CS260313B1 - Spdsob výroby motorového benzínu - Google Patents

Description

260313

Vynález sa týká spůsobu výroby motoro-vého benzínu s nižším obsahem olova ale-bo bez olova kombináciou procesov desti-lácie a katalytického reformovania. Súčasný trend v znižovaní obsahu olove-ných antidetonátorov v palivách pre záži-hové motory, obzvlášť v automobilových ben-zínoch a postupné zavádzanie výroby bez-olovnatých benzínov vyžaduje používat priich výrobě vysokooktánové komponenty, kto-ré kompenzujú pokles oktánovej hladinybenzínov. Z tohto důvodu je nutné čím cfa-lej, tým viac znižovať obsah príamodestilá-tových benzínov z ropy v motorových ben-zínoch a nahradzovať ich vysokooktánový-mi komponentami. Výhodnými zložkami prenízkoolovnaté a bezolovnaté benzíny sú izo-merizát pantán-hexánovej frakcie, olefinic-ké benzíny z katalytického krakovania, al-kylát, oligomérne a polymérne benzíny. Vý-roba takýchto zložiek je najma z investič-ného hladiska velmi nákladná. Ďalšou mož-nostou je používanie kyslíkatých zlúčenín,prevažne so 4 až 7 aitómami uhlíka v mole-kule, například éterov (MTBE, ETBE, TAME,DIPE) a alkoholov (sek-butanol, izobutanol,terc-butanol), ktoré sa na rozdiel od meta-nolu vplyvom vody a nízkých teplůt neod-miešavajú z benzínu. Ich zvýšené použitieje však limitované poměrně vysokou cenou,přístupným množstvom surovin na ich vý-robu a medzinárodnými predpismi a norma-mi na obsah kyslíka v benzíne. V rafinériách prevažne hydrosklmmingo-vého typu prakticky jediným procesom, kto-rý umožňuje vyrábať vysokooktánové zlož-ky pre autobenzíny s obsahom 0,1 až 0,25 gPb . dm“3 alebo bezolovnaté autobenzíny jekatalytické reformovanie. V takýchto rafinériách, najmá pri nižšomspracovaní ropy, je zvyčajne volná kapaci-ta reformingových jednotiek na spracova-nie aj iných surovin, než je ťažký benzín.

Vynález rieši spůsob výroby motorovýchbenzínov s obsahom alkylolovnatých antide-tonátorov tetrametylolova a/alebo tetraetyl-olova v koncentrácii od 0,1 do 0,25 g Pb//dm“3 alebo bez olova kombináciou proce-sov destilácie a katalytického reformovaniana katalyzátorech s obsahom platiny aleboplatiny a rénia. Pri výrobě motorových ben-zínov podlá vynálezu sa benzín s frakčnýmrozmedzím do 200 °C rozdělí na frakcie A,B a C. Frakcia A má destilačné rozmedziedo 85 °C, frakcia B od 60 °C do 150 QC a fraik-cia C od 90 °C do 200 °C. Pri výrobě moto-rových benzínov s vyšším OCVM je výhod-né namiesto frakcie A pripraviť frakcie Ais bodom varu do 75 °C a A2 s frakčným roz-medzím od 45 °C do 85 °C a do motorovéhobenzínu pridávať frakciu Ai. Frakcia A2 sapotom používá na iné účely.

Pri výrobě paliva pre zážihové motory po-dlá vynálezu sa frakcia B katalyticky refor-muje na reformát BR s oktánovým číslomstanoveným výskumnou metódou od 80 do95. Výhodné destilačné rozmedzie frakcie B je od 75 °C do 110 °C, kedy táto frakciaobsahuje 38 — 46 % hmotových cyklánic-kých uhlovodíkov. Získaný reformát BR mávýhodné destilačné rozmedzie od 30 °C do135 °C až 150 °C, poměrně dobrú vnímavostna alkylolovené antidetonátory a výhodnýrozdiel medzi oktánovým číslom výskum-nou a motorovou metódou, ktorý sa zvyčaj-ne označuje ako citlivosť benzínu. Přípra-vou reformátu BR sa výrazné zvyšuje okta-nová hladina 1'ahkých zložiek motorovéhobenzínu nielen tvorbou aromátov Cs a C7,ale aj v důsledku čiastočného štiepenia, naj-má málo rozvětvených nízkooktánových al-kánických uhlovodíkov C6 až Ce na izoalká-nické uhlovodíky Cs a Ce. Táto skutočnosťteda velmi pozitivně ovplyvňuje aj priebehdestilačnej křivky, aj rozloženie oktánové-ho čísla po destilačnej krivke, najmá v ob-lasti do 100 °C, v ktorej doteraz vyrábanéautobenzíny připravené z lehkého primár-ného benzínu a reformátu ťažkého benzínumalí velmi nízké oktánové číslo. Okrem u-vádzanej tvorby aromátov Ce a C7, ako ajizoalkánov Cs a C6 dochádza pri reformova-ní frakcie B aj k zmene struktury ostatnýchuhlovOdíkov, čo ďalej podmieňuje, že primiešaní motorových benzínov podlá vynále-zu, najmá za použitia frakcií A, resp· Ai afrakcií P, Q a X z redestilácie reformátu CRsa pozoruje neaditívne zvýšenie oktanové-ho čísla o 0,7 až 2,2 jednotky oktánovéhočísla.

Frakcia C s výhodným destilačným roz-medzím od 105 °C do 190 °C sa podlá vyná-lezu reformuje na reformát CR s oktánovýmčíslom výskumnou metódou od 89 do 98.Casť reformátu CR sa destilačné rozdělí nafrakcie P, Ri, Q, R2 a X, pričom frakcia Pmá bod varu do 75 °C, frakcia Ri má des-tilačné rozmedzie od 60 °C do 100 °C, frak-cia Q má destilačné rozmedzie od 90 °C do125 °C, frakcia R2 má destilačné rozmedzieod 110 °C do 170 °C a frakcia X má začiatokbodu varu od 145 °C do 165 °C. Frakcie Ria R2 sa zvyčajne používajú na iné účely nežna výrobu motorového benzínu, avšak v pří-pade ich bilančného přebytku sú výhodný-mi komponentami motorových benzínov po-dlá vynálezu. Pri destilácii produktu CR sazvyčajne získá LO-12 % hmot. frakcie P, 45až 55 % hmot. frakcií Ri a R2, 10 až 15 %hmot. frakcie Q a 20 až 35 % hmot. frak-cie X.

Oddělené reformovanie frakcie B a frak-cie C za vzniku reformátov BR a CR je vel-mi výhodné z viacerých důvodov. Jednak súto podmienky reformovania, pričom refor-movanie frakcie B prebieha v ostrejšom re-žime, najmá z hladiska teploty, jednak súto výtažky kvapalného reformátu a obsahvodíka v cirkulačnom plyne. V případe re-formovania zmesi frakcií B a C za podmie-nok reformovania oiptimálnych pre frakciuB by dochádzalo. k výraznému štiepeniu ateda k nízkému výťažku kvapalného refor- 260313

S mátu, velkej tvorbě plynov a zvyšovala bysa energetická náročnost procesu. V přípa-de reformovania v optimálnych podmien-kach pře írakciu C by ddchádzalo k nízkejkonverzii uhíovodíkov frakcie B a teda niž-šie vrúce podiely takto získaného reformá-tu by malí nízké oktánové číslo.

Motorové benzíny podl'a vynálezu sa pri-pravia zmiešaním frakcií A alebo Ai a frak-cií BR, CR, P, Q a X. V případe výroby pali-va s obsahom olovených antidetonátorov satieto pridávajú v množstve od 0,1 do 0,25 gPb/1 vo formě tetraetylolova a/alebo tetra-metytolova, pričom pri použití zmesi alkyl-olovených aditívov obsah tetraetylolova jevýhodné 50 až 80 % hmot. v zmesi antide-tonačných aditívov.

Ako ďalšie ziožky motorových benzínovpodld vynálezu sa pdužijú olcjinické frak-cie z pyrobenzínu s bodom varu od 235 °Cv množstve od 2,5 do 35 % hmot. a/alebofrakcia z rafinátu po extrakcii aromátov sbodom. varu do 115 °C v množstve od 1,5 do25 % hmot· a/alebo díalkylétery s 5 až 7atomami uhlíka v molekule v množstvo od 3,5 do· 15 % hmotových.

Spósdb výroby motorového benzínu podlávynálezu je dokumentovaný v uvádzanýchpríkladoch, avšak bez toho, že by predmetvynálezu bol tým v akomkolvek smere ob-medzovaný. Příklad 1

Benzín s destilačným rozmedzím do 197stupňov Celzia sa rozdestiloval na 3 frak-cie tak, že frakcia A mala bod varu 70°C,frakcia B( mala frakčné rozmedzie od 65 °Cdo 140 °C a frakcia Ci mala začiatok boduvaru 90 °C.

Frakcia B sa po hydrogenačnom odsířeníreformovala na Pt-katalyzátore pri teplote510 °C a tlaku 2,8 MPa. Poměr cirkulačné-hoi, vtodík obsahujúceho plynu bol 2 000 m3//lm3 suroviny. Vlastnosti takto připravené-ho reformátu BR, sú uvedené v tabulke 1.

Frakcia C bola hydrogenačne odsířenána obsah síry pod 0,5 ppm a následné re-formovaná na Pt-katalyzátore pri 505 °C na 6 reformát CR. Část kvapalného reformátuCR (52 % h/not. z reformátu CR) sa frak-cionáciou rozdělila na 5' frakcií, ktorých vý-tažky bolí 10,7 % hmot. u frakcie P, 50,2 %hmot. zmesi frakcií Ri a R2, 13,2 °/o hmot.u frakcie Q a 25,9 % hmot. u frakcie X.Vlastnosti týchtO' frakcií sú uvedené v ta-bulke 1. Zvyšná časť reformátu CR sa bezzměny použila na přípravu motorových ben-zínov podlá vynálezu. Příklad 2

Benzín s destilačným rozmedzím do 185stupňov Celzia sa destílačne rozdělil na frak-cie Αι, A2, Bir a. Cn tak, že frakcia Ai malabod varu do 60 °C, frakcia A2 mala destilač-né rozmedzie od 55 CC do> 85 °C, frakcia Bnod 75 qC doi 110 qC a frakcia Cn mala začia-tok bodu varu 90 °C. Frakcia Βπ sa refor-movala na Pt-katalyzátore .v přítomnosti vo-dík obsahujúceho plynu při teplote 510 °Ca presadení 2 kg suroviny na 1 kg kataly-zátora. Vlastnosti získaného reformátu BRnsú uvedené v tabulke 2. Frakcia C bola spra-covaná obdobné ako v příklade 1. P r í k 1 a d 3

Za použitia frakcií a produktov uvedenýchv príkladoch 1 a 2 bolí připravené motoro-vé benzíny podlá vynálezu. V tabulke 3 súuvedené nňešacie poměry a vlastnosti dvochvysokooktánoivých motorových benzínoví svelmi nízkým obsahom olova a dvoch vy-soikooktánových benzolovnatých benzínov.Pri príprave benzínu 3 bola ako ďalšia zlož-ka použitá frakcia z pyrobenzínu s bodomvaru do 218 °C a u benzínu 4 bol použitýmetyl-terc.butyléter (MTBEJ. Je zřejmé, žesposOb výroby motorových benzínov podlávynálezu umožňuje priprav.it takéto vysoko-oktánové benzíny, ktoré vo všetkých uka-zovateloch dosahujú špičkové světové para-metre. Z údajov tabulky taktiež vyplývá, žepri výrobě motorových benzínov podlá vy-nálezu dochádza k neaditívnemu zvýšeniuoktánového čísla, čo je dósledkom přednos-tí postupu podlá vynálezu. ~........... ' a b u 1 k a 1

Vlastností benzínových komponentov podlá vynálezu

Komponent BR, CR P Rl + R2 Q X Hustota, kg. m-3 742 775 650 780 760 865 Destilačná křivka začiatok destilácie °C 35 57 30 66 92 156 10 % obj. °C 52 85 32 86 98 162 50 % obj. °C 83 130 42 112 105 168 90 % obj. °C 125 161 59 139 113 190 koniec destilácie °C 155 202 73 153 124 218 OČVM 91,5 92 83 87 79 102 OČMM 86,3 83 83 78 75 89 260313

Tabulka 2

Vlastnosti komponentov podlá příkladu 2

Komponent At A2 BR„ Hustota, kg. m~3 623 678 731 Destilačná křivka začiatok dest. °C 28 55 37 10 % obj. °C 32 67 63 50 % obj. °C 37 73 98 90 % obj- °C 51 78 119 koniec dest. °C 60 85 143 OČVM 75 58 90, OČMM 74 56 84,

Tabulka 3 Příklad zloženia a vlastností motorových benzínov podlá vynálezu

Motorový benzín 1

Zloženie {% hmot.)

Frakcia A 5

Frakcia Ai —

Frakcia P 15

Reformát BRi 45

Reformát BRn —

Reformát CR 15

Frakcia Q —

Frakcia X 20 MTBE -

Frakcia z pyrobenzínuVlastnosti motorových benzínov

Hustota, kg . m~3 747

Destilačná křivka 10 °/o ob). °C 50 50 % obj. °C 95 90 % obj. °C 172 koniec dest. °C 210

Obsah Pb g . dm '3 0,15 OČVM (vypočteno) 94,4 OČVM (skutočnosf) 96 OČMM (skutočnosf) 90,6 2 3 4 — 3 4 20 7 8 — 40 35 40 — — 20 30 25 3 9 V» 5 19 13 10 — — 10 13 743 773 747 53 56 51 97 105 96 172 176 171 211 214 210 0,15 0 0 94,6 92,8 94,2 96 95 95 89,8 87,3 88,1 £

Claims (7)

1. 260313 PREDMET

   1. Spůsob výroby motorového benzínu sobsahem alkylolovených antidetonátorov skoncentráciou do 0,25 g Pb/dm3 alebo bezobsahu alkylolovených antidetonátorov kom-bináciou procesov destilácie a katalytické-ho refermovania na katalyzátoroch s obsa-som platiny alebo platina a rénia, vyzna-čujete! sa tým, že benzínový destilát s frakč-ným rozmedzím do 200 °C sa rozdestilujena frakcie A, B a C, pričom frakcia A mábod varu do 85'°C, frakcia B má destilačnérozmedzie od 60 °C do 150 °C a frakcia Cod 90 C,C do 200 °C frakcia B sa katalytickyreformuje v přítomnosti vodíka alebo vodíkobsahujúceho plynu na reformát BR s OČVM80 až 95 a frakcia C sa katalyticky reformu-je v přítomnosti vodíka alebo vodík obsahu-júceho plynu na reformát CR s OČVM 89až 98, pričom část reformátu CR sa desti-lačne rozdělí na frakcie P, Ri, Q, R2 a X, kdefrakcia P má bod varu do 75 °C, frakcia Rimá destilačné rozmedzie od 60 °C do 100 "C,frakcia Q má destilačné rozmedzie od 90 ‘ Cdo 125 “C, frakcia R2 má frakčné rozmedzieod 110 °C do 170 "C a frakcia X má začiatokbodu varu od 145 °C do 165 °C, a motorovýbenzín sa vytvoří z frakcií A, P, Q, X a re-formátu BR, pričom obsahuje od 5 do 60 %hmot. reformátu BR, od 8 do 35 % hmot.frakcie A, od 5 do 40 °/o hmot. frakcie P,od 3 do 28 % hmot. frakcie Q a od 2 do38 % hmot. frakcie X.
2. 2. Spósob výroby pódia bodu 1, vyznaču-júci sa tým, že frakcia B sa reformuje pri VYNALEZU teplote 470 °C až 530 °C s objemovou rých-losťou 0,8 až 2,5 h“1 a pri tlaku 1,5 až 3,5MPa.
3. 3. Spósob výroby podl'a bodu 1, vyznaču-júci sa tým, že frakcia C sa reformuje priteplote 460 "C až 520 °C s objemovou rých-tosťou 1,5 a, 3 h_1 a pri tlaku 1,0 až 3,5 MPa. 4· Sposob výroby pódia bodov 1 a 2 vy-značuj úci sa tým, že frakcia B ihá výhodnédestilačné rozmedzie od 75 CC do 115 °C.
4. 5. Sposob výroby pódia bodu 1, vyznaču-júci sa tým, že frakcia A sa nahradí frakciouAi, ktorá sa připraví tak, že benzínový des-tilát sa rozdestiluje na frakcie Αι, A2, B aC, pričom frakcia Ai má bod varu od 75 °C,frakcia A2 má destilačné rozmedzie od 45 °Cdo 85 CC a frakcie B a C majú destilačné roz-medzia ako v bode 1.
5. 6. Sposob výroby pódia bodov 1 až 5, vy-značujúci sa tým, že dalšou zlOžkou moto-rového benzínu je reformát CR v množstveod 5' do 70 % hmot.
6. 7. Sposob výroby pódia bodov 1 až 6, vy-značujúci sa tým, že dalšími komponenta-mi motorového benzínu sú frakcie Ri v množ-stve od 0,5 do 12 % hmot., R2 v množstveod 2 do 22 % hmot. a/alebo olefinické frak-cie z ipyrobenzínu s bodom varu do 235 °Cv množstve od 2,5 do 35 % hmot. a/alebofrakcia z rafinátu po extrakcii aromátov sbodom varu do 115 °C v množstve od 1,5 do25 % hmot. a/alebo dialkylétery s 5 až 7atómami uhlíka v molekule v množstve od 2,5 do 15 % hmOt.