ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полезные превращения прямогонных бензинов из "О нефти и газе без формул" С точки зрения детонационной стойкости прямогонные бензины тем хуже, чем больше в них линейных и малоразветвленных алканов. [c.91] Для получения более разветвленных углеводородов использовали процесс термического риформинга. По сути дела это тот же термический крекинг, только сырьем служат не мазут, а тяжелая фракция прямогонного бензина и температура процесса выше. В результате термической деструкции углеводородов бензин обогащается более высокооктановыми легкими компонентами. Кроме того, значительная часть алканов переходит в алкены, которые, как известно, отличаются неплохими детонационными свойствами. [c.91] Однако были у термического риформинга и недостатки. Много исходного сырья превращалось в газ, а продукт все равно имел не такое уж высокое октановое число (70—75 МОЧ). Кроме полезных алкенов в нем оказывалось и достаточное количество нестабильных диенов. Поэтому приходилось применять специальные антиокислители и стабилизаторы, иначе бензин при хранении мутнел, осмолялся. [c.91] В общем, термический риформинг не оправдал возлагавшихся на него надежд и был вытеснен каталитическим риформингом. [c.91] Реакции ароматизации, лежащие в его основе, были открыты еще в середине 30-х годов. [c.91] Одновременно с этими происходят и другие реакции, например, изомеризации. Это тоже полезное превращение, так как изосоединения повышают октановое число катализата. Побочной, вредной здесь считается реакция гидрокрекинга, когда исходные алканы крекируются в газ. [c.91] Перед второй мировой войной были построены и первые установки каталитической ароматизации бензинов. Они работали по принципу гидроформинга, осуществлявшегося с циркулирующим водородным газом под давлением. Вы спросите, что это такое. Вообще говоря, при ароматизации водород образуется постоянно, и его надо отводить. Но при низком давлении водорода катализатор быстро закоксовывается, теряет стабильность, активность и селективность. Бороться с этими неприятными явлениями легче всего, повысив давление водорода в реакционной зоне. Поэтому на первых установках гидроформинга применяли давление порядка 4,5—5 МПа, жертвуя глубиной ароматизации и, соответственно, октановым числом бензина. [c.91] Первые установки модернизированного процесса, названного платформинг, работали при давлении 2—3 МПа. Затем начался процесс непрерывного совершенствования катализаторов и технологии риформирования прямогонных бензинов., В результате появились полиметаллические катализаторы. В них к платине добавляют рений, кадмий, галлий... Октановое число получающегося бензина приблизилось уже к 100. А кроме того, высокая селективность новых вариантов риформинга обеспечивает и очень высокий выход топлива. [c.92] Сырьем каталитического риформинга являются фракции бензина 85—180 °С. Более легкая часть отрезается , так как в условиях риформинга она не ароматизуется и в лучшем случае является балластом. Но в ней присутстствуют низкооктановые н-пентан и н-гексан. [c.92] Для их превращения в высокооктановые бензины существует процесс изомеризации, когда эти алканы превращаются в метил-бутаны, метилпентаны и другие разветвленные изомеры. Особенно полезен 2,2-диметилбутан — у него октановое число почти 100 (жаль только, что образование его осуществляется с небольшой глубиной). [c.92] Процесс изомеризации очень похож на каталитический риформинг, только проводится при значительно более низких температурах, как того требует термодинамика реакций изомеризации чем ниже температура, тем выше выход изомеров. Но тем ниже активность катализатора и скорость превращений. Вот и колдуют химики над алюмоплатиновыми и другими контактами (это еще одно название катализаторов). Создали сначала высокотемпературную, затем среднетемпературную и подбираются к низкотемпературной изомеризации. Но и сейчас изомеризация позволяет повысить октановое число бензиновых головных фракций на 15—20 пунктов, причем при невысоких затратах, как впрочем, и каталитический риформинг. [c.92] Очень важное достоинство изомеризации в том, что она поднимает октановое число именно легких фракций бензина. Их все равно надо добавлять при компаундировании, чтобы обеспечить нужный фракционный состав и давление насыщенных паров карбюраторного топлива. Без изомеризации при этом неизбежно теряют в октановом числе. [c.92] С технической точки зрения современные процессы облагораживания позволяют получить высокооктановые компоненты. [c.92] быть может, имеет смысл вообще отказаться от этилирования Этот вопрос стоит достаточно давно, во всяком случае к нему неоднократно возвращались в развитых странах в течение последних трех десятилетий. Есть два принципиально различных пути отказа от этилирования. [c.92] Второй путь предполагает переоснащение автомобилей двигателями с меньшим коэффициентом сжатия. Последствием будет потеря мощности, утяжеление двигателя, ухудшение динамических характеристик автомобиля. Как говорят автомобилисты, машина станет тупой . А главное, значительно возрастет расход топлива на единицу транспортной работы. В общем, будет утрачено все, что дал технический прогресс автомобилю и водителю — скорость, комфорт, эффективность. И стоить это мероприятие будет в целом ничуть не меньше, чем углубление переработки нефти и увеличение выпуска высокооктановых компонентов. [c.93] Но самым эффективным средством оказался метил-шрето-бутиловый эфир. Во всем мире его теперь называют МТБЭ. Это соединение уникальное во всех отношениях, и иначе как подарком судьбы его не назовешь. [c.93] Метанол и этанол прекрасно растворяются в бензине, имеют неплохие октановые числа смешения, но растворимы и в воде. А поскольку в товарных бензинах всегда есть вода, то спирт будет переходить в водную фазу и с ней отслаиваться. В резервуарах при хранении он окажется внизу. Чтобы этого не происходило, требуется добавка гомогенизатора, например изобутилового спирта, а это уже дороже. С МТБЭ этой проблемы нет, он растворим только в бензине. [c.94] Низшие спирты имеют значительно более низкую, чем бензин, теплоту сгорания. Это значит, что запас топлива в баке автомобиля должен быть увеличен либо чаще надо терять время на заправку. МТБЭ имеет равную с бензином топливную характеристику. Мало того, наличие в нем кислорода существенно улучшает процесс сгорания топлива в цилиндрах, повышая экономичность двигателя и снижая содержание в выхлопе продуктов неполного сгорания. [c.94] Технология производства МТБЭ чрезвычайно проста. Его получают в одну стадию, присоединяя метиловый спирт к изобутилену (2-метилпропену). При этом не требуется ни высоких температур, ни высоких давлений. Реакцию осуществляют на специальном катализаторе (чаще всего это ионообменные смолы) с высокой селективностью и почти полной конверсией за проход. Более того, в качестве сырья чаще всего используют не чистый изобутилен, а фракцию Сд каталитического крекинга или пиролиза, в которой кроме изобутилена присутствуют и н-бутилены (1- и 2-бутены). Селективность образования МТБЭ такова, что из смеси углеводородов в реакцию вступает только изобутилен. Тем самым синтез МТБЭ одновременно служит и процессом разделения фракции С4. Непрореагировавшие н-бутилены служат наряду с МТБЭ товарной продукцией установки. [c.94] Вернуться к основной статье