ЗАВИСИМОСТЬ УГЛЕВОДОРОДНОГО И ФРАКЦИОННОГО СОСТАВОВ ВЫСОКООКТАНОВЫХ БЕНЗИНОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРОЦЕССА, СПОСОБА МОДИФИЦИРОВАНИЯ И ДЛИТЕЛЬНОСТИ РАБОТЫ ЦЕОЛИТНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ
Аннотация
Методом газовой хроматографии определен групповой углеводородный и фракционный составы высокооктановых бензинов, образующихся в процессе облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти на цеолите типа MFI и цеолитных катализаторах, полученных на его основе постсинтетической щелочной обработкой и последующим модифицированием наноразмерным порошком никеля. Исследована зависимость группового углеводородного и фракционного составов высокооктановых бензинов от температуры процесса, способов модифицирования цеолитного катализатора и количества циклов «реакция – регенерация». Сделан сравнительный анализ катализатов на соответствие современным нормативным требованиям к автомобильным бензинам по углеводородному и фракционному составам. Установлено, что повышение температуры процесса значительно увеличивает образование ароматических углеводородов, содержание которых строго нормируется, поэтому для получения высокооктановых бензинов с требуемым углеводородным составом определен оптимальный температурный диапазон реакции. Показано, что щелочная обработка цеолита приводит к значительному снижению концентрации аренов в получаемых высокооктановых бензинах, а последующее введение в цеолит нанопорошка никеля позволяет еще и повысить содержание изоалканов, являющихся, как и арены, высокооктановыми компонентами, но, в отличие от них, не ограничиваемых нормативами. Определено, что переработка прямогонной бензиновой фракции нефти на цеолитных катализаторах во всем исследованном температурном интервале процесса способствует расширению фракционного состава образующихся катализатов. По всем показателями, кроме температуры конца кипения, полученные катализаты соответствуют летнему автомобильному бензину. На катализаторах после щелочной обработки и модифицирования нанопорошком никеля образуется большее количество легких фракций по сравнению с исходным цеолитом. Показано, что проведение циклов «реакция – регенерация» для никельсодержащего цеолитного катализатора практически не повлияло на групповой углеводородный и фракционный составы полученных бензинов, что свидетельствует о перспективности применения данного катализатора для длительных испытаний.
Для цитирования:
Величкина Л.М. Зависимость углеводородного и фракционного составов высокооктановых бензинов от температуры процесса, способа модифицирования и длительности работы цеолитных катализаторов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 58-66. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.2t.
Литература
Pankov D.A., Afananasiev V.Ya. Oil product market trends and forecasts. Probl. Ekonom. Yurid. Praktiki. 2020. V. 16. N 5. P. 28–34 (in Russian). DOI: 10.33693/2541-8025-2020-16-5-28-34.
Kapoguzov E.A., Chupin R.I., Kharlamova M.S. Scenarios for Russian petrochemical industry development under sanctions: forecast of automobile gasoline market based on the Bayesian approach. Vestn. Perm. Univ. Ser. Ekonomika. 2017. V. 12. N 3. P. 421–436 (in Russian). DOI: 10.17072/1994-9960-2017-3-421-436.
Nizamova G.Z., Gaifullina M.M. Korrelation and regression analysis of the automotive gasoline market. Vestn. UGNTU. Nauka, Obraz., Ekonom. Ser. Ekonom. 2021. V. 3. N 37. P. 35–44 (in Russian). DOI: 10.17122/2541-8904-2021-3-37-35-44.
Nizamova G.Z., Gaifullina M.M. Analysis of the Conjuncture of the Commodity Market of Automobile Gaso-line. Ekonom. Upravl.. Nauch.- Prakt. Zhurn. 2023. N 5. P. 38–43 (in Russian). DOI: 10.34773/EU.2023.5.7.
Safronov E.M., Bugaev E.S., Zuikov A.V., Ershov M.A., Kapustin V.M. Analysis of petroleum product production and consumption prospects in the Russian Federation. Mir Nefteprod.: Nauch.-Tekhn. Zhurn. 2023. N 1. P. 32–41 (in Russian). DOI: 10.32758/2782-3040-2023-0-1-32-41.
Minaeva I.A., Kazakova Z.A. Actual approaches to the production of modern highly environmentally friendly gasoline. Okhrana Truda Tekh. Bezopasn. Promyshl. Predpriyat. 2021. N 8. P. 67–73 (in Russian). DOI: 10.33920/pro-4-2108-11.
Safronov E.M., Ershov M.A., Savelenko V.D., Starostin A.A., Kapustin V.M. Highoctane components of motor gasolines as a solution to Russia’s fuel supply problems. Mir Nefteprod.: Nauch.-Tekhn. Zhurn. 2024. N 1. P. 40–52 (in Russian). DOI: 10.32758/2782-3040-2024-0-1-40-52.
Makhmudov M.Ja., Naubeev T.Kh., Dosnazarov A.B. Motor gasoline production that meets the environmental requirements of the European standart for benzene content. Zasch.Okr. Sredy Neftegaz. Komplekse. 2021. N 1. P. 42–45 (in Russian). DOI: 10.33285/2411-7013-2021-1(298)-42-45.
Smolenskaya N.M., Smolenskii V.V. Toxicity of Exhaust Gases in Gasoline Engines Powered with Compressed Natural Gas and Gasoline. Vestn. YuUrGU. Ser. Mashi-nostr. 2018. V. 18. N 4. P. 57–65 (in Russian). DOI: 10.14529/engin180406.
Yasashin V.A., Martynova E.I. Assessment of quality characteristics of oil and petroleum products. Oborud. Tekhnol. Neftegaz. Kompl. 2021. N 2. P. 35–42 (in Russian). DOI: 10.33285/1999-6934-2021-2(122)-35-42.
Erofeev V.I., Khomyakov I.S., Egorova L.A. Production of high-octane gasoline from straightrun gasoline on ZSM-5 modified zeolites. Theor. Found. Chem. Eng. 2014. V. 48. N 1. P. 71–76. DOI: 10.1134/S0040579514010023.
Altynov A.A., Bogdanov I.A., Belinskaya N.S., Popok E.V., Kirgina M.V. Production of automobile gasolines with stable gas condensate and of zeoforming prozess products as mixture components. Neftegaz. Delo. 2019. N 2. P. 217–242 (in Russian). DOI: 10.17122/ogbus-2019-2-217-242.
Barilchuk М., Rostanin N.N., Sergeeva K.A. Conversion of gasoline fractions into components of gasoline based on zeolite-containing catalysts. Ekspozitsiya Neft’ Gaz. 2024. N 2. P. 60–64 (in Russian). DOI: 10.24412/ 2076-6785-2024-2-60-64.
Kirgina M., Belinskaya N., Altynov A., Bogdanov I., Temirbolat A. Transformations of stable gas condensate hydrocarbons into high-octane gasoline components over ZSM-5 zeolite catalyst. J. Nat. Gas Sci. Eng. 2020. V. 84. P. 103605. DOI: 10.1016/j.jngse.2020.103605.
Velichkina L.M., Barbashin Y.Е., Vosmerikov А.V. Effect of alkaline treatment on physicochemical and cata-lytic properties of ZSM 5 zeolite during conversion of straight-run gasoline oil fraction. J. Sib. Fed. Univ. Chem. 2022. V. 15. N 4. P. 486–495 (in Russian). DOI: 10.17516/1998-2836-0311.
Sharifi K., Halladj R., Royaee S.J. An overview on the effects of metal promoters and acidity of ZSM-5 in per-formance of the aromatization of liquid hydrocarbons. Rev. Adv. Mater. Sci. 2020. V. 59. P. 188–206. DOI: 10.1515/rams-2020-0037.
Korobitsyna L.L., Velichkina L.M., Budaev Zh.B., Sholidodov M.R. Investigation of the influence of the method for obtaining zeolite of the structural type MFI on its catalytic activity in the processing of hydrocarbon raw materials. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 11. P. 50–57 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236611.4t.
Velichkina L.M., Barbashin Ya.E. The Influence of Postsynthetic Alkaline Treatment and Modification with Nickel Nanopowder on the Properties of a Zeolite Catalyst for Gasoline Upgrading. Chem. Sust. Dev. 2024. V. 32. N 2. P. 127–133. DOI: 10.15372/CSD2024539.
Velichkina L.M., Gerasimov E.Yu., Vosmerikov A.V. Study of the combined effect of postsynthetic alkaline treatment and nickel modification of MFI zeolite on the dynamics of its deactivation in the process of refining straightrun gasoline. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 8. P. 103–112 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246708.10t.
Kunin A.V., Ilyin A.A., Morozov L.N., Smirnov N.N., Nikiforova T.E., Prozorov D.A., Rumyantsev R.N., Af-ineevskiy A.V., Borisova O.A., Grishin I.S., Veres K.A., Kurnikova A.A., Gabrin V.A., Gordina N.E. Catalysts and adsorbents for conversion of natural gas, fertilizers production, purification of technological liquids. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 7. P. 132-150 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236607.6849j.
Sandan N.T., Saaya K.S., Mongush E.S. Influence of fuels and lubricants on the operation of ground transpor-tation and technological machines. Vestn. Tuvin. Gos. Univ. Tekhn. Fiz.-Mat. nauki. 2021. N 1. P. 32–42 (in Russian). DOI: 10.24411/2221-0458-2021-74-32-42.
Guzhin I.N., Prikazchikov M.S. Automotive gasoline fractional composition studies. Samara AgroVektor. 2022. V. 2. N 3. P. 29–34 (in Russian). DOI: 10.55170/2949353 6_2022_2_3_29.
Nikolaev V.F., Zalaltdinova N.D., Vyachkileva I.O., Fakhrutdinov R.Z., Abakumova O.O., Sulaiman B. Mapping technique for oil refining processes and prod-ucts. Fuel. 2022. V. 307. P. 121870. DOI: 10.1016/j.fuel.2021.121870.
Rakhimov M.N., Vildanov F.Sh., Farrakhov S.V., Yakupov M.M. Analysis of the heating value of high-octane components of motor gasolines. Baskir. Khim. Zhurn. 2023. V. 30. N 3. P. 91–96 (in Russian). DOI: 10.17122/bcj-2023-3-91-96.
Shatalov K.V. Practical guidance for implementation of procedure that determines octane number in gasoline. Yuzh.-Sib. Nauch. Vestn. 2022. N 2. P. 3–21 (in Russian). DOI: 10.25699/SSSB.2022.42.2.017.
Chernysheva E.A., Kozhevnikova Yu.V., Serdyukova E.Yu., Stolonogova T.I. The Research of Expanding of Сomponent Сomposition for Production of Gasoline. Tekhnol. Nefti Gaza. 2020. N 5. P. 11–17 (in Russian). DOI: 10.32935/1815-2600-2020-130-5-11-17.
GOST 32513-2013. Automotive fuels. Unleaded petrol. Specifications [Electronic resource]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200108179 (accessed 18.01.2024) (in Russian).
