, сопровождается газообразованием, что ухудшает селективность процесса. С другой стороны, аналогичная реакция гидродеалкилирования алкилбензолов позволяет увеличить выход низкомолекулярных гомологов бензола, которые представляют наибольший практический интерес.
Элементарные стадии ряда приведенных реакций предопределяются бифункциональным характером катализаторов риформинга. С одной стороны, они содержат один металл (платину) или несколько металлов ( например, платину и рений, или платину и иридий ), которые катализируют реакции гидрирования и дегидрирования. С другой стороны, носителем служит промотированный галогенами оксид алюминия, обладающий кислыми свойствами и катализирующий реакции, свойственные катализаторам кислотного типа. Поэтому разные элементарные стадии реакции могут протекать на различных участках поверхности катализатора: металлических или кислотных.
Образующиеся при дегидрировании непредельные углеводороды ( олефины, циклоолефины и др. ) могут превращаться в более высокомолекулярные соединения и тем самым способствовать образованию кокса на катализаторе, а следовательно его дезактивации.
Сырье каталитического риформинга обычно подвергают гидрогенизационной очистке, после чего в нем остается крайне незначительное количество примесей, в частности серу- и азотосодержащих соединений, являющихся каталитическими ядами. В условиях каталитического риформинга они подвергаются гидрогенолизу с отщеплением сероводорода и аммиака. Например:
Катализаторы риформинга.
Промышленный процесс каталитической ароматизации, несмотря на пятидесятилетний период существования, непрерывно совершенствуется. Это сопровождается столь же непрерывным совершенствованием катализаторов риформинга.
Алюмомолибденовый катализатор ( MoO3/Al2O3 ) был первым катализатором риформинга, нашедшим промышленное применение. Попытки использования других оксидных катализаторов ( Cr2O3/Al2O3, CoO-MoO3/Al2O3 ) к успеху не привели.
Алюмомолибденовый катализатор, как и современные катализаторы риформинга, катализирует реакции ароматизации, изомеризации и гидрокрекинга углеводородов. Однако селективность его в реакциях ароматизации, особенно парафинов, значительно ниже, а скорость закоксовывания намного больше. Тем не менее это не явилось препятствием для промышленного использования во время второй мировой войны риформинга на алюмомолибденовом катализаторе, так как процесс служил для производства толуола и компонентов авиационных бензинов.
В конце 40-х годов, когда возникла потребность в экономичном процессе каталитического риформинга для улучшения качества автомобильных бензинов, стали впервые применять более эффективный катализатор - платиновый. На протяжении последующих десяти лет платиновые катализаторы вытеснили оксидные, а широкие исследования привели к созданию разных их модификаций для процесса каталитического риформинга.
Существенным фактором процесса риформинга является парциальное давление водорода. В обратимой реакции дегидрогенизации нафтенов равновесие сдвигается вправо с повышением температуры и снижением давления. В то же время повышение парциального давления водорода способствует подавлению побочных реакций уплотнения образующихся непредельных углеводородов, приводящих в итоге к отложениям кокса на катализаторе и падению активности последнего. Исходя из этих соображений, для всех модификаций промышленных установок риформинга предусматривалось повышенное давление, которое определялось в первую очередь активностью катализатора.
С переходом на платиновый катализатор изменились технологический режим и схема процесса риформинга. Более высокая активность платинового катализатора позволила повысить давление в системе и снизить температуру. В то же время возросла объемная скорость подачи сырья. Более низкая температура и повышенная селективность катализатора позволили увеличить продолжительность его безрегенерационной работы.
Дороговизна платины предопределила малое ее содержание в промышленных катализаторах риформинга, а следовательно, необходимость весьма эффективного ее использования. Этому способствовало также применение в качестве носителя оксида алюминия, который давно был известен как лучший носитель для катализаторов ароматизации. Важно было превратить алюмоплатиновый катализатор ароматизации в бифункциональный катализатор риформинга, на котором протекал бы весь комплекс реакций. Для этого следовало придать носителю необходимые кислотные свойства, что было достигнуто путем промотирования оксида алюминия галогенами ( фтором, хлором ).
На первом этапе промышленного осуществления процесса предпочитали работать на фторированном алюмоплатиновом катализаторе.
При применявшейся технологии концентрация водяных паров в зоне катализа была велика, а потому для снижения потерь галогена ( в результате отщепления от катализатора ) целесообразнее было применять фторированный катализатор поскольку фтор прочно связан с катализатором.
Дальнейшее совершенствование технологии каталитического риформинга, в частности удаление из сырья каталитических ядов и его обезвоживание, позволили перейти к использованию более эффективных алюмоплатиновых катализаторов, промотированных хлором. Преимущество хлорированных катализаторов - возможность регулирования содержания хлора в катализаторах, а следовательно и уровня их кислотности, непосредственно в условиях эксплуатации.
Последнее поколение катализаторов риформинга отличается тем, что наряду с платиной, содержат один или несколько других металлов. Для таких катализаторов характерна высокая стабильность в условиях реакционного периода, что в конечном счете обеспечивает возможность получения более высоких выходов как высокооктановых бензинов риформинга, так и ароматических углеводородов.
Мощности каталитического риформинга и основные модификации процесса.
Каталитический риформинг - один из крупнотоннажных процессов современной нефтеперерабатывающей промышленности. Суммарная мощность каталитического риформинга шести наиболее развитых стран составляет ~270 млн. т/год по сырью.
При классификации различных модификаций каталитического риформинга за основу принимают систему окислительной регенерации катализаторов. Наиболее широкое применение нашли процессы риформинга со стационарным слоем катализатора, для которых условия процесса выбраны таким образом, чтобы обеспечить длительность межрегенерационного цикла 0,5-1 год и более.
В таблице 1 приведены сведения о промышленном использовании процессов риформинга, разработанных зарубежными фирмами. Данные о числе установок и их суммарной мощности относятся к началу 1980 г. и включают как действующие, так и проектируемые установки. Удельные капиталовложения ( в расчете на 1 куб. м суточной мощности ) даны в ценах 1978 г. Капиталовложения и энергозатраты приведены применительно к современным установкам большой единичной мощности и в большинстве случаев не включают затраты на гидроочистку сырья.
Зарубежные процессы каталитического риформинга
Энергозатраты на 1 м 3 сут. мощности
охлаж-дающая вода,м 3
Standard Oil Co
Пауэрформинг, Ex-xon Research and Engineering Co
Полурегенера-тивный или циклический
Каталитический риформинг, магна-форминг,Engelhard
Отечественные промышленные установки.
Внедрение процесса каталитического риформинга в России началось со строительства в 1955 г. опытных установок. В 1962-1963 гг. на ряде заводов были введены в строй первые промышленные установки типа Л-35-5 и Л-35-6.
Совершенствование процесса каталитического риформинга прежде всего связано с повышением эффективности применяемых катализаторов. Свойства катализаторов в значительной мере предупредили технологию риформинга. Одновременно происходило совершенствование аппаратурного оформления процесса.
На первом этапе развития процесса каталитического риформинга широко применялись алюмоплатиновые катализаторы на основе фторированного оксида алюминия ( АП-56 ). На установках риформинга не была предусмотрена очистка сырья от серы и других каталитических ядов. Для снижения отравляющего действия серы на катализатор, образующийся в процессе риформинга сероводород абсорбировался из циркулирующего газа раствором моноэтаноламина, последующая осушка газа проводилась абсорбцией влаги диэтиленгликолем.
Переход к переработке гидроочищенного сырья ( сооружение блоков типа Л-24/300 для установок Л-35-5 и Л-35-6, ввод в действие установок Л-35-11/300 и Л-35-11/600 с блоками гидроочистки ) привел к резкому снижению в нем контактных ядов, особенно серы, что позволило вовлечь в реакцию дегидроциклизации парафины и повысить октановые числа риформатов до 76-80.
Ниже приведена типовая схема отечественной установки каталитического риформинга типа Л-35-11/600 мощностью 600 т/год. Ввиду высокой чувствительности платинового катализатора к присутствию серы, азота и других вредных компонентов в сырье блоку риформинга предшествует блок гидроочистки.
Сырье, подаваемое насосом, смешивается после компрессора с водородосодержащим газом, циркулирующим в блоке гидроочистки. Смесь сырья и водородосодержащего газа подогревается в теплообменниках и первой секции печи ( до ~330 о С ) и входит в реактор гидроочистки.
В процессе гидроочистки сернистые соединения бензина превращаются в сероводород. Одновременно происходит частичное разложение сырья, и смесь очищенного сырья, циркуляционного газа, сероводорода и продуктов разложения, охладившись в системе регенерации тепла и конденсаторе-холодильнике, поступает в газосепаратор. Здесь из бензина отделяется газ, который далее в колонне очистки освобождается от сероводорода и углеводородного газа в стабилизационной колонне и после этого насосом направляется в блок риформинга.
Реакторный блок риформинга представлен четырьмя реакторами и тремя секциями печи. Поскольку риформинг протекает со значительным эндотермическим тепловым эффектом, необходим подогрев не только первичного сырья, но и продукта его частичного превращения. Для повышения парциального давления водорода в блоке риформинга также применяется циркуляция водородосодержащего газа, подаваемого на смешение с сырьем компрессором.
Смесь гидроочищенного сырья и водородосодержащего газа, пройдя систему теплообменников и вторую секцию печи, входит в первый реактор с температурой ~ 500 o C. В первом реакторе превращается большая часть сырья ( главным образом нафтеновые углеводороды ), что сопровождается падением температуры в реакторе. Ввиду того, что скорость реакции в результате снижения температуры уменьшается, смесь непрореагировавшего сырья с продуктами реакции вновь возвращается в печь ( в третью ее секцию ), далее поступает во второй реактор риформинга, снова возвращается в печь ( в четвертую секцию ) и, наконец, двумя параллельными потоками проходит в третий и четвертый реакторы.
Дегидроциклизация парафиновых углеводородов и гидрокрекинг протекают значительно медленнее и в более жестком режиме, чем дегидрогенизация нафтенов. Поэтому целесообразно распределять катализатор по реакторам неравномерно, загружая большую его часть в последние по ходу сырья реакторы. Обычно платиновый катализатор распределяется между 1, 2 и 3-4 реакторами в соотношении, равном 1:2:4. Из этих же соображений температуры промежуточного нагрева частично превращенного сырья в 3- и 4-й секциях печи несколько выше, чем исходного.
Конечные продукты реакции, пройдя теплообменники и холодильники, поступают в газосепаратор высокого давления для выделения водородосодержащего газа. Постоянный объем газа возвращается после осушки на цеолитах в адсорберах в систему циркуляции. Избыток газа обычно используется на заводе для гидроочистки нефтепродуктов, в частности на блоке гидроочистки описываемой установки.
Катализат из газосепаратора высокого давления перетекает в газосепаратор низкого давления, где выделяется часть сухого газа. Стабилизация катализата завершается во фракционирующем адсорбере и стабилизационной колонне, с верха которых уходят соответственно легкие и тяжелые компоненты газа. С низа колонны выводится стабильный катализат. Низ колонны и адсорбера обогревается за счет циркуляции части нижних продуктов через печь.
Второй этап развития процесса риформинга связан с применением хлорсодержащего алюмоплатинового катализатора АП-64 и с использованием ряда новых технологических приемов: а) ужесточение требований к предварительной гидроочистке сырья; б) нормирование концентрации водяных паров в зоне реакции путем отпарки гидроочищенного сырья и осушки циркулирующего газа на цеолитах; в) подача небольших количеств хлорорганических соединений в зону реакции; г) снижение рабочего давления.
При переводе установок на новые катализаторы были усилены узлы отпарки гидрогенизата, установлены адсорберы с цеолитами для осушки циркуляционнго газа блоков риформинга, смонтированы дозировочные насосы для подачи хлорорганических соединений в реакторы.
Использование промотированных хлором катализаторов и изменения технологии процесса позволили производить риформат с октановым числом 95.
Тенденция к укрупнению привела к созданию и широкому промышленному использованию установки каталитического риформинга Л-35-11/1000 мощностью по сырью 1 млн т/год. Ниже даны технико-экономические показатели установок каталитического риформинга различной мощности ( в тыс. т/год ):
Целью данной работы является изучение процесса производства бензина.
Задачи:
- изучить процесс производства бензина и его свойства;
- определить виды бензина;
- дать характеристику различным маркам бензина.
Содержание
1.1. История бензина в России и в мире …………….………
6
1.3. Свойства бензинов ……………………………………….
8
ГЛАВА 2.
ПРОИЗВОДСТВО БЕНЗИНА ………………………….…..
10
2.1. Процессы переработки нефти при производстве бензина ………………………………………………………….
10
2.2. Ассортимент авиационных бензинов ………………..…
15
Вложенные файлы: 1 файл
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ БИЗНЕСА.2 doc.doc
В конце XIX века бензин не находил лучшего применения, чем антисептическое средство (бензин продавался в аптеках) и топлива для примусов. Зачастую из нефти отгоняли только керосин, а все остальное, включая бензин, либо сжигали, либо просто выбрасывали. Однако с появлением двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто,
1 Конь М.Я. и др. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность за рубежом.- М., 1986, с. 7
бензин стал одним из главных продуктов нефтепереработки. Хотя по мере более широкого распространения дизельных двигателей на первый план выходит дизельное топливо благодаря более высокому КПД этих двигателей. Бензин применяется как топливо для карбюраторных и инжекторных двигателей, высокоимпульсное ракетное топливо (Синтин), при производстве парафина, как растворитель, как горючий материал, сырье для нефтехимии прямогонный бензин или бензин газовый стабильный (БГС).
С развитием автоиндустрии прямая перегонка нефти не могла уже удовлетворить потребность в бензине, не смотря на то, что добыча нефти постоянно наращивалась. Для получения автомобильного топлива возникла потребность в более новых методах переработки нефти и здесь на помощь пришел такой физико-химический процесс как крекинг, разработанный ещё в годы первой мировой войны. Суть данного процесса заключается в расщеплении крупных молекул нефти на более мелкие молекулы. Крекинг позволяет извлечь из нефти дополнительно до 15-ти процентов бензина.
Структурно работа состоит из двуx глав, введения, заключения и приложений. Pабoта написана на ocнoвe учeбныx, пepиoдичecкиx изданий и с помощью электронных ресурсов.
ГЛАВА 1. БЕНЗИН КАК ПРОДУКТ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ
1.1. История бензина в России и в мире
Первый завод для очистки нефти был построен в России на Ухтинском нефтяном промысле в 1745 г. В те времена в Москве и в Петербурге для освещения использовали свечи, а в маленьких городах, деревнях и селах – лучинки.
Но уже и тогда во многих церквях горели лампады, в которые наливалась смесь очищенной нефти с растительным маслом. Купец Набатов единственный поставлял очищенную нефти соборам и монастырям. В конце XVIII столетия была изобретена лампа, с появлением которой увеличился спрос на керосин.
Братья Дубины построили в Моздоке нефтеперегонный завод, в котором получали керосин, бензин и другие нефтепродукты выпариванием нефти, и отправляли их в Россию.
Он был очень прост: состоял из котла, печки, трубки и двух бочек. В печь ставили котел с трубкой, которая через бочку с водой вела в пустую бочку. Бочка с водой играла роль холодильника, а пустая бочка – была емкостью для топлива.
Бензин в качестве горючего был использован только в конце XIX века, когда Г. Даймлер создал бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Бензиновый мотор заменил лошадь в первых автомобилях. Популярность машин быстро росла, поэтому их производство постоянно набирало обороты.
Следствием этого стало увеличение объемов производства бензина. Получаемое при перегонки нефти топливо не могло удовлетворить все возрастающий спрос. Перед нефтеперерабатывающей промышленностью встала серьезная задача – найти дополнительные источники получения бензина.
В 1891 г. русский инженер Шухов изобрел крекинг (от англ. cracking – расщепление). Это процесс разложение углеводородов нефти на более летучие вещества. 1
1 Куров Б. В XXI век на экологически чистом автомобиле // Авторевю, 2002, №7
Крекинг дает возможность значительно повысить выход бензина из нефти. Способность этого топлива противостоять детонации характеризуют так называемым октановым числом: чем оно выше, тем бензин лучше. Этот параметр определяет сорт бензина.
Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры).
В зависимости от назначения их разделяют на автомобильные и авиационные.
Несмотря на различия в условиях применения автомобильные и авиационные бензины характеризуются в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства.
Авиационные бензины предназначены для применения в поршневых авиационных двигателях. В отличие от автомобильных двигателей, в авиационных используется в большинстве случаев принудительный впрыск топлива во впускную систему, что определяет некоторые особенности авиационных бензинов по сравнению с автомобильными. В связи с жесткими условиями применения авиационных бензинов к ним предъявляются более высокие требования, чем к автомобильным, в их состав входят компоненты ограниченного числа технологических процессов: прямой перегонки нефти, каталитического риформинга, алкилирования, ароматизации (т.е. компоненты, обладающие высокими антидетонационными свойствами и химической стабильностью). В состав авиационных бензинов могут также входить продукты изомеризации прямогонных фракций. Продукты вторичных процессов, содержащие олефиновые углеводороды, для получения авиационных бензинов не используются. С целью улучшения антидетонационных свойств бензинов в них вводят тетраэтилсвинец в больших
количествах, чем в автомобильные бензины. Для стабилизации этиловой жидкости при хранении авиабензинов добавляется антиокислитель 4-оксидифениламин или Агидол-1. Как и все этилированные топлива, для безопасности в обращении и маркировки, авиационные бензины должны быть окрашены.
По составу автомобильные бензины представляют собой смесь компонентов, получаемых в результате различных технологических процессов; прямой перегонки нефти, каталитического риформинга, каталитического крекинга и гидрокрекинга вакуумного газойля, изомеризации прямогонных фракций, алкилирования, ароматизации термического крекинга, висбрекинга, замедленного коксования. Компонентный состав бензина зависит, в основном, от его марки и определяется набором технологических установок на нефтеперерабатывающем заводе. 1
1.3. Свойства бензинов
Современные автомобильные и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации:
- иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах;
Давление насыщенных паров и фракционный состав являются функциями состава бензина, и эти показатели могут существенно различаться для разных бензинов. Эти два параметра определяют пусковые свойства бензинов, их склонность к образованию паровых пробок, физическую стабильность
Бензин — это горючая смесь углеводородов, а не моновещество, имеющее четкую структуру. Существует немало разновидностей данной жидкости, отличающихся не только названием, но и молекулярным строением и составом. В зависимости от вида бензина, его химические и физические свойства меняются. Это расширяет сферу применения бензина. Правильный выбор топлива является залогом длительной службы двигателя.
Применение
Бензин в основном используется в качестве топлива. Некоторые виды бензина предназначены только для заправки машин. Сейчас выпускают несколько марок топлива, качество которых различается в зависимости от октанового числа и включения присадок. Есть специальный автобензин для зимнего и летнего периода.
Производятся специальные разновидности топлива, использовать которые можно только для заправки самолетов. Осуществляется выпуск бензина, который применяется в качестве растворителя и как сырье для химической промышленности.
Бензин используется в качестве сырья для производства парафина и этилена. Применяется эта жидкость для блендинга и проведения процессов органического синтеза. Используется он для чистки и обезжиривания поверхностей и кожи. Данное вещество применяется для очищения металлических элементов. Он используется для изготовления:
- красок;
- лаков;
- растворителей;
- мастик;
- резиновых клеевых составов;
- конденсаторов;
- защитных составов, образующих пленку.
Кроме того, этот продукт может применяться даже для выведения жирных пятен с разных поверхностей.
Производство
Получение топлива возможно путем перегонки, высокотемпературной обработки, т.е. крекинга, а также низкотемпературного воздействия, т.е. риформинга и т.д. Существует еще несколько методов получения бензина из сырья. После первичной обработки проводится очистка сырья и введение в состав специальных присадок, повышающих качество продукта.
Из чего делают бензин?
Главным сырьем, из которого изготавливается топливо, выступает сырая нефть. Возможно производство данного вещества путем сложной переработки каменного угля и природного газа, но данные методы используются крайне редко из-за высокой стоимости процесса.
Технология производства
Производство бензина — это технологически сложный процесс. Сначала берутся пробы сырья для определения включения в них примесей солей и серы. Измеряется объем включения легких фракции.
Наиболее простой метод получения топлива — это атмосферно-вакуумная перегонка. Она позволяет отделить легкие фракции. После этого выполняется очищение сырья от примесей солей и серы, т.к. эти вещества ухудшают качество готового продукта. Включение данных веществ в нефти, добываемой по всему миру, неоднородно. На большинстве месторождений России нефть содержит большое количество серы, поэтому ценится даже ниже, чем сырье, которое добывается в Азербайджане.
Процедуры очищения позволяют получить достаточно большое количество топлива из сырья, но оставшихся нефтяных фракций, незадействованных в процессах, сохраняется немало. Их отправляют на вторичную перегонку. Кроме того, во время данной процедуры выполняется частичный каталитический крекинг. После этого переработанное сырье подвергается каталитическому риформингу.
Подготовленное сырье подвергается крекингу. При данной процедуре в тяжелых фракциях при их нагреве до 700°C наблюдается разрыв молекулярный цепочек. Это способствует формированию вторичного продукта. При низкотемпературной обработке сырья выход конечного продукта составляет не более 20%, но при обработке при высоких температурах объем полученного готового продукта возрастает до 70%.
После этого полученный продукт обрабатывается в газофракционирующей установке. В него добавляют дополнительные компоненты, которые подразделяются на классы и сорта. После этого готовый бензин поступает на АЗС.
Разновидности
Сейчас выпускается множество разновидностей бензина, различающихся составом и характеристиками. Важнейшим параметром для определения качества продукта выступает октановое число. Большую роль играет и количество примесей. Главными компонентами этого продукта выступают гептан и изооктан. Данные вещества имеют разные возможности к детонации в камерах сгорания двигателя. От соотношения их включения в готовый продукт зависит октановое число.
Марки бензина
Для того чтобы бензин мог использоваться в качестве топлива, он должен обладать рядом характеристик. Для определения качества продукта исследуются такие параметры, как:
- способность к образованию нагара;
- испаряемость;
- воспламеняемость;
- способность к детонации;
- коррозийная активность.
АИ-98 отличается не только высоким октановым числом, но некоторыми особенностями производства. При изготовлении данного продукта используется ряд компонентов, в т.ч. толуол, алкилбензин, изопентан и т.д.
Экстра АИ-95 отличается высоким качеством из-за присутствия антидетонационных присадок. Он изготавливается из дистиллятного сырья с включением изопарафиновых элементов. Кроме того, при производстве используется газовый бензин. Благодаря особой технологии изготовления, в готовом продукте крайне низкое содержание свинца.
В бензине марки АИ-95, по сравнению с бензином экстра, концентрация свинца выше на 30%. Высокое содержание этого элемента понижает качество продукта.
Под маркой АИ-92 скрывается бензин среднего качества. В нем высоко содержание антидетонационных присадок. Плотность данного продукта достигает 0,77г/смА-923.
Автомобильный бензин
На АЗС сейчас можно приобрести стандартные марки АИ-92, АИ- 95 и АИ-98. Кроме того, в продаже имеется автомобильный бензин для грузовиков — А-72 и АИ-80. Более очищенными считаются продукты, которые изготавливаются по европейским стандартам. Они отмечаются как евро 3, евро, 4, евро 5 и суперевро. При покупке бензина обязательно нужно обращать внимание на его маркировку, т.к. использование некачественного продукта приводит тому, что двигатель быстро выходит из строя.
Авиационный бензин
Бензины, предназначенные для заправки самолетов, отличаются более высоким октановым числом и лучшими качественными характеристиками. Продукт содержит минимальное количество легких фракций, что снижает риск формирования паровых пробок. Кроме того, авиационный бензин отличается низким включением примесей, способствующих активизации коррозийных процессов и формированию нагара на деталях. Продукт также отличается высокой химической стабильностью.
Бензин-растворитель
Данный класс продукта используется в химическом производстве. Эти продукты широко применяются для экстрагирования, т.е. извлечения необходимых веществ из растительных масел, канифоли и озокерита. Растворители на основе этого продукта активно применяются для разведения различных красок и лаков, устранения жировых пятен и т.д. Сфера использования данной разновидности бензинов крайне широка.
Нафта
Нафта — это специфическая группа, которая отличается высокой температурой кипения, достигающая +180°C. Данный продукт используется как сырье для химической промышленности.
Топливо для бензиновых двигателей и его характеристики
Большинство людей обращают внимание только на октановое число, но это далеко не единственный важный параметр. У углеводородов имеется разная скорость закипания. Качество продукта зависит от данных параметров.
Бензины АИ и Евро различаются процентным соотношением трудно- и легко- закипаемых фракций. От данного параметра зависит способность перегорания. В топливе, применяющемся для бензиновых моторов, содержится сразу несколько фракций.
Некоторые из них могут закипать при 27°C. Таким образом, первичное воспламенение возможно даже при пуске холодного двигателя. Другие фракции закипают при 100°C. Они подходят для поддержания стабильной работы двигателя. Кроме того, в состав топлива входят фракции, закипающие при 200 °C. Одни необходимы для поддержания процесса выключения мотора.
Сезонный бензин
Сейчас выпускается бензин для зимнего и летнего периода. При выборе топлива следует обращать внимание на такой параметр как давление паров.
Лучше, чтобы топливо для зимней езды имело данный показатель в пределах от 90 до 100 кПа. Для производства зимнего продукта в смесь добавляется бутан. Благодаря этому, он хорошо закипает даже в сильный мороз.
Летний вариант отличается более низким показателем давления насыщенных паров. В теплое время года допускается бензин с параметром 80 кПа.
Экологические требования к топливу
С каждым годом происходит ужесточение требований в экологичности топлива. Это обусловлено тем, что продукты сгорания крайне негативно отражаются на состоянии окружающей среды и способствуют возникновению парникового эффекта.
В топливе марок АИ высоко содержание дополнительных присадок и компонентов, которые способствуют снижению экологических параметров данных продуктов. Высокий выброс отравляющих веществ при сгорании обусловлен устаревшими технологиями производства.
Большей экологичностью отличается топливо класса евро. При сгорании выделяется примерно на 10-12% меньше отравляющих газов. Из-за применения более технологичных методов производства в выхлопах меньше оксида азота, ароматических углеводородов, серы и бензола. Благодаря этому, снижается общий вред, наносимый продуктами сгорания окружающей среде.
В ряде стран запрещена продажа топлива, не соответствующего стандартам экологичности. Меры по ужесточению требований к экологичности топлива стали предпринимать из-за повышения численности людей, которые ежедневно используют личные автомобили. Это спровоцировало повышение количества парниковых газов, усугубляющих состояние атмосферы.
Бензин – продукт переработки нефти представляющий собой горючее с низкими детонационными характеристиками. Из сырой нефти производится до 50% бензина. Эта величина включает природный бензин, бензин крекинг-процесса, продукты полимеризации, сжиженные нефтяные газы и все продукты, используемые в качестве промышленных моторных топлив.
Бензины предназначены для применения в поршневых двигателяхвнутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры).
Современные автомобильные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации: иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах; иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающийустойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя; не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и др. В последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план.
Бензин – представляет собой смесь углеводородов состоящихв основном из предельных 25-61 %, непредельных 13-45%, нафтеновых 9-71 %, ароматических 4-16 % углеводородов с длиной молекулы углеводорода от C 5 до C 10 и числом углеродных атомов от 4-5 до 9-10 со средней молекулярной массой около 100Д. Так же в состав бензина могут входить примеси – серо-, азот- и кислослородсодержащих соединений.
Бензин – это самая легкая фракция из жидких фракций нефти.Эту фракцию получают в числе разных процессов возгонки нефти. Поэтому от фракционного состава бензинов зависят легкость и надежность пуска двигателя, полнота сгорания, длительность прогрева, приемистость автомобиля и интенсивность износа деталей двигателя. Фракционный состав бензинов определяется согласно ГОСТа 2177-99.
Легкие фракции бензина характеризуют пусковые свойства топлива – чем нижетемпература выкипания топлива, тем лучше пусковые свойства. Для запуска холодного двигателя необходимо, чтобы 10% бензина выкипало при температуре не выше 55 градусов (зимний сорт) и 70 градусов (летний) по Цельсию. Зимние сорта бензина имеют более легкий (чем летние) фракционный состав. Легкие фракции нужны только на период пуска и прогрева двигателя.
Основная часть топлива называется рабочей фракцией. Отее испаряемости зависят: образование горючей смеси при разных режимах работы двигателя, продолжительность прогрева (перевода с холостого хода под нагрузку), приемистость (возможность быстрого перевода с одного режима на другой). Содержание рабочей фракции должно совпадать с 50% отгона. Минимальный интервал температур от 90% до конца кипения улучшает качество топлива и снижает его склонность кконденсации, что повышает экономичность и уменьшает износ деталей двигателя. Температуру выкипания 90% топлива иногда называют точкой росы.
СВОЙСТВА БЕНЗИНОВ
Бензины – легковоспламеняющиеся бесцветные или слегка желтые (при отсутствии специальных добавок) жидкости, имеющие плотность 700-780 кг/м2. Бензины имеют высокую летучесть, и температуру вспышки в пределах 20-40 градусов по Цельсию.Температура кипения бензинов находится в интервале от 30 до 200 C. Температура застывания – ниже минус 60 градусов. При сгорании бензинов образуется вода и углекислый газ. При концентрациях паров в воздухе 70—120 г/м3 образуются взрывчатые смеси.
Автомобильные бензины в силу своих физико-химических характеристик должны обладать следующими свойствами:
Однородность смеси;
Плотность топлива – при +20 °С должнасоставлять 690. 750 кг/м2;
Небольшую вязкость – с ее увеличением затрудняется протекание топлива через жиклеры, что ведет к обеднению смеси. Вязкость в значительной степени зависит от температуры. При изменении температуры от +40 до -40 °С расход бензина через жиклер меняется на 20. 30%;
Испаряемость – способность переходить из жидкого состояния в газообразное.
Читайте также: