Цель данного раздела - анализ новых технологий переработки нефтяных фракций, которые приводят к улучшению экологического качества моторных топлив. Как уже отмечалось выше, важнейшая роль в этом направлении отводится реформулированным топливам (РМТ), бензинам процесса риформинга и т.д.
Потребление реформулированного бензина, сгорающего с пониженными углеводородными выбросами, важно для снижения уровня избыточного содержания озона в нижних слоях атмосферы, образующегося вследствие реакций, протекающих между углеводородами и оксидами азота под действием солнечных лучей.
Топливо ЕС-1 было одним из первых РМТ и рассчитано на старые автомобили, не оборудованные каталитическими устройствами нейтрализации и системами контроля вредных выбросов.
381
Сравнительные экологические характеристики топлива ЕС-1, базового бензина представлены в табл. 4.28.
Испытания топлива ЕС-1 показали значительное снижение выбросов веществ. Так, в отработанных газах автомобилей снижение содержания углеводородов составило около 5%, оксида углерода - 10%, оксидов азота - 6%, а испарения углеводородов - 22%. Выбросы бензола при этом были снижены на 43% по сравнению с базовыми видами топлив. Фирма Shell начала производство топлива М-85 (85% метанола и 15% неэтилированного бензина), Chevron - нового премиального неэтилированного бензина (5,5% об. МТБЭ, 1% масс, кислорода). Среди других РМТ следует выделить: бензин РС-87 с добавкой МТБЭ (Diamond Shamrock Refining, Marketing Co.), содержащий 20% ароматических соединений, ОЧ 87 и. м.; реформулированный бензин Phillips 66 Со, содержащий 20-30% ароматических соединений и олефинов, серы и бензола на 33 и 35% соответственно меньше, чем обычные бензины.
Фирма Conoco Inc. прекратила выпуск регулярного этилированного бензина и начала производство аналогичных реформули-рованных. Shell Oil Co ввела в производство премиальный неэтилированный бензин с добавкой МТБЭ (содержание 1% по кислороду). Производство аналогичных бензинов начато и такими компаниями,
Таблица 4.28
Сравнительные характеристики топлива ЕС-1 и бензина
| Показатель |
ЕС-1 |
Этилированный регулярный бензин |
| Упругость паров, г/см2 |
532 |
623 |
| Октановый индекс, пункты |
88 |
88,3 |
| Содержание углеводородов, % об.: |
|
|
| ароматических |
19 |
30,1 |
| олефиновых |
10 |
9,6 |
| насыщенных |
71 |
60,3 |
| Температура выкипания, °С: |
|
|
| н. к. |
31 |
31 |
| 10% |
54 |
51 |
| 50% |
99 |
97 |
| 90% |
179 |
177 |
| к. к. |
226 |
224 |
| Содержание кислорода, % масс. |
1 |
- |
| Содержание свинца, г/л |
0,0002 |
0,0176 |
| Содержание серы, млн-1 |
245 |
300 |
| Бромное число, г Вг2/100 г |
21 |
22 |
382
как Exxon, Amoco. Все указанные РМТ отвечают новым требованиям по показателю летучести, октановым и другим характеристикам. Реформулированный бензин поставляется в районы, занимающие 25% территории США. Начиная с 2000 г., ЕРА выдвинуло более жесткие требования: снижение выбросов летучих органических соединений (ЛОС), токсичных веществ и NOX на 29,22 и 6,8% соответственно. При сертификации бензина на НПЗ для снижения выбросов на 15% учитываются давление насыщенных паров, температура выкипания 50 и 90%-й доли, содержание кислорода, ароматических углеводородов, бензола, олефинов и серы. Небольшое снижение давления насыщенных паров дает относительно большое снижение выбросов ЛОС и заметное снижение выбросов токсичных веществ. Сравнительные данные реформулированного и существующего бензинов приведены в табл. 4.29.
В соответствии с исследованиями фирмы Arthur D. Little (ADL) (Германия) состав реформулированного бензина включает
Таблица 4.29
Сравнение составов и характеристик среднего и реформулированного бензинов США
| Наименование |
Бензин |
| средний |
реформу лированный |
| Компоненты бензина, % об.: |
|
|
| риформат |
29,6 |
26,9 |
| прямогонный бензин |
4,1 |
3,7 |
| изомеризат |
4,0 |
3,6 |
| бензин ККФ |
41,4 |
28,4 |
| бензин коксования |
0,7 |
0,6 |
| бензин гидрокрекинга |
2,7 |
2,5 |
| бензин полимеризации |
0,3 |
0,0 |
| димеризат |
0,2 |
0,0 |
| алкилат |
13,3 |
20,7 |
| бутаны |
3,7 |
2,5 |
| МТБЭ |
0 |
11,0 |
| Давление насыщенных паров, МПа |
0,07 |
0,05 |
| Кислород, % масс. |
0,0 |
2,0 |
| Ароматические углеводороды, % об. |
32,1 |
29,1 |
в том числе:
бензол |
1,53 |
1,39 |
| Олефины, % об. |
13,2 |
7,2 |
| Сера, млн-1 |
339,0 |
308,0 |
383
27% об. ароматических углеводородов, 1,3% об. бензола; температура выкипания 90% - 150°С; давление насыщенных паров - 67 кПа; содержание серы - 63 млн-1; МТБЭ - 15% об. На автомобилях, неснабженных каталитическими нейтрализаторами выхлопных газов, такой реформулированный бензин позволяет снизить выбросы углеводородов на 18%, СО - на 29%, NOX - на 16%, бензола - до 60%. На машинах с каталитическими нейтрализаторами, работающих на реформулированном бензине, достигается снижение выбросов углеводородов на 42% и СО - на 27%, дополнительное снижение NOX незначительно.
Новые требования к качественным характеристикам моторных топлив выдвигают новые требования к современным НПЗ. Существенное снижение содержания ароматических соединений, олефинов и показателя летучести топлив означает, что технология производства таких компонентов товарных бензинов, как крекинг-бензин, риформат должна претерпеть существенные изменения. Значительному влиянию новых норм подвергнутся и процессы риформинга, алкилирования, изомеризации, полимеризации. Расширение производства РМТ приводит к необходимости углубления процесса гидродесульфирования и к повышению жесткости режимов установок гидроочистки. Установление нижнего предела по содержанию кислорода потребует ввода в эксплуатацию большого объема мощностей по производству МТБЭ, ЭТБЭ, ТАМЭ, метанола и других кислородсодержащих соединений.
- Как связаны между собой проблемы избыточного озона в нижних слоях воздуха и производства РМТ?
- Дайте определение РМТ.
- Укажите основные качественные характеристики состава РМТ.
- В чем заключается преимущество РМТ по сравнению с другими сортами бензинов?
384
