Spôsob výroby motorových benzínov s vysokým oktánovým číslom

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

ÚŘAD FRO VŠČÁÍEZY 45 Vydané 15 12 37 3. OEĚÍÉVYAutor vynálezu MAŤAŠ MICHAL ing. DrSo., SKALÄK PAVOL ing.,K PERNICK IVAN RNDr. ing. Csc., BUČKO MILOŠ ing. csc.,MATÉJICEK OSEF ing. Csc., SPITZER PAVOL ing. Csc.,MIHALOVIČ JOZEF ing., SMIEŠKOVÁ AGÁTA ing.,MAŤAŠ MICHAL ing., BRATISLAVA1 2 Postup sa týka spôsobu výroby vysoko-oktánovýnch benzínov. Problematika rieše nia vynálezu sa týka odboru spracovania ropy.vynález rieši výrobu motorových benzí» nov prostýcxh oiovnatýoh antidetonavčných prisad tyipu teirametyl- a tetľaetyioiov.adrom problému, ktorý vynález rieši, je lšombinácia procesov kataiytického reformovamia a ľkatalyiickej deaiłkanízácie ben~ zínov. Reformova-cie a deaiikanizačné katalyzátory sa oplikujú v zmesi, alebo v separátnych reaktoroch. Vysoký obsah aromatických uhľovodíkov V ubenzínoch vyrobených kombináciou reformovania a dealkanizacie možno znížiť aplikáciou rafinätu získaného extrokciou ar-omátov z časti reforumovvaného a -deaikanizovaného benzínu.Vynáiez možno využiť v závodoch na výrobu motorových benzínofv.Tento vynález sa týka spôsobu výroby motorových benzínov s vysokým oktánovým číslom, a to kombináciou reformovania a Ikatalytickej devallkanizácie benzínových trakC 11.Vysokooktánové benzíny sa dnes vyrábajú kombinávciami niekoľkých procesov ako je katalytické a ihydrogenačne krakovanle,izomerizácia alkánov, alkylácia iz-oallšánov alkénami, pyrolýzou, prídavkom metyltercbutyleteru, alkoholov C 1 až C 5 a ~príd.avk~om olovnałých ajntirdetovnzitorov tetrametyl- a tetraetyl-ol-ovia.~V súlade s týmto vynálezom sa zistilo, že vysokooktánové benzíny možno vyrobiť kombináciou reform-ovaní odsírený-ch benzínových frakcií a katalytickej dealkanizácie za použitia kertalyzätorov ,na báze vysokokremíkatých zeolitov.e známe, že konvečne reformovacie katalyzat-ory .neodstra-ňujú z benzínovej frakcie dokonale n-alkánické uhľovodíky, ktoré tvoria komponent .moto-rovývch benzínov s najnižšou oktánovou hladinou. Motorové benzíny pripravené reformovaním fraikcíí zo sírnych paraíinicłkých rôjp obsahujú okolo 58 9/0 hmotnoístných aromatických uhľovodíkov a dosahujú oktánové číslo 86 VM.Nízkotoktánové komponenty, n-alkânické uhľovodíky sa na reformovacoin katalyzátore, -obsnhujúcim napríklad .plaiinu a rénium,jednak štiezpia na uhľovodíkove plyny a jednak prechádzajú cez katalyzátor nezmenené alebo dochádza k novotvorhe ľahkých.n-allkánov, ako to vyplýva z tabullky l.pred refor- po reformovalním movaní n-bután 0,02 1,14 n-pentáun 0,13 2,00 n-hexán 1,70 2,6 D n-heptán 5,70 3,00 n-oktän 6,03 1,80 n-nonan 5,75 0,60 n-tlekán 2,63 0,18 Spolu 21,96 11,52Látky typu metylterobutyléter zvyšujú výzunač-nejšie oktánovú hladinu benzínov len vtedy, keď sa k nim pridávajú v množstvách minimálne 10 až 15 0/) hmotnostnýczh.Pri katalytickom reformovani benzíne-v obsahujúcich n-alkánické uhľovodíky uvedené rv tabuľke 1 sa získa reformát s oktánovým číslom 86 VM.Pri katalytickom refvormovaní -benzínov zbavených n-.alíkánických uhľovodíkov katalytíckou dealkanizáciou sa získa benzín obsahujúci napríklad 68 0/0 hmotnostný/chV súlade s týmto vynálezom je možné reformovat a dealkanizovať benzínové uhľovodíky súčasne, a to privádzaním ich zmesi s vod.íkom na zmes reformovacieho a dealkanizačného katalyzátora umiestnenáho V každom retormowvnltom, alebo len v jednom reformovacom reaktorc.Počas katalyticlkeho reľormovania (ic-chádza k člastocnému štiepeniu n-allkúnorv vzrastu obsahu nižších ualkanov,ked celkovy obsah n-alkánických uhľovodíkov .v reiormovacom benzíne je nižší ako vo východiskovom benzíne.Teplota v reformovacích reaktoroch se v závislosti na aktivite líčlľžlljľlĺĺůrľłl pohybuje spraąvidla od 440 do 530 °C. Dealksnizačąrlý katalyzátor pracuje .pri teplotách nad 280 0 G. e preto výhodne IJlII 1 ĺBSĺn 1 L dcalkanlzašný katalyzátor vo forme slpodnej vrstvy v .poslednom reformovacom reaktore .alebo ho umiestniť v ~samo~statnom realktoire zabudovanom priemo za posledným retorinovacím reaktorom pred prvým reform-ovocím realktorom.Mólový pomer vodíka k uhľovodíkom sa v súlade s týmto vynálezom môže pohybovať v rozmedzí 3 1 až 8 1, s výhodou 7 1.Aromatizácia a dealkanizáci-a benzínových frakcíí môže prebiehať pri objomovej rýchlosti 0,5 h 1 alž 3 h 1 a pri celkovom tlaku 2,5 až 5,0 MPa.Pre relormovanie benzínov sa môžu použiť konvenčné ~katalyzátory obsahujúce platinu, rénium, prípadne v kombinácii s prvkami vzácnych zemín nanesené .na alumíne, alebo na zmes alumíny s amorinýrn alebo kryštalickým alumínosilikátom.Ako dealkanizačný lkatalyzátor sa môže použit vysokołkremíktatý zeolit s modulom SiO Alzoz minimálne 10. je výhodne ho aplikovat vo vodíkovej forme alebo naň naniesť napríklad iónovou výmenou platinu,paládlum, indirum, rénium, ródium, kobalt,nikel, volfrám, cér, lantán alebo minimálne ich podvojné z-mesi.V závislosti na obsahu alkánických uhľovodíkov v benzínovej uhľovodíkovej frakcíl sa mení aj hmotnostný pomer clea-lkanizačneuho katalyzátora k reformovaciemu. Môže však dosiahnut maximálnu hodnotu 2 2 a to vzhľadom na ekonomiku procesu.Obsah aromatlckých uhľovodíkov v reformovacom a v dealvkanizovanom benzíne možno upravovat tým spôsobom, že sa napríklad 20 až 50 hmotnostnych dielov reformovaného a dealkanizovaneho benzínu extrahuje nozpúšťadlom selekčvným voči aromatickým uhľovodíkom a rafinát s nízkym obsahom aromatických uhľovodíkov sa prirnieša do reformovaneho a dealkanizované.ho benzínu.Výhodou spôsobu podľa tohoto vynálezu je, že sa podľa neho vyrobia vyis-okooktá oktánovýmnové benzíny nevyžadujúce antidetnonáty typu tetrlaetyl- a tet-rametylolova.Prevádzk-ové náklady .na výrobu vysokoOKÍĚHOVÝlCh benzínov podľa tohto vynálezu sa bud tobe-c nelíšia, alebolen malo líšia od prevádzkových nákladov samotného rectormovania benzínov.Pre ilustráciu sa uvádzajú príltlady, ktoré všałk neobinedrzujú predmet vynálezu.Zo sústavy troch reform-ovacích reaktorov zapojených za sebou sa. »dva ľlŕlľplĺlll-.Zl reformovaci-m katalyzátorom jnozostávajúcim z gamaalumíny, na ktorej je naneeené 0,4 0/0 hmotnostného platiny a 0,35 hmotnostného rénila. Katalyzátor je iormovaný do tvaru valčekov píriemeru 0,8 mm o dĺžky 3 mm, Do tretieho reakt-ora sa ako spodná vrstva siahajúca do p-olovice reaktora imiestni dealkanizaiíný katalyzátor pozo vajúci z dekatiónizovaného vysol-.oąkiwemíltatélho zeolitu typu ZSVI s moariulom S 102 A 12 O 3 27, na ktorý bolo iónovou výmenou nanesené paládium v množstve 1 hmotnostné. Horná polovica tretieho reakt-ora sa naplní reio-rmovacím katalyzatorom. V prvom a druhom reaktore rata udržiava stredná teplota 480 °C, v treťom revařkt-ore .na vrchu 400 °C a V spodnej vrstve 370 °C. V prvých dvoch reaktoroch sa udržiava tlak 4 MPa,v tretom reaktore 2,5 .ÍVÍPE-I. Do prvý~ch dmch reaktorov sa privádza odisírena benzínová frakcie Vriace v rozzmedzí 50 až 200 C majüca -oktánové číslo 02 výskumnou, metódou a obst-iliwjfirxa 21,5 bmotnolstneho n-alkánov, 1.l.,4 ~)0 .hmointistiieho aroinatických uhľovodíkov a 67,1 hmotnostného izoalkániokých a cykl-oalkáiiickýcli uhľovodíkov objeme-von. rýchlosťou 1,5 h 1. Do tretieho reaktoçiwa KLWÚŠÍJÍIJKČIIG rovnakehtx ale s väčším objemom, vchádza benzínová frakcia objemovou rýchlosťou 0,5 h 1 ll/loláiŕng/ pomer vodíka k uhľovodikom na vstutpe do prvého reaktora je 71. Po ochladení produktov reakcie a po odstránení C 4 a nižšie vriacich uhľovodíkov sa získa benzin obsahujúci 1,2 Ú/o hlnotno~stnélio~ n-alkániclçýcli uhľovodíkov a má oktanove číslo 05 výsikumnou metódou. výťažky vysoikoolktávnového benzínu sú 78 0/0 hmotnostnýcli počítané na východiskovú benzínová frakciu.Postup je rovnaký ako V príklade 1 s tým rozdielom, že sa sústava troch reaktorov oddelenýoh vzájomne medziohrevom V peci naplní reformovacím katvalyzátorom a štvrtý reaktor, Zčllpojeľlý bez medziohrevu za tretím reałktorom, sa .naplní dealtkanizačným katalyzátorom. Dealkanizaöný reaktor je rovnakej konštrukcie ako refovrmovacie reaktory. Má však väčší objem katalyzátora.V reformovacích .katalyzátoroch sa udržiava stredná teplota 490 °C a tlak 4 MPa,v dealkanizačnom re-aktore 320 C a tlak 3,0 MPa. Do reformovacích reavktomv sa dávkuje benzínová frakcie objemolvou rýchlosťou 1,5 h, do deallłtanizačnétio reaktore objeimovou rýchlosť-ou 0,6 h 1. o ochladení produktov vychadzajúcich z -dealkanizečneho reaktora a po odderstilavaní C 4 a nižšie vriacich ulhľ-ovodíkov sa získa benzín s obsahom 0,2 hmotnostného n-alkanických uhľovodíkov s oktanovým číslom 96 ýefkumnou metodou.Postup je rovnaký ako v pľĺkĺťxuku .J, v lylľl rozdielom, že sa zariadenie skladá zo sústavy štyroch reformovacích reerktorov, z ktorých sa tri naplnia reIo-rmovacím katalyzátoirvom a do štvrtého sa ako spodná vrstira, siahajúica do polovice rearktora, itmiestni dealkanizačný katalyzátor.V prvom, druhom a treťom reaktore sa udržiava stredná teplota 490 °C, vo štvrtom reaktore sa ,na vrchu katalyzatoroivého lôžka udržiava teplota 400 C a na vrcíhu spodnej vrstvy 350 °C. Vo všetkých troch. reaktoroch sa udržiava tlak 3,5 MPa. Do prvého reaktora sa čerpá odsirená benzínová frakcia -objemovou rýchlosťou 1,5 lrĺ.Štvrtý reaktor je dimenzovaný tak, aby ~v ňom postupovala surovina objemovou rýchlosťou 0,5 h. Odsírena východiselt-ová frakcie vrie v rozmedzí 40 až 90 °C a obsahuje 22 0/0 hmotuostných n-alkánov, 10 hmotnoetných aromaticlçýoli llhľOV-Odĺĺííľíl a 68 0/0 hmotnostoých izoaľkánických a cykloalkanických uhľovodíkov.Molárny »pomer vodíka k nhľ-ovodíkom na vstupe clo eprvého reaktora je 8 1. Po ochladeni produktov reakcie a .po odsirzmeoí C 4 a nižšie vriacich uhľovodíkov sa získa benzín s oktánovým číslom 98 výekuimiou. metódou vo výtažku 74- hmotnostných počítané .na výądhodisik-osvú odsirenú benzínová trakciu. Obsah alkanov v benzíne bol 0,8 9/0 hmotnostného.Postup je rovnaký ako v príklade 2 tým,že sa sústava štyroch reaktorov oddelených vzájomne medziohrevom v peci naplní retormovacím katalyzátorom a piaty reaktor,zapojoný za štvrtým bez medzziohrevtt, sa naplní dealkanizačným katalyzätorom. Do prvých štyroch reformovacích reaktorov sa davkuje odsírená benzínová frakcie objemovou rýchlosťou 1,5 h 1 pri strednej teplote reaktora 490 °C a pri tlaku 3,5 NlPa.Piaty reaktor je dimenzovaný tak, aby v ňom postupovala benzínová frakcia vychadzajúca zo štvrtého reaktora objemovou rýohlosťou 0,5 h 1, pri strednej teplote v lôžku katalyazátora 320 °C a pri tlaku 3,5 MPa. Po ochladení produkt-ov vychádzajúcilch z deallkanizačlného reaktora a po od~destiloivaąní C 4 a .nižších uhľovodíkov sa získa benzín obsahujúci 0,1 0/0 hmotnostného n-alkánických uhľovodíkov s výťažkom 74 percenta hmotnostných počítané na odsírený východlskový benzín a majúci oktánové číslo 97 výsknmnou metódou.Do sústavy štyroch refonmovancioh reaktorov sa naplní zmes dealkanizačného katalyzátora obsahujúceho namiesto platiny 1 hmotnostné níklu a nreformovacieho katalyzátora, opísaných v príklade 1, v hmotnostnom pomere 1 3. Do prvého reaktora sa privádza zmes vodíka .k odsirenému benzínu o zložení uvedenom v príklade 1, v molárnom pomere 71 a objemovou rýchlosťou 1,2. Tlak na vstupe sur-oviny do prvého reaktora je 3,5 MPa. Stredná teplota sa v reaktore udržiava pri 480 °C. Po schladení produktov vychádzajücich zo štvrtého reektora sa získa benzín s oktánovým číslom 94 výskumnou metódou, s výťažkom 75 Ipočítané na východiskový odsírený benzín.10 hmotnostných dielov refor-movaného a dealkanizovaného benzínu príprave-ného spôsobom opísaným v príklade 4 a -obsahujúcom 68 0/0 hmotnostných ar-omatixckých uhľovodíkov a 0,1 hmotnostnýoh n-altkánov, sa extralruje N-metylpyrolidónom v zmesi s glykollom v sústave zmiešavač-rozsatízovátk pri teplote 60 °C. Hmot-nostný pomer exürarkčného či-nludla k benzínu je 4,5 1. Získa sa rafinát benzínu obsahujúci 1,5 hmotnostného aromatických uhľovodíkov,0,3 0/0 n-paraííníckých uhľovodíkov a zvyšok .sú prevažne izoparafíny.Benzín toho-to zloženia sa pripraví v množstve 20 hmotnostnýoh dielov. Po zmiešalní 80 -hmotnostných dielov benzínu pripraveného spôsobom uvedeným V príklade 4 a 20 hm-otnostzných dielov dearomatizovaného rafinátu sa získa benzín s oktánovýum číslom 94, obsahujúci 55 aromatických uhľovodík-ov.l. Spôsob výroby motorových benzín-ov s vysokým oktánovým číslom zo zmesi vodíka a benzínových uhľovodíkov s molarnym pomerom vddík ohlovodíky 3 1 až B 1 vyznalčujúci sa tým, že sa uvedená zmes privedie do kontaktu jednak s reformovacíum a jednak s dealkani-zavčným katalyzátorom objejmovou rýchlosťou 0,5 h až 3 h pri teplote 280 až 530 °C a pri tlaku 2,5 až 5 MPa.i 2. Spôsob podľa bodu 1 vyznačujúci sa tým, že sa ako vdealkanizačný katalyzátor použije vysokokremíkatý zeolit s modulom S 102 ku Al 203 minimálne 10, s výhod-ou obsahujúci platínu, paladium, Irídlum, rénium,rödium, nikel, ko-balt, vvolfrám, cér, lantán alebo minimálne ich podvojné zmesi.3. Spôsob podľa bodov 1 a 2 vyznačujúvci sa týím, že sa dealkanizačný lkatalyzátor zmieša s reformovacím katalyzátorom mini Severografia, n. p závod 7, MostInálne v jednom tree-ktore alebo, že sa dealka-nilzzíčný katalyzátor umiestni vo forme vrstvy minimálne v jednom z reformovacích reaiktorov.4. Spôsolb podla bodov 1 a 2 vyznačujúci sa tým, že sa zmes vodíka s benzínovými uhlovodíkmi privedie do kontakt-u v separatnom alebo v separátnych reaktoroch s reformovacím katalyzátorom a v separátnom reaktore s dealkanizačsným katalyzátorom.5. Spôsob Ipodiľa bodov 1 až 4 vyznačujúci sa tým, že hmotnostný pomer dealkanizačného katalyzátora k ref-ormovaclemu katalyzátoru je .maximálne 1 2.6. Spôsob podľa bodov 1 až 5 vyznačujúci sa tým, že sa minimálne 20 hmotnostnýoh reformovaného» a deaíkanizovaného benzínu zbaví extrakciou aromatických uhľovodíkov a získaný ratinát sa spojí s dealkanizovalíým a reformovaným benzínom.

MPK / Značky

MPK: C10G 59/

Značky: výroby, motorových, vysokým, benzínov, oktánovým, spôsob, číslom

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-246429-sposob-vyroby-motorovych-benzinov-s-vysokym-oktanovym-cislom.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob výroby motorových benzínov s vysokým oktánovým číslom</a>

Podobne patenty