ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПОЛУЧЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ

  Главная      Учебники - АЗС, нефть     Производство высокооктановых бензинов (Гуреев А.А., Жоров Ю.М.) - 1981 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  ..

 

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПОЛУЧЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ

В связи с истощением в ряде стран нефтяных ресурсов и повышением цен на нефть наблюдается возрастающая заинтересованность в изыскании новых источников получения моторных топлив, и в первую очередь бензинов. К числу возможных топлив для двигателей или компонентов автобензинов относят спирты. Большие исследования и испытания на автомобилях проведены с метиловым и этиловым спиртами как в чистом виде, так и в качестве высокооктановых компонентов. Особое внимание уделяют метанолу в связи с тем, что он имеет очень широкие сырьевые ресурсы.

Весьма перспективным является получение из метанола бензина. Одна из модификаций этого процесса Mobil основана на использовании цеолитного катализатора ZSM-5. Катализатор имеет специфическую структуру: две системы пересекающихся каналов прямых и синусоидальных, образующих эллиптические «окна». Процесс обеспечивает превращение метанола в высокооктановый бензин с получением в качестве побочных продуктов только воды и углеводородных газов.

Метанол может быть получен на основе угля, который, будучи подвергнут газификации (водяным паром), дает газ:

 

* Оба уравнения реакции даны без учета образования побочных и проме жуточных продуктов.

 

 

Разработанный еще в 20-х годах процесс Фишера — Тропша получения из синтез-газа (СО и Н2 в различных соотношениях) углеводородов и спиртов возрожден в новой модификации с применением упомянутых выше цеолитов.

Образование углеводородов из метанола происходит посредством его дегидратации. Согласно стехиометрии при дегидратации образуется 56% (масс.) воды и соответственно 44% (масс.) углеводородов.

 



Поскольку дегидратация сопровождается выделением значительного количества тепла (около 1720 кДж/кг), процесс осуществляется в две ступени с ча-стичной дегидратацией метанола на I ступени. Температура на входе в реактор II ступени 360 °С, а на выходе — 415 °С. В реакторе I ступени на аморфном кислотном катализаторе протекает обратимая дегидратация метанола с образованием диэтилового эфира:


 

 

2CH3OH =СН3ОСН3+Н2О

 

 

 


В реакторе II ступени в присутствии цеолитного катализатора ZSM-5 метанол и диметиловый эфир превращаются в смесь легких олефинов, молекулы которых полимеризуются и перегруппировываются с образованием изоиарафиновых и ароматических углеводородов.

 

Полученный из метанола бензин имеет октановое число 93— 96 (и. м.). Состав образовавшихся углеводородных продуктов следующий (в % масс.): сухого газа (C1, C2) —1,3, сжиженного газа (С3, С4) — 17,8, бензина (С5—С12) —80,9. Практически полное отсутствие более тяжелых фракций достигается подбором размера пор цеолитсодержащего катализатора.

Стремление снизить расход этиловой жидкости или вообще от нее отказаться привело к поискам новых высокооктановых компонентов (см. гл. IV). Наиболее перспективным в настоящее время считается метил-трег-бутиловый эфир (МТБЭ), который получают по уравнению:

 

Таким образом, исходным сырьем снова является метанол и изобутилен. Изобутилен для синтеза можно использовать не в чистом виде, а в смеси с «-бутиленом, бутаном и бутадиеном при концентрации его 35—50% (фракция С4 газа каталитического крекинга и пиролиза).

Свойства метил-грет-бутилового эфира таковы [23]:

 

 

С 1973 г. метил-грег-бутиловый эфир вырабатывается на установке мощностью 100 тыс. т в год по процессу, разработанному совместно фирмами Snam Progetti и Anic [23, 24]. Схема производства МТБЭ представлена на рис. 34. Метанол и бутан-бутиленовая фракция, содержащая изобутилен, подаются в трубчатый реактор со стационарным слоем катализатора. В качестве катализатора применяют ионообменную смолу. Слабоэкзотермическая реакция протекает при сравнительно мягких температурных условиях. Температуру в реакторе регулируют циркуляцией охлаждающей воды.

 

 

Рис. 34. Принципиальная схема получения МТБЭ из метанола и изобутилена:
1 — подогреватель сырья; 2 — реактор; 3 — система охлаждения; 4 — бутановая колонна; 5 — метанольная колонна; I — смесь углеводородов С4 с высоким содержанием МТБЭ на компаундирование бензинов; II — МТБЭ со ступени с низкой степенью превращения изобутилена; III — чистый МТБЭ.

 

 

 

В условиях процесса нормальные бутилены практически инертны (образуется немного диизобутилена). С низа реактора отводится поток, содержащий более 98% (масс.) целевого продукта с небольшими примесями метанола и побочных продуктов. Состав получаемого продукта следующий (% масс.):

 

При эксплуатации установки исключены нарушения, вызывающие загрязнение окружающей среды. Капитальные вложения и прямые эксплуатационные затраты на процесс невелики по сравнению с традиционными, например при каталитическом алкилиро-вании изобутана олефинами и изомеризации пентан-гексановых фракций.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Федоров В. С. и др. Исследование грозненских бензинов. М., Гостоптехиздат, 1958. 112 с.

2. Нефти СССР. Справочник (в четырех томах)/Под ред. 3. В. Дриацкой, М. А. Мхчиян, Н. М. Жмыховой. М., Химия. Т. I, 1971. 504 с; т. II!, 1972, 616 с.; т. IV, 1974, с. 792.

3. Товарные нефтепродукты. Свойства и примененис/Под ред. В. М. Школьникова. 2-е изд., перераб. и доп. М., Химия, 1978. 470 с.

4. Маслянский Г. Н. и др. — Нефтепереработка и нефтехимия, 1969, № 8Т с. 7—11.

5. Маслянский Г. И. и др. — Хим. и технол. топлив и масел, 1977, N? 1, с. 16—20.

6. Кондратьев В. Ф. и др. Интенсификация производственных процессов на Ново-Горьковском НПЗ им. XXIV съезда КПСС. М. ЦНИИТЭнефтехим, 1978. 60 с.

 

7. Орловски М. и др. — Хим. и технол. топлив и масел, 1979,

№ б, с. 6—8.

8. Самойлова Н. Н. и др. — Хим. и технол. топлив и масел, 1977, № 7, с. 8—11.

9. Левинтер М. Е. и др. — Хим. и технол. топлив и масел, 1971, № 1, с. 16—20.

10. Магарил Р. 3. Теоретические основы химических процессов переработки нефти. М., Химия, 1976. 312 с.

11. Левинтер М. Е. и др. Реконструкция установки каталитического крекинга с пылевидным катализатором типа 1-А. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1970. 68 с.

12. Мелик-Ахназаров Т. X. и др. — Хим. и технол. топлив и масел, 1977, № 2, с. 7—10.

13. Макарьев С. В. и др. — В кн.: Производство высокооктановых бензинов. Труды Гроз НИИ. Грозный, 1976, вып. 30, с. 72—76; Нефтепереработка и нефтехимия, 1978, № 11, с. 18—20.

14. Жоров Ю. М. Расчеты и исследования химических процессов нефтепереработки. М., Химия, 1973. 214 с.

15. Эрих В. Н., Расина М. Г., Рудин М. Г. Химия и технология нефти и газа. 2-е изд. М., Химия, 1977. 424 с.

16. Агафонов А. В. и др. — Нефтепереработка и нефтехимия,

1971, N° 4, с. 24—26.

17. Станчева 3. С. и др. — Нефтепереработка и нефтехимия, 1976, № 6, с. 1—3.

18. Стехун А. И. и др. —Хим. и технол. топлив и масел, 1977, № 2, с. 10—14.

19. Журавлева Н. Т. — Нефтепереработка и нефтехимия, 1977, № 2, с. 5—6.

20. Бурсиан Н. Р. и др. — Хим. и технол. топлив и масел, 1975, №4, с. 14—16.

21. Иверсон О., Шмерлинг Л. Новейшие достижения нефтепереработки и нефтехимии. М., Гостоптехиздат, 1960. Т. I. 312 с.

22. Полякова А. И. и др. — Нефтепереработка и нефтехимия,

1972, Ко 3, с. 7—9.

23. Лесохина Г. Ф., Мухина Т. Н., Ходаковская В. А. Состав и переработка жидких продуктов пиролиза на отечественных установках. М. ЦНИИТЭнефтехим, 1977. 88 с.

24. Ancillott F. е. а. — J. Catal., 1977, v. 46, p. 49—57.

25. Пенни Д., Флорис Т. — Переработка углеводородов, 1977, № 12, с. 31-35.

26. Пигузова Л. И. Высококремнеземные цеолиты и их применение в нефтепереработке и нефтехимии. М., Химия, 1974. 172 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  ..