Производство дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными и экологическими свойствами

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ НЕФТИ  И ГАЗА

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

на тему:

«ПРОИЗВОДСТВО ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ

С УЛУЧШЕННЫМИ  НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫМИ 

И ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ»

 

Учебно-исследовательская  работа студента

 

 

 

 

ВЫПОЛНИЛ:                                                                                                      СТ. ГР. ТП-07-02

А.Ю. ЛУГОВАЯ

 

 

ПРОВЕРИЛ:                                                                                ПРОФЕССОР КАФЕДРЫ ТНГ

Н.К. КОНДРАШЕВА

 

 

 

УФА 2011

 

Содержание

 

	С.
1 Законодательные акты  о защите окружающей среды  и экологических требованиях  к дизельным топливам	3
2 Существующие марки  и технология получения дизельных  топлив	8
3 Современные и перспективные  требования к топливам для дизельных двигателей с улучшенными низкотемпературными и экологическими свойствами	12
4 Современные присадки  и добавки к дизельным топливам	15
- депрессорные  присадки	16
- диспергаторы  парафинов	21
- противоизносые  присадки	23
- совместимость присадок	24
5 Перспективные технологии  улучшения низкотемпературных и  экологических свойств дизельных  топлив	29
5.1 Одностадийный процесс  гидроочистки нефтяных дистиллятов	32
5.2 Двухстадийный процесс  гидрообессеривания и деароматизации  прямогонных и вторичных дистиллятов	34
5.3 Процесс легкого  гидрокрекинга, депарафинизации  и изомеризации средних дистиллятных  фракций	36
5.3.1 «Мягкий» гидрокрекинг  вакуумных дистиллятов	36
5.3.2 Каталитическая депарафинизация  средних нефтяных дистиллятов	38
5.3.3 Гидроизомеризация  утяжеленных дистиллятных фракций	40
6 Новые катализаторы  гидрообессеривания, гидродеароматизации  и гидродепарафинизации нефтяных  фракций	42
7 Технологические параметры  совмещенных процессов гидроочистки, гидродеароматизации и гидродепарафинизации дизельного топлива в зависимости от вида и качества сырья
8 Принципиальная технологическая  схема процесса получения экологически  чистого дизельного топлива с  улучшенными низкотемпературными  свойствами
Список использованных источников

 

 

1 ЗАКОНОДАТЕЛЬНЫЕ АКТЫ О ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЯХ К ДИЗЕЛЬНЫМ ТОПЛИВАМ

 

Быстрое развитие промышленности и транспорта привело к серьезному ухудшению экологии во многих регионах нашей планеты. Одной из первоочередных мер по ее улучшению является ужесточение требований к качеству моторных топлив, в частности дизельных [1].

Одно из новых требований к дизельному топливу – максимально  низкая токсичность продуктов его  сгорания, определяемая содержанием  оксидов серы и сажи, которое должно быть снижено. Анализ химического состава дизельных топлив показывает, что в них для удовлетворения этого требования необходимо уменьшить содержание ароматических углеводородов, особенно полициклических, и серы [2].

Основным законодательным  актом о защите окружающей среды и экологических требованиях к дизельным топливам является технологический регламент «О требованиях к бензинам автомобильному и авиационному, дизельному и судовому топливам, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту». Данный регламент устанавливает требования к топливу в целях защиты жизни и здоровья человека, имущества, охраны окружающей среды, предупреждения действий, вводящих в заблуждение потребителей относительно его назначения.

 

Таблица 1.1 – Требования к характеристикам дизельного топлива согласно технологическому регламенту

Характеристики дизельного топлива	Единица измере-ния	Нормы в отношении  экологического класса*
		К2	К3	К4	К5
Массовая доля серы, не более	мг/кг	500	350	50	10
Температура вспышки  в закрытом тигле, не ниже: для летнего дизельного топлива	°С	40	40	40	40
для зимнего и арктического дизельного топлива		30	30	30	30
Фракционный состав: 95 % об. перегоняется при температуре, не выше	°С	360	360	360	360
Массовая доля полициклических  ароматических углеводородов, не более	%	-	11	11	11
Цетановое число: для летнего дизельного топлива	-	45	51	51	51
для зимнего и арктического дизельного топлива		-	47	47	47
Смазывающая способность, не более	мкм	460	460	460	460

* экологический класс  – классификационный код, определяющий требования к топливу

Согласно данному регламенту претерпели изменения требования по следующим показателям дизельного топлива:

- повысилось значение цетанового числа с 45,0  до 51,0;

- изменилась температура  определения плотности с 20 °С  на 15 °С;

- снизилось содержание  серы до 10 мг/кг;

- введен показатель, определяющий содержание полициклических ароматических углеводородов;

- введен показатель  по смазывающей способности (это  обусловлено тем, что в связи  со снижением содержания серы, смазывающие свойства становятся хуже).

Необходимость разработки такого регламента, и соответственно изменений некоторых показателей  дизельных топлив, объясняется тем, что в настоящее время рынок  автомобильной техники претерпевает существенные изменения. Число автомобилей зарубежных марок, выпускаемых  в России, стремительно растет. Вводятся в строй новые автосборочные заводы ведущих зарубежных фирм. Изменения европейских требований к дизельному топливу могут оказаться актуальными и для нашей страны [3].

Также к законодательным актам о защите окружающей среды и экологических требованиях к дизельным топливам можно отнести российские стандарты ГОСТ Р 52368-2005 «Топливо дизельное евро» (таблица 1.2), ТУ 38.401-58-296-2005 «Топливо дизельное автомобильное» (таблица 1.3) и ТУ 38.1011348-2003 «Топливо дизельное экологически чистое» (таблица 1.4).

 

Таблица 1.2 – Требования к дизельному топливу по ГОСТ Р 52368-2005

Наименование показателя	Значение
1	2
1 Цетановое число,  не менее	51,0
2 Цетановый индекс, не  менее	46,0
3 Плотность при 15 °С, кг/м3	820-845
4 Полициклические ароматические  углеводороды, % (по массе), не более	11
5 Содержание серы, мг/кг, не более, для топлива:    вид I	350,0
вид II	50,0
вид III	10,0
6 Температура вспышки  в закрытом тигле, °С, выше	55
7 Коксуемость 10 %-ного  остатка разгонки, % (по массе), не  более	0,30
8 Зольность, % (по массе), не более	0,01
9 Содержание воды, мг/кг, не более	200
10 Общее загрязнение,  мг/кг, не более	24
11 Коррозия медной  пластинки (3 ч при 50 °С), единицы  по шкале	Класс 1
12 Окислительная стабильность:      общее количество  осадка, г/м3, не более	25

 

продолжение таблицы 1.2

1	2
13 Смазывающая способность:      скорректированный  диаметр пятна износа при 60 °С, мкм,      не более	460
14 Кинематическая вязкость при 40 °С, мм2/с	2,00-4,50
15 Фракционный состав:       при  температуре 250 °С, % (по объему), менее	65
при  температуре 350 °С, % (по объему), не  менее	85
95 % (по  объему) перегоняется при температуре,  °С, не выше	360
16 Содержание метиловых эфиров жирных кислот, % (по объему),      не более	5

 

По сравнению с ГОСТ 305-82 (таблица 2.1) в новом ГОСТ Р 52368-2005:

- повысилось цетановое  число с 45 до 51 ед. (так как увеличение цетанового числа приводит к снижению содержания в отработавших газах NO_x и СО);

- введен показатель  цетанового индекса;

- изменена температура определения плотности;

- изменилось определение  фракционного состава: в старом  стандарте определялась температура,  при которой перегонялось 50 % и  95 % продукта, теперь же в объемных процентах определяется количество продукта, выкипающего при температурах 250 °С (что соответствует содержанию более легких керосиновых фракций) и 350 °С (что соответствует содержанию дизельных фракций) и температура, при которой перегоняется 95 % продукта (то есть полнота сгорания);

- введен показатель, ограничивающий  содержание полициклических ароматических  углеводородов (что связано с проблемой экологии);

- изменен показатель, определяющий содержание серы (что также связано с вопросом об экологии);

- изменены требования к температуре вспышки: с 40 °С до 55°С;

- снижена зольность с 0,1 % до 0,01 % (по массе);

- допускается содержание  воды в количестве 200 мг/кг;

- введен показатель окислительной  стабильности;

- введен показатель  смазывающей способности (необходимость его введения и нормирования продиктована участившимся выходом из строя топливных насосов высокого давления из-за ухудшения смазывающей способности топлив вследствие более глубокой гидроочистки дизельного топлива);

- изменена температура  определения кинематической вязкости;

- введен показатель, определяющий  содержание метиловых эфиров  жирных кислот.

Некоторые изменения введены для большего соответствия зарубежным стандартам.

 

Таблица 1.3 – Требования к дизельным топливам по ТУ 38.401-58-296-2005

Показатель	Единицы	Пределы
		минимум	максимум
1 Цетановое число		51,0	-
2 Цетановый индекс		46,0	-
3 Плотность при 15 °С	кг/м3	820	845
4 Полициклические ароматические  углеводороды	% (масс)	-	11
5 Содержание серы:    I вид	мг/кг	-	10
II вид		-	50
6 Температура вспышки	°С	Выше 55	-
7 Кокосовый остаток  (10 %-ого остатка разгонки)	% (масс)	-	0,30
8 Зольность	% (масс)	-	0,01
9 Содержание воды	мг/кг	-	200
10 Общее загрязнение	мг/кг	-	24
11 Коррозионная агрессивность  меди (3 ч при 50 °С)	оценка	Класс 1
12 Окислительная стабильность	г/м3	-	25
13 Смазывающая способность,  скорректированный диаметр пятна  износа при 60 °С	мкм	-	460
14 Вязкость при 40 °С	мм2/с	2,00	4,50
15 Фракционный состав:       перегоняется  до 250 °С	% (об.)	-	< 65
перегоняется до 350 °С		85	-
95 % (об.) перегоняется до	°С	-	360
16 Содержание метиловых  эфиров жирных кислот	% (об.)	-	5