СУЧАСНІ ТЕХНОЛОГІЇ НАФТОПЕРЕРОБКИ

Низькотемпературна технологія отримання високооктанового бензину з прямогонного

Сьогодні без використання кисневомісних ефірів стало практично неможливим отримання якісного бензину.

У складі найкращих марок європейського бензину присутні не менше 6% оксигенатних добавок, серед яких найбільшого поширення набули метил-трет-бутиловий ефір (МТБЕ), етил-трет-бутиловий ефір (ЕТБЕ), паливний етанол.

Кількість застосовуваних оксигенатних добавок залежить від величини октанового числа вихідного бензину. Чим нижче октанове число вихідного бензину, тим більшу кількість оксигенатів необхідно додати в бензин, щоб підвищити його октанове число.

З огляду на високу вартість кисневмісних ефірів, собівартість отриманого високооктанового сумішевого бензину різко зростає.

У зв’язку з цим з’явилася ідея створити в самому прямогонному бензині такі умови, за яких у ньому, під впливом різних чинників електрофізичного впливу, утворювалися необхідні для підвищення октанового числа бензину кисневмісні добавки.

Низькотемпературна технологія отримання високооктанового бензину з прямогонного

В основу розробленої технології покладено спосіб підвищення октанового числа за рахунок фотохімічного перетворення низькооктанового прямогонного нафтового бензину на більш високооктанові бензини марок А-76 (А-80) – без застосування ініціаторів, та АІ-92, АІ-95, АІ-98 із застосуванням спеціального екологічно безпечного ініціатора фотохімічних реакцій.

Підвищення октанового числа здійснюється за рахунок утворення у бензині кисневмісних складових.

Технологія орієнтована на невеликі нафтопереробні заводи, що виробляють прямогонні бензини. І може забезпечити швидкий випуск якісних високооктанових бензинів класів Євро-5 і Євро-6 за мінімальних витрат.

Принцип дії

Модифікований бензин відрізняється достатньо високою стійкістю.

Проведені дослідження показали, що основні показники модифікованого бензину не змінюються протягом декількох місяців.

Для отримання модифікованого бензину відпадає необхідність у застосуванні високих температур і підвищеного тиску. Усі фізико-хімічні реакції протікають за кімнатної температури й атмосферного тиску.

Технологія відрізняється низькими витратами електроенергії. Питома витрата якої не перевищує 0,03 кВт*годин/л, що забезпечує низьку собівартість модифікованого бензину.

Екологічна безпека. Зменшення до мінімуму впливу на навколишнє середовище шкідливих факторів.

Технологія

Обробка низькооктанового прямогонного бензину здійснюється наступним чином:

• вихідний бензин з ємності 1 подається в змішувач, де здійснюється його змішування з ініціатором фотохімічних реакцій (1,5 – 5 об’ємних %);
• далі бензин за допомогою насосу бензин потрапляє до змішувачів ежекторного типу де здійснюється насичення бензину киснем та газами, які утворюються у процесі фотохімічних реакцій;
• насичений газами бензин потрапляє до реактора фотохімічного синтезу, де у процесі фотолізу у бензині утворюються окиснювачі, які підвищують октанове число.
•  ініціатор фотохімічних реакцій застосовується для отримання бензинів АІ-95 і АІ-98.

Отримані результати

№	Показник	Прямогонний бензин	Бензин після активації
1	Щільність при 20 оС, кг/м3	707,9	743,0
2	Детонаційна стійкість: октанове число за моторним методом	64,3	81,2
3	Температура, оС	35	44
4	Вуглеводні речовини, %:
	– легкі парафіни С1 – С4	3	0,5
	– нормальні парафіни С5 – С11	55,6	25,3
	– ізопарафіни	12,4	39,5
	– циклічні вуглеводи, (з них бензоли)	10,2 (3,7)	15,5 (0,8)
	– нафтенові вуглеводні	18,8	8,7
	– кисневмісні вуглеводні	0,0	10,5
	ЗАГАЛОМ, %	100	100

Аналіз отриманих результатів

• Як видно з наведених у таблиці результатів, збільшення октанового числа прямогонних бензинів відбулося на 16,9 одиниць (за моторним методом), і становило 81,2 одиниці, що відповідає бензину марки А-80.
• Вміст легких парафінів групи С1 – С4 (виділення газу з бензину) знизилися з 3 до 0,5%.
• Щільність бензину збільшилася на 35,1 кг/м3 і становила 743 кг/м3.
• Кількість бензолів знизилася 3,7 до 0,8%.
• Вміст нафтенових вуглеводнів знизився з 18,8 до 8,7%.
• Кількість кисневмісних вуглеводнів збільшилася з 0 до 10,5%.
• Отриманий у результаті фотохімічної обробки, без використання ініціатору фотохімічних реакцій, бензин відповідає основним вимогам до бензину марки А-76 (А-80), відрізняється високою стабільністю.

Тривалість зберігання

Тривалість зберігання бензину, отриманого з прямогонного нафтового бензину:

Тривалість зберігання бензину, який отримано із суміші прямогонного нафтового бензину і газового конденсату:

Стійкість активованих бензинів

Як видно з діаграм, стійкість активованого бензину, який отримано з прямогонного нафтового бензину, перевищує 6 місяців, тривалість зберігання сумішевого бензину (суміш газового конденсату і нафтового бензину) зберігається незмінною протягом 30 діб його зберігання, після чого спостерігається незначне зниження октанового числа.

Для отримання високооктанових бензинів марок марки АІ-92, АІ-95 або АІ-98 застосовується спеціальний ініціатор фотохімічних реакцій. Витрата ініціатора залежить від якості вихідної сировини (прямогонного бензину) і становить від 1,5 до 5%.

Ініціатор фотохімічних реакцій, який застосовано у технологічному процесі, не чинить шкідливого впливу на якість модифікованого бензину. Отриманий бензин має достатньо високу стабільність.

Економічна доцільність

Економічна доцільність технології визначається собівартістю отримання високооктанового бензину, тобто величиною експлуатаційних витрат які складаються з вартості спожитої електроенергії, вартості змінних активних елементів (спеціальних ламп) і заробітної плати обслуговуючого персоналу.

Попередній аналіз показує, що:

• питоме споживання електричної енергії, яка необхідна для отримання 1000 літрів бензину марки А-76 (А-80) становить 25 … 30 кВт*годин;
• витрати на запасні частини та матеріали, які необхідні для роботи установки, становлять 10% від вартості витраченої електроенергії;
• загальний фонд заробітної плати (кількість необхідних для обслуговування установки співробітників приймається рівним витратам на електрику;
• Таким чином, експлуатаційні витрати можна прийняти рівними 250 % від вартості електрики, що становить близько 12,5 … 15 EUR/м3.

Основні економічні показники

№	Показник	Од. виміру	Значення
1	Продуктивність по бензину	м3/годину	1,0
2	Різниця у вартості 1 л прямогонного бензину і бензину АІ-80 (NORMAL-80), AI-92 (REGULAR-92)	EUR	0,133
3	Приведені експлуатаційні витрати	EUR/м3	10
4	Кількість виробленого бензину АІ-80 (NORMAL-80), AI-92 (REGULAR-92)	м3/рік	7 500
5	Прибуток, який отримано від роботи установки на протязі року при 3-х змінній роботі	EUR	997 500,0
6	Термін окупності капітальних витрат	місяць	4 – 6

Технічні показники

№	Показник	Од. виміру	ОКТАН–95/15Л лабораторна	ОКТАН– 95/50Д дослідна
1	Вихідна сировина		Бензин нафтовий прямогонний
2	Продуктивність	л/годину	15	50
3	Потужність	кВт	0,25	1,0
4	Напруга живлення (50 Гц)	В	400, 3 фази	400, 3 фази

Основні переваги установок ОКТАН – 95

• Низькі капітальні витрати;
• Модульність конструкції;
• Простота експлуатації;
• Низькі експлуатаційні витрати;
• Можливість виготовлення обладнання у контейнерному варіанті;
• Відсутність нагрівальних елементів та обладнання, яке працює під високим тиском;
• Висока безпека експлуатації;
• Екологічна безпека;
• Низька собівартість отримання готового продукту, яка в основному визначається витратами на електрику;
• Малий термін окупності.

Розробник технології – к.х.н. Мілоцький Вадим Вадимович