Изучение химических и эксплуатационных свойств дизельных топлив Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

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