CC BY
37
AZЭRBAYCAN ЮМУА JURNALI № 1 2014
93
УДК 665.753.4
УЛУЧШЕНИЕ НЕКОТОРЫХ КАЧЕСТВ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ А.А.Юсиф-заде, Н.Т.Алиева, Г.Ч.Дадаева
Азербайджанская государственная нефтяная академия
asoa@box.az
Поступила в редакцию 20.02.2013
Проведено исследование по получению дизельных топлив, отвечающих требованиям европейских стандартов. В качестве исходных использованы компаунды, составленные из прямогонного дизельного топлива и газойля каталитического крекинга, в различных соотношениях. Составленные компаунды подвергнуты очистке смешанным растворителем (ацетонитрил:пентан=1:1), а полученные рафинаты - каталитической очистке на механической смеси катализаторов из никеля на кизельгуре и природного Чананабско-го морденита. В результате проведённой технологии нами получено дизельное топливо с содержанием ароматических углеводородов около 7 мас.%, серы в количестве 0.0009 мас.% и с цетановым числом около 52.
Ключевые слова: компаунд, дизельное топливо, цетановое число, каталитическая очистка.
Данная работа посвящена получению дизельных топлив с улучшенными эксплуатационными и экологическими характеристиками.
Для исследования взяты прямогонное дизельное топливо (195-3500С) и газойль каталитического крекинга (195-3500С) из смеси Бакинских нефтей. Из этих продуктов были составлены компаунды в различных соотношениях: I - 70% дизельного топлива + 30% газойля каталитического крекинга; II - 60% дизельного топлива + 40% газойля каталитического крекинга; III - 50% дизельного топлива + 50% газойля каталитического крекинга.
Для всех трёх компаундов определены физико-химические свойства и групповой углеводородный состав, представленные в табл. 1.
Таблица 1. Качества составленных компаундов
Показатели Компаунд I Компаунд II Компаунд III
Плотность при 200С, р2° 843.1 843.5 843.7
Фракционный состав, 0С
50% 265 266 266
96% 340 340 339
Вязкость при 200С, мм2/с 3.97 3.98 4.00
Температура вспышки, 0С 78 77 76
Цетановое число 41.5 40 39
Коксуемость, мас.% 0.18 0.19 0.20
Кислотность, мг К0Н/100 мл 3.78 3.81 3.83
Содержание, мас.%
ароматические углеводороды 25.15 26.6 27.72
в том числе:
лёгкие 15.0 15 15.5
средние 7.15 8.6 8.82
тяжёлые 3.0 3.0 3.4
смолы 0.65 0.73 0.78
Полученные компаунды были подвергнуты селективной очистке смешанным растворителем, составленным из ацетонитрила и пентана, взятых в соотношении 1:1.
Температура очистки была принята равной 250С [1]. Соотношение растворителя к сырью менялось в пределах от 1:1 до 4:1.
На рис.1-3 представлены кривые изменения цетановых чисел и выходов рафинатов для трёх компаундов.
Рис. 1. Изменение цетанового числа (1) и выхода рафината (2) компаунда I в зависимости от соотношения растворителя к сырью.
Рис. 2. Изменение цетанового числа (1) и выхода рафината (2) компаунда II в зависимости от соотношения растворителя к сырью.
Рис. 3. Изменение цетанового числа (1) и выхода рафината (2) компаунда III в зависимости от соотношения растворителя к сырью.
А.А.ЮСИФ-ЗАДЕ и др. 95
Как видно из представленных графиков, лучшие результаты по увеличению цетано-вого числа получены при очистке компаундов I и II. Как показали экспериментальные данные, после очистки компаундов I и II при соотношении растворителя к сырью 3:1 количество ароматических углеводородов понижается до 9.0 мас.% для компаунда I, до 9.2 % для компаунда II и до 11.8 % для компаунда III. Однако, как видно из приведённых данных, количество ароматических углеводородов оказалось выше международных норм (КБ-ОЗ-А-84 - Европейский ГОСТ - не более 5%), поэтому мы применили каталитическую очистку рафинатов. В качестве катализатора использовали механическую смесь, составленную из никеля на кизельгуре и природного Чананабского морденита. Эксперименты проводили на лабораторной установке.
Из литературных данных [2], известно, что катализаторы в смеси проявляют активность, которая отличается от активности индивидуальных катализаторов в процессе превращения углеводородов. Нами изучалось влияние состава механической смеси катализаторов и температуры на цетановое число и выход очищенного рафината компаунда I.
Эксперименты проводились при температуре 300 0С. Результаты - на рис. 4, 5.
55 -
50-
45 -
100
-90
-80
-70
60
-50
я
Й и в -е
я а о
и
о И И
<и
а
в ¡г о
ч о
X
т
Рис. 4. Влияние состава механической смеси катализаторов на цетановое число (1) и выход (2) очищенного рафината компаунда I.
Морденит
Никель на кизельгуре
100
55
90
80
70
-60
50
200
300
350
Температура, С
Рис. 5. Влияние температуры на изменение цетанового числа (1) и выход очищенного рафината (2).
100
На рис. 6 и 7 представлены кривые влияния состава механической смеси катализаторов и температуры на изменение выхода очищенного рафината компаунда II и его це-тановое число.
Эксперименты проводили при температуре 300°С.
55-
50-
45 -
100
90
80
70
60
■50
20
40
60
100 80
60
40
80 —I— 20
100
—I—
0х о
а
S
ей
т
а
н
и
ф
а
р
о
г
о
н
н
е
ещ
и
ч
о
д
о
х
ы
В
Рис. 6. Влияние состава механической смеси катализаторов на цетановое число (1) и выход очищенного рафината (2).
Морденит
Никель на кизельгуре
Рис. 7. Влияние температуры на изменение цетаново-го числа (1) и выход очищенного рафината (2).
При проведении экспериментов по изучению влияния температуры нами бралась смесь катализаторов, состоящая из 30% никеля на кизельгуре и 70% природного морденита.
Как видно из рис. 4 и 6, чем больше морденита в механической смеси катализаторов, тем выше цетановое число очищенного рафината. Из рис. 5 и 7 можно сделать вывод, что повышение температуры до 3000С увеличивает цетановое число очищенного рафината, однако выше 3000С цетановое число повышается незначительно. Поэтому за оптимальный режим каталитической очистки нами принята температура процесса, равная 3000С и механическая смесь катализаторов, состоящая из 30% никеля на кизельгуре и 70% природного морденита. Полученные при этих условиях очистки продукты имели качества, представленные в табл. 2.
0
А.А.ЮСИФ-ЗАДЕ и др.
97
Таблица 2. Качества полученных продуктов
Показатели Очищенный рафинат ком- Очищенный рафинат
паунда I компаунда II
Плотность, р 2° 834 829
Вязкость при 200С, мм2/с 3.55 3.49
Температура вспышки, 0С 68 69
Коксуемость, % 0.009 0.01
Кислотность, мг К0Н/100 мл 0.9 0.96
Содержание, мас.%
серы 0.0009 0.00098
ароматических углеводородов 6.9 7.3
в том числе
лёгкие 4.5 4.8
средние 1.5 1.55
тяжёлые 0.9 0.95
Цетановое число 52.6 51.8
Выход на взятое сырьё, мас.% 71 73
Таким образом, нам удалось получить дизельное топливо с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов и цетановым числом выше 50, что соответствует нормам Европейских стандартов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Юсиф-заде А.А., Рамазанова Т.Р. "Neftin, qazin geotexnoloji problemlari va kimya" elmi tadqiqat institutu. Elmi esarlar. Baki. 2007. C.VIII. S. 461-466.
2. Колесников С.И. Научные основы производства высокооктановых бензинов с присадками и каталитическими процессами. М.: Изд-во "Нефть и газ" РГУ им. И.М.Губкина. 2007. С. 58-62.
DlZEL YANACAQLARININ B3Zl XASS3L3RlNlN yax§ila§dirilmasi
A.A.Yusif-zada, N.T.3liyeva, G.^.Dadayeva
Avropa standartlarinin talablarina cavab veran dizel yanacaqlarinin alinmasi uzra tadqiqatlar aparilmi§dir. Xammal kimi birdafalik qovulmadam alinan dizel yanacagi va katalitik kreking prosesinin qazoylunun muxtalif nisbatlarda hazirlanmi§ kompaundundan istifada edilmi§dir. Alinmi§ kompaund 1:1 nisbatinda hazirlanmi§ asetonitril va pentan qari§iginin halledici ila tamizlanmi§dir. Alinmi§ rafinat kizelqurda nikel va tabii ^annabsk mordenitindan hazirlanmi§ mexaniki katalizator qari§igi vasitasila katalitik tamizlamaya maruz edilmi§dir. Aparilan texnologiya asasinda naticada tarkibinda 7 kutla % - aromatik karbohidrogen, 0.0009 kutla % kukurd va setan adadi 52 olan dizel yanacagi alda edilmi§dir.
Agar sozfor: kompaund, dizel yanacagi, setan ddddi, katalitik tdmizbmd.
IMPROVING SOME PROPERTIES OF DIESEL FUEL
A.A.Yusif-zade, N.T.Aliyeva, G.Ch.Dadayeva
The presente work is dedicated to production of diesel fuels meeting the requirements of the European standard. As a raw material the compounds, formed from straight-run distillated diesel fuel and gas oil of catalytic cracking, composed in different correlation were used. The received compounds have been purified by mixed solvent, consisting of acetonitriles and pentane, taken in ratio 1:1. The received refined oils were subjected to catalytic purification on mechanical mixture of catalysts composed of nickel on kieselguhr and natural Chananab mordenite. As a result of applied technology we have received the diesel fuels with content of aromatic hydrocarbons about 7 mas.%, sulphur 0.0009 mas.% and with cetane number approximately 52.
Keywords: compound, diesel fuel, cetane number, catalytic purification.
