Состав и способ смешивания бензинов на терминалах
Патент 2356935
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Состав и способ смешивания бензинов на терминалах
Изобретение относится к смешиванию конечных бензинов вне нефтеперерабатывающих заводов. Описаны способ получения на терминале бензина или смеси, не содержащей оксигената с повышенным октановым числом из равноценного обычного бензина или ВОВ, заключающийся в смешивании сезонной высокооктановой смеси терминала с равноценным бензином обычной марки или ВОВ, способ получения на терминале бензина или ВОВ с повышенным октановым числом из равноценного обычного бензина или ВОВ, включающий стадии: определение номинальных значений требуемых параметров летучести равноценного обычного бензина или ВОВ и приготовление высокооктановой смеси терминала с такими параметрами летучести, чтобы при смешивании с равноценным обычным бензином или равноценным обычным ВОВ с номинально необходимыми параметрами летучести, параметры летучести полученного бензина или ВОВ оказались близкими к параметрам летучести равноценного обычного бензина или равноценного обычного ВОВ, и описана композиция для смешивания на терминале бензина или ВОВ среднего или высшего качества с известным набором параметров летучести из равноценного обычного бензина или равноценного обычного ВОВ, представляющая собой поток смешанных углеводородов с октановым числом по меньшей мере 95, у которой по меньшей мере один параметр из давления паров по Рейду, Т10, T50, T90, V/L и индекса управляемости отвечает требованиям технических условий ASTM для конечного бензина или конечного ВОВ, которые получают из композиции. Технический результат - получение широкого набора конечных бензинов на терминале со сравнительно низким содержанием пиренов, нафталинов и ароматики. 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 21 табл.
Реферат
Область техники
Настоящее изобретение относится к смешиванию конечных бензинов вне нефтеперерабатывающих заводов. Более конкретно изобретение относится к смешиванию конечных бензинов или созданию запасов смесей для смешивания с оксигенатами из ограниченного числа компонентов, например, в условиях терминалов.
Уровень техники
Владельцы станций обслуживания часто хотели бы предложить клиентам выбор бензинов от обычных, среднего качества и до бензинов высшего качества. В большинстве случаев они предпочитают, чтобы бензин более высокого качества представлял собой патентованные смеси или по меньшей мере партии бензина улучшенного качества для обеспечения лучшей работы, пониженного выхлопа и экономии топлива. Однако экономика оптовой продажи не всегда позволяет предложить клиенту нужный ассортимент продуктов.
Исторически сложилось так, что когда нефтеперерабатывающий завод производил бензин высшего качества, продукт поступал в систему распределительных трубопроводов, которая позволяла доставлять патентованный бензин высшего качества к терминалу. Патентованный продукт хранился на терминале в отдельных резервуарах и доставлялся от терминала по требованию отдельных станций обслуживания.
В этом случае нефтеперерабатывающий завод должен иметь соответствующую мощность для производства патентованного бензина, платить за весь объем патентованного бензина, доставляемого на терминал, хранить весь объем бензина высшего качества на терминале для раздачи и доставлять патентованный бензин на станции обслуживания.
Плата за транспортировку конкретного патентованного бензина по трубопроводу может быть высокой. Каждое согласование между конкретным патентованным топливом и более типичным равноценным веществом затрудняет работу трубопроводов, требуя от операторов трубопроводов дополнительных усилий для транспортировки конкретного продукта. Помимо платы за трубопровод, которая пропорциональна объему конкретного продукта, часть конкретного продукта теряется в пограничных объемах вещества, которые отделяют патентованный продукт от обычного равноценного вещества, доставляемого по трубопроводу.
Кроме того, хранение в резервуарах на терминалах больших объемов патентованного бензина требует высоких капитальных и текущих затрат.
Более того, недавнее применение гигроскопичных оксигенатов в бензинах, таких как этанол, изменило историческую роль терминалов. Из-за сродства этанола к воде и возможности загрязнения водой и сопутствующей коррозии весьма желательно доставлять на терминал не конечный бензин, к которому еще надо добавлять этанол, и, таким образом, хранить этанол вне нефтеперерабатывающего завода и системы трубопроводов. Смешивание больших объемов патентованных продуктов на терминале также налагает на терминал дополнительные материальные и капитальные требования.
В то время как равноценные бензины высшего качества предлагают альтернативу указанным выше недостаткам, продажа равноценных топлив высшего качества часто может оказаться нежелательной с точки зрения маркетинга и производства по меньшей мере по двум причинам. Во-первых, конкурентное преимущество предоставления клиенту патентованного топлива и преимущества работы с ним теряются при продаже равноценного продукта. Во-вторых, качество равноценного продукта может не соответствовать тем преимуществам в качестве и обращении, которые заявляет поставщик.
Таким образом, хотя остается желательным предлагать потребителям бензина список патентованных и разнообразных топлив, необходимо минимизировать стоимость производства и продажи разных бензинов, предпочтительно с такими параметрами, как у равноценных бензинов среднего и высшего качества, и даже лучшими.
Сущность изобретения
Авторы установили, что широкий набор конечных бензинов можно получить на терминале или в другом месте после нефтеперерабатывающего завода, комбинируя равноценный обычный бензин или смесь, не содержащую оксигената, со второй, сезонной смесью на терминале.
Такой способ производства дифференцированных бензинов позволяет получать дифференцированные бензины среднего и высшего качества на терминале по требованию, а не в зависимости от доставки на терминал конечного бензина высшего качества или смесей, не содержащих оксигената («BOBs»), для хранения и последующего распределения. Изготовление бензинов среднего и высшего качества таким образом может значительно уменьшить объемы трубопроводов и материальные затраты и увеличить гибкость в предложении продуктов на терминале.
Способ также может уменьшить объем промежуточных потерь при доставке дифференцированных продуктов по трубопроводу по сравнению с доставкой обычного бензина или бензина высшего качества или BOBS.
В первом воплощении изобретения бензин или ВОВ с повышенным октановым числом готовят смешением на терминале сезонной высокооктановой смеси терминала с равноценным бензином обычной марки или ВОВ.
Использованный в описании термин «высокооктановая смесь терминала» или «HOBS» означает смесь с октановым числом (R+M)/2, равным 95 или больше, которую специально готовят для смешения на терминале с равноценным бензином обычной марки или равноценным ВОВ обычной марки из трубопровода или из другого источника равноценного материала.
Использованный термин «октановое число» означает отношение (R+M)/2, известное также как антидетонационный индекс (AKI), если моторное октановое число (М) и исследовательское моторное число (R) не определены по-другому.
Использованный в заявке термин «терминал» определяет терминалы для смешивания бензинов, а также любое другое место вне нефтеперерабатывающего завода, где бензин обычной марки или ВОВ можно смешать со вторым компонентом для получения продукта лучшего качества, например, с более высоким октановым числом, чем обычное вещество. Слово «терминал» не включает станцию обслуживания, где два компонента можно соединить в распределительном насосе.
Термин «равноценный обычной марки» в применении к бензину или смеси для смешивания с оксигенатом означает марку бензина или смеси из трубопровода или другого источника, который обычно используется, или ВОВ, который смешивают с конечным бензином обычной марки.
Термин «сезонный» в применении к высокооктановой смеси терминала означает смесь, полученную так, чтобы один или более параметров летучести попадали в интервал или пределы для бензина данного типа, установленные промышленными техническими условиями, например ASTM 4814, или местным, государственным или федеральным регулированием, например USEPA или the California Air Resources Board. Параметры летучести включают, но не ограничиваются ими, данные прямых измерений физических свойств, таких как давление паров по Рейду, характеристики перегонки топлива, например Т10, Т50 или Т90 или их комбинации, используемые для расчета индекса управляемости на основании Т10, Т50 или Т90, а также класс защиты от паровой пробки, определяемый по температуре, при которой отношение пар/жидкость (V/L) достигает максимального значения, например, по ASTM V/L 20. Так, например, топливо класса АА-2 по ASTM 4814, как показано ниже, имело бы сезонную температуру Т10 не больше 70°С, сезонное RVP не больше 54 килопаскаль (7,8 фунт/кв. дюйм), сезонно устанавливаемый индекс управляемости не больше 597°С и сезонное отношение V/L меньше 20 при 56°С.
Используемые термины «смесь для смешивания с оксигенатом», «смесь без оксигената» или «ВОВ» относятся к смеси, которая будучи смешанной с оксигенатом, образует конечный бензин (т.е. добавление оксигената является единственным объемно значимым добавлением углеводородного вещества, необходимого для получения конечного бензина).
Предпочтительно, чтобы все параметры летучести высокооктановой смеси были сезонными, например бензин ASTM 4814, у которого давление паров по Рейду, Т10,
Т50 или Т90, индекс управляемости и отношение V/L были установлены по сезону. Сезонность HOBS таким образом предполагает, что бензины обычной марки или BOBs разного состава можно смешивать с HOBS для получения бензина или ВОВ с повышенным октановым числом, благодаря чему этот продукт принадлежит к данному классу летучести по ASTM.
Во многих случаях бензины высшей марки, полученные таким образом, содержат пониженные концентрации потенциально вредных антраценов, пиренов и нафталинов по сравнению с равноценными бензинами высшей марки.
В другом воплощении настоящего изобретения получают на терминале бензин или ВОВ с повышенным октановым числом из равноценного бензина обычной марки или ВОВ путем определения номинальных значений необходимых параметров летучести равноценного бензина обычной марки или ВОВ и затем приготовления высокооктановой смеси терминала с такими параметрами летучести, которые при смешении с равноценным бензином обычной марки или ВОВ с номинальными необходимыми параметрами летучести образует бензин или ВОВ, которые попадают в требуемые пределы.
Этот способ позволяет нефтеперерабатывающему заводу допускать прогнозируемые отклонения от максимального или минимального значений концентраций компонентов в равноценном топливе обычной марки, состав которого остается относительно постоянным. Если параметры летучести равноценного бензина обычной марки точно не известны, то высокооктановую смесь терминала можно приготовить так, чтобы ее параметры летучести были сезонными (т.е. находились в пределах для данного класса бензина) для непрогнозируемых параметров, а летучесть HOBS изменялась в более широком диапазоне, что дает преимущество прогнозируемых параметров летучести равноценного базового топлива. Таким образом, при получении топлива, соответствующего стандарту ASTM, вплоть до пяти параметров HOBS - давление паров по Рейду, Т10, Т50, Т90, V/L и индекс управляемости - могут быть сезонными.
В еще одном воплощении данного изобретения предлагается состав для смешения на терминале бензина среднего качества или высшего качества или ВОВ с известным набором параметров летучести из равноценного бензина или бензина обычной марки. Состав представляет собой поток смеси углеводородов с октановым числом по меньшей мере 95 и набором параметров, включающих давление паров по Рейду, Т10,
Т50, Т90, V/L и индекс управляемости, которые соответствуют техническим условиям ASTM для конечного бензина, компоненты которого будут смешивать. Предпочтительно, чтобы состав имел по возможности высокое октановое число, например, по меньшей мере 95 и предпочтительно 100, более предпочтительно 105 и наиболее предпочтительно выше 110, для минимизации количества компонентов, которые нужно транспортировать, хранить и смешивать для получения нужного бензина среднего или высшего качества или ВОВ.
Состав обычно включает смешанный поток углеводородов после нефтепереработки, которые выбирают из группы, состоящей из тяжелых продуктов риформинга, изомерата, алкилата, легкой нафты каталитического крекинга (также называемой «легкой кат. нафтой» или «легкой каталитической нафтой»), толуола, легких продуктов риформинга, общих продуктов риформинга, бутана и их смесей.
Подробное описание изобретения
Примеры осуществления изобретения, приведенные подробно ниже, относятся к производству бензинов для продажи в США, на рынке, где требования к бензину установлены стандартными техническими условиями ASTM № D 4814-O1a, утвержденными некоторыми федеральными и государственными инструкциями.
Несмотря на то, что следующее описание специфично для бензинов марки ASTM D 4814, изобретение применимо для получения дифференцированных бензинов во всех случаях, когда необходимо выполнять коммерческие и контрольные требования.
Технические условия для бензинов по ASTM № D 4814-O1a изменяются в зависимости от числа параметров, влияющих на летучесть и горючесть бензина, таких как погода, сезон, географическое положение и высота над уровнем моря. По этой причине бензины, полученные согласно ASTM 4814, делятся на категории летучести АА, А, В, С, D и Е1 и категории класса защиты от паровой пробки 1, 2, 3, 4, 5 и 6, причем каждая категория имеет набор технических условий, определяющих отнесение бензина к соответствующему классу. Эти технические условия устанавливают также тесты на указанные параметры.
Например, бензин класса АА-2, приготовленный смешением для использования в летнее время в относительно теплом климате, должен иметь максимальное давление паров 54 кПа (7,8 фунт/кв.дюйм), максимальную температуру перегонки 10 об.% компонентов («Т10»), равную 70°С (158°F), температурный интервал для перегонки 50 об.% компонентов («T50») от 77 до 121°С (от 158 до 250°F), максимальную температуру перегонки 90 об.% компонентов («Т90»), равную 190°С (374°F), температуру конца перегонки 190°С (437°F), остаток перегонки максимум 2 об.%, «индекс управляемости», или «DI», максимально 597°С (1250°F), причем DI рассчитывают как 1,5 Т10 плюс 3,0 Т50 плюс Т90, и максимальное отношение пара к жидкости, равное 20 при температуре испытания 56°С (133°F).
В приведенной ниже таблице 1а указаны параметры летучести для каждого класса бензина от АА до Е, а в таблице 1b - параметры для класса защиты от паровой пробки от 1 до 6.
| Таблица 1a | |||||||
| Класс | Давл. пара макс. кПа (фунт/кв. дюйм) | Т10 макс. °C (°F) | T50 мин/макс. °С (°F) | Т90 макс. °С (°F) | Конеч. точка °C (°F) | Остаток после перегонки v/o | DI °C (°F) |
| АА | 54 (7.8) | 70 | 77 | 190 | 225 | 2.0 | 597 |
| (158) | (170) | (374) | (437) | (1250) | |||
| до 121 | |||||||
| (250) | |||||||
| А | 62 (9.0) | 70 | 77 | 190 | 225 | 2.0 | 597 |
| (158) | (170) | (374) | (437) | (1250) | |||
| до 121 | |||||||
| (250) | |||||||
| В | 69 | 65 | 77 | 190 | 225 | 2.0 | 591 |
| (10.0) | (149) | (170) | (374) | (437) | (1240) | ||
| до 118 | |||||||
| (245) | |||||||
| С | 79 | 60 | 77 | 185 | 225 | 2.0 | 586 |
| (11.5) | (140) | (170) | (365) | (437) | (1230) | ||
| до 116 | |||||||
| (240) | |||||||
| D | 93 | 55 | 66 | 185 | 225 | 2.0 | 580 |
| (13.5) | (131) | (150) | (365) | (437) | (1220) | ||
| до 113 | |||||||
| (235) | |||||||
| Е | 103 | 50 | 66 | 185 | 225 | 2.0 | 569 |
| (15.0) | (122) | (150) | (365) | (437) | (1200) | ||
| до 110 | |||||||
| (230) |
| Таблица 1b | ||
| Класс защиты от паровой пробки | Температура испытания °C (°F) | Отношение пар/жидкость (макс.) |
| 1 | 60 (140) | 20 |
| 2 | 56 (133) | 20 |
| 3 | 51 (124) | 20 |
| 4 | 47 (116) | 20 |
| 5 | 41 (105) | 20 |
| 6 | 35 (95) | 20 |
Кроме параметров летучести, установленных по ASTM 4814, бензины обычно должны иметь минимальное октановое число в насосе, обычно октановое число (R+M/2), равное 87, для «обычного» бензина и 91-93 для бензина «высшей марки». Во многих регионах нефтеперерабатывающие заводы могут предложить бензин «среднего качества» с октановым числом и качеством где-то между обычным и высшим качеством. Типичное октановое число для бензина среднего качества равно 89.
Авторы установили, что значительную экономию на перевозке и хранении бензина можно получить на терминале, обладающем компонентами для смешивания с относительно высоким октановым числом. Эту смесь смешивают с равноценным бензином обычной марки на терминале и получают по требованию бензин среднего или высшего качества, что уменьшает необходимость в хранении или наработке запасов этих конечных топлив или эквивалентных ВОВ.
Во многих случаях смешение высокооктановой смеси с равноценным бензином обычной марки приводит к удивительно малым количествам нежелательных примесей по сравнению с равноценным бензином высшей марки, что также выгодно потребителям.
К сожалению, способ смешения любого высокооктанового компонента нефтеперерабатывающего завода с равноценным бензином обычной марки не подходит для приготовления дифференцированных топлив среднего или высшего качества. Трудность заключается в природе обычных высокооктановых компонентов топлива и равноценного бензина обычной марки. Поскольку количество равноценного бензина обычной марки может изменяться в пределах, разрешенных ASTM 0-4812, многие высокооктановые компоненты топлива, даже если они имеются на терминале, нельзя использовать для получения высокооктанового продукта среднего или высшего качества, т.к. свойства получаемой смеси (конечного бензина) могут оказаться за пределами технических условий для конечного бензина, приведенных в ASTM D-4814.
Таким образом, данное изобретение предлагает способ получения сезонной высокооктановой смеси, которую можно перевозить в ограниченных объемах (по сравнению с эквивалентным объемом топлива высшего качества) и смешивать с равноценным бензином обычной марки с образованием топлива высшего или среднего качества, удовлетворяющего требованиям по летучести и октановому числу для данного сезона и данных рыночных условий.
Поскольку высокооктановая смесь является сезонной по летучести, ее можно смешивать в любом соотношении с равноценным бензином обычной марки, не изменяя параметров летучести конечного топлива. Поэтому сезонный компонент можно использовать для получения либо дифференцированного топлива среднего качества, либо топлива высшего качества в пределах параметров летучести, разрешенных ASTM, либо для получения приемлемого топлива с любым октановым числом от октанового числа для равноценного топлива до октанового числа сезонного компонента.
Высокооктановые потоки нефтеперерабатывающих заводов, которые согласно данному изобретению можно использовать для получения сезонных компонентов для смешивания, включают, но не ограничиваются ими, такие потоки, как легкая каталитическая нафта, изомераты, легкие, тяжелые и все продукты риформинга, толуол и алкилаты.
Примеры 1-4, приведенные ниже, иллюстрируют использование сезонных высокооктановых компонентов для смешивания в соответствии с данным изобретением для получения неоксигенированных бензинов высшего качества на терминале из равноценного бензина обычной марки. В примерах 1-4 потоками нефтеперерабатывающих заводов, использованными для получения высокооктановых компонентов для смешивания, являются бутан, смесь тяжелых продуктов риформинга и изомератов, алкилаты, легкая нафта каталитического крекинга и толуол.
Пример 1
В этом примере сезонную высокооктановую смесь (HOBS), состоящую из 1 об.% бутана, 69 об.% смеси тяжелых продуктов риформинга/изомерата и 30 об.% толуола, смешивают с равноценным неэтилированным бензином обычной марки (ULR) для получения бензина высшего качества класса АА.
Свойства смешанного потока продуктов риформинга/изомерата и равноценного бензина обычной марки представлены соответственно в таблицах 2 и 3. Свойства конечного бензина высшего качества представлены в таблице 4.
| Таблица 2Свойства высокооктановой смеси | |
| RON (октановое число) | 103.84 |
| MON (октановое число) | 93.29 |
| (R+М)/2 (октановое число) | 98.56 |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм/кПа) | 7.45/51.4 |
| Антрацены (м.д.) | 5 |
| Пирены (м.д.) | 5 |
| Нафталины (м.д.) | 26400 |
| Ароматические соединения (об.%) | 64.05 |
| Олефины (об.%) | 1.14 |
| Сера (м.д.) | 15.9 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 100.7/38.17 |
| Т10 (°F/°C) | 129.6/54.22 |
| Т30 (°F/°C) | 166.6/74.78 |
| T50 (°F/°C) | 207.0/97.22 |
| Т70 (°f/°c) | 269.5/131.94 |
| Т90 (°F/°C) | 360.8/182.67 |
| Конеч. темп. кипения (°F/°C) | 375.3/190.72 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1176/635.6 |
| Температура для V/L=20 (°F/°C) | 147/63.9 |
| Таблица 3Свойства равноценного бензина обычного качества | |
| RON (октановое число) | 911.6 |
| MON (октановое число) | 83.3 |
| (R+М)/2 (октановое число) | 87.0 |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм/кПа) | 7.73/53.3 |
| Антрацены | 20 |
| Пирены | 19 |
| Нафталины | 69300 |
| Ароматические соединения (об.%) | 29.3 |
| Олефины (об.%) | не определяли |
| Сера (м.д.) | 314 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 96.1/35.61 |
| Т10 (°F/°C) | 130.3/54.61 |
| Т30 (°F/°C) | 165.6/74.22 |
| T50 (°F/°C) | 216.2/102.33 |
| T70 (°F/°C) | 265.1/129.5 |
| Т90 (°F/°C) | 338.7/170.39 |
| Конеч. темп. кипения (°F/°C) | 408.2/209 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1183/639.4 |
| V/L=20 Температура (°F/°C) | 146/63.3 |
| Таблица 4Свойства бензина высшего качества (Пример 1) | |
| URL (об.%) | 49 |
| HOBS (об.%) | 51 |
| RON (октановое число) | Не определяли |
| MON (октановое число) | Не определяли |
| (R+М)/2 (октановое число) | 93 |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм /кПа) | 7.59/52.3 |
| Антрацены | 12 |
| Пирены | 12 |
| Нафталины | 47400 |
| Ароматические соединения (об.%) | 47 |
| Олефины (об.%) | Не определяли |
| Сера (м.д.) | 170 |
| Начальн. темп. кипения (°F/°C) | 98.4/136.89 |
| Т10 (°F/°C) | 129.9/54.39 |
| Т30 (°F/°C) | 266.1/74.5 |
| Т50 (°F/°C) | 211.5/199.72 |
| Т70 (°F/°C) | 267.3/130.72 |
| Т90 (°F/°C) | 350.0/199.67 |
| Конечн. темп. кипения (°F/°C) | 391.4/637.2 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1179/637.2 |
| V/L=20 Температура (°F/°C) | 146/63.3 |
Как видно из таблицы 2, сезонную высокооктановую смесь для смешивания готовят таким образом, что каждый из параметров: Т10, T50, Т90, RVP, V/L и индекса управляемости - находится в пределах технических условий ASTM 4814 для бензина класса АА-1. Это гарантирует, что после смешения с равноценным бензином обычной марки летучесть смешанного бензина высшего качества будет оставаться в рамках технических условий ASTM.
При использовании высокооктанового компонента для смешивания согласно настоящему изобретению со смесью терминала для приготовления бензина высшего качества требуется только половина объема трубопроводов по сравнению с объемом бензина высшего качества, который пришлось бы перевозить при его приготовлении на нефтеперерабатывающем заводе и доставке на терминал.
Подобным же образом количество неравноценного топлива, которое необходимо хранить на терминале, уменьшается примерно на 50% по сравнению с бензином высшего качества, и дальнейшие преимущества получаются благодаря смешиванию в трубопроводе высокооктанового компонента путем стендового смешения на терминале, когда требуется перевозить бензин высшего качества (т.е. нет необходимости запасать конечный бензин высшего качества).
Сравнительный пример 1
Сравнительный пример 1 иллюстрирует уменьшение количеств конденсированных ароматических соединений, особенно антраценов, пиренов и нафталинов, при приготовлении бензина высшего качества согласно настоящему изобретению.
Таблица 5 представляет данные о свойствах равноценного бензина высшего качества, продаваемого в Огайо и других штатах Среднего Запада под маркой «Супер 93». Полагают, что эти данные являются репрезентативными для многих равноценных бензинов высшего качества.
| Таблица 5Свойства равноценного неэтилированного бензина высшего качества | |
| RON (октановое число) | 98.3 |
| MON (октановое число) | 87.7 |
| (R+M)/2 (октановое число) | 93.0 |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм/кПа) | 9.27/163.9 |
| Антрацены | 580 |
| Пирены | 533 |
| Нафталины | 96949 |
| Ароматика (об.%) | не определяли |
| Олефины (об.%) | не определяли |
| Сера (м.д.) | не определяли |
| Начальная темп. кипения (°F/°C) | 85.3/29.61 |
| Т10 (°F/°C) | 127/52.78 |
| Т30 (°F/°C) | 182.8/83.78 |
| Т50 (°F/°C) | 232.4/111.33 |
| Т70 (°F/°C) | 266/130 |
| Т90 (°F/°C) | 329/165 |
| Конечная т-ра кипения (°F/°C) | 427.5/219.72 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | не определяли |
Как видно из сравнения относительных количеств антраценов, пиренов и нафталинов («PNAs») в таблице 5 и таблице 4, приготовление неэтилированного бензина высшего качества с использованием сезонного высокооктанового компонента для смешивания полученный бензин высшего качества содержит примерно в 50 раз меньше антраценов и пиренов и примерно половину нафталинов.
Учитывая известное вредное действие конденсированных ароматических соединений в топливе, можно видеть, что бензин высшего качества с превосходными качествами можно приготовить из равноценной неэтилированной смеси. Не обращаясь к теории, можно отметить, что повышенные величины PNAs в равноценном топливе высшей марки обусловлены более тяжелыми продуктами риформинга, использованными для приготовления топлива высшего качества, или повышенными концентрациями тяжелых продуктов риформинга, т.е. продуктов тех стадий, которые не нужны для приготовления равноценного топлива обычной марки.
Таким образом, использование высокооктановой смеси вместе с обычным топливом относительно среднего качества позволяет получить топливо удивительного и неожиданного качества при том, что смешивание имеет и ряд экономических преимуществ.
Пример 2
В примере 2 готовят вторую сезонную высокооктановую смесь и смешивают с обычным неэтилированным бензином примера 1 для получения неэтилированного бензина высшего качества. Компонент для смешивания представляет собой смесь 5% бутана, 30% тяжелых продуктов риформинга и 65% алкилатов; свойства компонента для смешивания приведены в таблице 6. Свойства бензина высшего качества, полученного смешиванием, приведены в таблице 7.
| Таблица 6Свойства высокооктановой смеси для смешивания | |
| RON (октановое число) | 99.12 |
| MON (октановое число) | 91.13 |
| (R+М)/2 (октановое число) | 95.12 |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм/кПа) | 7.36/50.7 |
| Антрацены | 10 |
| Пирены | 10 |
| Нафталины | 52400 |
| Ароматические соединения (об.%) | 30.06 |
| Олефины (об.%) | 2.79 |
| Сера (м.д.) | 10.6 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 94.1/34.5 |
| Т10 (°F/°C) | 120.7/49.27 |
| Т30 (°F/°C) | 174.7/79.27 |
| Т50 (°F/°C) | 233.9/112.16 |
| Т70 (°F/°C) | 301.7/149.83 |
| Т90 (°F/°C) | 356.1/180.05 |
| Конечн. темп. кипения (°F/°C) | 379.9/193.27 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1239/670.5 |
| V/L=20 Температура (°F/°C) | 150/65.5 |
| Таблица 7Свойства бензина высшего качества (пример 2) | |
| ULR (об.%) | 28 |
| HOBS (об.%) | 72 |
| RON (октановое число) | 99.12 |
| MON (октановое число) | 91.13 |
| (R+М)/2 (октановое число) | 95.12 |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм/кПа) | 7.36/50.7 |
| Антрацены | 10 |
| Пирены | 10 |
| Нафталины | 52400 |
| Ароматические соединения (об.%) | 30.06 |
| Олефины (об.%) | 2.79 |
| Сера (м.д.) | 10.6 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 94.1/34.5 |
| Т10 (°F/°C) | 120.7/49.27 |
| Т30 (°F/°C) | 174.7/79.27 |
| T50 (°F/°C) | 233.9/112.16 |
| Т70 (°F/°C) | 301.7/149.83 |
| Т90 (°F/°C) | 356.1/180.05 |
| Конеч. темп. кипения (°F/°C) | 379.9/193.27 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1239/670.5 |
| V/L=20 Температура (°F/°C) | 149/65 |
Как в примере 1, сезонную высокооктановую смесь готовят таким образом, чтобы каждый из параметров Т10, Т50, Т90, RVP, V/L и индекс управляемости находился в пределах технических условий ASTM 4814 для бензина класса АА-1.
Как и в примере 1, в примере 2 получают бензин высшего качества, отвечающий требованиям ASTM, из равноценного неэтилированного бензина. Хотя уменьшение объема составляет всего 1/3 по сравнению с 1/2 в примере 1, уменьшение на 30% представляет существенные преимущества с точки зрения перевозки и хранения по сравнению с перевозкой конечного бензина высшего качества. Более того, очевидны и неожиданные преимущества в виде низкого содержания пиренов, нафталинов и ароматики (PNA).
Пример 3
В примере 3 готовят третью сезонную высокооктановую смесь и смешивают с обычным неэтилированным бензином примера 1 с образованием неэтилированного бензина высшего качества. Добавляемый компонент для смешивания представляет собой смесь 6% бутана, 47% толуола и 47% алкилата, и свойства смеси представлены в таблице 8. Свойства полученного смешением бензина высшего качества представлены в таблице 9.
| Таблица 8Свойства высокооктановой смеси (пример 3) | |
| RON (октановое число) | 106.16 |
| MON (октановое число) | 95.87 |
| (R+М)/2 (октановое число) | 101.02 |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм/кПа) | 7.49/51.6 |
| Антрацены | 700 |
| Пирены | 700 |
| Нафталины | 29100 |
| Ароматические соединения (об.%) | 47.4 |
| Олефины (об.%) | 2.4 |
| Сера (м.д.) | 7 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 98.6/37 |
| Т10 (°F/°C) | 138.2/59 |
| Т30 (°F/°C) | 198.3/92.38 |
| Т50 (°F/°C) | 216.4/102.4 |
| Т70 (°F/°C) | 223.4/106.3 |
| Т90 (°F/°C) | 236.0/113.3 |
| Конеч. темп. кипения (°F/°C) | 324.5/162.5 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1092/588.8 |
| V/L=20 Температура (°F/°С) | 153/67.2 |
| Таблица 9Свойства бензина высшего качества (пример 3) | |
| ULR (об.%) | 60 |
| HOBS (об.%) | 40 |
| RON (октановое число) | не определяли |
| MON (октановое число) | не определяли |
| (R+М)/2 (октановое число) | 93 |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм/кПа) | 7.63/52.6 |
| Антрацены | 15 |
| Пирены | 15 |
| Нафталины | 53200 |
| Ароматические соединения (об.%) | 36.5 |
| Олефины (об.%) | не определяли |
| Сера (м.д.) | 201 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 97.8/36.5 |
| Т10 (°F/°C) | 136.0/57.7 |
| Т30 (°F/°C) | 179.3/81.83 |
| T50 (°F/°C) | 215.6/102 |
| T70 (°F/°C) | 245.0/118.3 |
| Т90 (°F/°C) | 298.5/148.05 |
| Конеч. темп. кипения (°F/°C) | 389.2/198.4 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1149/620.5 |
| V/L=20 Температура (°F/°C) | 149/65 |
Как в примерах 1 и 2, в примере 3 получают бензин высшего качества, отвечающий требованиям ASTM, из равноценного неэтилированного бензина, уменьшение объема составляет примерно 60%, и получают неэтилированный бензин высшего качества со сравнительно низким содержанием пиренов, нафталинов и ароматики (PNA).
Пример 4
В еще одном примере 4 готовят сезонную высокооктановую смесь и смешивают с обычным неэтилированным бензином примера 1, получая неэтилированный бензин высшего качества. Добавляемый компонент для смешивания представляет собой смесь 2% бутана, 48% толуола и 50% легкой каталитической нафты; свойства смеси представлены в таблице 10. Свойства полученного смешением бензина высшего качества представлены в таблице 11.
| Таблица 10Свойства высокооктановой смеси (пример 4) | |
| RON (октановое число) | 104.32 |
| MON (октановое число) | 91.42 |
| (R+М)/2 (октановое число) | 97.87 |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм/кПа) | 7.57/52.2 |
| Антрацены | 12 |
| Пирены | 13 |
| Нафталины | 43100 |
| Ароматические соединения (об.%) | 52.3 |
| Олефины (об.%) | 25.2 |
| Сера (м.д.) | 139 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 98.3/36.83 |
| Т10 (°F/°C) | 130.4/54.6 |
| Т30 (°F/°C) | 172.1/77.83 |
| T50 (°F/°C) | 209.5/98.61 |
| Т70 (°F/°C) | 230.6/110.3 |
| Т90 (°F/°C) | 237.3/114.05 |
| Конеч. темп. кипения (°F/°C) | 303.4/150.7 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1061/571.6 |
| V/L=20 Температура (°F/°C) | 147/63.8 |
| Таблица 11Свойства бензина высшего качества (пример 4) | |
| ULR (об.%) | 50 |
| HOBS (об.%) | 50 |
| RON (октановое число) | не определяли |
| MON (октановое число) | не определяли |
| (R+М)/2 (октановое число) | 93 |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм/кПа) | 7.65/52.7 |
| Антрацены | 16 |
| Пирены | 16 |
| Нафталины | 56200 |
| Ароматические соединения (об.%) | 40.8 |
| Олефины (об.%) | не определяли |
| Сера (м.д.) | 235 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 98.9/37.16 |
| Т10 (°F/°C) | 135.8/57.6 |
| Т30 (°F/°C) | 170.3/76.83 |
| Т50 (°F/°C) | 211.8/99.8 |
| Т70 (°F/°C) | 242.7/117.05 |
| Т90 (°F/°C) | 286.5/141.38 |
| Конеч. темп. кипения (°F/°C) | 383.4/195.2 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1126/607.7 |
| V/L=20 Температура (°F/°C) | 147/63.8 |
Как и в предыдущих примерах, из сезонной высокооктановой смеси и равноценного обычного неэтилированного бензина получают топливо высшего качества по требованиям ASTM при существенном уменьшении объема и низком содержании PNAs.
Примеры 5-8
Примеры 5-8 иллюстрируют получение бензина класса Е-5 согласно данному изобретению. Свойства высокооктановой композиции, свойства высокооктановой смеси и свойства полученного смешением бензина суммированы в таблице 12 (составы по компонентам HOBS), в таблице 13 (свойства компонентов HOBS) и в таблице 14 (свойства смешанного бензина). В каждом случае результаты рассчитаны для равноценного обычного неэтилированного бензина, использованного в примере 1.
| Таблица 12Композиции из компонентов HOBS (примеры 5-8) | ||||
| Поток нефтеперераб. завода | Пример 5 | Пример 6 | Пример 7 | Пример 8 |
| Бутан | 12 | 17 | 17 | 13 |
| Тяжелые продукты риформинга + изомераты | 72 | |||
| Тяжелые продукты риформинга | 30 | |||
| Алкилат | 53 | 41,5 | ||
| Толуол | 16 | 41,5 | 37 | |
| Легкая каталитич. нафта | 50 |
| Таблица 13Свойства высокооктановой смеси (примеры 5-8) | ||||
| Параметр | Пример 5 | Пример 6 | Пример 7 | Пример 8 |
| RON (октановое число) | 99.9 | 98.5 | 104.42 | 101.43 |
| MON (октановое число) | 89.39 | 90.07 | 94.28 | 89.05 |
| (R+М)/2 (октановое число) | 94. 64 | 94.29 | 99.25 | 95.24 |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм/кПа) | 14.76/101.8 | 14.78/101.9 | 14.4/99.3 | 14.66/101.1 |
| Антрацены | 4 | 8 | 6 | 11 |
| Пирены | 5 | 8 | 6 | 13 |
| Нафталины | 19,900 | 48,400 | 34,500 | 37,600 |
| Ароматические соединения (об.%) | 51.8 | 29.8 | 41.9 | 41.4 |
| Олефины (об.%) | 0. 96 | 2.4 | 2.1 | 25.1 |
| Сера (м.д.) | 17 | 8.8 | 6.2 | 139 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 77.1/25.05 | 68.6/20.3 | 74.5/23.61 | 76.9/24.94 |
| T10 (°F/°C) | 88.1/31.16 | 86.5/30.27 | 102.4/39.1 | 95.3/35.16 |
| Т30 (°F/°C) | 138.0/58.8 | 140.0/60 | 160.6/71.4 | 139.7/59.83 |
| Т50 (°F/°C) | 185.5/85.27 | 230.1/110.05 | 215.9/102.16 | 182.7/83.72 |
| Т70 (°F/°C) | 258.5/125.83 | 310.3/154.61 | 235.6/113.11 | 220.4/104.6 |
| Т90 (°F/°C) |