Экология топлив. Совершенствование процесса алкилирования

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

НЕФТИ И ГАЗА ИМ. И. М. ГУБКИНА

_____________________________________________________________

Кафедра промышленной экологии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Реферат по теме 

   «Экология топлив. Совершенствование процесса алкилирования» 
 

     Выполнила:

   Ст. гр. ХТ-08-5  
Волкова В.С.  

   Проверил:

   профессор Газаров Р.А.                                                                                                
 

   Москва 2010

   Содержание 

1.  Введение. Экологические аспекты нефтепереработки…………………………..3

2. Система  экологических требований, предъявляемых  к топливам.

Современные нормативы и стандарты………………………………………………..3

      3.   Значение и сущность процесса алкилирования.

      Проведение процесса на различных катализаторах………………………………....6

1. Жидкокислотное алкилирование с применением серной и фтористоводородной кислоты…………………………………………………..........9
2. Алкилирование изопарафинов олефинами на ионообменных смолах с нанесенным трифторидом бора...................................................................................14
3. Алкилирование изопарафинов олефинами на цеолитных катализаторах.......16
4. Алкилирование изобутана олефинами на твердых полимерных сульфокислотах.............................................................................................................18

4. Долговечность,  экономичность, экологичность процессов................................. 19

5. Заключение................................................................................................................21

6. Список  литературы...................................................................................................22 

1. Экологические аспекты  нефтепереработки. 

    На  сегодняшний день одной из главных  проблем нефтегазовой отрасли страны является повышение качества моторных топлив, особенно улучшение их экологических  свойств. В связи с ужесточением экологических требований к моторным топливам производители столкнулись с трудностями по выпуску высокооктановых бензинов, полностью соответствующих требованиям современных стандартов по испаряемости, содержанию антидетонационных присадок, бензола, ароматических углеводородов и сере. Так, в странах Европы и в США прекращена выработка этилированных бензинов, введены жесткие ограничения по содержанию в бензинах серы, олефиновых и ароматических углеводородов. Глубина переработки нефти на предприятиях России составляет около 70%, тогда как в развитых странах Запада она достигает 80-95%, что объясняется низкой долей углубляющих процессов на отечественных заводах, не превышающей 13% от объема переработки нефти (против 55% на заводах США). Вследствие этого, на российских заводах ограничена возможность выработки моторных топлив. Качество нефтепродуктов далеко не в полной мере отвечает современным требованиям, особенно по экологическим характеристикам, в то время как потребление бензина в России превышает 640 млн. т в год.

    Перспективные бензины – это неэтилированные продукты с улучшенными экологическими свойствами, которые будут  содержать не более 0,05% серы, не более 1% бензола, иметь давление насыщенных паров не более 30-50 кПА. Переход на применение таких бензинов обеспечит нормальную работу автомобильных каталитических нейтрализаторов, существенно снизит выбросы токсичных продуктов сгорания бензина. Этого можно добиться, улучшив экологические и эксплуатационные характеристики моторных топлив за счет широкого освоения процессов, обеспечивающих производство высокооктановых «экологически чистых» компонентов. В настоящее время такими процессами являются гидроочистка бензинов термических процессов, селективная гидроочистка бензинов каталитического крекинга, процессы изомеризации и алкилирования парафинов олефиновыми фракциями, получаемыми на различных этапах нефтепереработки.  

    2. Система экологических требований, предъявляемых к топливам. Современные нормативы и стандарты.

    Ассортимент и качество применяемых моторных топлив в основном определяется структурой автомобильного парка. Прогресс в области конструкции автомобильных двигателей постоянно диктует новые требования к качеству топлив. Все законодательные инициативы, жестко регламентирующие экологические показатели качества топлив, в итоге направлены на снижение токсичности транспортных средств. С октября 2008 года в Евросоюзе действует экологический стандарт Евро-5 для всех новых грузовых автомобилей, для легковых автомобилей разработка стандарта Евро-5 еще не завершена. Сроки ввода новых экологических требований к автомобильному парку в России значительно отстают, а качество автомобильных бензинов опережает технический уровень существующего отечественного автомобильного парка. В табл. 2.1. приведены данные по срокам ввода экологических Правил ЕЭК ООН за 2006 год.

    Таблица 2.1. Сроки ввода экологических Правил ЕЭК ООН в Западной Европе и России.

    * Проект технического регламента.

    Рис. 2.1. Ограничения, накладываемые                    Рис. 2.2. Ограничения, накладываемые

    разными версиями стандарта Евро-х                        разными версиями стандарта Евро-х   

    на  дизельные автомобили.                                         на бензиновые автомобили. 

    Технология  производства бензинов для автомобилей, отвечающих требованиям Евро-3 и  Евро-4, должна обеспечивать нормы на содержание в них серы не более 150 и 50 ppm, ароматических углеводородов не более 42 и 35% об. соответственно. При этом содержание бензола не должно превышать 1% об. Эти требования экологического законодательства вызывают серьезные изменения в технологии производства компонентов и баланса компаундирования автомобильных бензинов на НПЗ.

    Определенную  проблему представляет обеспечение  требований стандарта по содержанию бензола и ароматических углеводородов, так как основным высокооктановым компонентов автомобильных бензинов, вырабатываемых на основных предприятиях России, является бензин каталитического риформинга, содержание бензола в котором составляет 5-7% об. Доля риформата в составе бензинового фонда России превышает 50%, а его содержание в высокооктановых бензинах достигает 90%.

    Для обеспечения требований НТД по детонационной  стойкости, испаряемости и другим параметрам в состав автомобильных бензинов по ГОСТ Р 51866–2002  и ТУ 38.401-58-350–2005 наряду с использованием диалкиловых  эфиров С₅ и выше (МТБЭ, МТАЭ) допускается вовлекать до 3% метанола, 5% этанола, 7% третбутилового спирта и до 10% изопропилового или изобутилового спирта.

    Существующие  на российских НПЗ технологии обеспечивают выработку автомобильных бензинов по ГОСТ Р 51105–97 (Евро-2). Организация же производства автомобильных бензинов, удовлетворяющим современным требованиям Евро-3 и Евро-4, требует кардинального изменения технологии и сопряжена со значительными кардинальными затратами. Предприятиями отрасли уже проводятся работы по реконструкции и модернизации технологических установок, освоению новых процессов, необходимых для производства моторных топлив, удовлетворяющих европейским требованиям.

    Надежная  эксплуатация современных автомобилей  становится практически невозможна без использования, в частности, моющих и многофункциональных присадок. С 1995 г. в США добавление моющих присадок в бензины является обязательным. В России также  имеется опыт применения отечественных моющих присадок в составе автомобильных бензинов. ГОСТ Р 51866–2002  (ЕН 228–99) и ТУ 38.401-58-350–2005 предусматривают добавление в автомобильные бензины присадок, улучшающие их эксплуатационные свойства, в том числе и моющие. Ряд НПЗ имеет допуски на производство автомобильных бензинов с моющими и многофункциональными присадками, однако такие бензины сегодня нефтеперерабатывающими предприятиями не вырабатываются.

    На  основании положительных результатов  МВК бензины с присадками допущены к производству и применению на автомобильной технике.

    Таким образом, на сегодняшний день в стране имеется необходимая нормативно-техническая и технологическая база, позволяющая обеспечить выпуск товарных автомобильных бензинов, соответствующих современным европейским требованиям. Для обеспечения автотранспорта топливами с улучшенными экологическими свойствами, и особенно в мегаполисах, необходима разработка и принятие комплекса экономических мер, стимулирующих их производство.

    Таблица 2.3. Основные экологические показатели автомобильных бензинов.