автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Исследование влияния добавки ароматических углеводородов в процессе гидрооблагораживания бензиновых фракций

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Экология и автомобилизация

1.2. Воздействие вредных выбросов на человека и окружающую среду

1.3. Методы снижения выбросов токсичных соединений автомобилей в атмосферу 11 1.3.1. Содержание бензола в бензинах и автомобильных выбросах в атмосферу

1.4. Производство ароматических углеводородов из нефтяного сырья

1.4.1. Производство ароматических углеводородов путем переработки жидких продуктов пиролиза

1.4.1.1. Состав продуктов пиролиза углеводородного сырья

1.4.2. Производство ароматических углеводородов процессом каталитического риформинга

1.5. Технология производства высокооктановых экологически чистых бензинов

1.5.1. Некоторые способы получения автомобильных бензинов

1.6. Изомеризация углеводородов 3 8 1.6.1. Гидроизомеризация бензинов

1.7. Гидрооблагораживание бензиновых фракций на целитосодержащем катализаторе

1.7.1. Гидрооблагораживание рафинатов С5-С8 на металлцеолитных катализаторах в присутствии ароматических углеводородов

1.8. Гидрокрекинг бензиновых фракций 44 1.8.1. Селективный гидрокрекинг рафинатов

Глава 2. Объекты и методы исследований

2.1 Характеристика сырья и катализаторов

2.2. Стандартные методы анализа нефтепродуктов

2.3. Физико-химические методы исследования

Анализ углеводородного состава бензинов по методике АС PIONA

2.4. Описание схемы пилотной установки гидрооблагораживания и гидроочистки бензиновых фракций

Глава 3. Исследование процесса каталитического гидрооблагораживания низкооктановых бензиновых фракций на металлцеолитных катализаторах

3.1. Каталитическое гидрооблагораживание бензиновых фракций в присутствии ароматических углеводородов

3.2. Каталитическое гидрооблагораживание катализатов риформинга на металлцеолитных катализаторах

3.3. Разработка методов получения ароматических углеводородов для использования в качестве добавок

3.3.1. Гидроочистка бензина пиролиза

3.3.2. Гидроочистка бензина каталитического крекинга

3.3.3. Гидрооблагораживание бензиновых фракций в присутствии гидроочищенных бензинов пиролиза и каталитического крекинга

Глава 4. Разработка технологии приготовления высокооктановых автомобильных топлив на базе продуктов гидрооблагораживания бензинов

4.1. Сравнение традиционной технологии приготовления товарных автобензинов и технологии с гидрооблагораживанием бензинов в

Переход на производство и потребление метилированных высокооктановых экологически чистых бензинов по новому ГОСТ Р51105-97, вызванный ужесточением требований к охране окружающей среды и необходимостью обеспечения конкурентоспособности на мировом рынке, ставит перед нефтепереработчиками задачи по интенсификации существующих и внедрения новых технологии получения автомобильных бензинов.

Наметившаяся еще ранее мировая тенденция (особенно в США и Западной Европе) перехода на реформатированный автобензин с низким содержанием ароматических углеводородов, в том числе наиболее токсичного бензола, серы, олефинов, низким давлением насыщенных паров, ускорила разработку новых процессов производства топлив.

Получения высокооктановых бензинов увеличивается в основном за счет роста мощностей каталитического риформинга. Катализаты жесткого риформинга необходимо разбавлять изокомпонентами с октановым числом не ниже 85-89 пунктов (алкилаты, изомеризованные головные фракции прямогонного бензина, головные фракции гидрокрекинга бензинов). Так как мощности алкилирования и изомеризации невелики в сравнении с риформингом, возникает дефицит изокомпонентов.

Рафинаты каталитического риформинга, бензины вторичного происхождения в настоящее время квалифицированно не перерабатываются для получения на их основе высокоокта! ювых компонентов автобензинов. Процессы, изомеризации требуют применения в качестве сырья только легкокипят цих бензины с концом кипения не выше 80"с.

Бензины вторичного происхождения используются при приготовлении товарных бензинов после их тщательной гидроочистки.

Вторичные бензины могут применяться в качестве сырья реформинга после предварительной глубокой гидроочистки, только в смеси с прямогонными бензинами с получением высокооктановых компонентов Поэтому проблема производство высокооктановых бензинов из вторичных бензинов и рафинатов каталитического риформинга остается актуальной на сегодняшний день.

Одним из способов повышения октанового числа указанных бензина является процесс каталитического гидрооблагораживания на металлцеолитных катализаторах. Процесс каталитического гидрооблагораживания позволяет перерабатывать сырье с высоким содержанием сернистых и азотистых соединений также других ггримесей без отравления катализатора. В то же время данный процесс является низкоселективным и обеспечивает производства катализах с октановым

А ' 1 числом не выше 76 пунктов.

В данной работе изложены результаты исследования и разработки технологии каталитического гидрооблагораживания низкооктановых бензиновых фракций с получением высокооктанового продукта , который используется для приготовления автомобильных бензинов типа АИ-92, АИ-95.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено , что гидрооблагораживания на цеолитсодержащих катализаторах при добавке ароматических углеводородов способствует повышению выхода и октанового числа бензиновых фракций, при этом увеличение молекулярной массы ароматических добавок не оказывает существенного влияния на выход рафинатной части катадизата, но повышает его октановое число.

2. Показано, что при облагораживании бензиновых фракций различного состава необходима разные количество ароматических добавок при этом с утяжелением фракционного состава бензина требуется больше ароматических углеводородов для обеспечения заданного октанового числа и выхода катадизата.

3. Выявлено, что октановое число катадизата риформинга при гидрооблагораживании на металлцеолитиых катализаторах повышается на 10-20 пунктов.

4. Разработана технология предварительной подготовки бензина пиролиза и бензина каталитического крекинга с целью использования их в качестве ароматических добавок в процессе гидрооблагораживания различных бензинов.

5. Внедрены в промышленность процессы гидрооблагораживания бензиновых фракций с добавки ароматических углеводородов (катализаты риформинга, лёгкие и тяжёлые бензиновые фракции, бензина пиролиза и каталитического крекинга).

6. Установлено, что при гидрооблагороживания рафината с ароматических добавок требуется ее меньше, чем при вовлеченьем ароматических углеводородов в катанизат щцрооблагпроживания или в исходном рафинат без обработки при получении заданного качества продукта. 7. Комбинированная технология гидрооблагораживания низкооктановых бензиновых фракций с добавлением ароматических углеводородов обеспечивает заданный выход и октановое число товарных высококачественных автомобильных бензинов.

1. Иванов В.Н. Экология и автомобилизация/ В.Н. Иванов, В.К. Сторчевус.2-е изд., перераб. и доп.- К.: Будивэльник., 1990,- 128с.

2. Автомобиль и экология/ Н.Р. Сайфуллин, P.M. Ишмаков, А.Ю. Абызгильдин, Н.М. Губаидуллин, Н.С. Гаскаров, А.Р. Хафизов,-Уфа.: изд-воУГНТУ, 1998,- 133с.

3. Голубев И.Р. Окружающая среда и транспорт/ И.Р. Голубев, Ю.В. Новеков.-М.: Транспорт, 1987,- 207с.

4. Guibet J.-С. Formulation des essences et emission de benzene // petrole et techniques.- 1996.-№404. -p. 20-24.

5. Данилов A.M. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных гоплив,- М.: Химия, 1996,- 232с.

6. Сулимов А.Д. Производства ароматических углеводородов из нефтяного сырья,-М.: Химия, 1975.- 304с.

7. Абдульминев К Г. Разработка и исследование комбинированной технологии производства ароматических углеводородов и высокооктановых бензинов: Дис.канд. техн. наук: 05.17.07.-Защещена 22.12.82: Уфа, 1982,- 123с.

8. Лесохина Г.Ф. СухинаТ.Н. Хадаковская В.А. Состав и переработка жидких продуктов пиролиза на отечественных установках.-М, 1977.-85с.-( ЦНИИТЭнефтехим: Тематический обзор./ Нефтехимия и сланцеиереработка)

9. Разработка технико-экономического обоснования перспективного развития и размещения нефтехимической промышленности до 1980.-Л, 1977.- ( Отсчет ВНИИНефтхим № 1229-70)

10. Воль энштейн А.Ь. , состав и переработка жидких продуктов пиролиза/ А.Б. Воль-энштейн, А.А. Кричко.- приложение 18Т.-М.: 1970

11. Переработка жидких продуктов пиролиза/А.Д. Беренц, А.Б. Воль-энштейн, Т.Н. Мухина, Г.Л. Аврех,- М.: Химия, 1985,- 216с.

12. Карпеев В.М. Запотин Л.И. Левинтер М.Е. производство ксилолов.-М, 1980.- 85с.-( ЦНИИТЭнефтехим: Тематический обзор./ Нефтехимия и сланцепереработка)

13. Грищенко Н.Ф. . Рогозкин В.А. ЯблочкинаМ.Н. Шапиро Л.П. Выделение ароматических углеводородов// Химия и технология топлив и масел,- 1979,- № 10.- с. 25-29

14. Маслянский- Г.Н. и др. Получение суммарных ксилолов из катализата риформинга по схеме, исключающей стадию экстракции// Нефтепереработка и нефтехимия.-1977,- № 6.- с.26

15. Ботников М.Я. Гоникберг М.Г. Исследование термического деструктивного гидрирования дифениля// Нефтехимия.- 1968,- №.6.- с. 825-832.

16. Догадкина Н.Е. Кричко A.A. Скворцев Д.В. Титова Т.А. Филиппов Б.С. Получение тетралина гидрированием нафталино содержащих фракций// Химия и технология топлив и масел,- 1968,- №2,- с. 14-17

17. Дадыкина Г.В. Рабинович Г.Л. . Платиновой группы// Кинетика и катализ,- 1969.- №10,- с. 607-611

18. Акружнов А.М. . Измайлов Р.И. Виробянц P.A. Гидродеалкилирование толуола и этилбензола на цеалите СаА, содержащем никель// Нефтехимия,- 1964,- №5,- С.676

19. Кричко A.A. Советовал.С. Каталитическое деметилирование метштнафталинов// Нефтехимия,- 1964.- Т.4,- № 1.- С. 11-15

20. Маслянский Г.Н. Рабинович Г.Л. Каталитическое деметилирование толуола// Нефтехимия,- 1962,- Т.2.- №5,- С. 709-795

21. Пенчев В. Каназиров В. Минчев. X. Превращение толуола на металлцеолитных катализаторах//Нефтехимия. 1979г. №5, С.672-678

22. Далин М.А. Нефтехимические процессы и пути повышение их эффективности. -М, 1981.-с.8.-( ЦНИИТЭнефтехим: Тематический обзор/ нефтехимия и сланцепереработка)

23. Кричко A.A. Макарьев C.B. Дронин А.П. . Заманов В.В. Производство бензола гидроалкилированием ароматических углеводородов,-М, 1970.-с.73.-( ЦНИИТЭнефтехим: Тематический обзор/ нефтехимия и сланцепереработка)

24. Зеленцов Ю.Н. Чижов В.Б. Пережнина И.Я. Риформирование фракции 62-105 °с бензина гидрокрекинга с целью получения ароматических углеводородов// . Нефтепереработки и нефтехимия. -1979,- №1,- с.33-34

25. Федоров А.П. Маслянский Г.Н. Каталитический риформинг с получением ароматических углеводороды из широкой фракции риформинга методом экстракции// Химия и технология топлив и масел,- 1972,-№8.

26. Маслянский Г.Н. Каталитический риформинг бензиновых фракции наплатиновом катализаторе// Химия и технология топлив и масел.-1963,-№4

27. Маслянский Г.Н. Жарков Б.Б. Федоров А.П. Шапиро Р.Н. Каталитический риформинг бензиновых фракции// Химия и технология топлив и масел,- 1979.-№10,- с. 5-13

28. Танатаров М.А. и др. производство неэтилированньгх бензинов, М, 1981,- 75с,- (ЦНИИТЭнефтехим: Тематический обзор/Переработка нефти )

29. Шумакова В.Д. Холдяков Н.И. Жамов А.К. Яновский. МИ. Маскалец А Н. Изучение дисиропорцинирования и изомеризации пара,-мета,- и ормоксилолов// Нефтепереработка и нефтехимия. -1972,- №8,- с. 22

30. Киладзе Т.К. Получение неэтилированного бензина АИ-93 в процессе РИГИЗ: Авторефират дис. канд. техн. наук. 05.17.07,-Защищена 1979.-Уфа, 1979,-25с.

31. Лебедь H.H. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза,- М.: Химия, 1971.- с. 89

32. Антошкин С.Г Исследование и разработка технологии получения ароматических углеводородов из жидких продуктов пиролиза: Дис.канд. техн. Наук: 05.17.07,- Защищена 1973,- Уфа, 1973,- 186с.

33. Жарков Ю.М. Изомеризация углеводородов,- М.: Химия, 1983.-304с.

34. Рудин М.Г. Задворнов М. А. Александрова Г.В. Перевод установки каталитического риформинга Кременчугского НПЗ на процесс изомеризации// Нефтепереработка и нефтехимии,- 1990,- №10,- с.28

35. R.J. Schmidt. J.A. Johnson. J. A. Weiszvann. Catalysts key to low- cost isomerization . oil and gas journal. 1985e. №21. 85-88c.3 6- Давыдов Б. H. Полетаев a H.K// Нефтепереработка и нефтехимии. -1985,-№12,-с. 4-5

36. Бурсиан Н.Р. Бровко B.H. Георгиевский В.Ю. Грувер В.М. Филиппов М.М. Получение неэтилированного бензина А-76 изомеризацией бензиновой фракции и рафината риформинга// Химия и технология топлив и масел.- 1988.- №12.- с.9

37. R.A. Corbert. Oil and gas. 1987,- v.85.- №13,-p.71-74

38. БурсивкН.Р. . ЭнглинБ.А. Епельянов B.E. и др. изомеризаты-компоненмы неэтилированного бензина// Химия и технология гоплив и масел.-1985,- №5,- с.6

39. Каталитические превращения парафиновых углеводородов,- Л.: ВНИИНефтехим, 1976.- 170с.

40. Радченко Е.Д. Промышленные катализаторы гидрогенизационных процессов нефтепереработки/ Е.Д. Радченко., Б.К. Нефедов., P.P. Алиев,- М.: Химия, 1987,- 224с.

41. Промышленные и перспективные катализаторы нефтепереработки и нефтехимии/ А.И. Салихов., P.P. Алиев., H.A. Батырбаев. и др.- М.: ЦНИИНефтехим, 1982,- с. 58-60

42. Заманов А.К. . Алиев P.P. Вяз ков В. А. и др // Химия и технология топлив и масел,-1991,- №10.- с.25-26

43. Каминский Э.Ф. Перспективные технологии производства бензинов с улучшенными экологическими характеристиками/ Э.Ф. Каминский, В.А. Хавкин, В.М. Курганов, и др.- М.: ЦНИИНефтехим, 1985,- с.8-36

44. Алиев P.P. Батырбаев H.A. Заманов А.К. Гидрооблагораживание бензиновых фракции на цеолитсодержащем катализаторе ГКД-5Н// Химия и технология топлив и масел,- 1997.-№1,- с.22-23

45. Батырбаев H.A. Шестаков В.В. Ахметов А.Ф. Хафизов В.Н// Химия и технология топлив и масел.- 1992,- №7.- с. 14-15

46. Батырбаев H.A. Шестаков В.В. Касянов A.A. Гидроковерсия рафинатов на металлцеолитных катализаторах в присутствие ароматических углеводородов// Нефтепереработка и нефтехимия.-1991,-№7,-с. 10-13

47. S.D. Burd., J. Maziuk// hydrocarb. Proc. 1972. v. 51. №5. p.97; N Y. Chen., J. Maziuk., A.B. Schwartz. Oil and gas. J. 1968 v.47/ p. 154.

48. Георгиевский В.Ю. Куковцикий M.M Жарков Б.Б. и др// Химия и технология топлив и масел,- 1983,- №2,- с.2

49. Жарков В.А. гидрогенизациоииьге процессы получения маторных топлив/ В.А. Жарков., A.B. Агафанов., С.П. Рогов, и др.- М.: ЦНИИНефтехим, 1978.-е. 17

50. R.A/ Ference. Molybdenium mosaic. 1978. v.3. № 3. p. 12

51. Конь М.Я// Нефтепереработка и нефтехимия,- 1978.- № 10,- с.23

52. Агафанов A.B. Применение цеолитов в катализе/ A.B. Агафанов И.Э. Гельмс,- Новосибирск.: Наук Со, 1977.-е. 176

53. Т.Н. Weizkamp. Erdöl U. Kohle. 1978. b.31. №1. p.13.

54. Федоров В.С// Теоретические основы химической технологии.-1972.- Т.6.- №5,- с.699

55. Агафанов A.B. Хавкин ВАЛ Нефтяник,- 1977 №6,- с. 16

56. Хавкин В.А. Агафанов А.В.Казлов И.Т.

57. АлиевР. Р.//Нефтепереработка и нефтехимия. 1978.- №10.- с. 11

58. Нефедов Б.К. Каталитические процессы глубокой переработки нефти/ Б.К. Нефедов, P.P. Алиев A.A. Каменский.- М/. ЦНИИНефтехим. 1980,-с. 165

59. Георгиевский В.Ю. Маслянский Г.Н. ШипкинВ.В. и.др. // Нефтепереработка и нефтехимия,- 1973.- №16.- с.28-29

60. Куковицкий М.М. Дагаев Н.П. Сушко Л.Г. и. др.// Нефтепереработка и нефтехимия,- 1978.- №9.- с.29-31

61. Процессы ЮППи, обеспечивающие производство экологически чистого бензина.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1994,- №5,- с.60

62. Абдульминев К.Г. Ах.метов А.Ф. Батыров H.A. Соловьев A.C. Исследование технологии получения экологически чистых компонентов высокооктановых бензинов// Башкирский химический журнал,- Т. 6- №2,- 1999,- с. 89-91

63. Экспресс-информация.// Нефтепереработка и нефтехимия,- 1998.-№16,- с.2464. Патент США 5600050, 1998.65. Патент США 5599439, 1998.

64. Пат. 2119527 Россия, 6 С 10 G 59/00 Способ получения высокооктанового компонента моторного топлива / А.Н. Шакун, М.Л.

65. Федоров, Ю.А. Алексеев; ОАО. Нефтехим.-№97100081/04; Заяв. 06.01.97; Опубл. 27.09.98, Блю. №27

66. Пат. 2109791 Россия, 6 С 10G 3 5/06 Способ получениявысокооктанового бензина/С.И. Колесников, И.М. Колесников, В.Д. Рябов, М.Ю. Кильянов, A.B. Яблонский, В.А. Кривченков, Колесников Сергей Иванович.-№96120865/04; Заяв. 28.10.96; Опубл.2704.98, Блю. №12

67. Гольберг И.А. Курс газовой хроматографии/ .А. Гольберг., Вигдергауз,- М.: Химия, 1974,- 180с.142