ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1996 года по МПК C10L1/04 

Изобретение относится к жидким нефтяным топливным композициям на основе бензинов, полученных при каталитическом риформинге нефтяного сырья, применяемых в автомобильной технике.

Известна композиция моторного топлива, состоящая из 65,0% бензина от процесса каталитического риформинга, 20,0% бензина от процесса каталитического крекинга и по 5,0% алкилата, бутана и изопентана и содержащая в качестве антидетанационной добавки тетраэтилсвинец и триуглеводородзамещенный фосфат (1).

Известна также композиция моторного топлива, состоящая из 60,0-75,0% бензина каталитического риформинга, 13,0-15,0% бензина каталитического крекинга, 15,0% алкилата, 5,0-10,0% бутана и 3,0-5,0% диизопропилового эфира и содержащая в качестве антидетационных добавок тетраэтилсвинец, дихлортилен, дибромэтилен, диметилксилилфосфат (2).

Общим недостатком этих топливных композиций является вовлечение экологически вредного тетраэтилсвинца для повышения октанового числа.

Известна композиция неэтилированного бензина, состоящая из 70,0 мас. риформата, 26,0 мас. алкилата и 4,0 мас. ароматических углеводородов (3).

Известна также композиция неэтилированного бензина, состоящая из 60 мас. риформата, 20,0 мас. алкилата, 15 мас. ароматических углеводородов и 5,0 мас. легкого прямогонного бензина (3).

Общим недостатком этих композиций является то, что для получения бензина с о. ч. 93 и.м. и 85 м.м. требуется вовлекать в композицию до 26,0 мас. алкилата, 15,0 мас. ароматических углеводородов.

Известен способ получения высокооктанового бензина, где прямоугольную бензиновую фракцию, предварительно гидроочищенную, подвергают риформингу на известных катализаторах и при известных условиях. Полученный риформат подвергают гидродепарафинизации при температуре 320-420^oC, давлении 1,0-3,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 218 ч^-1, соотношении водорода:сырье 600:1500 нм³/м³ на палладийамобицеолитном катализаторе, имеющем массовое соотношение ВК-цеолита Pd форме: цеолита У:оксид алюминия, равное 1,0:0,05:1,0.

Полученный бензин обладает высокими антидетонационными свойствами (октановые числа: по м.м. 85-89 и и.м. 96-98) и низкой себестоимостью целевого продукта.

Недостатком этого способа получения высокооктанового бензина является то, что полученный бензин содержит большое количество ароматических углеводородов (52,0-65,0 мас.).

Наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению является топливная композиция, в которой в качестве основы используют риформат, полученный при каталитическом риформинге бензиновой фракции 100-180^oC при температуре 505^oC и давлении 2,5 МПа в присутствии Pd-Re/Al₂O₃ катализатора и фракция 146-218^oC, выделенная из этого риформата, а также изомеризат, полученный при изомеризат, полученный при изомеризации бензиновой фракции НК-70^oC при температуре 130^oC и давлении 7,5 МПа в присутствии катализатора содержащего 0,35% Pt на Al₂O₃ (4,5% Cl) (5). Указанная топливная композиция имеет следующий состав, об.

риформат (фракция 52-186^oC) 20,0-35,0
фракция 146-218^oC, выделенная из риформата фракции 52-186^o - 25,0-35,0
изомеризат 25,0-50,0
бензин прямой гонки (фракции 70-100^o) 10,0
бензин прямой гонки (фракция 100-180^o) 5,0
риформат (фракция 49-193^o) 44,0-75,0
толуол 11,0
Данный неэтилированный бензин имеет октановое число по исследовательскому методу 92,4-95,3 пунктов.

Недостатками прототипа являются недостаточно высокие антидетонационные (октановое число по моторному методу) и эксплуатационные (температура выкипания 10%-ной фракции бензина 73-76^oC, содержание ароматических углеводородов 52-55 мас. ) свойства. Кроме того, бензин содержит значительное количество дорогостоящего изомеризата (40-50 об.), приводящее к высокой себестоимости топливной композиции. Использование фракции 146-218^oC требует дополнительного узла ректификации.

Целью изобретения является улучшение антидетонационной характеристики и эксплуатационных свойств топливной композиции, а также снижение ее себестоимости.

Поставленная цель достигается путем использования в качестве основы бензина от селективного каталитического риформинга риформата. Кроме того, топливная композиция содержит дополнительно алкилбензин и бензин, полученный от процесса каталитического крекинга вакуумного газойля, при следующем соотношении компонентов, мас.

бензин от селективного каталитического риформинга риформата: 54,0-70,0
бензин прямой гонки (фракция НК-85^oС): 5,0-12,0
изомеризат: 1,0-15,0
толуол: 1,0-3,0
алкилбензин: 1,0-6,0
бензин каталитического крекинга: 14,0-24,0
Сущность предполагаемого изобретения заключается в следующем. В качестве основы используют бензин от селективного каталитического риформинга риформата, который в количестве 54,0-70, мас. смешивают с бензином прямой гонки (фракция НК-85^oС) в количестве 5,0-12,0 мас. изомеризатом 1,0-15,0 мас. толуолом 1,0-3,0 мас. а также алкилбензином в количестве 1,0-6,0 мас. и бензином каталитического крекинга в количестве 14,0-25,0 мас. Компонентный состав предлагаемой топливной композиции был выбран из следующих соображений.

Бензин от селективного каталитического риформата имеет ряд преимуществ: высокое октановое число по исследовательскому (И.О.Ч.) и моторному методу (М.О.Ч.), стабильность, низкое содержание серы. Недостаток относительно высокое содержание ароматических углеводородов, поэтому увеличение содержания бензина в топливной композиции больше 70,0 мас. приводит к увеличению содержания ароматических углеводородов и, как следствие, нагарообразованию. Бензин каталитического крекинга имеет преимущества высокое И.О.Ч. низкое содержание ароматических углеводородов. Увеличение количества бензина каталитического крекинга в топливной композиции до 25,0 мас. ухудшает эксплуатационные свойства топливной композиции (малая химическая стабильность, высокая температура выкипаемости 10% и 50%-ной). Алкилбензин имеет преимущества высокое М.О.Ч. стабильность, низкое содержание серы. Увеличение алкилбензина в топливной композиции более 10,0 мас. не экономично, ввиду большой себестоимости алкилбензина. Для повышения уд.теплоты сгорания и снижения ароматических углеводородов до 36,8-44,0 мас. в предлагаемой топливной композиции рекомендовано вовлекать фракцию НК-85^oС бензина прямой гонки. Увеличение количества фракции НК-85^oС в топливной композиции более 12,0 мас. ухудшает качественные свойства топливной композиции. Изомеризат имеет преимущества высокое М.О.Ч, стабильность, низкое содержание серы. Увеличение изомеризата в топливной композиции более 15,0 мас. не экономично, ввиду высокой себестоимости изомеризата.

Получаемая в результате топливная композиция по всем показателям удовлетворяет требованиям ГОСТ-2084-77 и соответствует марке неэтилированного автомобильного бензина АИ-93.

Ниже приводятся конкретные примеры выполнения предполагаемого изобретения.

П р и м е р 1.

Топливная композиция содержит, мас.

бензин от селективного каталитического риформинга риформата 6,0
бензин прямой гонки (фракция НК-85^oС) 10,0
изомеризат 8,0
толуол 3,0
алкилбензин 5,0
бензин каталитического крекинга 14,0
В данном примере основной компонент предлагаемой топливной композиции получают следующим способом. Гидроочищенную фракцию 85-180^oС подвергают риформингу при температуре 505^oС и давлении 2,5 МПа в присутствии Рt-Re/Al₂O₃ катализатора в двух реакторах. Полученный риформат направляют на селективное риформирование в реактор, в котором катализатор Рt-Re/Al₂O₃ частично заменен на палладиймобицеолитный канализатор, имеющий массовое соотношение ВК-цеолита в Рd форме: цеолита У: оксид алюминия, равное 1,0:0,05:1,0.

Процесс проводят при следующих условиях: температуре 420^oС, давлении 2,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 17,0 ч^-1, соотношении водорода:сырье 100 нм³/м³.

Бензин прямой гонки (франки НК-85^oС) получают с установки АВТ с октановым числом 71-74 по моторному методу.

Изомеризат получают из гексановой фракции при температуре 120-150^oС, давлении 4 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5-2,0 ч^-1 и мольном отношении водород:сырье 4:1.

Толуол, который используется для приготовления топливной композиции, соответствует ГОСТ 14710-69, а алкилбензин ТУ 38.101372-72.

Бензин каталитического крекинга получают при крекинга вакуумного газойля на микросферическом цеолитсодержащем катализаторе при температуре 490-530^oС на установках Г-43-107 или 1А/1М. Качественная характеристика всех компонентов предлагаемой топливной композиции представлена в таблице 1.

Полученный основной компонент предлагаемой топливной композиции в количестве 60,0 мас. смешивают с 10,0 мас. бензина прямой гонки (фракция НК-85^oС), 8,0 мас. изомеризата, 3,0 мас. толуола, 5,0 мас. алкилбензина и 14,0 мас. бензина каталитического крекинга. Характеристика полученной топливной композиции приведена в таблице 2. Как видно из приведенных данных, полученная топливная композиция по всем показателям удовлетворяет требованиям ГОСТ на автомобильный неэтилированный бензин АИ-93.

П р и м е р 2.

Топливная композиция содержит, мас.

бензин от селективного каталитического риформинга риформата 55,0
бензин прямой гонки (фракция НК-85^oС) 12,0
изомеризат 15,0
толуол 1,0
алкилбензин 1,0
бензин каталитического крекинга 16,0
В данном примере компоненты предлагаемой топливной композиции получены такими же способами, как и в примере 1. Бензин от селективного каталитического риформинга риформата в количестве 55,0 мас. смешивают с 12,0 мас. бензина прямой гонки (фракция НК-85^oС), 15,0 мас. изомеризата, 1,0% толуола и алкилбензина, 16,0 мас. бензина каталитического крекинга. Результаты опыта представлены в таблице 2.

П р и м е р 3.

Топливная композиция содержит, мас.

бензин от селективного каталитического риформинга риформата 54,0
бензин прямой гонки (фракция НК-85^oС) 5,0
изомеризат 10,0
толуол 1,0
алкилбензин 6,0
бензин каталитического крекинга 24,0
В данном примере компоненты предлагаемой топливной композиции получены такими же способами, как и в примере 1. Бензин от селективного каталитического риформинга риформата в количестве 54,0 мас. смешивают с 5,0 мас. бензина прямой гонки (фракция НК-85^oС), 10 мас. изомеризата, 1,0 мас. толуола, 6,0 мас. алкилбензина и 24,0 мас. бензина каталитического крекинга. Результаты компаундирования представлены в таблице 2.

П р и м е р 4.

Топливная композиция содержит, мас.

бензин от селективного каталитического риформинга риформата 70,0
бензин прямой гонки (фракция НК-85^oС) 8,0
изомеризат 1,0
толуол 1,0
алкилбензин 1,0
бензин каталитического крекинга 19,0
В данном примере компоненты предлагаемой топливной композиции получены такими же способами, как и в примере 1. Бензин от селективного каталитического риформинга риформата в количестве 70 мас. смешивают с 1,0 мас. бензина прямой гонки, изомеризата и алкилбензина и 19 мас. бензина каталитического крекинга. Результаты компаундирования представлены в таблице 2.

П р и м е р 5 (сравнительный).

Топливная композиция содержит, мас.

бензин от селективного каталитического риформинга риформата 75,0
бензин прямой гонки (фракция НК-85^oС) 4,0
изомеризат 1,0
толуол 1,0
алкилбензин 5,0
бензин каталитического крекинга 14,0
В данном примере компоненты предлагаемой топливной композиции получены такими же способами, как и в примере 1. Бензин от селективного каталитического риформинга риформата в количестве 85,0 мас. смешивают с 4,0 мас. бензина прямой гонки (фракция НК-85^oС), 1,0 мас. изомеризата и толуола, 5,0 мас. алкилбензина и 14,0 мас. бензина каталитического крекинга. Результаты компаундирования представлены в таблице 2. Если антидетонационная характеристика полученной топливной композиции удовлетворяет ГОСТ 2084-77, то содержание ароматических углеводородов значительно выше ГОСТа (48,3 мас.).

П р и м е р 6 (сравнительный).

Топливная композиция содержит, мас.

бензин от селективного каталитического риформинга риформата 60,0
бензин прямой гонки (фракция НК-85^oС) 3,0
изомеризат 21,0
толуол 1,0
алкилбензин 1,0
бензин каталитического крекинга 14,0
В данном примере компоненты предлагаемой топливной композиции получены такими же способами, как и в примере 1. Бензин от селективного каталитического риформинга риформата в количестве 60,0 мас. смешивают с 3,0 мас. бензина прямой гонки (фракция НК-85^oС), 21,0 мас. изомеризата, 1,0 мас. толуола и алкилбензина и 14,0 мас. бензина каталитического крекинга. Результаты компаундирования представлены в таблице 2. Полученная топливная композиция удовлетворяет требованиям ГОСТ 2084-77, однако имеет высокую себестоимость.

П р и м е р 7 (сравнительный).

Топливная композиция содержит, мас.

бензин от селективного каталитического риформинга риформата 54,0
бензин прямой гонки (фракция НК-85^oС) 6,0
изомеризат 1,0
толуол 1,0
алкилбензин 23,0
бензин каталитического крекинга 15,0
В данном примере компоненты предлагаемой топливной композиции получены такими же способами, как и в примере 1. Бензин от селективного каталитического риформинга риформата в количестве 54 мас. смешивают с 6,0 мас. бензина прямой гонки (фракция НК-85^oС), 1,0 мас. изомеризата и толуола, 23 мас. алкилбензина и 15 мас. бензина каталитического крекинга. Результаты компаундирования представлены в таблице 2. Полученная топливная композиция удовлетворяет требованиям ГОСТ 2084-77, однако имеет высокую себестоимость.

П р и м е р 8 (сравнительный).

Топливная композиция содержит, мас.

бензин от селективного каталитического риформинга риформата 55,0
бензин прямой гонки 3,0
изомеризат 7,0
толуол 5,0
алкилбензин 1,0
бензин каталитического крекинга 29,0
В данном примере компоненты предлагаемой топливной композиции получены такими же способами, как и в примере 1. Бензин от селективного каталитического риформинга риформата в количестве 55,0 мас. смешивают с 3,0 мас. бензина прямой гонки, 7,0 мас. изомеризата, 5,0 мас. толуола, 1,0 мас. алкилбензина и 29 мас. бензина каталитической крекинга. Полученная топливная композиция содержит большое количество фактических смол (3,6 мг/100 мл), что может привести к химической нестабильности. Результаты компаундирования представлены в таблице 2.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что предлагаемая топливная композиция имеет преимущества по сравнению с известной. Так, октановое число по м.м. предлагаемой топливной композиции равно 85,7-86,4, содержание ароматических углеводородов снижено до 36,8-44,0 мас. Содержание изомеризата снижено до 15 мас. что значительно уменьшает себестоимость.

Ориентировочный экономический эффект от внедрения предлагаемой топливной композиции составит 2,8 млн. рублей при производительности 100000 т бензина АИ-93 за счет разности в себестоимости бензина на существующем производстве и при получении новой композиции.

Сущность изобретения: топливная композиция содержит 5,0-12,0% фракции бензина прямой гонки НК-85^oC; 1,0-15,0% изомеризата; 1,0-3,0% толуола; 1,0-6,0% алкилбензина; 14,0-24,0% бензина каталитического крекинга и до 100% бензина селективного каталитического риформинга риформата. 2 табл.

Топливная композиция на основе бензина каталитического риформинга с добавлением фракции бензина прямой гонки, изомеризата и толуола, отличающаяся тем, что в качестве основы она содержит бензин селективного каталитического риформинга риформата, в качестве фракции бензина прямой гонки фракцию НК-85^oC и дополнительно содержит алкилбензин и бензин каталитического крекинга при следующем соотношении компонентов, мас.

Фракция бензина прямой гонки НК-85^oC 5 12
Изомеризат 1 15
Толуол 1 3
Алкилбензин 1 6
Бензин каталитического крекинга 14 24
Бензин селективного каталитического риформинга риформата 100