ПОЛУЧЕНИЕ ЗИМНЕГО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ГИДРОИЗОМЕРИЗАЦИЕЙ ПРЯМОГОННОЙ ФРАКЦИИ

Каталитическая гидроизомеризация — современный процесс переработки прямой перегонки нефти, позволяющий получить зимнее дизельное топливо высокого качества. Технология основана на одновременном проведении двух последовательных стадий: гидродеалкилирования парафиновых углеводородов и последующей изомеризации образовавшихся промежуточных продуктов.

Основные понятия и терминология

Перед рассмотрением технологии получения зимнего дизтоплива методом каталитической гидроизомеризации целесообразно разобраться с некоторыми ключевыми терминами:

• Прямогонная фракция — продукт атмосферной перегонки нефти, состоящий преимущественно из насыщенных углеводородов нормального строения.
• Парафины — насыщенные углеводороды, содержащие длинные цепи атомов углерода (C18-C30), отличающиеся низкой температурой плавления и плохими низкотемпературными свойствами.
• Гидроизомеризация — химико-каталитический процесс, совмещающий реакции деалкилирования и изомеризации парафиновых углеводородов, при котором образуются изопарафины, имеющие лучшие низкотемпературные характеристики.

Физико-химические основы процесса

Метод гидроизомеризации основан на применении специально подобранных катализаторов, содержащих металлы платиновой группы и цеолиты. Процесс протекает при температуре порядка 300–400 °C и давлении водорода 5–10 МПа.

Химическая сущность гидроизомеризации заключается в следующей последовательности реакций:

1. Деалкилирование длинных цепей парафинов с образованием короткоцепочечных н-парафинов.
2. Последующая изомеризация коротких н-парафинов в изоалканы с разветвленной структурой.

Продукция, получаемая на выходе процесса, отличается хорошей текучестью при низких температурах, способностью сохранять подвижность при сильном холоде, что критично для зимней эксплуатации дизельных двигателей.

Требования к дизельному топливу зимой

Основное требование к зимнему дизельному топливу — низкий предел фильтруемости и температура застывания. Согласно ГОСТ Р 52368-2005, зимний сорт дизельного топлива должен иметь следующие характеристики:

• Температура помутнения — минус 26 °C;
• Предельная температура фильтруемости — минус 32 °C;
• Температура застывания — ниже минус 38 °C.

Данные требования сложно соблюсти с помощью традиционной технологии прямой перегонки, тогда как гидроизомеризация позволяет формировать продукты, соответствующие необходимым параметрам.

Преимущества гидроизомеризации

• Повышение цетанового числа (до 55 единиц), что обеспечивает лучшую воспламеняемость топлива.
• Устойчивость к окислению и сохранению первоначальных качеств в течение длительного периода хранения.
• Минимальная коррозионная активность готового продукта.
• Отсутствие ароматических углеводородов и полициклических соединений, являющихся источниками канцерогенов.

Текущие проблемы и перспективы

Технология гидроизомеризации развивается постепенно, сталкиваясь с проблемами стабилизации катализаторов и обеспечения достаточной глубины конверсии парафиновых углеводородов. Одним из перспективных путей преодоления трудностей является разработка композиционных катализаторов, сочетающих элементы благородных металлов и цеолитов с активными оксиды алюминия и кремния.

Дальнейшее исследование направлено на улучшение технико-экономических показателей процесса, сокращение капитальных и текущих затрат, увеличение срока службы катализаторов и углубленную автоматизацию всего процесса.

Выводы

Метод каталитической гидроизомеризации представляет собой перспективный способ получения качественного зимнего дизельного топлива, соответствующего современным требованиям стандартов качества и экологическим нормам. Дальнейшие исследования и внедрение данной технологии помогут существенно улучшить ситуацию с качеством зимних марок дизельного топлива и расширить ресурс базовых запасов нефти для нужд транспортного комплекса России.