Habilidades y técnicas operativas para empresas de refinación de petróleo.
Mezcla de gasolina y diésel
1. ¿Qué es la tecnología de mezcla?
La tecnología de mezcla utiliza algunos productos petrolíferos estándar o no estándar nacionales producidos por las refinerías. Los hidrocarburos ligeros (condensados) y los productos químicos producidos en la producción de campos petroleros se refinan y procesan mediante equipos de refinación, se complementan con algunos aditivos y se mezclan con gasolina y diésel estándar nacionales que cumplen con los requisitos del cliente para minimizar costos y ahorrar recursos de petróleo.
La tecnología de mezcla de gasolina y diésel ha sido muy madura en el campo del comercio exterior de petróleo. Por ejemplo, se pueden utilizar agentes antidetonantes para mezclar gasolina 90# con aceite 93# y 97#, y -5. # y 0 #Diesel mezclado con aceite sintético-10# a la venta.
En mi país, se producen cientos de toneladas de productos de nafta cada año. Debido al bajo índice de octanaje de la nafta, el RON es solo de 40 a 60, excepto una pequeña parte, ingresa a la unidad de reformado. Para producir un alto índice de octanaje, a excepción de los componentes de la gasolina, la mayor parte de la nafta solo se puede vender como materia prima para el craqueo de etileno. El precio es bajo e inestable. Si adoptamos la tecnología de mezcla, la nafta se refinará para eliminar el azufre y se mezclará con alto octanaje. componentes, y luego agregando agente antidetonante, puede mezclar gasolina 90# y 93#, lo que puede ahorrar una cantidad considerable de recursos petroleros para el país.
Se puede ver que la tecnología de mezcla de gasolina y diésel es una tecnología de aplicación que puede ahorrar costos de manera efectiva y utilizar de manera efectiva los recursos petroleros existentes. En este punto, algunas personas pueden cuestionarse. ¿Se puede utilizar aceite mezclado? ¿Es confiable la calidad? Para responder a esta pregunta, debemos comenzar con el proceso de producción de la refinería.
2. Métodos de producción de gasolinas y diésel en refinerías
Las gasolinas y diésel que se utilizan actualmente en nuestro país se extraen del petróleo sin refinar, se le suele llamar petróleo crudo, gasolina de refinación y diésel. del petróleo crudo debe pasar por los siguientes procesos básicos:
1. El petróleo crudo primero es desalado y deshidratado, para luego destilarse a presión normal para separar las fracciones aptas para su uso como gasolina y diesel. La destilación se denomina destilación directa. Fracciones destiladas, como nafta, diésel Chang de primera y segunda línea, etc.
2. Luego utilice el petróleo pesado normal y al vacío producido durante el proceso de refinación como materia prima, y utilice métodos de procesamiento secundario como craqueo térmico, craqueo catalítico, hidrocraqueo y coquización retardada para convertir la fracción de alto punto de ebullición. Cracking en hidrocarburos de bajo peso molecular aptos para su uso como combustible, mediante fraccionamiento se obtienen el craqueo térmico, el craqueo catalítico y la coquización de los componentes de la gasolina y el diésel. Si se produce gasolina de alto octanaje, también se necesitan métodos como el reformado catalítico y la alquilación para producir componentes de gasolina reformada y alquilato ligero.
3. Realizar refinación electroquímica, hidrorefinación, endulzamiento y desparafinado del aceite destilado de primera destilación y del aceite destilado obtenido mediante métodos de procesamiento secundario para eliminar sustancias nocivas y mejorar la calidad del aceite.
4. Finalmente, de acuerdo con los requisitos de calidad de las diferentes marcas de gasolina y diésel, utilice los diversos aceites destilados mencionados anteriormente como componentes, agregue cantidades adecuadas de diversos aditivos en las proporciones requeridas y mezcle para obtener. un producto de calidad que cumple con los requisitos de la norma nacional para gasolina y diesel.
3. Materias primas utilizadas para preparar gasolina y gasóleo
Materias primas que se pueden utilizar para preparar gasolina
Gasolina pura (nafta, éter de petróleo) ), nafta ligera, condensado (hidrocarburos ligeros), aceite químico refinado C5, C9, C10, aromáticos 150#, 200#, aromáticos mixtos, éster de formaldehído, MTBE, DMC, alcoholes con alto contenido de carbono, etc.
Materias primas que se pueden utilizar para preparar gasóleo
Diésel pesado, aceite de cera, aceite de cera coque, aceite disolvente superior a 200#, aromáticos pesados, C8, C9, C10, C11. , C12, C13, C14, C15, refinación de aviación. Queroseno para lámparas, aceite de línea normal, aceite de línea reducido, aceite solvente aromático 200#, 230#, 270#, aceite mineral 3#, diesel molido refinado, diesel craqueado, diesel coqueado, etc.
Después de que las materias primas anteriores se decoloran, desodorizan, refinan y estabilizan en la etapa inicial, se agregan y combinan aditivos modificados. Finalmente, después de las pruebas de calidad, se pueden vender después de que cumplan o se acerquen al nivel nacional. estándares.
IV. Aditivos utilizados en las mezclas de gasolina y diésel
(1) Propiedades antidetonantes de la gasolina
1. p>La combustión normal de gasolina en la cámara de combustión generalmente se produce después de que la mezcla combustible se enciende mediante una chispa eléctrica.
La llama se propaga gradualmente hacia adelante a una velocidad de propagación de 20 ~ 50 m/s, y la temperatura y la presión en el cilindro aumentan uniformemente hasta el final de la combustión. No solo ejerce completamente la potencia del motor, sino que también funciona suave y suavemente. y el vehículo funciona normalmente.
Pero a veces se produce una combustión anormal. El proceso consiste en que después de que la mezcla combustible se enciende en el cilindro del motor, una parte de la mezcla no quemada es comprimida e irradiada por la llama normal, lo que hace que la temperatura aumente. La presión aumenta bruscamente y la reacción química se intensifica para generar muchos peróxidos inestables. Antes de que llegue la llama normal, estos peróxidos se descompondrán violentamente y se encenderán espontáneamente, lo que provocará una combustión explosiva, que generará una poderosa onda de choque y hará que el motor vibre y. producir un sonido de impacto metálico, lo que hace que la potencia del motor disminuya. El escape emite humo negro y aumenta el consumo de combustible. A este fenómeno lo llamamos detonación.
Entonces la propiedad de la gasolina que resiste el golpe cuando se quema en un motor se llama propiedad antidetonante de la gasolina. Las propiedades antidetonantes de varios hidrocarburos contenidos en la gasolina determinan directamente las propiedades antidetonantes de la gasolina. Una gran cantidad de datos experimentales se pueden resumir en las siguientes reglas:
Las propiedades antiexplosión de los hidrocarburos se pueden ordenar aproximadamente en el siguiente orden.
Hidrocarburos aromáticos gt; isoparafinas gt; cicloalcanos gt; alcanos normales
Desde la perspectiva de los productos derivados del petróleo: las propiedades antiexplosión de los hidrocarburos aumentan con el aumento del peso molecular. tendencia a la baja. Por lo tanto, los productos petrolíferos elaborados a partir del mismo tipo de petróleo crudo tienen mejores propiedades antiexplosiones que los productos petrolíferos con fracciones más ligeras que aquellos con fracciones más pesadas. Desde el punto de vista del procesamiento, el craqueo y el reformado catalíticos son mejores que el craqueo térmico o la coquización, y el craqueo térmico y la coquización son mejores que los productos de primera destilación.
2. Índice de evaluación de la propiedad antidetonante de la gasolina
La propiedad antidetonante de la gasolina se expresa mediante el índice de octanaje. El llamado índice de octano significa que es numéricamente igual al porcentaje en volumen de isooctano contenido en un combustible estándar con propiedades antidetonantes equivalentes. El combustible estándar es isooctano (2,2,4-trimetilpentano, cuyo índice de octano se especifica como 100) con propiedades antidetonantes extremadamente altas y n-heptano (GH16, cuyo índice de octano se especifica como 100) con propiedades antidetonantes deficientes. el número es 0). Se mezclan y sintetizan dos sustancias en diferentes proporciones de volumen. Entre ellos, el porcentaje en volumen de isooctano en el combustible estándar es el índice de octanaje del combustible estándar. Si el combustible estándar consta de 90 isooctano y 10 n-heptano (relación de volumen), entonces el índice de octanaje del combustible estándar es 90.
Al medir el octanaje de la gasolina, el aceite probado y el combustible estándar seleccionado se colocan en una máquina medidora del octanaje bajo condiciones estrictamente especificadas, si sus propiedades antidetonantes son exactamente iguales, esto significa que el octanaje es exactamente igual. El índice de octanaje del aceite medido es igual al índice de octanaje del combustible estándar.
En la actualidad, existen tres métodos principales para medir el octanaje de la gasolina en varios países del mundo: el método de investigación (RON), el método del motor (MON) y el índice antidetonación.
Número de octano de investigación
El número de octano de investigación (RON) se mide a una temperatura de mezcla más baja (normalmente sin calentar) y a una velocidad del motor más baja (normalmente a un número de octano medido utilizando un estándar de laboratorio). motor en condiciones moderadamente severas (800 rpm).
Número de octanaje del motor
El número de octanaje del motor (MON) se mide a una temperatura de mezcla más alta (generalmente calentada a 149 °C) y a una velocidad del motor más alta (el número de octano se mide en condiciones duras). (generalmente hasta 900 rpm).
El equipo utilizado por MON es básicamente el mismo que el de RON. Pero sus condiciones de prueba son diferentes. MON representa la capacidad antidetonante de la gasolina que funciona a alta velocidad en condiciones de carga pesada del motor, y el índice de octanaje de investigación representa la capacidad antidetonante de la gasolina que funciona a baja velocidad en condiciones de aceleración del motor. Para el mismo gas combustible, RON es de 5 a 10 unidades superior a MON.
Porque ni RON ni MON pueden reflejar completamente el rendimiento antidetonante del combustible durante el funcionamiento del vehículo. Por lo tanto, se propuso el indicador de índice antiexplosión.
Índice antiexplosión
Índice antiexplosión = (RON MON)/2
Dado que la máquina de octanaje especificada en la norma nacional es una máquina ASTM Importado de Estados Unidos, el precio es muy alto por lo que se puede probar con algunos instrumentos sencillos.
Motor monocilíndrico producido en Shanghai
Probador de constante dieléctrica
Medidor de mezcla de infrarrojo lejano
Agente antidetonante de gasolina
La gasolina es uno de los combustibles importantes relacionados con la economía nacional y el sustento de las personas.
Con el rápido desarrollo de la economía nacional de mi país y el rápido aumento de la propiedad de automóviles, la demanda de gasolina está aumentando. El índice de octanaje es el indicador de calidad más importante de la gasolina para automóviles. Refleja de manera integral el nivel de la industria de refinación y el diseño de los vehículos de un país, por lo que desde principios del siglo XX se buscan formas efectivas de mejorar el índice de octanaje. Después de casi un siglo de arduo trabajo, la tecnología se ha vuelto cada vez más madura.
En la actualidad, existen dos formas de aumentar el octanaje de la gasolina: una es lograr el propósito de aumentar el octanaje a través de equipos y procesos de procesamiento, como craqueo catalítico, reformado, alquilación, isomerización, etc. .; Esto se hace añadiendo agentes antidetonantes a la gasolina (como el tetraetilo de plomo, que ahora está prohibido) o añadiendo componentes de alto octanaje (como el MTBE para aumentar la cantidad de aromáticos, etc.).
Aunque el método de proceso es el principal medio para mejorar el octanaje de la gasolina, tiene problemas como grandes inversiones y cambios en el rango de destilación de la gasolina. A menudo es difícil lograr la mejor combinación de producción y carece de moderación. flexibilidad. Una gran cantidad de práctica en el país y en el extranjero ha demostrado que el uso de agentes antidetonantes es la forma más eficaz de aumentar el octanaje de la gasolina para automóviles.
Los agentes antidetonantes de gasolina se pueden dividir en tipos que contienen cenizas (como metilciclopentadienil manganeso, tetraetilo de plomo, etc.) y tipos sin cenizas (como compuestos orgánicos puros como metil terc-butilo). éter).
Agente antidetonante de gasolina gris
Los aditivos de cenizas comúnmente utilizados son: tetraetilo de plomo, ferroceno y MMT (metilciclopentadienil manganeso tricarbonilo). Dado que el tetraetilo de plomo es tóxico, la presencia de ferroceno puede provocar fallas en el encendido de las bujías. Nuestro país ha prohibido el uso de tetraetilo de plomo y ferroceno.
MMT fue lanzado por Ethyl Company en 1959. Tiene un buen rendimiento antidetonante y rendimiento de inducción de gasolina. Según la concentración másica de Mn es de 9 ~ 18 mg/L, puede aumentar el índice de octanaje (RON). ) del método de investigación de gasolina 1,7~3 unidades.
El impacto en los sistemas de control de escape de los automóviles y el foco de la controversia sobre el MMT cuando se trata de contaminación ambiental. Las investigaciones han descubierto que solo se emite una pequeña cantidad de MMT después de la combustión, y la mayor parte permanece dentro del sistema de emisiones de escape, cubriendo las superficies de las bujías del motor, los convertidores catalíticos y otros componentes, provocando fallas en el encendido de las bujías. Los países tienen diferentes puntos de vista sobre el uso de MMT. Estados Unidos prohibió el uso de MMT en 1978 y lo reinició como agente antidetonante de la gasolina en octubre de 1995. La Agencia de Protección Ambiental y la Asociación de Fabricantes de Automóviles (AAMA) tienen considerables objeciones a esto. Las "Especificaciones globales de combustible" formuladas por la Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles, la Asociación Japonesa de Fabricantes de Automóviles, etc. estipulan que se puede añadir Mn a la gasolina para automóviles. está estrictamente prohibido. En China no existe una prohibición explícita del uso de agentes antidetonantes de manganeso. Sin embargo, se permite una participación limitada. La norma de gasolina para automóviles (Ⅱ) estipula no exceder los 18 mg Mn/L, la gasolina para automóviles (Ⅲ) estipula no exceder los 16 mg Mn/L y la norma de Beijing estipula que no excede los 6 mg Mn/L. Sin embargo, los requisitos son cada vez más estrictos a medida que los productos refinados del petróleo se liberalizan gradualmente hacia el mundo exterior y las normas europeas se han convertido en el estándar universal para las refinerías nacionales.
Agente antidetonante de gasolina sin cenizas
El agente antidetonante orgánico sin cenizas puede inhibir la aceleración automática de la reacción y limitar la velocidad de combustión del combustible dentro del rango de combustión normal para garantizar que la gasolina agregada sea resistente a El agente explosivo no causa envenenamiento de los catalizadores residuales, no aumenta las emisiones contaminantes y tiene un buen rendimiento antidetonante. Porque actualmente hay mucha investigación sobre este tipo de agentes antidetonantes. Los agentes antidetonantes sin cenizas comunes incluyen éteres, ésteres y aminas.
Éteres:
El MTBE se ha utilizado comúnmente como aditivo de gasolina en todo el mundo. No solo puede aumentar eficazmente el octanaje de la gasolina cuando la fracción del aditivo es de 3 a 7. Puede aumentar el octanaje de la gasolina de 2 a 3 unidades, mejorar el rendimiento de combustión de los automóviles, reducir el contenido de CO en los gases de escape y reducir el costo de producción de gasolina. Desde la aplicación del MTBE, la demanda ha estado en un estado de alto crecimiento. Su tecnología de producción también es cada vez más madura. Sin embargo, California en Estados Unidos prohibió recientemente el uso de MTBE por contaminar la calidad del agua subterránea, y el departamento de protección ambiental del estado de Estados Unidos también ha tomado medidas similares. Esto muestra que Estados Unidos ha comenzado a restringir la producción y aplicación de MTBE. Ahora la Unión Europea y Japón prefieren el etil terc-butil éter (ETBE), otro agente antidetonante que se degrada más fácilmente. Su rendimiento es tan bueno como el MTBE.