Рост добычи сернистых нефтей. Удаление из смесей углеводородов соединений серы, меркаптанов, обладающих повышенными токсичностью и коррозионной активностью. Доводка эксплуатационных и экологических свойств автомобильных бензинов до требований рынка.
Аннотация к работе
В последнем десятилетии ХХ и начале ХХІ века проблемы экономичности транспортных средств и загрязнения воздуха выхлопными газами как никогда ранее потребовали существенных изменений в технологии производства моторных топлив. Борьба за улучшение экологии окружающей среды вынудила правительства многих стран мира принять ряд мер в законодательном порядке. В странах ЕС были введены ограничения на использование высокотоксичного тетраэтилсвинца в качестве высокооктановой присадки автомобильных бензинов, а принятые в США дополнения к Закону о чистом воздухе установили новые жесткие нормативы к качеству топлив, что вызвало аналогичные последствия в странах Западной Европы и во всем мире. Для достижения в Республике Казахстан требований мировых стандартов на экологически чистые автобензины необходимо не только исключить из технологии применение тетраэтилсвинца, но и существенно снизить содержание в товарных бензинах ароматических углеводородов и в частности бензола, осуществить замену ароматических на изопарафиновые углеводороды. Ввести в состав бензинов высокооктановые кислородосодержащие добавки (МТБЭ, ЭТБЭ, МТАЭ, ИПТБЭ, ДИПЭ и др.), которые, наряду с положительным эффектом по снижению содержания в выхлопных газах оксида углерода и углеводородов, обеспечат прирост октанового индекса автобензинов.Его получают в одну стадию, присоединяя этиловый спирт C2H5OH к изобутилену (2-метилпропену) C4H8. В качестве гомогенных катализаторов предложены минеральные кислоты (серная, фосфорная, соляная, борная), органические сульфокислоты, гетерополикислоты и катализаторы Фриделя-Крафтса. Большее распространение получил синтез на гетерогенном катализаторе. В качестве гетерогенных катализаторов предложены оксидные катализаторы как кислого (оксиды алюминия, железа, никеля, ванадия и других металлов в присутствии минеральных кислот - серной, азотной, фосфорной и др.), так и основного характера (оксид магния в присутствии гидроксида калия), активированные угли с функциональными сульфо-и карбоксильными группами, органомолибденовые соединения, минеральные и гетерополикислоты и их соли на твердом носителе, ионообменные смолы и синтетические цеолиты (например, ZSM-1 и ZSM-11), активность которых повышается с увеличением их кислотности. Последние требуют проведения процесса при более высоких температурах и более низких объемных скоростях подачи сырья, (что снижает производительность установки) и периодической регенерации прокаливанием (что существенно усложняет технологию процесса) [5].МТБЭ получают на основе метанола и изобутена. ЭТБЭ получают из этанола и изобутена. Метод синтеза метанола основан на газофазной реакции оксида углерода с водородом в присутствии специальных катализаторов. В промышленном масштабе реализованы две схемы, различающиеся используемым в них катализатором и позволяющие вести процесс при высоком (20-35 МПА) давлении и температуре 370-420°С или низком (3-5 МПА) давлении и температуре 250-300°С. Его получают в промышленном масштабе различными методами, обычно используя в качестве сырья фракцию С4 пиролиза прямогонного бензина (а в некоторых случаях и рафинат с установки каталитического риформинга с экстракцией), содержащую (после экстракции бутадиена) - 50% изобутена, и фракцию С4 каталитического крекинга, отличающуюся от первой более низким (15-17%) содержанием изобутена.Сероочистка занимает среди методов, повышающих качество нефти и газоконденсатов, ведущее место, поскольку в нефти содержатся почти все представители серо органики, сероводород и даже сера в чистом виде. Меркаптаны в нефти представлены во всем своем многообразии от метилмеркаптана до высокомолекулярных меркаптанов разветвленного строения, например, изопентантиол или 4,4-диметилгексан-2-тиол [10]. Среди серосодержащих соединений, найденных в нефти, идентифицированы следующие: 1) алифатические, алициклические и ароматические тиолы (меркаптаны) R-SH: тиолы тиофенолы циклоалканотиолы (n >3) Некоторые нефти и газоконденсаты и их фракции представляют собой естественные концентраты меркаптанов, примерами которых могут служить бензиновые фракции супергигантского месторождения Прикаспия; фракция 40-200 ?С газоконденсата Оренбургского месторождения, содержащая 1,24 % (масс.) общей серы, в том числе 0,97 % меркаптановой; легкая керосиновая фракция 120-280 ?С нефти месторождения Тенгиз, содержащая 45-70 % меркаптановой серы от общего содержания серосодержащих соединений. Сера, сероводород и меркаптаны в нефтях находятся в небольших количествах и появляются во фракции уже при нагревании до 180-260? за счет разложения сульфидов, дисульфидов.Главным недостатком этих методов является большой расход горячего (300°С) бессернистого газа на регенерацию, который в зависимости от условий составляет от 5 до 20 мас.% от количества газа, поступающего на очистку. Применение сернокислотного метода очистки сопровождается значительными потерями продуктов, подвергающихся полимеризации или растворяющихся в серной кислоте, а также образованием трудно утилизируемых отходов - кислы
План
Содержание
Введение
1. Обзор литературы
1.1 Химизм и оптимальные условия проведения процесса получения МТБЭ и ЭТБЭ
1.2 Сырье для получения МТБЭ и ЭТБЭ
2. Теоретическая часть
2.1 Химические методы очистки нефтепродуктов
2.2 Окислительная демеркаптанизация
2.3 Механизм процесса окислительной демеркаптанизации
3. Технологическая часть
3.1 Особенности технологического оформления процесса получения МТБЭ и ЭТБЭ
3.2 Основные принципы "каталитической перегонки"
3.3 Технологии получения МТБЭ, ЭТБЭ
4. Экспериментальная часть
4.1 Результаты исследований и их обсуждение
Заключение
Список использованных источников
Введение
В последнем десятилетии ХХ и начале ХХІ века проблемы экономичности транспортных средств и загрязнения воздуха выхлопными газами как никогда ранее потребовали существенных изменений в технологии производства моторных топлив.
Борьба за улучшение экологии окружающей среды вынудила правительства многих стран мира принять ряд мер в законодательном порядке. В странах ЕС были введены ограничения на использование высокотоксичного тетраэтилсвинца в качестве высокооктановой присадки автомобильных бензинов, а принятые в США дополнения к Закону о чистом воздухе установили новые жесткие нормативы к качеству топлив, что вызвало аналогичные последствия в странах Западной Европы и во всем мире. Впервые в мировой практике было сформулировано понятие "экологически чистого моторного топлива".
Доводка эксплуатационных и экологических свойств автомобильных бензинов до требований мирового рынка является важнейшей проблемой выживания любого НПЗ Казахстана и конкурентоспособности казахстанской нефтепереработки в целом. При этом нужно четко представлять, что выработка просто неэтилированных бензинов еще не означает, что создана технология производства экологически чистых автобензинов мирового уровня. Для достижения в Республике Казахстан требований мировых стандартов на экологически чистые автобензины необходимо не только исключить из технологии применение тетраэтилсвинца, но и существенно снизить содержание в товарных бензинах ароматических углеводородов и в частности бензола, осуществить замену ароматических на изопарафиновые углеводороды. Ввести в состав бензинов высокооктановые кислородосодержащие добавки (МТБЭ, ЭТБЭ, МТАЭ, ИПТБЭ, ДИПЭ и др.), которые, наряду с положительным эффектом по снижению содержания в выхлопных газах оксида углерода и углеводородов, обеспечат прирост октанового индекса автобензинов. Снизить содержание в бензинах олефинов и при всем этом повысить их дорожное октановое число ([ИОЧ МОЧ] [1] до уровня минимальных требований общеевропейских норм.
Цель работы. Исследование современных методов очистки этил-трет-бутилового эфира и сырья для его производства от примесей серосодержащих соединений.
Научная новизна. Изучение современного состояния процессов очистки сырья и целевых продуктов МТБЭ и ЭТБЭ от серосодержащих примесей.
Практическая значимость. Изучение целесообразности проведения предварительной очистки сырья для производства ЭТБЭ от сероводорода.