Учебно-методическое пособие для студентов специальности 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов»

Уфа

 2011

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов специальности 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов» для выполнения практических работ по курсу «Химическая технология топлив и углеродных материалов», а также для расчетов курсовых и выпускных квалификационных работ. Пособие содержит расчеты реакторов установок каталитической изомеризации легких парафиновых углеводородов, сернокислотного алкилирования изобутана бутиленами, производства оксигенетов на примере синтеза метил-трет-бутилового эфира. Представлен краткий теоретический материал по данным процессам, варианты технологического оформления реакторных блоков процессов, даны примеры расчетов реакторов технологических процессов.

Составители:                   Евдокимова Н.Г. , доц., канд. техн. наук 

Грызина Е.В., ассистент

Хасанов Р.Г. , доц., канд. техн. наук                                                

Александрова К.В., доц., канд. техн. наук 

Рецензенты:                  Муртазин Ф.Р., доц., канд. техн. наук

Баширов Р. Ф., начальник отдела

технологического планирования

департамента перспективного развития и

инвестиций ОАО «Салаватнефтеоргсинтез»,

канд. техн. наук       

© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2011

ВВЕДЕНИЕ

Необходимость улучшения качества автомобильных бензинов в России связана с ростом потребления высокооктановых бензинов и повышением экологических требований к ним. Вступление России в ВТО определяет необходимость введения соответствующих (европейских) стандартов на качество автомобильных топлив, модернизации НПЗ и использования конкурентоспособных катализаторов и технологий переработки нефтяных фракций.

Согласно принятому Правительством Российской Федерации Техническому регламенту «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» от 27 февраля 2008 года к товарным бензинам ужесточаются требования по содержанию серы, бензолу, ароматическим и олефиновым углеводородам.

В России основными компонентами высокооктановых товарных автобензинов являются бензины каталитического риформинга и каталитического крекинга. Снижение норм по содержанию общей суммы аромати­ческих углеводородов (нормы Евро-3, а также Евро-4 и Евро-5) объясняется как экологическими требованиями (в частности, из-за образования сажи и бензопирена), так и стремлением уменьшить нагарообразование в двигателях автомобилей.

Бензины каталитического крекинга характеризуются высокой массовой долей серы, октановыми числами 90 - 93 по исследовательскому методу. Они содержат 20- 25% масс. непредельных, 35 - 55% масс. парафино-нафтеновых и 25 - 40% масс. ароматических углеводородов. В их составе практически отсутствуют диеновые углеводороды, поэтому они обладают относительно высокой химической стабильностью (ИПО 800 – 900 мин). Бензины риформинга содержат 60 - 70% масс. ароматических углеводородов и имеют утяжеленный фракционный состав, в том числе 2 - 7% масс. бензола, поэтому для получения экологически чистых товарных бензинов необходимо изменение их компонентного состава.

В состав бензинов, выпускаемых в Российской Федерации, входит наибольшее количество бензинов каталитического риформинга – 52,8% масс., доля бензинов каталитического крекинга составляет всего 9,6% масс., доли изомеризата, алкилата и оксигенатов значительно ниже, чем в странах Западной Европы и США,  и составляют 1,5, 0,3 и 0,2% масс. соответственно. При компаундировании бензинов в России используется 25,2% масс. прямогонных бензинов и 4,9% масс. бензинов термических процессов. Кроме того, в состав бензинов входит 5,7% масс. бутанов. Однако для разбавления реформатов до содержания бензола 1 % масс. на НПЗ России нет достаточного количества неароматических высокооктановых компонентов. Требования к компонентному составу бензинов дают возможность НПЗ для развития таких процессов, как изомеризация парафиновых углеводородов, алкилирование изобутана олефинами, производство оксигенатов.