Использование промотированных хлором катализаторов и изменения технологии процесса позволили производить риформат с октановым числом 95.
Тенденция к укрупнению привела к созданию и широкому промышленному использованию установки каталитического риформинга Л-35-11/1000 мощностью по сырью 1 млн т/год. Ниже даны технико-экономические показатели установок каталитического риформинга различной мощности ( в тыс. т/год ):
Таблица 2
| 300 | 600 | 1000 | |
| Себестоимость бензина риформинга с октановым числом 95, % | 100 | 95 | 91 |
| Удельные капиталовложения, % | 100 | 79 | 67 |
| Приведенные затраты, % | 100 | 93 | 88 |
| Производительность труда, тыс. т/чел. | 9,1 | 15,6 | 31,5 |
| Удельная металлоемкость, кг/т | 10,2 | 7,9 | 3,6 |
Третий этап развития процесса каталитического риформинга связан с применением высокостабильных полиметаллических катализаторов серии КР.
Высокая стабильность полиметаллических катализаторов и хорошая регенерационная способность обеспечивают большие сроки их службы. Преимущества полиметаллических катализаторов были в значительной мере использованы на вошедших в эксплуатацию установках ЛЧ-35-11/1000.
При переводе действующих установок риформинга на полиметаллические катализаторы серии КР технико-экономические показатели их работы повышаются, чему способствует ряд факторов. Стоимость полиметаллических катализаторов ниже стоимости монометаллических вследствие более низкого содержания платины. Высокая стабильность полиметаллических катализаторов обеспечивает более длительный межрегенерационный период их работы, в частности в жестких условиях процесса; она позволяет также осуществлять процесс при более низких давлениях, не опасаясь быстрого закоксовывания катализатора, что обеспечивает увеличение выходов целевых продуктов реакции ( в том числе бензина риформинга ). Селективность полиметаллических катализаторов, вследствие высокой их стабильности, снижается значительно медленнее, чем селективность катализаторов монометаллических. Поэтому выход целевых продуктов риформинга за весь реакционный период выше при работе на полиметаллических катализаторах.
Основные технико-экономические показатели процесса риформинга.
Эксплуатационные расходы в процессе каталитического риформинга складываются в основном из расходов на сырье, пар, воду и электроэнергию, на замену катализатора, рабочую силу, из расходов по уходу за оборудованием и на его ремонт и, наконец, на амортизацию. Основные эксплуатационные расходы при выпуске бензина с октановым числом 93 по исследовательскому методу распределяются примерно следующим образом: исходное сырье 80-85%, энергетические расходы 8-11% и замена ( расход ) катализатора около 8%. Распределение капиталовложений следующее: около 68% на оборудование и до 32% на загруженный в систему катализатор.
Анализ в условиях США основных факторов при выборе схемы каталитического риформинга для выпуска бензина с октановым числом 93 по исследовательскому методу показал, что минимальные капиталовложения требуются для процесса без регенерации катализатора; минимальные эксплуатационные расходы получены при проведении регенерации в резервном реакторе в процессе ультраформинг.
По другим данным, при выпуске бензина с октановым числом 95-100 по исследовательскому методу в процессе без регенерации стоимость катализатора, вследствие необходимости его замены, резко увеличивается по мере повышения октанового числа выпускаемого риформинг-бензина. Особенно сильно это сказывается в случае переработки сырья с высоким содержанием парафиновых углеводородов. Применение регенереруемого катализатора непосредственно в установках каталитического риформинга позволило значительно снизить затраты при получении высокооктановых бензинов.
Экономическая эффективность повышения октанового числа автомобильных бензинов характеризуется данными таблицы 3.
Таблица 3
| Показатели | Автомобильный бензин | ||
| при цене нефти 100 $/т | А-72 | А-76 | АИ-93 |
| Приведенные затраты,$ | |||
| на получение 1 т бензина | 154,96 | 157,38 | 164,77 |
| на 100 ткм работы автотранспорта | 0,646 | 0,609 | 0,537 |
| Экономический эффект на 1 т нефти,$ | - | 6,28 ( по сравнению с А-72 ) | 13,93 ( по сравнению с А-76 ) |
Применение высокооктановых бензинов способствует не только повышению топливной экономичности, но и снижению металлоемкости двигателя, увеличению его мощности и длительности межремонтного пробега автомобиля. Поэтому экономически целесообразно развивать производство автомобильных бензинов в направлении повышения их качества путем внедрения высокоэффективных вторичных процессов, в том числе и процесса каталитического риформинга. Это позволит более эффективно использовать нефтяные ресурсы.
Экологические аспекты проблемы.
Наряду с трудностями обеспечения автомобильного транспорта бензинами высокого качества в требуемых объемах остро встала проблема снижения загрязнения окружающей Среды вредными выбросами автомобилей. Для обеспечения четкой и эффективной работы автомобильных двигателей требуются топлива, обладающие высшими антидетонационными свойствами. Это достигается за счет вовлечения в состав топлив добавок типа алкилбензола, ароматических углеводородов, соединений свинца. Однако, топливные композиции, содержащие соединения свинца, обладают повышенной токсичностью и не соответствуют современным требованиям охраны окружающей Среды.
ВНИИ НП совместно с заинтересованными организациями разработаны технические требования к автомобильным неэтилированным бензинам с улучшенными экологическими свойствами, применение которых позволит снизить выбросы вредных веществ и токсичность отработавших газов.
Вот некоторые из них:
- детонационная стойкость:
октановое число
- по моторному методу - не менее 85,0
- по исследовательскому методу - не менее 95,0
- массовая концентрация свинца, г/куб. дм бензина - не
более 0,013
- содержание бензола,% об. - не более 5,0
- давление насыщенных паров бензина, кПа ( мм рт.ст.) -
44,0-69,3 ( 330-520 )
- кислотность, мг КОН/ 100 куб.см - не более 3,0
- массовая доля серы,% - не более 0,05
В АО “Ново-Уфимский НПЗ” организовано промышленное производство автомобильных неэтилированных бензинов АИ-91, АИ-93 и АИ-95 с улучшенными экологическими характеристиками. Содержание бензола составляет не более 3,5% об., общей серы - не более 0,03%; давление насыщенных паров - не более 79,9 кПа.
Повышение требований к качеству бензина: увеличение октанового числа, уменьшение дымносности выхлопных газов, уменьшение в них окислов азота, углерода, а также предотвращение самовоспламенения и обеспечение более четкой и эффективной работы двигателей обуславливает необходимость более широкого использования для компаундирования бензинов, соединений, содержащих кислород, например, алкиловых эфиров, спиртов.
За последние 2-3 года в АО НУНПЗ проведены исследовательские работы по оценке эффективности кислородосодержащих добавок, выпускаемых отечественной нефтехимической промышленностью: метилтретамиловый эфир (МТАЭ), метилтретбутиловый эфир (МТБЭ), диизопропиловый эфир (ДИПЭ) и фетерол.
В принятых уже стандартах стран Западной Европы есть несколько важных ограничений - содержание кислорода в бензине - не менее 2% мас., суммарное содержание ароматики - до 35-40% об., содержание бензола - до 1-2% об. Кроме законодательной существует еще и экономическая поддержка производителей реформулированных бензинов.
В России, к сожалению, дело обстоит не столь юлагополучно. С технической стороны больших препятствий нет. Главным препятствием, как и на Западе, являются вопросы экономики. Даже используя дорогую импортную этиловую жидкость, НПЗ получают бензин более дешевый, чем с кислородосодержащей добавкой. Это обусловлено значительно большим добавлением последней ( 10-12% мас.) в состав базового бензина для достижения требуемых октановых характеристик товарного автомобильного бензина.
Другим путем улучшения экологической ситуации в регионах страны с насыщенным автотранспортом является применение моющих присадок к бензину. Присадки предотвращают образование отложений на деталях системы питания в процессе эксплуатации автомобиля и таким образом препятствуют нарушению регулировок топливной аппаратуры, увеличению расхода топлива и выбросов вредных веществ с отработанными газами.
В 1995 г. в АО “Ново-Уфимский НПЗ” был разработан состав автомобильного бензина Евро-Супер-95 по вновь разработанным ТУ 38.401-58-99-94. Качество опытной партии, отправленной для оценки его эксплуатационных свойств и эффективности действия многофункциональной присадки SAP-9500 фирмы “Шелл”, представлено ниже:
- детонационная стойкость:
октановое число
- по моторному методу - не менее 85,6
- по исследовательскому методу - не менее 96,0
- массовая концентрация свинца, г/куб. дм бензина - не
более 0,0007