Proces výroby benzinu v průmyslových podmínkách – technologie, suroviny a vlastnosti.

Benzín se vyrábí zpracováním ropy, zemního plynu, plynového kondenzátu, rašeliny, uhlí, ropných břidlic a syntézou z vodíku a oxidu uhelnatého. Surovinou používanou k výrobě benzínu je ropa: více než 20 % celosvětově vyrobené ropy se zpracovává na benzín.

U nás se veškerý komerční benzín vyrábí z plynových kondenzátů a ropy. Plynový benzin se vyrábí ve speciálních závodech na zpracování plynu separací kapalných uhlovodíků od plynů. Takový benzín má vynikající startovací vlastnosti a když se přidá v malých množstvích do komerčního benzínu, může zlepšit jejich provozní vlastnosti. Moderní benzín se vyrábí smícháním složek, které se získávají katalytickým reformováním, přímou destilací a katalytickým krakováním, polymerací, alkylací, izomerizací a dalšími procesy zpracování plynu a ropy.

Kvalita komponent, které se používají k vytvoření jakékoli značky komerčního benzínu, se velmi liší a přímo závisí na schopnostech podniku z technologického hlediska. Komerční benziny podobných značek, ale vyrobené v různých ropných rafinériích, se budou lišit frakčním a komponentním složením, je to způsobeno rozdílem ve zpracovávaných surovinách a technologických postupech v každé ropné rafinérii.

A dokonce i benzin stejných značek, vyrobený stejným závodem v různých časech, může mít různé složení komponent v důsledku běžné údržby na konkrétních technologických zařízeních, změn ve výrobním programu závodu a složení surovin.

Ve všech případech však musí být dodržena technologie výroby komerčního benzínu v konkrétním podniku, což je povinný požadavek technických podmínek a norem pro benzín.

Základní fyzikální a chemické procesy při výrobě benzinu

Hlavními technologickými procesy výroby benzinu jsou katalytické krakování a katalytické reformování. Proces katalytického reformování zůstává primárním procesem pro výrobu benzínu navzdory omezením obsahu aromatických uhlovodíků, protože je hlavním zdrojem vysokooktanových složek a vodíku pro hydrorafinační jednotky.

Kvůli zpřísňujícím se předpisům ohledně obsahu síry v motorových palivech je nutné zvýšit kapacitu hydrodesulfurizace, což vyžaduje další vodík. Snížená role a sdílení benzín reformování při vytváření ekologicky šetrného přeformulovaného benzínu je dáno kromě omezení obsahu aromatických uhlovodíků také neuspokojivou distribucí oktanových vlastností mezi frakcemi katalyzátoru.

Proto je proces reformování benzinu při výrobě benzinu nejlépe kombinován s procesy izomerace benzinu a odstraňování benzenu. V poslední době je komerční aktivita a technologie výroby nových jednotek katalytického krakování ve fluidním loži speciálního mikrosférického katalyzátoru v ropných rafinériích po celém světě na velmi vysoké úrovni.

Takže, pokud nyní objem vyrobený po celém světě katalytický krakovací benzín se téměř vyrovnal celkové produkci benzinu z izomerace a reformování, pak v budoucnu bude katalytický krakování benzinu a komponenty s ním spojené zaujímat vedoucí postavení ve výrobě benzinu v ropných rafinériích ve srovnání s reformovacími procesy, které vyžadují další ropu a přímý provozovat zdroje benzín.

Etapy výroby benzínu

V posledních letech se proces katalytického krakování při výrobě benzinu zdokonalil za účelem zvýšení selektivity při přeměně výchozí druhotné suroviny na benzin. Produkce rafinace ropy, která vyrábí benzín, se skládá ze tří hlavních fází:

• primární rafinace ropy: ropa se dělí na samostatné frakce, z nichž každá má jiný bod varu.
• recyklace: zpracování frakcí, které byly získány po prvním stupni. V této fázi se získávají „komerční“ ropné produkty.
• komerční výroba: různé frakce musí projít dodatečným čištěním a v případě potřeby jsou obohaceny přísadami, které zvyšují oktanové množství paliva.

Přestože je tato praxe v Evropě již dlouho zakázána, do budoucna se plánuje její zákaz v Rusku prostřednictvím nových technických předpisů. Zda tomu tak bude, je velkou otázkou, protože ne každý závod na zpracování ropy může projít přestavbou.

Po zpracování ropy se získává nejen motorová nafta a benzín, ale také parafíny, mazací oleje a bitumen. Mnoho věcí, které známe, vzniká právě díky procesu rafinace ropy.

Úroveň čištění oleje přímo závisí na zařízení závodu. Ne každá ropná rafinérie dokáže vyrobit 95. nebo alespoň 92. třídu benzínu: zařízení to neumožňuje. Ale samozřejmě to stojí za to udělat, protože použití přísad poškozuje životní prostředí a dokonce i motory automobilů.

Technologický postup výroby benzínu

Ale to je jen povrchní zkoumání procesu výroby benzínu. Detailně bude tento proces vypadat takto. Nejprve se do závodu dodává ropa: lze využít ropovody, vodní a železniční dopravu. První možnost je nejrozšířenější v Rusku.

V první fázi se z ropy odstraní sůl obsažená v surovém materiálu v obrovském množství. K tomu je třeba smíchat vodu a olej a poté vložit do speciálního elektrického odsolovacího zařízení. Tento účinek elektřiny vede ke zničení směsi oleje a vody a samotná voda je odstraněna z nádoby. Poté se používají deemulgátory, díky nimž je proces spolehlivější.

A teprve potom začíná přímý proces rafinace ropy na benzín – ropa z odsolovny jde do další – atmosféricko-vakuové destilace. Bohužel, mnoho technologií se nezměnilo. Některé ropné rafinerie však používají inovativní zařízení. Ale i takové zařízení prochází v primární fázi zpracování vakuovou a atmosférickou destilací. První skupina procesů se provádí separací lehkých frakcí ropy (petrolej, nafta, benzín). A po atmosférické destilaci vzniká topný olej, který se využívá i v průmyslu.

Různé frakce mají různé teploty varu. To znamená, že při průchodu zařízením budou různé složky oleje stoupat do různých výšek. benzínProtože se jedná o nejlehčí produkt, stoupá vzhůru ve formě páry a odtud je odstraněn. Vakuové zpracování se používá k odstranění různých ropných destilátů z topného oleje.

Benzin se bude vyrábět v další fázi, kdy se z látky získané atmosférickým zpracováním odstraní plyny. Typicky se jedná o butan a propan a lze je použít i v průmyslové oblasti, ale nejsou vhodné jako palivo. Bez jemnějšího čištění se tedy neobejdete.

Získání benzínu

Jak již bylo zmíněno dříve, benzín je nejlehčí frakcí ropy. Lze jej však získat jak z této látky, tak z přidruženého plynu. Takto vyrobený benzín se bude nazývat plyn. Kromě toho se v průmyslových podmínkách benzin vyrábí z těžkých frakcí ropy;

Benzín může být nestabilní a stabilní, těžký a lehký. Tento benzín se používá jako surovina v chemickém průmyslu.

Před použitím krakovací technologie se z jedné tuny ropy dalo získat jen asi 200 litrů benzínu. Když ji začali používat, bylo možné zvýšit její množství na 700 litrů. Podstatou technologie je vysoký ohřev topného oleje, a to až na 500 stupňů Celsia. A když se začala používat technologie „pyrolýzy“, výtěžnost benzínu z ropy vzrostla na 800 litrů na tunu.

V dnešní době jsme obeznámeni benzín prostřednictvím používání automobilů. Některá auta budou moci startovat s A-80 a A-76, jiná budou moci startovat pouze s AI-95 a AI-92 a jsou i vozy, které budou startovat pouze s AI-98. Čím vyšší je oktanové číslo benzínu, tím vyšší je úroveň jeho čištění. I když mnoho značek tohoto paliva lze získat smícháním různých složek. Často se ale používají také plynové generátory, které přeměňují palivo na elektrickou energii.

Výroba benzinu je tak jedním z nejdůležitějších technologických procesů moderní světové výroby.

Yan Volkhovsky, promplace.ru

Proces výroby moderního benzínu není tak jednoduchý, jak se někdy zdá. Pokud ropu jednoduše destilujete, výsledná frakce benzínu bude mít extrémně nízké oktanové číslo (na úrovni 55 – 60 jednotek podle motorové metody). Tento benzín se nazývá přímý a nelze jej použít přímo v motoru automobilu, a to jak kvůli nízkému oktanovému číslu, tak vysokému obsahu síry, který je přísně regulován moderními ekologickými normami.

Takový benzín má dvě možnosti: lze ho poslat do petrochemických závodů, kde se z něj po řadě přeměn vyrobí různé polymery, rozpouštědla a chemická vlákna. Nebo může benzín procházet dalšími přeměnami ve speciálních rafinérských jednotkách, v důsledku čehož se jeho kvalita výrazně zlepší. Promluvme si o těchto nastaveních podrobněji:

Reformování

Surovinou pro katalytické reformování je primární benzinová frakce, vroucí v rozmezí 80 až 180 °C, vyčištěná od síry. Často je hydrorafinační jednotka kombinována s reformovací jednotkou do jedné. Při průchodu po sobě jdoucími reaktory naplněnými katalyzátorem obsahujícím platinu pod vlivem vysokých teplot 490-530°C a tlaku až 3 MPa vznikají vysokooktanové aromatické uhlovodíky – cenná složka benzínu. Proces také produkuje značné množství vodíku, který se v rafinériích používá k odstraňování síry nejen z benzínu, ale také z naftových frakcí.

Proces reformování byl dlouhou dobu hlavním procesem výroby vysokooktanového benzínu. Ale moderní ekologické normy omezují obsah aromatických látek v benzínu na 35 %, takže výrobci paliv jsou nuceni používat jiné způsoby, jak zvýšit oktanové číslo.

Izomerizace

Dalším běžným postupem pro výrobu vysokooktanových frakcí je izomerace alkanů. Normální nerozvětvené alkany mají mnohem nižší detonační odolnost než izostrukturované alkany. Například oktanové číslo n-pentanu je 61,8 jednotek. podle motorické metody a jeho izomer, isopentan, má oktanové číslo již 93 jednotek! Při nejčastěji používané izomeraci s recyklací na speciálních katalyzátorech při tlaku 2-3 MPa a teplotách do 400 stupňů se lehké alkany přeměňují na jejich izomery používané pro výrobu benzinů AI-92 a AI-95.

Alkylace

Nejmodernějším procesem výroby vysoce kvalitních benzinových komponentů je alkylace. Alkylační proces je zaměřen na získání vysokooktanových složek automobilového benzinu z nenasycených uhlovodíkových plynů. Přes složitost procesu a použití kyseliny sírové nebo fluorovodíkové ve výrobním procesu kvalita výsledného produktu ospravedlňuje všechny obtíže.

Katalytické krakování

Všechny výše uvedené procesy jsou primárně zaměřeny na zlepšení stávajících surovin. Katalytické krakování může naopak výrazně zvýšit objem vyrobeného benzínu. Proces katalytického krakování produkuje vysokooktanový benzín s výzkumným oktanovým číslem 88-91 jednotek. Hlavní nevýhodou katalytického krakování benzínu je vysoký obsah nenasycených uhlovodíků (až 30 %) a síry (0,1-0,5 %), což má špatný vliv na stabilitu paliva při skladování. Benzín rychle žloutne v důsledku polymerace a oxidace olefinů, a proto jej nelze použít bez smíchání s jinými frakcemi benzinu.

Skládání

A nakonec, když jsou získány všechny potřebné složky, jsou produkty získané reformováním, izomerizací, alkylací a katalytickým krakováním smíchány ve slučovací jednotce. V tomto případě má výsledný komerční benzín často oktanové číslo 89-90 jednotek. a pro získání požadované hodnoty 92 nebo 95 použijte MTBE. Po zákazu monomethylanilinu v ekologické třídě 5 zůstává methyl-terc-butylether dnes jediným osvědčeným a schváleným způsobem, jak zvýšit oktanové číslo.