Базовая технология производства высококачественных моторных топлив из пиролизного масла

В НИИХТ завершены работы по созданию базовой технологии производства высококачественных моторных топлив из пиролизного масла (продукта переработки старых автомобильных шин).

Пиролизная технология переработки старых автомобильных шин получила широкое распространение в России. Оборудование для ее реализации вполне доступно и выпускается рядом производителей. Существует также достаточно большое число действующих производств по пиролизной переработке автопокрышек. Сдерживающим фактором дальнейшего распространения пиролизной технологии является относительно ограниченная область применения получаемых продуктов.

Одним из продуктов переработки шин является так называемое пиролизное масло, которое доступно на Российском рынке, а его стоимость колеблется в диапазоне от 8 до 12 тысяч рублей за тонну (на момент 11.01.2016). Пиролизное масло представляет собой темную жидкость, состоящую преимущественно из непредельных и ароматических углеводородов, имеет очень низкую вязкость и температуру застывания. Содержание топливных фракций с интервалом температур выкипания от 60 до 350^оС составляет 85%_об., при содержании до 47%_об.. бензиновой фракции с температурой кипения в пределах 60-200^оС.

Несмотря на хороший потенциал пиролизного масла в качестве сырья для получения высококачественных моторных топлив, в основном, ее использование ограничивается в качестве котельного топлива, т.е. по существу пиролизное масло рассматривается как альтернативное топливо для замены мазута, отработанного масла, дизельного печного топлива. Причина такого положения дел – невозможность получения товарных моторных топлив из пиролизного масла путем его простой разгонки на фракции.

Получаемые таким образом бензиновые и дизельные фракции не отвечают большинству требований, предъявляемых к товарным моторным топливам, и нуждаются в дальнейшей переработке. Невозможность переработки топливных дистиллятов пиролизного масла обусловлена отсутствием на рынке технологий, позволяющих осуществить их дальнейшую переработку в моторные топлива с приемлемыми экономическими показателями производства.

Причина несоответствия бензиновой фракции пиролизного масла товарным бензинам АИ92-АИ95 состоит в различии их химического состава. Несмотря на высокое октановое число пиролизной бензиновой фракции, соответствие фракционного состава, значения других показателей бензиновой фракции не соответствуют нормам на товарный бензин. Так, например, кроме превышенного содержания серы, содержание бензола составляет 12%, в то время как в топливе даже 2-го экологического класса (Евро-2) его содержание не должно превышать 5%, а для 3, 4 и 5-го экологических классов содержание бензола должно быть не более 1%.

Содержание ароматичесих углеводородов в бензиновой фракции также существенно завышено и составляет порядка 60%, в то время как их содержание для бензинов Евро4 и Евро 5 должно быть не более 35%. Помимо нарушения экологических норм, высокое содержание ароматических соединений в бензине приводит к образованию угольного нагара на свечах, что существенно снижает их ресурс.

Не соответствие дизельной фракции моторному дизельному топливу в основном состоит в значительном (часто на 1-4 порядка) превышении содержания серы и, вследствие, высокого содержания ароматических и непредельных углеводородов низкому цетановому числу (ЦЧ пиролизной дизельной фракции около 35).

Разработанная базовая технология переработки пиролизного масла в моторное топливо имеет несколько вариантов реализации, общими преимуществами которых являются нижеследующие:

• Высокая степень масштабируемости технологии, позволяющая создавать экономически рентабельные производства не только в условиях крупных заводов с производительностью по перерабатываемому пиролизному маслу в несколько десятков тонн в сутки, но и в условиях миниНПЗ и даже микроНПЗ, когда речь может идти о перерабатывающих установках мощностью, начиная от 0,1-0,5 тонн/сутки и более
• Возможность получения товарных топлив 5-го экологического класса
• В процессе переработки пиролизных фракций в моторные топлива отсутствуют процессы, требующие сосудов и аппаратов, работающих под высокими давлениями и при высоких температурах
• Установки компактны и могут быть поставлены в составе единого транспортируемого модуля
• В состав установки входят серийное оборудование, выпускаемое для химической промышленности

Технология базируется на ранее разработанных нами технологиях, описание которых представлено на сайте НИИХТ, а ключевыми процессами, лежащими в основе технологии, являются процессы низкотемпературного переалкилирования и неполного окисления, идущие по радикальному механизму в условиях сверхзвуковой паровой кавитации.

Ниже приводятся отличия упомянутых выше вариантов реализации разработанной базовой технологии переработки пиролизного масла:

• Вариант 1: Согласно первому варианту, все пиролизное масло перерабатывается в конечный продукт, при этом, для получения конечных продуктов не требуется иного сырья. Выход из 100% (по массе) пиролизного масла товарных продуктов: Бензин АИ92-95 - 41%; Дизельное топливо - 37%; Мазут М100 - 19%; Потери, не более - 1%; Энергетические затраты на преобразование топливных фракций в товарное моторные топлива 0,6кВт*ч/кг.
• Вариант 2: Отличие второго варианта от первого - более простое и менее дорогое оборудование для его реализации. Выходы товарных топлив в пересчете на пиролизное масло те же. Отличие состоит в том, что на стадии переалкилирования пиролизная бензиновая фракция смешивается с прямогонным бензином и подвергается дальнейшей совместной переработке.
• Вариант 3: Реализация третьего варианта позволяет получить до 12% дополнительного количества дизельного топлива и бензина путем переработки мазута. В этом случае конечными продуктами переработки пиролизного масла являются только бензин и дизельное топливо.