Способ получения неэтилированного авиабензина



Способ получения неэтилированного авиабензина
Способ получения неэтилированного авиабензина
Способ получения неэтилированного авиабензина
Способ получения неэтилированного авиабензина

 


Владельцы патента RU 2614764:

Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (RU)

Изобретение раскрывает способ получения неэтилированного авиационного бензина, который включает компаундирование алкилата, изомеризата, ароматических углеводородов каталитического риформинга и монометиланилина, при этом в качестве основы используют дебутанизированную фракцию алкилата 45-135°C, содержащую не более 2 мас.% бутанов, которую получают ректификацией из широкой фракции алкилбензина, а в качестве ароматических углеводородов используют толуол и ксилол, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фракция алкилата 45-135°C 40,0-80,0 Толуол и ксилол 10,0-30,0 Изомеризат 5-35,0 Монометиланилин 0,5-1,5,

где массовое соотношение ксилола и монометиланилина находится в интервале от 1:1 до 5:1. Технический результат заключается в получении авиационного бензина, который обладает высокой стабильностью с необходимым запасом по детонационной стойкости, показатели качества которого соответствуют ASTM D 7547 (Avgas UL 91). 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к области нефтепереработки и может быть использовано для получения неэтилированного авиационного бензина, соответствующего требованиям ASTM D 7547.

В соответствии с требованиями ASTM D 7547 «Standard Specification for Unleaded Aviation Gasoline» авиабензин марки UL 91 должен иметь детонационную стойкость по моторному методу не менее 91, сравнительно узкий фракционный состав, низкую температуру конца кипения - не выше 170°С, низкую температуру кристаллизации, малое содержание смолистых веществ и сернистых соединений, высокую теплоту сгорания - не менее 43,5 МДж/кг и химическую стабильность при хранении. Содержание свинца в авиабензине UL 91 не превышает 0.013 г/дм3.

Ведущие производители поршневых авиационных двигателей (Lycoming, ROTAX, Continental Motors и др.) провели сертификацию ряда двигателей на эти сорта авиабензина, а ряд новых моделей разрабатывают для работы на Avgas UL 91.

В отличие от требований ГОСТ 1012-2013 - «Бензины Авиационные. Технические условия» спецификация на Avgas UL 91 предъявляет более высокие требования к теплотворной способности топлива и фракционному составу и давлению насыщенных паров. Основные физико-химические и эксплуатационные показатели бензинов представлены в таблице 1.

Стандарт ASTM D 7547 описывает состав авиабензина UL 91 как смесь углеводородов, полученных в первичных и вторичных процессах нефтепереработки. В состав бензина могут вводиться антиокислительные, электростатические, антикоррозионные добавки и краситель. В отличие от ГОСТ 1012-2013 в нем не нормируется сортность на богатой смеси, температура начала перегонки и групповой состав.

Согласно результатам исследований «Координационного совета по научным исследованиям США» (CRC Report AV-7-07, "Research Results Unleaded High Octane Aviation Gasoline", June 17, 2010) перспективные неэтилированные авиабензины могут содержать: алкилат (фракция 43-198°С), авиа-алкилат (фракция 40-150°С), супер-алкилат (технический изооктан), толуол, этилтретбутиловый эфир (ЭТБЭ), этанол, метатолуидин (3-метиланилин), метилциклопентадиенилтрикарбонилмарганец (МЦТМ). Однако составы, разработанные в рамках этих исследований, содержат нестабильные соединения марганца или не соответствуют требованиям ASTM D 7547.

Известен способ получения этилированного авиабензина Б-92, согласно которому 30-90 масс. % бензина каталитического риформинга прямогонной бензиновой фракции (75-180°С) подвергают фракционированию с выделением фракций, выкипающих в интервалах 35-150°С и 100-190°С, и последующему смешиванию их с алкил-бензином и головной прямогонной фракцией при следующем соотношении компонентов в смеси, % масс.:

Фракция бензина риформинга 35-150°С 55,0-80,0
Фракция бензина риформинга 100-190°С 5,0-15,0
Алкилбензин 10,0-20,0
Головная прямогонная фракция 5,0-15,0

Затем, в полученную основу авиабензина добавляют присадки: тетраэтилсвинец (ТЭС) до 2,0 г на 1 кг; антиокислители: агидол-1 до 0,01 масс. % или 4-оксидифениламина до 0,05 масс. %; красители 6±0,1 мг на 1 кг (Патент РФ №2009168).

Эти композиции авиационного бензина не соответствуют требованиям ASTM D 7547, являются токсичными из-за наличия ТЭС.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является композиция авиационного неэтилированного бензина аналога Б 91/115 (ГОСТ 1012-2013), содержащая узкую прямогонную бензиновую фракцию 62-85°С, бензин каталитического риформинга, алкилбензин, метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), толуол и антидетонационную присадку - монометиланилин при следующем соотношении компонентов, % масс.:

алкилбензин 15,0-25,0
толуол 10,0-20,0
прямогонная бензиновая фракция 62-85°С 20,0-35,0
монометиланилин 1,5-3,0
метил-трет-бутиловый эфир 5,0-10,0
бензин каталитического риформинга остальное

(Патент РФ №2547151, 2015 г.).

Существенным недостатком этого решения является совместное использование ароматических аминов (монометиланилин) и оксигенатов (МТБЭ), что приводит к повышенному смолообразованию при хранении, потемнению и осадкообразованию авиабензинов, а также отсутствие запаса по октановым характеристикам. Кроме того, к недостаткам следует отнести неизбежное снижение теплоты сгорания для композиций, содержащих в значительных количествах оксигенаты. Этот показатель не соответствует требованиям ASTM D 7547 уже при содержании МТБЭ и толуола, бензина риформинга в концентрации 10% (каждого).

Задачей настоящего изобретения является создание топливной композиции неэтилированного авиационного бензина, удовлетворяющей всем требованиям, предъявляемым к авиационному бензину Avgas UL 91 по ASTM D 7547, имеющей определенный запас по октановым характеристикам (с октановым числом не менее 92,0 ед. по моторному методу), высокую теплоту сгорания - не менее 43,5 МДж/кг, низкую температуру конца кипения - не выше 170°С и обладающей высокой стабильностью при длительном хранении.

Технический результат заключается в достижении высокой стабильности показателей качества предлагаемого авиабензина «давление насыщенных паров» и «фракционный состав» с октановым числом более 92 ед. по моторному методу, в том числе при хранении, и удовлетворяет требованиям ASTM D 7547.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата предлагаемый способ получения авиационного неэтилированного бензина включает получение дебутанизированной фракции алкилата 45-135°С, содержащей не более 2% масс. бутанов, методом ректификации из широкой фракции алкилбензина и последующее компаундирование ее с толуолом и ксилолом, изомеризатом и монометиланилином, при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Фракция алкилата 45-135°С 40,0-80,0
Толуол и ксилол 10,0-30,0
Изомеризат 5,0-35,0
Монометиланилин 0,5-1,5

Причем соотношение ксилола и монометиланилина выбирается в диапазоне от 1:1 до 5:1.

Предпочтительней в качестве изомеризата использовать изопентановый и/или гексановый изомеризаты в соотношении 0:1-1:0 соответственно. А в качестве ксилола возможно использование нефтяного ксилола.

Из анализа известных способов получения авиабензинов следует, что наиболее критичными показателями качества являются требования по удельной теплоте сгорания, фракционному составу и давлению насыщенных паров (очень узкий диапазон). Эти ограничения формируют жесткие требования к компонентам топлива. Например, несмотря на отсутствие ограничений (в ASTM D 7547) по показателю - температура начала перегонки (фракционный состав) и высокие октановые и энергетические характеристики бутанов, их присутствие в авиабензине нежелательно, т.к. при хранении таких бутансодержащих компонентов авиабензинов высока вероятность изменения показателя «давление насыщенных паров» за нормируемые узкие пределы (38,0-49,0 кПа). Для стабилизации качества основного компонента (алкилата) по предлагаемому способу его фракционный состав ограничен температурой начала кипения 45°С и содержанием в ней бутанов 2% мас. и менее.

Производство основного компонента - фракции алкилата 45-135°С осуществляют ректификацией широкой фракции 30-202°С алкилбензина (содержащей до 10% бутанов), получаемой в процессе сернокислотного алкилирования изобутана с бутиленами или пропиленбутиленовой фракцией. Выделение фракции алкилата 45-135°С необходимо для удаления избыточного количества бутанов, стабилизации показателей качества «давление насыщенных паров» и «фракционный состав», а также увеличения октанового числа.

Использование толуола позволяет значительно повысить октановое число по исследовательскому методу (требование ASTM D 7547) и сбалансировать фракционный состав авиабензина.

Использование ксилолов (как индивидуальных, так и их смеси, например «нефтяной ксилол по ГОСТ 9410-78» - смесь трех изомеров ксилола и этилбензола) снижает температуру конца кипения авиабензина, содержащего высококипящий компонент - монометиланилин, летучесть последнего увеличивается при содержании эквивалентных или больших (до 1:5) количеств ароматических углеводородов C8 и выше.

Изомеризат производится на установке изомеризации парафиновых углеводородов С56, при этом выделяются фракции изопентанового и гексанового изомеризата. Изомеризат гексановый снижает температуру перегонки 50% авиабензина, служит для выравнивания фракционного состава топливной композиции. Изомеризат изопентановый обеспечивает выполнение требований качества авиабензина по показателю «давление насыщенных паров».

Предлагаемый способ позволяет получить авиационный бензин, обладающий высокой стабильностью с необходимым запасом по детонационной стойкости, показатели качества которого соответствуют ASTM D 7547 (Avgas UL 91).

Примеры 1-4.

В качестве примеров предлагаемого изобретения было приготовлено 4 образца неэтилированного авиационного бензина. Основные характеристики компонентов, использованных для приготовления образцов авиационного неэтилированного бензина, представлены в таблице 2. Составы образцов и результаты испытаний авиабензинов представлены в таблице 3.

Широкую фракцию алкилбензина загружают в колбу, снабженную ректификационной колонной с эффективностью 10 т.т., и последовательно выделяют фракции:

1. 29 (нк) - 45°С, в количестве 5,4% масс.;

2. 45-135°С, в количестве 90,8% масс.;

3. 135-204°С (к.к.), в количестве 3,8% масс.

Фракции №1 и №3 соединяются и испытываются на установке УИТ-85, октановое число по моторному методу равно 88,0 (в дальнейшем они могут быть использованы в качестве компонента автомобильного бензина АИ-92/98).

К фракции №2 добавляют толуол, ксилол (или нефтяной ксилол), изомеризаты, монометиланилин, антиокислитель - агидол (для всех примеров в концентрации 24 мг/кг), краситель жирорастворимый зеленый 6Ж или аналогичный зеленый краситель (для всех примеров в концентрации 5 мг/кг).

По показателям качества образцы полностью соответствуют требованиям ASTM D 7547 для Avgas UL 91, по октановым характеристикам, удельной низшей теплоте сгорания и содержанию фактических смол образцы имеют существенный запас качества по сравнению с нормами, установленными ASTM D 7547 для неэтилированных авиабензинов UL 91.

Продолжение таблицы 3

1. Способ получения неэтилированного авиационного бензина, включающий компаундирование алкилата, изомеризата, ароматических углеводородов каталитического риформинга и монометиланилина, отличающийся тем, что в качестве основы используют дебутанизированную фракцию алкилата 45-135°C, содержащую не более 2 мас.% бутанов, которую получают ректификацией из широкой фракции алкилбензина, в качестве ароматических углеводородов используют толуол и ксилол, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фракция алкилата 45-135°C 40,0-80,0
Толуол и ксилол 10,0-30,0
Изомеризат 5-35,0
Монометиланилин 0,5-1,5,

при этом массовое соотношение ксилола и монометиланилина находится в интервале от 1:1 до 5:1.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве изомеризата используют изопентановый и/или гексановый изомеризат в соотношении 0-1:1-0, соответственно.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве ксилола может быть использован нефтяной ксилол.



 

Похожие патенты:

Изобретение раскрывает способ получения неэтилированного авиационного бензина, включающий компаундирование алкилата, изомеризата, ароматических углеводородов каталитического риформинга и монометиланилина, характеризующийся тем, что в качестве основы используют фракцию алкилата 40-135°C, которую получают ректификацией из широкой фракции алкилбензина, в качестве ароматических углеводородов используют толуол и ксилол, при следующем соотношении компонентов, % масс.: Фракция алкилата 40-135°C 40,0-70,0 Толуол и ксилол 20,0-34,0 Изомеризат 5,0-35,0 Монометиланилин 1,0-2,5, при этом массовое соотношение ксилола и монометиланилина находится в интервале от 1:1 до 5:1.

Изобретение относится к неводной суспензии агента снижения гидродинамического сопротивления течению углеводородных жидкостей, которая может быть использована в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов при перекачке их в турбулентном режиме течения.

Изобретение раскрывает многофункциональную добавку к авиационным бензинам, которая включает тетраэтилсвинец, 1,2-дибромэтан и 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, добавка имеет температуру начала кристаллизации не выше минус 40°C и содержит углеводородную фракцию, имеющую температуру конца кипения не выше 201°C, давление насыщенных паров при 38,7°C не более 51 кПа, содержащую не менее 10% масс.

Изобретение относится к химии полимеров в составе добавок, применяемых при транспорте нефти и нефтепродуктов. Описан способ получения агента снижения гидродинамического сопротивления потока углеводородов, представляющего собой стабилизированный порошкообразный высокомолекулярный полиальфа-олефин.

Изобретение описывает многофункциональную эфирную присадку к углеводородсодержащему топливу, которая включает смесь высокооктановых N-замещенных эфиров анилина - N-метил-пара-анизидина и/или N-метил-пара-фенетидина и высокооктановых эфиров анилина - пара-фенетидина и/или пара-анизидина.

Изобретение направлено на создание способа получения высокоэффективной устойчивой концентрированной суспензии высокомолекулярного(ых) полиальфаолефина(ов), с молекулярной массой ≥5·106 а.е.м.

Изобретение описывает композицию автомобильного бензина, которая включает изомеризат, ароматические углеводороды, алкилбензин, метил-трет-бутиловый эфир, при этом в качестве изомеризата используют концентрат изопарафиновых углеводородов С5-С6 установки изомеризации легких бензиновых фракций с рециклом нормального пентана и нормального гексана, в качестве ароматических углеводородов используют п-ксилол и дополнительно содержит изобутан, изооктен и антиокислитеьную присадку Агидол при следующем соотношении компонентов, % масс.: концентрат изопарафиновых углеводородов C5-С6 установки изомеризации легких бензиновых фракций с рециклом нормального пентана и нормального гексана - 15,0-35,0; п-ксилол - 30,0-39,0; изобутан - 2,0-8,0; метил-трет-бутиловый эфир - 12,0-14,8; изооктен - 1,0-9,5; алкилбензин - до 30,0; антиокислительная присадка Агидол - до 0,2.

Изобретение относится к химии высокомолекулярных полимеров в составе добавок, используемых в сфере трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. Способ получения противотурбулентной присадки суспензионного типа в одну стадию на основе сверхвысокомолекулярных полиальфа-олефинов.

Изобретение относится к химии высокомолекулярных полимеров в составе добавок, используемых в сфере трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. Способ получения противотурбулентной присадки суспензионного типа в одну стадию на основе сверхвысокомолекулярных полиальфа-олефинов.

Изобретение описывает композицию автомобильного бензина, которая содержит изомеризат, ароматические углеводороды, метил-трет-бутиловый эфир, алкилбензин, бензиновую фракцию, при этом в качестве изомеризата используют концентрат изопарафиновых углеводородов С5-С6 установки изомеризации легких бензиновых фракций с рециклом нормального гексана или изомеризата с полным рециклом нормального пентана и нормального гексана, в качестве ароматических углеводородов используют толуол, в качестве бензиновой фракции используют бензин, полученный каталитическим крекингом глубоко гидроочищенного вакуумного дистиллата, и дополнительно содержит изобутан и антиокислительную присадку Агидол при следующем соотношении компонентов, мас.%: концентрат изопарафиновых углеводородов С5-С6 15-32, толуол 26-35, метил-трет-бутиловый эфир 13-14,6, алкилбензин до 15, изобутан 1-8, Агидол до 0,2, бензин, полученный каталитическим крекингом глубоко гидроочищенного вакуумного дистиллата, до 100.

Изобретение описывает способ получения композиции авиационного топлива, который включает в себя стадию смешивания смесевого компонента авиационного топлива синтеза Фишера-Тропша (ФТ), имеющего плотность при температуре 15°C от 0,720 до 0,780 г/см3, температуру вспышки от 38 до 48°C и температуру замерзания от -47 до -43°C, со смесевым компонентом авиационного топлива на нефтяной основе, имеющим плотность при температуре 15°C от 0,770 до 0,850 г/см3, температуру вспышки от 40 до 48°C, температуру замерзания от -70 до -50°C и содержание ароматических соединений от 10 до 30 об.

Изобретение раскрывает способ получения неэтилированного авиационного бензина, включающий компаундирование алкилата, изомеризата, ароматических углеводородов каталитического риформинга и монометиланилина, характеризующийся тем, что в качестве основы используют фракцию алкилата 40-135°C, которую получают ректификацией из широкой фракции алкилбензина, в качестве ароматических углеводородов используют толуол и ксилол, при следующем соотношении компонентов, % масс.: Фракция алкилата 40-135°C 40,0-70,0 Толуол и ксилол 20,0-34,0 Изомеризат 5,0-35,0 Монометиланилин 1,0-2,5, при этом массовое соотношение ксилола и монометиланилина находится в интервале от 1:1 до 5:1.

Изобретение относится к способу получения и использования углеводородного топлива. Способ включает либо добычу СO2 из дымового газа объекта, сжигающего покупное углеводородное топливо, либо CO2 со стороны, либо добычу СО2 из воздуха, либо одновременное или частичное использование всех трех указанных источников СО2, и включающего добычу Н2 из воды способом ее электролиза с использованием электроэнергии ветровой энергетической установки (ВЭУ), с последующим соединением СО2 и Н2, реакция которых дает углеводородное топливо.

Изобретение раскрывает многофункциональную добавку к авиационным бензинам, которая включает тетраэтилсвинец, 1,2-дибромэтан и 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, добавка имеет температуру начала кристаллизации не выше минус 40°C и содержит углеводородную фракцию, имеющую температуру конца кипения не выше 201°C, давление насыщенных паров при 38,7°C не более 51 кПа, содержащую не менее 10% масс.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к подготовке товарной нефти. Установка подготовки продукции скважин включает подводящий трубопровод, устройство подогрева, узел разрушения бронирующих оболочек, соединенный с концевым делителем фаз, трехфазный сепаратор с линией отвода воды, нефтяную и водяную буферные емкости, линию выхода воды, соединенную посредством кустовой насосной станции с входом узла разрушения бронирующих оболочек, при этом концевой делитель фаз снабжен двумя дозвуковыми соплами с возбудителями акустических колебаний в виде упругих пластин, закрепленных на соплах поперек потока воды, первый из которых с постоянной настройкой, а второй - с возможностью изменения длины активной части, при этом сопла соединены с кустовой насосной станцией патрубком.

Изобретение относится к способу селективного получения фракции алканов, пригодной для бензинового и дизельного топлива. Способ характеризуется тем, что включает стадию, на которой одновременно проводят реакции декарбонилирования/декарбоксилирования и прямой гидродеоксигенации сырьевого материала, происходящего из возобновляемых источников и содержащего триглицериды жирных кислот и/или их производные, при температуре 350-450°C и давлении от 10 до 50 атм в присутствии гетерогенного катализатора, который предварительно восстановлен водородом при температуре 400-500°C в течение 11-12 часов перед вступлением в контакт с сырьевым материалом, при этом используют приготовленный с применением ацетатной платиновой сини гетерогенный катализатор на основе гамма-оксида алюминия, содержащий от 0,1 до 1 мас.% платины.

Изобретение раскрывает комбинированный способ получения судовых высоковязких топлив и нефтяного кокса, включающий использование легкого и тяжелого газойлей коксования, характеризующийся тем, что при перегонке нефти выделяют фракцию вакуумного газойля, 95% которого выкипает в пределах от 350 до 500°С, и гудрон-фракцию, выкипающую выше 500°С, при этом каталитическому крекингу с выделением тяжелой газойлевой фракции от 180 до 400°C подвергают фракцию вакуумного газойля от 350 до 500°С, предварительно гидроочищенную, висбрекингу - гудрон с выделением висбрекинг-остатка, а замедленному коксованию - смесь гудрона и тяжелого газойля каталитического крекинга, взятых в массовом соотношении 70-90:10-30, с выделением из продуктов реакций легкого газойля замедленного коксования от 180 до 360°C и нефтяного электродного кокса и последующим компаундированием висбрекинг-остатка (ВО) и легкого газойля замедленного коксования (ЛГЗК) от 180 до 360° для получения судовых высоковязких топлив, взятых в массовом соотношении: Висбрекинг-остаток 10-70 Легкий газойль замедленного коксования 30-90 Технический результат заключается в получении низкосернистого судового высоковязкого топлива и нефтяного электродного кокса высокого качества - с низким содержанием серы и ванадия для нужд электродной промышленности.

Изобретение относится к топливной композиции авиационного неэтилированного бензина с октановым числом не менее 93,0 ед., определенным по моторному методу, которая содержит алкилбензин, ароматические углеводороды и монометиланилин, при этом в качестве алкилбензина используется алкилбензин, имеющий температуру конца кипения до 200°С, в качестве ароматических углеводородов композиция содержит толуол или его смесь с п-ксилолом при массовом соотношении толуол:п-ксилол от 1:1 до 5:1 и дополнительно содержит гексановый изомеризат при следующем соотношении компонентов, % масс.: толуол или его смесь с п-ксилолом 30,0-32,0; изомеризат гексановый 10,0-37,0; монометиланилин 1,0-3,0; алкилбензин с Ткк до 200°С до 100.

Изобретение раскрывает способ получения экологически чистого судового маловязкого топлива, включающий атмосферно-вакуумную перегонку нефти с выделением фракций, гидроочистку, каталитический крекинг, компаундирование фракций, введение присадки в полученную смесь, при этом при атмосферно-вакуумной перегонке выделяют фракцию вакуумного газойля 240-560°С, которую подвергают гидроочистке на сульфидированном алюмокобальтмолибденовом катализаторе с выделением фракций дизельного топлива 216-358°С и гидроочищенного вакуумного газойля 325-548°С (ГОВГ), с последующим каталитическим крекингом ГОВГ и выделением фракции легкого газойля каталитического крекинга 219-357°С; далее осуществляют компаундирование фракций дизельного топлива, ГОВГ и фракции легкого газойля каталитического крекинга в соотношении 75-83:2-6:15-19% соответственно, вводят депрессорно-диспергирующую присадку в количестве 0,06% мас.

Изобретение описывает чистый, высокоэффективный и безвредный для окружающей среды бензиновый продукт, который представляет собой вид бензина, имеющий октановое число, которое составляет 58,7 или ниже чем 50, низкую температуру самовоспламенения, которая составляет 300-380°С, которая эквивалентна температуре самовоспламенения дизельного топлива, где указанный бензин может быть воспламенен от сжатия в двигателе внутреннего сгорания, при степени сжатия двигателя внутреннего сгорания 14-22, при этом основные фракции указанного бензина представляют собой алканы С6-С11.

Изобретение раскрывает способ получения неэтилированного авиационного бензина, включающий компаундирование алкилата, изомеризата, ароматических углеводородов каталитического риформинга и монометиланилина, характеризующийся тем, что в качестве основы используют фракцию алкилата 40-135°C, которую получают ректификацией из широкой фракции алкилбензина, в качестве ароматических углеводородов используют толуол и ксилол, при следующем соотношении компонентов, % масс.: Фракция алкилата 40-135°C 40,0-70,0 Толуол и ксилол 20,0-34,0 Изомеризат 5,0-35,0 Монометиланилин 1,0-2,5, при этом массовое соотношение ксилола и монометиланилина находится в интервале от 1:1 до 5:1.
Наверх