Снижение содержания ароматических углеводородов в автомобильном бензине согласно евростандартам (стр. 9 )

Свойство силикагеля поглощать вещества из жидкой фазы используют в промышленной очистке различных масел, при обессе­ривании нефтяных пагонов и удаления из нефти высокополимерных смолистых веществ.

С помощью геля кремневой кислоты проводится хроматографическое разделение и анализ смесей, что основано на избирате­льности адсорбционного действия силикагеля по отношению к ве­ществам различной химической природы.

Так, на силикагеле количественно выделяют ароматические, а также непредельные углеводороды из их смесей с парафинами и нафтенами. Этим методом широко пользуются в исследованиях хими­ческого состава бензинов. Хроматография с помощью силикагеля дала возможность разрешить проблему очистки индивидуальных уг­леводородов различного строения, потребность в которых становится весьма насущной для химических и физических исследований и, в особенности, для спектроскопии.

Образцы нафтеновых и парафиновых углеводородов, очищенные с помощью хроматографии на силикагеле, могут быть предназначены для определения физических констант и спектраль­ных исследований.

Таблица 2.2

Техническая характеристика силикагелей, применяемых при хроматографии

№	Марка силикагелей	Насыпной вес с утряской в г/см3	Структура	Влагоемкость в масс. % при относительной влажности воздуха	Примечание
Поверхность, м2/г	Истинный уд. вес	Кажущийся уд. вес, г/см3	Объем пор, см3/г	Средний радиус пор, нм	Пористость, %	20	40	60	100
1	КСК № 2	0,39	338	2,240	0,611	1,19	7,0	72,7	2,5	4,6	7,8	119	Прокаленный
2	КСК № 2,5	0,46	376	2,244	0,706	0,971	5,16	67,4	2,2	4,6	8,7	97,9	«»
3	КСС № 3	0,50	522	2,236	0,729	0,925	3,54	67,4	2,9	5,7	13,5	87,1	«»
4	КСС № 4	0,58	650	2,235	0,831	0,760	2,34	62,8	2,4	7,4	20,1	70,4	–
5	КСМ № 5	0,66	715	2,250	0,980	0,575	1,61	56,4	4,4	15,5	34,9	56,8	Прокаленный
6	КСМ №6п	0,87	527	2,255	1,353	0,296	1,12	40	5,7	15,2	21,7	26,9	«»
7	КСМ-18 с	0,87	624	2,179	1,218	0,362	1,16	44,1	11,3	20,5	33,1	34,8	Сухие фр. 2,5-0,5

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Физико-химическая характеристика автомобильного

бензина АИ-80

В качестве объекта исследования был автомобильный бензин марки АИ-80 Tsh 39.3-203.2004, производимый на Бухарском нефтеперерабатывающем заводе, соответствующий всем требованиям на продукцию сертификата Uz SMT 01.164.0678712 от 22.11.07, который получают из нового нефтегазоконденсатного сырья.

Исходным сырьем была смесь газоконденсата и нефти месторождения Кокдумалак в соотношении конденсат : нефть – 20:80. В настоящее время из-за стратегии рационального использования нефтяных запасов это соотношение изменилось в сторону увеличения количества газоконденсата – до 75-80%.

Кокдумалакская нефть относится к нефтям средней плотности () с содержанием воды, температурой застывания – минус 20°С.

Анализ физико-химических характеристик газоконденсата показал, что с течением времени наблюдается облегчение газоконденсата, уменьшаются вязкость, коэффициент преломления и содержание серы.

В табл. 3.1 приводятся показатели выхода светлых нефтепродуктов при атмосферной перегонке смеси нефть:газоконденсат при различных соотношениях [64].

Все исследования проводились согласно Государственным стандартам и общепринятым практическим руководствам по анализу нефтепродуктов [65-68].

Таблица 4.1

Выход светлых нефтепродуктов в зависимости от соотношения нефть:газоконденсат

№ п/п	Сырье	Соотношение, масс. %	Показатели выхода светлых нефтепродуктов, масс. %
1.	Нефть	12	86
Газоконденсат	88
2.	Нефть	17,5	87
Газоконденсат	82,5
3.	Нефть	19,5	89
Газоконденсат	80,5
4.	Нефть	22	85
	Газоконденсат	78
5.	Нефть	26	84
Газоконденсат	74
6.	Нефть	29	87
Газоконденсат	71
7.	Нефть	25,5	85,5
Газоконденсат	74,5

В таблице 3.2 дана физико-химическая характеристика объекта исследования.

Таблица 4.2

Физико-химическая характеристика объекта исследования

№	Показатели	АИ-80
1.	Цвет	Светло-желтый, чистый, прозрачный
2.	Детонационная стойкость: О. Ч. по исследовательскому методу О. Ч. по моторному методу	80 76
3.	Плотность при 20°С, г/см3, не более	0,750
4.	Показатель преломления,	1,4500
5.	Испытание на медной пластинке	выдерживает
6.	Содержание воды	отсутствие
7.	Содержание механических примесей	отсутствие
8.	Фракционный состав: температура начала перегонки, °С пределы перегонки, °С: 10% 50% 90% Конец кипения, °C Остаток в колбе, % Потери, %	42 50 104 150 180 1,5 3,0
9.	Массовая доля серы, в %	0,02
10.	Содержание водорастворимых кислот и щелочей	отсутствие
11.	Кислотность, мг KОH нa 100 см3 бензина	3,0
12.	Углеводородный состав, % масс.: ароматические углеводороды н-парафиновые углеводороды изо-парафиновые + нафтеновые	50,12 14,23 35,65

Как видно из представленных данных, бензин имеет светло-желтый цвет, он прозрачен, О. Ч. по исследовательскому методу 80, моторному – 76, с плотностью 0,750 г/см3 и показателем преломления 1,450, испытание на медной пластинке выдерживает, воды и их примесей нет. По фракционному составу – 50% перегоняется при 104°С, 90 % перегоняется при 150°С, конец кипения 180°С.

Следует отметить, что в связи с изменениями соотношения состава сырья нефть:газоконденсат, из которого получают автомобильный бензин АИ-80 (А-80) на Бухарском нефтеперерабатывающим заводе, изменялось и содержание ароматических углеводородов и бензола. Образец бензина 2008 г., которое производилось из нефтегазоконденсатного сырья, где соотношения нефти и газоконденсата было 8:2, где содержание бензола (5 %) и ароматических углеводородов (не нормировалось) соответствовало Евростандарту. Этот образец практически соответствовал Евростандарту-3 – при определении адсорбционно-криоскопическим методом группового содержания ароматических углеводородов оно составило 44,7 % масс.

Но в последующем, при изменении состава нефтегазоконденсатного сырья в сторону увеличения газоконденсата до 65-70 % из-за сокращения запасов нефти, суммарное содержание ароматических углеводородов до 50,12 и, в частности, бензола увеличивалось до 5,03 (в % масс.).

В связи с этим возникла необходимость разработки процессов облагораживания бензина АИ-80 – частичных деароматизации и денормализации с целью соответствия бензина Европейским спецификациям: Евро-4 и Евро-5.

3.2. Групповой углеводородный состав бензинов

Групповой углеводородный состав бензинов определяли адсорбционно – криоскопическим методом (полумикрометод), разработка ИОНХ АН РУз [69].

Сущность метода заключается в депрессии температуры кристаллизации циклогексанового раствора любого нефтепродукта до и после хроматографирования через строго селективные сорбенты. При этом определяется содержание двух групп углеводородов в одном образце: ароматических – при удалении их активированным силикагелем КСК и парафиновых углеводородов нормального строения – цеолитом СаА. Адсорбенты должны быть единой фракции 0,25 – 0,5 мм, дегидратированы в течение 6 часов при температурах 180°С и 450°С, соответственно. Для адсорбционно – криоскопического анализа, выполняемого в две стадии – 0,5 мл испытуемого нефтепродукта растворяется в 25 мл циклогексана (t1 – 6,40°С), определяется температура кристаллизации раствора (t2), который пропускается в стеклянной хроматографической колонке через силикагель КСК. Устанавливается температура кристаллизации фильтрата t3 и подсчитывается количество ароматических углеводородов по формуле: