Спосіб підвищення октанового числа газоконденсатних і нафтових прямогонних бензинів

Спосіб підвищення октанового числа газоконденсатних і нафтових прямогонних бензинів шляхом введення кисневмісних модифікуючих присадок, який відрізняється тим, що суміш прямогонного бензину з повітрям у співвідношенні 5:1 піддають дії ультрафіолетового випромінювання в діапазоні хвиль 250 - 450 нм і процес здійснюють при температурі 50 - 20 °С з об'ємною шви3 дкістю подачі сировини 0,3 - 0,5 м / год. (19) (21) u201102329 (22) 28.02.2011 (24) 26.09.2011 (46) 26.09.2011, Бюл.№ 18, 2011 р. (72) МІЛОЦЬКИЙ ВАДИМ ВАДИМОВИЧ, МІЛОЦЬКИЙ РОМАН ВАДИМОВИЧ (73) ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ СХІДНОУКРАЇНСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ 3 реакційній зоні, вдається направити процес в необхідну сторону. Зниження температури окислення збільшує вихід кисневмісних сполук Процес утворення кисневмісних сполук реалізується за рахунок протікання реакцій окислювання вуглеводнів(алканів). Кисень повітря виконує функцію ініціатора окислення, утворюючи при взаємодії з вуглеводнем вільні радикали, котрі, в свою чергу, реагують з алканами, сприяючи просуненню ланцюгового окислення. В ході цієї реакції утворюються перекисні сполуки, які і викликають збільшення октанового числа бензину. При вивченні реакції окислення нижчих гомологів парафінового ряду C1-C4 встановлено, що кінцеві метильні групи парафінових вуглеводнів окислюються значно гірше за метиленові, що призводить до збільшення довжини вуглеводневого ланцюга алканів і, як наслідок, зменшення кількості летких вуглеводнів, що не здатні конденсуватися без тиску і втрачаються за рахунок випарювання (до 3 %). Поряд з основною реакцією продовження ланцюга при рідкофазному окисленні, протікає реакція ізомеризації пероксидних радикал-іонів з розривом С-С зв'язків і розгалуження ланцюгів, що також приводить до підвищення октанового числа бензину. Технічний результат - збільшення октанового числа бензину на 10-16 пунктів при одночасному скороченні газоутворення до 0,5 %. Перевагою цього способу є можливість здійснювати процес при низьких температурах (5020 °C), тобто, процес має радикальний характер. У способі, що заявляється, для опромінення використовують повітряно-бензинову суміш у співвідношенні 1:5, яку отримують шляхом барботажу повітря, за допомогою дрібнопористих насадок, крізь шар бензину. Суть корисної моделі пояснюється таким прикладом. На кресленні – технологічна схема фотолізу низькооктанових бензинів. Е-1 – Емність-накопичувач вихідної сировини; Е-2 – Агрегат електронасосний; Е-3 – Аераційний прилад; Е-4, Е5 – Фотохімічні реактори; Е-6 – Повітряний охолоджувач; Е-7 – Емність-накопичувач готового продукту; 1-2 – Вимірювач розходу; 1-3 – Вимірювач температури; 1-5-1-7 – Віимірювач рівня. 63034 4 Прямогонний бензин із ємності Е-1 насосом Е2 прокачується крізь аераційний прилад Е-3, де, за рахунок барботажу крізь насадку, насичується бульбочками повітря і далі піддається впливу ультрафіолетового випромінювання і температури, що утворюється за рахунок джерел випромінювання різної потужності в фотохімічних реакторах Е4(50 °C) та Е-5(20 °C). Остаточне охолоджування рідкої фази високооктанового бензину здійснюється в холодильнику Е-6, яка потім збирається в ємкості - накопичувачі Е-7. Технологічна схема забезпечена необхідними приладами контролю: вимірювач розходу (1-2), вимірювач температури (1-3), вимірювачі рівня (15-1-7). Як сировину застосовують гідроочищену бензинову фракцію, що википає при 85-185 °C зі щіль3 ністю 707,9 кг/м , октановим числом по моторному методу - 64,3 п. Досліди по опроміненню бензинової фракції проводять при атмосферному тиску на установці проточного типу з регульованою швидкістю подачі сировини. У бензинову фракцію вводять повітря в кількості 17 % за масою. Це дозволяє прискорити процес окислювального фотолізу, збільшити октанове число і понизити газоутворення. Змінення температури в реакторах здійснюють різко від 50 до 20 °C, що дозволяє регулювати склад вуглеводнів, які утворюються. Результати дослідження вихідної сировини і обробленого, згідно з заявлюваним способом, прямогонного бензину, наведені в таблиці 1, з якої видно, що проведення способу згідно з корисною моделлю, дозволяє підвищити октанове число прямогонних бензинів до 80 пунктів по моторному методу, що відповідає бензину марки АИ-90 і понизити газовиділення до 0,5 %. З наведеного можна заключити, що обробку прямогонних бензинів способом, що заявляється, ведуть при низьких температурах і атмосферному тиску, тобто в більш м'яких, у порівнянні з прототипом, умовах, забезпечуючи при цьому значний ступінь перетворення сировини, яка переробляється з одержанням високооктанового бензину, як і при використанні класичного способу каталітичного риформінгу. До переваг способу, що заявляється, належить те, що на відміну від прототипу, при його здійсненні не використовують будь-які каталізатори та модифікуючі компоненти (присадки) і не потрібні великі енерговитрати та складне апаратурне оформлення. 5 63034 6 Таблиця 1 Порівняльні показники прямогонних бензинів із західносибірської нафти до і після обробки Вихідний прямогонний бен- Бензин після обробки згідно Найменування показника зин зі способом, що заявляється 3 1.Щільність при 20 °C, кг/м 707.9 743.0 2. Детонаційна стійкість: октанове число визна64,3 80,2 чуване по моторному методу 3. Температура початку перегонки, °C 35 44 4. Тип групи: леткі парафіни С1-С4 3 0,5 нормальні парафіни С5-С11 55,6 25,3 ізопарафіни 12,4 39,5 циклічні вуглеводні з них: бензолу 10,2 3,7 15,5 0,8 нафтенові вуглеводні 18,8 8,7 кисневмісні вуглеводні 0,0 10,5 Разом 100 100 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601