Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры).
По составу автомобильные бензины представляют собой смесь компонентов, получаемых в результате различных технологических процессов: прямой перегонки нефти, каталитического риформинга, каталитического крекинга и гидрокрекинга вакуумного газойля, изомеризации прямогонных фракций, алкилирования, ароматизации термического крекинга, висбрекинга, замедленного коксования [1]. Компонентный состав бензина зависит, в основном, от его марки и определяется набором технологических установок на нефтеперерабатывающем заводе.
Ассортимент и качество вырабатываемых и применяемых бензинов определяются эксплуатационными и экологическими требованиями, которые в последнее время стали определяющими.
Одной из главных проблем экологической безопасности населения является негативное воздействие автотранспортных средств на окружающую среду и здоровье населения.
Современные автомобильные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации [1].
В качестве объекта исследования был автомобильный бензин марки АИ-80 Tsh 39.3–203.2004, производимый на Бухарском нефтеперерабатывающем заводе (Узбекистан), соответствующий всем требованиям на продукцию сертификата Uz SMT 01.164.0678712 от 22.11.07, который получают из нового нефтегазоконденсатного сырья.
Исходным сырьем была смесь газоконденсата и нефти месторождения Кокдумалак (Узбекистан) в соотношении конденсат: нефть — 20:80. В настоящее время из-за стратегии рационального использования нефтяных запасов это соотношение изменилось в сторону увеличения количества газоконденсата — до 75–80 %.
Кокдумалакская нефть относится к нефтям средней плотности (
) с содержанием воды, температурой застывания — минус 20°С.
Анализ физико-химических характеристик газоконденсата показал, что с течением времени наблюдается облегчение газоконденсата, уменьшаются вязкость, коэффициент преломления и содержание серы.
В табл. 1 приводятся показатели выхода светлых нефтепродуктов при атмосферной перегонке смеси нефть: газоконденсат при различных соотношениях [2].
Таблица 1
Выход светлых нефтепродуктов в зависимости от соотношения нефть: газоконденсат
|
№ п/п |
Сырье |
Соотношение, масс. % |
Показатели выхода светлых нефтепродуктов, масс. % |
|
1. |
Нефть |
12 |
86 |
|
Газоконденсат |
88 |
||
|
2. |
Нефть |
17,5 |
87 |
|
Газоконденсат |
82,5 |
||
|
3. |
Нефть |
19,5 |
89 |
|
Газоконденсат |
80,5 |
||
|
4. |
Нефть |
22 |
85 |
|
|
Газоконденсат |
78 |
|
|
5. |
Нефть |
26 |
84 |
|
Газоконденсат |
74 |
||
|
6. |
Нефть |
29 |
87 |
|
Газоконденсат |
71 |
||
|
7. |
Нефть |
25,5 |
85,5 |
|
Газоконденсат |
74,5 |
Все исследования проводились согласно Государственным стандартам и общепринятым практическим руководствам по анализу нефтепродуктов [3–6].
В табл. 2 дана физико-химическая характеристика объекта исследования.
Таблица 2
Физико-химическая характеристика объекта исследования
|
№ |
Показатели |
АИ-80 |
|
1. |
Цвет |
Светло-желтый, чистый, прозрачный |
|
2. |
Детонационная стойкость: О.Ч. по исследовательскому методу О.Ч. по моторному методу |
80 76 |
|
3. |
Плотность при 20°С, г/см3, не более |
0,750 |
|
4. |
Показатель преломления, |
1,4500 |
|
5. |
Испытание на медной пластинке |
выдерживает |
|
6. |
Содержание воды |
отсутствие |
|
7. |
Содержание механических примесей |
отсутствие |
|
8. |
Фракционный состав: температура начала перегонки, °С пределы перегонки, °С: 10 % 50 % 90 % Конец кипения, °C Остаток в колбе, % Потери, % |
42
50 104 150 180 1,5 3,0 |
|
9. |
Массовая доля серы, в % |
0,02 |
|
10. |
Содержание водорастворимых кислот и щелочей |
отсутствие |
|
11. |
Кислотность, мг KОH нa 100 см3 бензина |
3,0 |
|
12. |
Углеводородный состав, % масс.: ароматические углеводороды н-парафиновые углеводороды изо-парафиновые + нафтеновые |
50,12 14,23 35,65 |
Как видно из представленных данных, бензин имеет светло-желтый цвет, он прозрачен, О.Ч. по исследовательскому методу 80, моторному — 76, с плотностью 0,750 г/см3 и показателем преломления 1,450, испытание на медной пластинке выдерживает, воды и их примесей нет. По фракционному составу — 50 % перегоняется при 104°С, 90 % перегоняется при 150°С, конец кипения 180°С.
Следует отметить, что в связи с изменениями соотношения состава сырья нефть: газоконденсат, из которого получают автомобильный бензин АИ-80 (А-80) на Бухарском нефтеперерабатывающем заводе, изменялось и содержание ароматических углеводородов и бензола. Образец бензина 2008 г., которое производилось из нефтегазоконденсатного сырья, где соотношения нефти и газоконденсата было 8:2, где содержание бензола (5 %) и ароматических углеводородов (не нормировалось) соответствовало Евростандарту. Этот образец практически соответствовал Евростандарту-3 — при определении адсорбционно-криоскопическим методом группового содержания ароматических углеводородов оно составило 44,7 % масс.
Но в последующем, при изменении состава нефтегазоконденсатного сырья в сторону увеличения газоконденсата до 65–70 % из-за сокращения запасов нефти, суммарное содержание ароматических углеводородов до 50,12 и, в частности, бензола увеличивалось до 5,03 (в % масс.).
В связи с этим возникла необходимость разработки процессов облагораживания бензина АИ-80 — частичных деароматизации и денормализации с целью соответствия бензина Европейским спецификациям: Евро-4 и Евро-5.
Литература:
1. Емельянов В. Е. Пути повышения качества вырабатываемых автомобильных бензинов // Топливно-энергетический комплекс России: региональные аспекты: IV Межд. Форум: сб. труд. — Санкт-Петербург, 2004. — С. 130–132.
2. Сайдахмедов Ш. М. Развитие технологий производства смазочных масел в Узбекистане. — Ташкент: ФАН, 2004. — 108 с.
3. Нефтепродукты. Методы испытаний. — М.: Стандартгаз, 1961. 1 и 2-ой том. 396 с.
4. Нефтепродукты. Методы испытаний. — М.: Стандартгаз, 1966. 1 и 2-ой том. 416 с.
5. Нефтепродукты. Методы испытаний. — М.: Стандартгаз, 1961. — 980 с.
6. Химия нефти. Практическое руководство. — Ленинград, 1990. — 260 с.
