CC BY
38
Изучение химических и эксплуатационных свойств дизельных топлив Тошев Ш. О.1, Ашуров Ж. Ф.2
]Тошев Шерзод Орзиевич / Toshev Sherzod Orzievich - старший преподаватель;
2.Ашуров Жaсурбек Фaхриддинoвич /Ashurov Jasurbek Faxriddinovich - мaгистрaнт, кафедра технологии нефтехимической промышленности, факультет химической технологии, Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье изучается способ деароматизации дизельного топлива на опытной установке в лабораторных условиях с применением активированного силикагеля КСК и доведением содержания ароматических углеводородов соответствия дизельного топливу 3 классу Евростандарта.
Ключевые слова: адсорбция, адсорбционная деароматизация, ПАУ, силикагель, меркаптан, камера сгорения двигателя, десорбция.
Основными требованиями, предъявляемыми к качеству дизельных топлив, являются снижение сoдержaния серы и aрoмaтических углевoдoрoдoв, oсoбеннo полициклических (□AY).
Всемирной топливной Хартией предлагается нормировать как общее содержание ароматических углеводородов, так и отдельно ПАУ. Европейский стандарт на дизельное топлива EN 590 (это Евро 2, Евро 3) Евро 4, Евро 5 не нормирует общее содержание ароматических углеводородов, а нормирует содержание полициклических ароматических углеводородов (ПАУ).
Столь пристальное внимание к содержанию ароматических углеводородов в дизельных топливах не случайно, так как от него зависит количество твердых частиц и несгоревших углеводородов в отработавших газах дизелей.С эколгической точки зрения наиболее опасными являются полициклические ароматические углеводороды. Источником их образования являются ПАУ, содержащиеся в самом топливе, а также образующиеся в камере сгорания двигателя. Синтез ПАУ в камере сгорания происходит на основе молекулярных ассоциаций ароматических углеводородов и смол [1].
Адсорбционно-криоскопическим методом (АКМ) установлено следующее содержание углеводородов, (%): ароматических углеводородов - 26,50, н-парафиновых углеводородов - 4,00, изо-парафиновых углеводородов+нафтеновых - 69,50.
В таблице даны физико-химические показатели объекта исследования дизельного топлива.
51
Таблица 1. Физико-химические показатели объекта исследования дизельного топлива
№ Наименование показателей Значения
1 Показатель преломления, n2 1,4650
2 Плотность при 20оС, кг/м3 0,827
Фракционный состав:
3 50% перегоняется при температуре оС 256
90% перегоняется при температуре оС -
96% перегоняется при температуре оС 352
4 Температура застывания,оС -16
5 Температура помутнения оС -6
6 Коэффициент фильтруемости 1
7 Содержание воды Отс.
8 Содержание механических примесей Отс.
9 Фактические смолы, мг на 100 см3 топлива 1,5
10 Йодное число, г на 100 г топлива 0,2
11 Коксуемость 10 %-ного остатка, % 0,01
12 Зольность, % 0,002
13 Массовая доля серы %, в топливе 0,18
14 Массовая доля меркаптановой серы % 0,0005
15 Содержание сероводорода Отс.
16 Испытание на медной пластинке Выдерж.
17 Содержание водорастворимых кислот и щелочей Отс.
18 Вязкость кинематическая при 20оС, мм2/с 3,10
19 Кислотность, мг КОН на 100 см3 топлива Отс.
20 Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, оС 47
В качестве адсорбента выбран силикагель. Деароматизацию исходного дизельного топлива на опытной установке в лабораторных условиях проводили адсорбционным методом [2].
Физико-химические показатели исходного и деароматизированного топлива приведены ниже:
Таблица 2. Физико-химические показатели исходного и деароматизированного топлива
Наименование показателей Исходного топлива Деароматизированного до 20% топлива
n 20 nD 1,4650 1,4578
d? 0,860 0,840
Для соответствия полученного топлива по содержанию полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) требованиям Евростандарта-3 была выделена вся сумма аренов из топлива и фракционирована на моно- (МАУ), би- (БАУ) и ПАУ по видоизменной методике ВНИИНП (РФ) с использованием жидкостноадсорбционной хроматографии на дегидратированном активированном силикагеле КСК (фр. 0,25-0,5 мм).
Четкость разделения контролировали по показателю преломления десорбентов. Фракции собирали по 25 мл, растворители отгоняли на водяной бане, затем определяли показатели преломления. Полученные при адсорбционном разделении фракции объединяли в группы в зависимости от граничных значений показателей преломления, известных для различных групп ароматических углеводородов.
52
В сегодняшнем представлении по Евростандарту требуется указание только полициклических ароматических углеводородов, которое не должно превышать 11% масс. В нашем случае при улучшении качеств дизельного топлива адсорбционной деароматизацией в лабораторных условиях достигнуто количество ПAУ 10,80% масс, и е. нами получено дизельное топливо, отвечающее требованиям Евростандарта.
Как следует из анализа литературных данных снизить содержание ароматических углеводородов и особенно ПAУ в дизельных топливах гораздо сложнее, чем уменьшить содержание серы. Для этого требуется проведение гидрообессеривания в две стадии с использованием как минимум двух катализаторов: на первой стадии катализатора гидрообессеривания, на второй-катализатора деароматизации. Деароматизацию сырья возможно провести одноступенчатым процессом
гидрирования при давлении 10 МПа с использованием эффективных катализаторов или окислительной сероочисткой.
Лдсорбционный метод является простым и доступным методом. Использование криоскопических методов выделения и анализ ароматических углеводородов (разработки ИОНХ АН РУз) делает этот метод высокоэффективным и прецизионным (точность криоскопических методов +0,02%). Кроме того, силикагель легко регенерируется и его многократно можно использовать в процессах адсорбции и десорбции [3].
Отработан способ деароматизации дизельного топлива на опытной установке в лабораторных условиях с применением активированного силикагеля КСК и доведением содержания ароматических углеводородов до 20% масс, т.е. соответствия дизельного топлива 3 классу Евростандарта
В сегодняшнем представлении по Евростандарту требуется указание только трициклических или полициклических ароматических углеводородов, которое не должно превышать 11% масс. В нашем случае при улучшении качеств дизельного топлива адсорбционной деароматизацией в лабораторных условиях достигнуто количество ПЛУ 10,80% масс.
Литература
1. Митусова Т.Н., Сафонова Е.Е., Бармина Л.В., Брагина Г.А. Ароматические углеводороды дизельных топлив. Нефтепереработка и нефтехимия, М.: Химия, 2005.
2. Зегер К.Е., Котлер В.Р. Получение дизельного топлива с улучшенными экологическими характеристиками. Химия и технология топлив и масел, М.: 1996.
3. Дизельное топливо, соответствующее Европейским требованиям. Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2002.
53
