ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оптимизация структуры производства и качества моторных топлив из "Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность за рубежом" Ограниченность мировых запасов пефти и происходящий в последнее десятилетие неуклонный рост цен на нее определили огромный интерес, проявляемый сегодня в развитых капиталистических странах к вопросам экономии нефти и, в частности, к проблеме оптимизации потребительских свойств моторных топлив. В случае автомобильных топлив эта проблема характеризуется прежде всего необходимостью комплексной оценки систем ,1 НПЗ — топливо — автомобиль в целом. В связи с этим меняется подход и к оценке экономичности автомобиля если раньше ее оценивали по величине пробега. на единицу потребляемого топлива, то сейчас — по величине пробега на единицу расходуемой нефти, что позволяет учесть затраты сырья на производство данного вида моторного топлива. [c.164] В многочисленных технико-экономических исследованиях, выполненных за рубежом, рассматриваются три возможных вида автомобильных топлив (и соответственно двигателей) бензин, дизельное топливо и топливо широкого фракционного состава (ШФС), Точное определение состава последнего отсутствует, наиболее широкие пределы выкипания составляют 40—450 °С. В различных прогнозах высказывается предположение, что с точки зрения экономии нефти и затрат в нефтепереработке наиболее рационально использование топлива ШФС. По расчетам, в США изменение структуры автопарка в сторону увеличения использования (42% всего легкового автопарка в 2000 г.) двигателей, работающих на топливе ШФС (например, двигатель с послойным сжиганием топлива и др.), позволит в 2000 г. сэкономить, (по сравнению с нынешней структурой автопарка) 50 млн. т нефти. [c.164] Однако реальные перспективы использования двигателей, работающих на топливе ШФС, иока неясны. В то же время в развитых зарубежных странах четко прослеживается тенденция к дизелизации автопарка (в том числе и легкового). Это связано с более высокой топливной экономичностью (примерно яа 25 /о) дизельных двигателей по сравнению с карбюраторными, а также с более высоким выходом на дефть и более низкими затратами на производство дизельных топлив. Предполагается, в частности, что к 1990 г. соотношение бензин дизельное топливо в общем объеме производства моторных топлив в США и Западной Европе составит 2,6 1,1 (против 5,5 1,4 в 1980 г,), а доля дизельных автомобилей в общ м объеме продаж новьтх автомашин в 1985 г, по сравнению с 1980 г. повысится а США с 4,3 до 27%, Франции — с 9,9 до 20%, Великобритании — с 0.7 до 7%, ФРГ — е 8,1 до 15%. [c.164] Увеличение производства дизельных топлив (табл. VII. ) при задаипом объеме переработки нефти может быть достигнуто прежде всего путем более широкого использования газойлей вторичного происхождения, в частности, легкого газойля каталитического крекинга. Однако при использовании на установках ККФ современных цеолитсодержащих катализаторов (предназначенных для производства максимального количества бензина) выход и цетановое число крекинг-газойля крайне невелики (табл. УП.2). Для улучшения этих показателей необходимо значительно снизить жесткость режима процесса и использовать сравнительно малоактивные катализаторы. Наряду с разработкой новых специальных катализаторов, характеризующихся низкими скоростями реакций с переносом водорода и обеспечивающих получение газойля со сравнительно невысоким содержанием ароматических соединений (и высоким цетановым числом), в США рассматривается также возможность перехода с современных цеолитсодержащих катализаторов обратно на малоактивные аморфные катализаторы 50— 60-х годов. Значительного повышения це-танового числа крекинг-газойля можно достигнуть путем его гидроочистки в жестких условиях (см. табл. УП.2), Однако часто этот процесс сопряжен с очень высоким расходом водорода и чрезмерно большими эксплуатационными расходами. В этом случае экономичнее может оказаться экстрактивное удаление ароматических соединений или применение присадок, повышающих цетановое число. [c.165] Дополнительно ресурсы дизельного топлива на НПЗ можно расширить с помощью процессов висбрекинга и особенно гидрокрекинга. Однако увеличение мощностей этих процессов (особенно гидрокрекинга и гидроочистки газойля ККФ) сопряжено с крупными капиталовложениями и эксялуатаци-онными расходами. В то же время можно заметно повысить ресурсы дизельных топлив без значительных затрат в нефтепереработке за очет оптимизации требований к качеству топлив по величине цетанового числа, содержанию серы и другим показателям и расширения фракционного состава топлив путем повышения температуры их конца кипения без снижения температуры-застывания. Например, в США и Канаде в последние 15 лет цетановое число дизельных топлив снизилось с 50 до 45—40, что позволило заметно увеличить долю крекинг-газойля (без его облагораживания) в суммарном дизельном -фонде. Повысить температуру конца кипения дизельных топлив можно благодаря использо.ванию депрессорных присадок или применению процессов адсорбционной или каталитической (селективный гидрокрекинг н-парафинов) депарафинизации. Например, процесс каталитической депарафинизации фирмы Мобил позволяет снизить температуру застывания тяжелого газойля (343—399 °С) с +16 до —23 °С, что дает возможность использовать этот де-парафинированный газойль в качестве компонента дизельного топлива. Уже сейчас в ряде стран ЕЭС допускается, чтобы температура перегонки 90% дизельного топлива составляла 360 С. Полагают, что к 1990—2000 гг. температура выкипания 90% дизельного топлива может достигнуть 382°С. [c.165] Наконец, ресурсы дизельных топлив можно расширить за счет введения в их состав компонентов ненефтяного происхождения—некоторых видов растительных масел, спиртов и т. п. В настоящее время проводятся испытания таких топлив. [c.165] ТЭА можно значительно улучшить также за счет повышения степени сжатия, что связано с увеличением октановых чисел бензина. В интервале о. ч. и. 90—100 прирост октанового числа на 1 эквивалентен улучшению ТЭА примерно на 1%. Однако увеличение октановых чисел бензина сопряжено с уменьшением его выхода на нефть, или при заданном объеме4лроизводства бензина с дополнительным расходом нефти (рис. VII.1). [c.166] Поэтому за рубежом широко проводятся исследования по оптимизации октановых чисел бензина с учетом минимизации расхода нефти на его получение. Детальное изучение, проведенное с помощью ЭВМ, показало, что для западно-европейских стран оптимальные (с точки зрения расхода нефти) октановые числа бензина составляют при содержании ТЭС (в пересчете на свинец) в бензине 0,4 0,15 и 0,0 г/л, соответственно 96,1, 95,0 и 92,0. Фактические же значения октановых чисел (премиального бензина) составляют в ФРГ (содержание ТЭС 0,15 г/л) — 98—100, Великобритании (содержание ТЭС 0,4 г/л) — 100. Только за счет оптимизации степени сжатия, регулировки угла опережения зажигания и о. ч. и, бензина можно на 13% снизить расход нефти на производство бензина. [c.166] Значительная экономия нефти может быть достигнута при использовании в составе бензина различных высокооктановых компонентов (спиртов, эфиров и других кислородсодержащих соединений), которые могут быть получены на основе растительного. сырья, биомассы, угля, городских отходов и других ненефтяных источников (табл. VI 1.3). [c.166] Значительное внимание привлекает к себе возможность использования в составе суммарного бензинового фонда метанола, оптимальная доля которого составляет 15%. В настоящее время бензин с 15% метанола проходит широкие дорожные испытания в ФРГ, Швеции, Новой Зеландии. Однако использование его вызывает ряд существенных трудностей, связанных с коррозионной агрессивностью, токсичностью, расслаиваемостью в присутствии малейших примесей воды и некоторыми другими отрицательными свойствами этого спирта. [c.167] Метанол может найти так же широкое применение в качестве сырья для получения обычного бензина (процесс конверсии на цеолитных катализаторах компании Мобил ойл ) или МТБЭ. [c.167] При использовании кислородсодержащих компонентов, обладающих большим запасом по октановому числу, помимо- чисто физического сокращения объема нефти на производство заданного количества товарного бензина снижается ее расход благодаря смягчению требований к октановым характеристикам углеводородных компонентов бензина и, следовательно, уменьшению жесткости процессов производства этих компонентов. [c.167] Широкое использование МТБЭ и других высокооктановых кислородсодержащих соединений в составе суммарного бензинового фонда может значительно повлиять на структуру производственных мощностей нефтеперерабатывающей промышленности (табл. У11.4). Применение высокооктановых кислородсодержащих соединений в качестве компонентов автобензина позволяет обеспечить необходимое качество товарного бензина при значительно меньшем увеличении мощностей вторичных процессов и заметной экономии нефти. В 1983 г. в странах Западной Европы в составе суммарного фонда автобензинов было использовано 1,2 млн. т высокооктановых кислородсодержащих соединений (МТБЭ, оксинола и др.), или 1% от общего объема суммарного фонда автобензинов. [c.167] В близкой перспективе маловероятно появление реальной альтернативы реактивному топливу, полученному из нефти. Быстрые же темпы развития авиационного транспорта требуют значительного увеличения его производства. В связи с этим в развитых зарубежных странах в последние годы идут по пути расширения фракционного состава реактивных топлив за счет повышения температуры конца кипения, сопровождающегося снижением требований к качеству топлив (содержанию ароматических соединений, температуре застывания и др.), что стало возможным благодаря оптимизации конструкций авиационных двигателей. В частности, максимальное содержание ароматических соединений в реактивных топливах было повышено до 25% (об.) против 20% (об.) ранее (доля топлив с содержанием ароматических соединений до 25% составляет в США около 30% от общего объема производства реактивных топлив, в Западной Европе — 15%). Заметно снизились и требования к температуре застывания реактивных топлив. Например, в западноевропейских странах температура застывания топлива JA-l для гражданской авиации повышена с —50 до —47 С. Все эти мероприятия позволяют экономить значительное количество нефти, необходимой для получения заданного количества реактивного топлива. [c.168] Вернуться к основной статье