Ассортимент и оценка качества бензина

      Из  вакуумной ректификационной колонны  выходит несколько потоков. Лёгкий вакуумный дистиллят и тяжёлый вакуумный дистиллят иногда получают как отдельные продукты. Обе фракции можно использовать как сырьё для получения смазочных масел. Во многих случаях их не разделяют, а сливают вместе, такой продукт называется лёгкая фракция вакуумной перегонки. Соответственно, тяжёлый продукт, который остаётся на дне колонны, называется остаток вакуумной перегонки и используется в качестве сырья для производства битума или термического крекинга, а также как компонент для получения остаточного топлива.

      Вакуумная перегонка прямогонного остатка  эквивалентна его атмосферной перегонке  в интервале кипения около 540-590°С.

      На  ранних стадиях развития нефтеперерабатывающей  промышленности потребности в автомобильном  бензине росли быстрее, чем потребности в тяжёлом жидком топливе (в дизельном топливе), и соответственно росло количество сырой нефти, которую нужно было превратить в бензин. Нефтепереработчикам стало ясно, что если производить прямогонный бензин в количестве, достаточном для удовлетворения потребности рынка, то рынок будет одновременно затоварен тяжёлым топливом. Экономическим следствием сложившейся ситуации стал постоянный рост цен на бензин при падении цен на более тяжёлые фракции.

      Чтобы справиться с этой физической и экономической проблемой инженеры-нефтепереработчики придумали несколько крекинг-процессов, из которых наиболее широко распространён каталитический крекинг.

      В крекинг-установке прямогонные фракции  тяжёлого газойля нагревают при  повышенном давлении в контакте с катализатором, который способствует протеканию процесса. Катализатор - это вещество, которое ускоряет или даже вызывает химическую реакцию, но когда реакция заканчивается, катализатор остаётся в неизменном виде - он не изменяется химически, но заставляет другие вещества реагировать друг с другом.

      Сырьём  для процесса каталитического крекинга обычно является прямогонный тяжёлый  газойль, а также лёгкая фракция  вакуумной перегонки. Задача состоит  в том, чтобы превратить тяжёлые  фракции в бензин. В идеале температуры кипения продуктов крекинга должны лежать в интервале, соответствующем бензину.

      Во  время работы установки происходит несколько процессов. Когда большие  молекулы разрываются на части, то водорода оказывается недостаточно, чтобы  насытить все молекулы, и поэтому некоторая часть углерода переходит в кокс, который почти целиком состоит из атомов углерода, сцепленных вместе. При разрыве крупных молекул получается полный набор мелких - от метана и выше. Поскольку водорода недостаточно, многие из образующихся молекул оказываются олефинами и т.д. Таким образом, продуктами крекинга является полный набор углеводородов, от метана до остатка и, кроме того, кокс.

      Аппаратурное  оформление каталитического крекинга состоит из трёх частей: реактора, регенератора и ректификационной колонны.

      Центральной частью установки каталитического  крекинга является реактор. Сырьё проходит через нагреватель, смешивается  с катализатором и поступает  в райзер (вертикальную трубу), ведущий  в нижнюю часть реактора. В более  современных конструкциях крекинг, в основном, происходит уже в райзере. Таким образом, реактор нужен только для отделения углеводородов от катализатора, что производится с помощью циклона, механического приспособления, использующего центрифугирование. Катализатор бывает обычно одного из двух типов: шарики или микросферы, однако в настоящее время шарики уже вышли из моды. Микросферы выглядят как мелкий порошок. Каждая микросфера (или шарик) имеет множество пор и, следовательно, огромную площадь поверхности.

      Та  часть углеводородов, которая во время крекинга превращается в кокс, оседает в виде отложений на катализаторе. Когда поверхность катализатора покрывается отложениями, катализатор становится неактивным (отработанным). Чтобы удалить эти углеродные отложения, отработанный катализатор подают в регенератор, где его смешивают с горячим воздухом, нагретым приблизительно до 600°С, после чего восстановленный катализатор снова смешивается с сырьём и направляется в реактор.

      Углеводородная  смесь, полученная в результате крекинга, подаётся в ректификационную колонну, предназначенную для разделения продуктов каталитического крекинга. В колонне смесь обычно разделяется на следующие фракции: углеводородные газы, крекинг-бензин, лёгкий и тяжёлый крекинг-газойли и кубовый остаток. Последний чаще всего смешивается со свежей порцией сырья, с которой он снова поступает в процесс. Тяжёлый крекинг-газойль можно использовать как сырьё для термического крекинга или как компонент остаточного топлива (мазута). Лёгкий газойль является хорошим компонентом дизельного и дистиллятного топлива, а крекинг-бензин служит эффективным компонентом автомобильного бензина. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Раздел 2. АССОРТИМЕНТ БЕНЗИНА 

      Согласно  ГОСТ Р 51105-97 в зависимости от октанового числа, определенного исследовательским  методом, устанавливаются следующие марки неэтилированных автомобильных бензинов:

      Нормаль-80 - не менее 80;

      Регуляр-91 - не менее 91;

      Регуляр-92 - не менее 92;

      Премиум-95 - не менее 95;

      Супер-98 - не менее 98.

      В зависимости от климатического района применения по ГОСТ 16350 автомобильные бензины подразделяют на пять классов:

      1 - для района II с 1 апреля по 1 октября;

      2 - для районов II и II с 1 апреля по 1 октября;

      3 - для районов I и I с 1 апреля по 1 октября и для района II с 1 октября по 1 апреля;

      4 - для районов II и II с 1 октября по 1 апреля;

      5 - для районов I и I с 1 октября по 1 апреля. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Раздел 3. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА 

      Согласно  ГОСТ 51105-97 табл. по физико-химическим и эксплуатационным показателям автомобильные бензины должны соответствовать нормам и требованиям, указанным в таблице 3.1.

      Таблица 3.1

      Физико-химические и эксплуатационные показатели качества автомобильных бензинов

      Характеристики  испаряемости приведены в табл. 3.2

      Таблица 3.2

Испаряемость  бензинов

      Данный  стандарт распространяется на неэтилированные бензины для автомобильного транспорта, применяемые в качестве топлива для автомобильных и мотоциклетных двигателей, а также двигателей другого назначения, рассчитанных на использование этилированного или неэтилированного бензина.

     При производстве автомобильных бензинов допускается применять кислородосодержащие компоненты, другие высокооктановые добавки, а также антиокислительные и моющие присадки, улучшающие экологические показатели бензинов и допущенные к применению.

     Моющие  присадки могут вводиться в автомобильные бензины при отгрузке потребителю, а также на нефтебазах и АЗС или непосредственно в бензобак перед заправкой автомобиля. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Раздел 4. ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА 

      Основным  эксплуатационным свойством бензинов является детонационная стойкость. Детонация — это процесс очень  быстрого сгорания рабочей смеси (взрывной) с образованием в камере сгорания ударных волн. Детонация приводит к прогоранию поршней и выпускных  клапанов. Внешние признаки детонации — характерный металлический стук и вибрация, черный цвет отработавших газов (дым), неровная работа двигателя. Главным признаком детонации служит резкий звонкий стук в двигателе, который хорошо слышен с места водителя. Многие водители полагают, что это стучат поршневые пальцы. В действительности источником этих звуков являются вибрации деталей двигателя от действия детонационной (ударной) волны. Длительная работа двигателя с интенсивной детонацией недопустима, так как это может привести к повреждению двигателя. Однако незначительная детонация, которая сопровождается кратковременным, быстро исчезающим стуком в начале разгона автомобиля при полном нажатии на педаль дроссельной заслонки, считается нормальным явлением и не представляет опасности для двигателя. Детонационные свойства оцениваются октановым числом, которое в свою очередь определяется двумя методами — исследовательским и моторным. Как правило, в обозначении бензина вместе с октановым числом указывается и метод, по которому оно определено (буква И — исследовательский). Чем выше октановое число, тем больше стойкость к детонации, тем больше и возможная степень сжатия двигателя, а следовательно, и больше мощность и экономичность. Высокооктановые бензины получают двумя способами: сложным технологическим — увеличивают долю высокооктановых компонентов при производстве (неэтилированный бензин); более простой и дешевый способ — добавка к бензину тетраэтилсвинца (этилированный бензин). В развитых странах этилированные бензины не используются. Этиловая жидкость — это концентрат химических соединений свинца, и она, как и этилированный бензин, чрезвычайно ядовита, оказывает отравляющее действие на человека. Используя этилированный бензин, будьте очень осторожны. Тетраэтилсвинец (а за границей еще и тетраметилсвинец) существенно повышает детонационную стойкость. Его для этого и добавляют, но на автомобилях, оснащенных лямбдазондом и каталитическим нейтрализатором отработанных газов (катализатором), этилированный бензин использовать нельзя — свинец быстро выводит их из строя.