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.
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 2 Свойства 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 3 Свойства 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 4 Свойства 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 5 Свойства 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 6 Свойства 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 7 Свойства 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 8 Свойства 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 9 Свойства 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 10 Свойства 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 11 Свойства 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 12 Композиции 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 13 Свойства 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) | 364.5/184.72 | 361.7/183.16 | 238.7/114.83 | 239.9/115.5 |
| Конечн. темп. кипения (°F/°C) | 381.2/184.72 | 377.6/192 | 316.3/157.94 | 305.9/152.16 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1053/567.2 | 1182/638.8 | 1040/560 | 931/499.4 |
| V/L=20 Температура (°F/°C) | 106/41.1 | 112/44.4 | 116/46.6 | 108/42.2 |
| Таблица 14 Свойства бензина высшего качества (примеры 5-8) |
|||||
| Параметр | ULR | Пример 5 | Пример 6 | Пример 7 | Пример 8 |
| ULR (об.%) | 100 | 24 | 20 | 56 | 33 |
| HOBS (об.%) | 0 | 76 | 80 | 44 | 67 |
| RON (октановое число) | 93.6 | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли |
| MON (октановое число) | 81.9 | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли |
| (R+М)/2 (октановое число) | 93 | 93 | 93 | 93 | |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм/кПа) | 14.75/101.7 | 14.76/101.8 | 14.77/101.83 | 14.6/100.7 | 14.69/101.3 |
| Антрацены | 9 | 5 | 8 | 8 | 10 |
| Пирены | 10 | 6 | 8 | 8 | 12 |
| Нафталины (м.д.) | 29,800 | 22,300 | 44,700 | 31,900 | 35,000 |
| Ароматич. соединения (об.%) | 35.6 | 47.9 | 31 | 38.4 | 39.5 |
| Олефины (об.%) | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли |
| Сера (м.д.) | 251 | 73 | 57 | 143 | 17 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 80.1/26.72 | 77.8/25.4 | 70.9/21.61 | 87.0/30.5 | 79.4/26.3 |
| Т10 (°F/°C) | 100.8/38.2 | 91.1/32.83 | 89.3/31.83 | 103.4/39.6 | 102.3/39.05 |
| Т30 (°F/°C) | 149.6/65.3 | 140.8/60.4 | 141.9/61.05 | 154.8/68.2 | 144.2/ 62.3 |
| Т50 (°F/°C) | 201.5/94.16 | 189.3/87.38 | 224.4/106.8 | 207.1/97.27 | 187.6/86.4 |
| Т70 (°F/°C) | 256.7/124.83 | 258.1/125.61 | 299.6/148.6 | 243.3/117.38 | 225.7/107.61 |
| Т90 (°F/°C) | 333.6/167.5 | 357.1/180.61 | 356.1/180.05 | 295.4/146.3 | 272.7/133.72 |
| Конечн. темп. кипения (°F/°C) | 403.1/206.16 | 386.5/196.94 | 382.7/194.83 | 378.0/192.2 | 366.8/186 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1089/587.2 | 1062/572.2 | 1163/628.3 | 1072/577.7 | 989/531.6 |
| Температура V/L=20 (°F/°C) | 112/44.4 | 11/43.8 | 112/44.4 | 114/45.5 | 110/43.3 |
Как видно из сравнения свойств высокооктановой смеси для смешивания в таблице 13 с требованиями по летучести для класса Е-5 в таблице 1, у каждой высокооктановой смеси, использованной в примерах 5-8, параметры перегонки отвечают требованиям к бензину класса Е. Объединение этих компонентов для смешения с равноценным обычным бензином дает конечный бензин класса Е-5 с октановым числом, достаточным для бензина высшего качества, с пониженным содержанием пиренов, нафталинов и антраценов по сравнению с номинальными ожидаемыми содержаниями этих соединений в равноценном топливе высшего качества. Кроме того, высококачественные топлива можно приготовить перекачиванием значительно меньших объемов (от 20 до 54%) топлива по трубопроводам, что позволит сэкономить на транспортировке.
Преимущества приготовления топлив высшего качества на терминале проявляются даже более четко при производстве топлив среднего качества. Поскольку повышение октанового числа от значения для равноценного обычного неэтилированного топлива до октанового числа топлива среднего качества (примерно 89) существенно меньше, чем необходимое повышение до октанового числа 93, как у топлива высшего качества, то количество высокооктанового компонента для смешения, необходимое для получения топлива среднего качества, заметно меньше для данной композиции HOBS.
Более того, поскольку бензины как среднего качества, так и высшего качества можно приготовить из тех же сезонных HOBS, терминал располагает значительной гибкостью в регулировании необходимых объемов для каждой марки бензина.
Примеры топлив среднего качества класса АА-1 и класса Е-5, приготовленных с использованием таких же высокооктановых компонентов для смешивания и равноценного обычного неэтилированного бензина, использованного в примерах 1-8 (см. выше), приведены в примерах 9-16. Поскольку HOBS те же, представлены только данные о параметрах конечных композиций топлива в таблице 15 (примеры 9-12 для класса АА-1) и таблице 16 (примеры 13-16 для класса Е-5).
| Таблица 15 Свойства бензина среднего качества (примеры 9-12. Класс АА-1) |
|||||
| Параметр | ULR | Пример 9 | Пример 10 | Пример 11 | Пример 12 |
| ULR (об.%) | 100 | 86 | 80 | 89 | 87 |
| HOBS (об.%) | 0 | 76 | 80 | 44 | 67 |
| RON (октановое число) | 91.6 | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли |
| MON (октановое число) | 83.3 | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли |
| (R+М)/2 (октановое число) | 89 | 89 | 89 | 89 | |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв.дюйм/кПа) | 77.3/153.3 | 7.56/152.1 | 7.66/152.8 | 7.7/153.1 | 7.71/153.2 |
| Антрацены (м. д.) | 20 | 17.9 | 18 | 18.57 | 18.96 |
| Пирены (м.д.) | 19 | 17.04 | 17.20 | 17.68 | 18.22 |
| Нафталины (м.д.) | 69300 | 63294 | 65920 | 64878 | 65894 |
| Ароматические соединения (об.%) | 29.3 | 34.2 | 29.4 | 31.3 | 32.3 |
| Олефины (об.%) | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли |
| Сера (м.д.) | 314 | 273 | 253 | 280 | 291 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 96.11/35. 61 | 100.41/38 | 95.8/35.4 | 96.31/35.72 | 96.81/36 |
| Т10 (°F/°C) | 130.3/54.61 | 133.41/56.3 | 128.9/53.83 | 130,0/54.94 | 131.7/55.38 |
| Т30 (°F/°C) | 165.6/74.2 | 173.3/78.5 | 166.9/74.94 | 167.11/75.05 | 166.8/74.8 |
| T50 (°F/°C) | 216.21/102.3 | 222.72/105.94 | 218.71/103.72 | 216.1/102.27 | 215.0/101.6 |
| Т70 (°F/°C) | 265.1/129.5 | 272.5/133.61 | 270.31/132.38 | 262.9/128.27 | 259.2/126.22 |
| Т90 (°F/°C) | 338.7/170.38 | 354.0/178.8 | 341.11/171.72 | 334.2/167.8 | 325.11/162.83 |
| Конеч. темп. кипения (°F/°C) | 408.2/209 | 403.21/206.2 | 404.1/206.72 | 406.1/207.83 | 401.8/205.4 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1183/639.4 | 1222/661.1 | 11911/643.8 | 11791/637.2 | 11681/631.1 |
| V/L=20 Температура (°F/°C) | 146/63.3 | 149/65 | 147/63.8 | 147/63.8 | 146/63.3 |
| Таблица 16 Свойства бензинов среднего качества (примеры 13-16. Класс Е-5) |
|||||
| Параметр | ULR | Пример 13 | Пример 14 | Пример 15 | Пример 16 |
| ULR (об.%) | 100 | 82 | 81 | 90 | 85 |
| HOBS (об.%) | 0 | 18 | 19 | 10 | 15 |
| RON (октановое число) | 93.6 | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли |
| MON (октановое число) | 81. 9 | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли |
| (R+М)/2 (октановое число) | 89 | 89 | 89 | 89 | |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв.дюйм/кПа) | 14.75/ 101.7 | 14.77/ 101.83 | 14.77/ 101.83 | 14.72/ 101.5 | 14.74/ 101.6 |
| Антрацены (м.д.) | 9 | 8.1 | 8.8 | 8.7 | 9.3 |
| Пирены (м.д.) | 10 | 9.1 | 9.6 | 9.6 | 10.5 |
| Нафталины (м.д.) | 29800 | 28018 | 33334 | 30270 | 30970 |
| Ароматические соединения (об.%) | 35.6 | 38.5 | 34.5 | 36.2 | 36.5 |
| Олефины (об.%) | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли |
| Сера (м.д.) | 251 | 209 | 205 | 227 | 225 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 80.1/26.72 | 78.01/25.5 | 77.91/25.5 | 79.61/26.4 | 79.91/26. 61 |
| Т10 (°F/°C) | 98.11/36.72 | 98.0/36.6 | 98.0/39.6 | 103,4/39.6 | 101.1/38.38 |
| Т30 (°F/°C) | 149.6/65.3 | 147.8/64.3 | 147.7/64.27 | 150.7/65.94 | 148.31/64.61 |
| Т50 (°F/°C) | 201.5/94.16 | 206.6/97 | 206.91/97.16 | 202.81/94.8 | 198.4/92.4 |
| Т70 (°F/°C) | 256.7/124.83 | 266.4/130.2 | 266.9/130.5 | 253.7/123.16 | 249.8/121 |
| Т90 (°F/°C) | 333.61/167.5 | 338.7/170.38 | 338.9/170.5 | 324.9/162.72 | 320.0/160 |
| Конечн. темп. кипения (°F/°C) | 403.11/206.16 | 398.5/203.61 | 398.3/203.5 | 397.41/203 | 395.1/201.72 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1089/587.2 | 1106/596.6 | 1107/597.2 | 1085/585 | 1067/1575 |
| V/L=20 Температура (°F/°C) | 112/44.4 | 112/44.4 | 112/44.4 | 112/44.4 | 111/43.8 |
Примеры 9-16 показывают, что нефтеперерабатывающий завод может производить бензин среднего качества, отвечающий требованиям ASTM, из сезонной высокооктановой смеси для смешения и равноценного обычного бензина. В этих случаях объемные требования к топливу, используемому для разбавления равноценного обычного неэтилированного бензина, обычно заключаются в том, чтобы оно составляло порядка 10-15 об.% от объема конечного топлива.
Изобретение можно также использовать для получения оксигенированных топлив, таких как топлива, содержащие этанол, как показано в приведенных ниже примерах 17-20. В этих примерах смеси классов АА и Е высшего и среднего качества для смешивания с оксигенатами («BOBs») готовят здесь же на терминале для смешивания с образованием конечного оксигенированного бензина.
Смеси ВОВ, подготовленные для смешивания с этанолом, обычно должны иметь более низкое давление паров по Рейду (RVP), чем конечный бензин, из-за сравнительно более высокого значения RVP добавляемого этанола. Следует отметить, что в некоторых случаях можно отказаться от ограничений от управления по охране окружающей среды (ЕРА) и снизить, где это возможно, давление RVP на величину порядка 1 фунт/кв. дюйм с тем, чтобы использовать преимущества соответствующего установления RVP для смесей ВОВ.
К счастью, этанол позволяет получить относительно высокое октановое число. Это означает, что к BOBs, приготовленным для смешивания с этанолом, предъявляются более низкие требования по октановому числу, чем к конечному топливу.
К реформулированным бензинам обычно добавляют 10 об.% этанола. Давление RVP и требования по октановому числу для BOB'S в случае обычного бензина, бензина среднего и высшего качества с 10 об.% этанола классов АА и Е представлены в таблице 17.
| Таблица 17 Типичные требования к ВОВ для смеси с 10% этанола |
|||
| Тип топлива | Октановое число (R+М)/2 | RVP макс. (фунт/кв. дюйм/кПа) класс АА | RVP макс. (фунт/кв. дюйм/кПа) класс Е |
| Обычный неэтилированный | 83,8 | 5,9/47,0 | 14,3/98,6 |
| Среднего качества неэтилированный | 86,7 | 5,9/47,0 | 14,3/98,6 |
| Высшего качества класс АА | 90,3 | 5,9/47,0 | 14,3/98,6 |
| Высшего качества класс Е | 90,8 | 5,9/47,0 | 14,3/98,6 |
Примеры 17-20
Примеры 17-20 иллюстрируют смешивание BOB'S для бензинов высшего и среднего качества классов АА и Е согласно настоящему изобретению. В каждом случае составы высокооктановых компонентов для смешивания приведены в таблице 18. Примеры 17 и 19 показывают смешивание ВОВ для получения бензинов высшего и среднего качества класса АА соответственно, а примеры 18 и 20 иллюстрируют смешивание ВОВ для получения бензинов высшего и среднего качества класса Е.
| Таблица 18 Композиции из компонентов HOBS |
||
| Поток нефтеперераб. завода | Примеры 17 и 19 (класс АА) | Примеры 18 и 20 (класс Е) |
| Бутан | 1 | 14 |
| Тяжелые продукты риформинга + изомераты | 17,25 | 18, 0 |
| Тяжелые продукты риформинга | 7,5 | 7,5 |
| Алкилат | 30,5 | 25 |
| Толуол | 31,5 | 23 |
| Легкая каталитич. нафта | 12,5 | 12,5 |
Свойства соответственных высокооктановых смесей для смешивания приведены в таблице 19 и свойства конечных ВОВ приведены в таблице 20.
| Таблица 19 Свойства высокооктановой смеси ВОВ |
||
| Параметр | Примеры 17 и 19 (класс АА) | Примеры 18 и 20 (класс Е) |
| RON (октановое число) | 103.5 | 101.0 |
| MON (октановое число) | 93.0 | 90.7 |
| (R+М)/2 (октановое число) | 98.3 | 95.9 |
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм /кПа) | 5.82/40.1 | 14.2/97.9 |
| Антрацены (м.д.) | 8 | 8 |
| Пирены (м.д.) | 9 | 8 |
| Нафталины (м.д.) | 41.065 | 35.245 |
| Ароматические соединения (об.%) | 48.5 | 40.1 |
| Олефины (об.%) | 8.0 | 7.7 |
| Сера (м.д.) | 43 | 43 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 102.7/39.27 | 71.1/21.72 |
| Т10 (°F/°C) | 88.1/31.16 | 86.5/30.27 |
| Т30 (°F/°C) | 134.7/57.05 | 91.5/33.05 |
| T50 (°F/°C) | 218.9/103.83 | 200.9/93.83 |
| Т70 (°F/°C) | 241.31/116.27 | 238.61/114.7 |
| Т90 (°F/°C) | 335.81/168.7 | 342.41/172.4 |
| Конечн. темп. кипения (°F/°C) | 372.7/189.27 | 373.9/189.94 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 11941/645.5 | 1082/583.3 |
| V/L=20 Температура (°F/°C) | не определяли | не определяли |
| Таблица 20 Свойства BOB для смеси с 10 об.% этанола (примеры 17-20) |
||||||
| Параметр | Примеры 17 и 19 (ULR класс АА) | Примеры 18 и 20 (ULR класс Е) | Пример 17 (класс АА высшего качества) | Пример 18 (класс Е высшего качества) | Пример 19 (класс АА среднего качества) | Пример 20 (класс Е среднего качества) |
| ULR (об.%) | 100 | 100 | 57 | 48 | 81 | 77 |
| HOBS (об.%) | 0 | 0 | 43 | 52 | 19 | 23 |
| RON (октановое число) | 88. 1 | 88.5 | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли |
| MON (октановое число) | 79.6 | 79.2 | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли |
| (R+М)/2 (октановое число) | 90.3 | 90.3 | 86.7 | 86.7 | ||
| Упругость пара по Рейду (RVP) (фунт/кв. дюйм/кПа) | 5.69/39.2 | 14.2/97.9 | 5.75/39.6 | 14.2/97.9 | 5.72/39.4 | 14.2/97.9 |
| Антрацены (м. д.) | 6 | 7 | 7 | 7 | 6 | 7 |
| Пирены (м.д.) | 6 | 9 | 7 | 8 | 6 | 8 |
| Нафталины (м. д.) | 35626 | 32501 | 37965 | 29584 | 36645 | 326191 |
| Ароматические соединения (об.%) | 36.2 | 26.3 | 41.5 | 33.8 | 38.5 | 29.6 |
| Олефины (об.%) | 2.32 | 2.22 | не определяли | 5.0 | не определяли | 3.5 |
| Сера (м.д.) | 114 | 211 | 84 | 124 | 103 | 172 |
| Нач. темп. кипения (°F/°C) | 116.7/47.05 | 80.6/27 | 110.7/43.72 | 76.1/24.5 | 114.1/45. 61 | 78.7/25.94 |
| Т10 (°F/°C) | 145.9/63.27 | 103.2/39.5 | 141.0/60.5 | 97.1/36.16 | 143.7/82.4 | 100.5/64.4 |
| Т30 (°F/°C) | 180.7/82.61 | 149.8/65.4 | 179.9/82.16 | 145.7/63.16 | 180.4/82.4 | 148.0/64.4 |
| Т50 (°F/°C) | 225.4/107.4 | 194.1/90.05 | 222.6/105.8 | 197.6/92 | 224.2/106.7 | 195.6/90.8 |
| Т70 (°F/°C) | 294.0/145.5 | 238.7/114.83 | 271.3/132.94 | 238.7/114.83 | 284.0/140 | 238.6/114.7 |
| Т90 (°F/°C) | 346.4/174.6 | 318.3/159.05 | 341.8/172.11 | 330.1/165.61 | 344.3/173.5 | 323.9/162.16 |
| Конечн. темп. кипения (°F/°C) | 390.6/199.2 | 393.6/20.88 | 382.9/194.94 | 383.3/195.16 | 387.2/197.3 | 389.0/198.3 |
| Индекс управляемости (°F/°C) | 1241/671.6 | 1055/568.3 | 1221/660.5 | 1069/576.1 | 1232/666. 6 | 1061/571. 6 |
| V/L=20 Температура (°F/°C) | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли | не определяли |
Как видно из примеров 17-20, применение изобретения для смешивания высокооктановых компонентов с равноценной обычной смесью для смешивания с оксигенатами дает также ряд преимуществ для конечных топлив. Эти преимущества включают:
1) существенное уменьшение количества вещества, которое необходимо доставлять к терминалу для получения нужного объема бензина высшего качества;
2) соответственное уменьшение емкостей для хранения на терминале;
3) гибкость, дающая возможность использовать тот же дополнительный компонент для получения топлива как среднего, так и высшего качества по требованию; и
4) возможность получения топлива высшего качества с низким содержанием пиренов, нафталинов и антраценов из обычного этилированного бензина или BOB'S.
Несмотря на то, что в приведенных примерах применялись высокооктановые смеси на терминале с параметрами Т10, Т50, Т90, RVP, V/L и индекс управляемости в пределах требований по летучести для данного класса бензина, следует подчеркнуть, что HOBS не должен отвечать каждому параметру летучести по требованиям инструкции, закона или стандарта для конечного бензина. В соответствии с настоящим изобретением необходимо только приготовить HOBS для использования на терминале с минимум одним параметром летучести из указанных для данного бензина, чтобы конечный бензин отвечал всем параметрам по летучести для бензина этого класса. Тем не менее предпочтительно иметь возможность удовлетворить по возможности большинство требований по летучести, если это экономически оправдано.
Примером того, как HOBS может не обязательно соответствовать всем параметрам летучести для конечного бензина данного класса, является случай, когда в данный сезон равноценный бензин имеет точно предсказуемый состав по одному или более параметров летучести. В этом случае, если есть уверенность, что определенные параметры летучести равноценного обычного бензина или ВОВ лишь незначительно отклоняются от допустимого предела, можно приготовить HOBS с параметрами летучести, выходящими за пределы для данного класса на величину, совпадающую с предсказуемым отклонением параметра у равноценного топлива, чтобы конечный бензин отвечал необходимым параметрам летучести. В этом случае нет необходимости, чтобы любой параметр летучести HOBS имел значение в пределах для конечного бензина или ВОВ, хотя такая ситуация и является маловероятной.
Например, если известно, что Т50 для данного равноценного бензина в данный сезон находится в нескольких градусах от середины требуемого ASTM 4814 интервала в 80 градусов по Фаренгейту, то можно допустить, чтобы T50 для HOBS изменился вне пределов этого значения на величину, которая обеспечит Т50 конечного бензина в нужном интервале. Используя таким образом предсказуемость источника равноценного обычного бензина, можно повысить гибкость смесей для смешивания, которые можно использовать для приготовления HOBS в любое время года, или в случае других причин, таких как отключение установок процесса, и, кроме того, можно уменьшить стоимость HOBS или стоимость использования HOBS с точки зрения перспектив интегрированной нефтепереработки.
Как очевидно специалистам, в топливо можно вводить любое число присадок к бензину на нефтеперерабатывающем заводе в HOBS или на терминале в соответствии с настоящим изобретением. Такие присадки могут включать моющие средства, деэмульгаторы, ингибиторы коррозии, модификаторы отложений, противообледенители, противоударные соединения, антиоксиданты, дезактиваторы металлов, защитные добавки для клапанов, промоторы зажигания, модификаторы горения, модификаторы трения, антипенные реагенты, добавки для улучшения теплопроводности, оксигенаты, антистатики и т.п. Одну или более добавок можно вводить в конечный бензин, приготовленный согласно настоящему изобретению, для дальнейшей дифференциации бензинов от произведенных на других нефтеперерабатывающих заводах или повышения эффективности конечных бензинов и уменьшения выхлопов.
Специалистам также понятно, что конечный бензин должен отвечать требованиям Федерального Государственного или муниципального законодательства. В некоторых случаях эти требования целиком или частично обусловлены экологией, например комплексной моделью агентства по экологической безопасности США для реформулированного бензина ("RFG") или прогнозирующей моделью California Air Resources Board ("CARB"). Такие модели и соответствующие инструкции могут устанавливать различные критерии эмиссии по регионам и временам года, и если бензин в этой заявке называют бензином по требованию ЕРА или CARB, это означает, что бензин отвечает всем требованиям ЕРА или CARB для рынка, на котором он продается.
Бензины, реформулированные бензины и BOBS с параметрами летучести в рамках регулирующих инструкций или промышленных стандартов можно приготовить аналогично тому, как описано в примерах и сопровождающем тексте. Необходимо только знать параметры летучести конечного бензина и получить высококтановую смесь на терминале, которая является сезонной и должна отвечать требованиям для конечного бензина в соответствии с инструкциями или стандартами для конечного бензина.
Состав высокооктановой смеси ограничен только доступными потоками нефтеперерабатывающих заводов, которые можно смешивать для получения компонента с необходимыми сезонными параметрами летучести с учетом любых других регулирующих пределов, которые следует принять во внимание при комбинировании HOBS с равноценным базовым топливом. Например, если инструкции устанавливают максимальный предел для серы или ароматических соединений в бензине, то следует убедиться в том, что конечный бензин будет отвечать этим требованиям наряду с требованиями по летучести.
Данное изобретение в представленном выше подробном описании является только иллюстративным, и объем изобретения ограничен только объемом формулы изобретения.
1. 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.
2. Способ по п.1, в котором высокооктановая смесь терминала имеет сезонный параметр летучести, который выбирают из группы, включающей давление паров по Рейду, Т10, T50, Т90, V/L и индекс управляемости.
3. Способ по п.1, в котором высокооктановая смесь терминала имеет по меньшей мере три сезонных параметра летучести, которые выбирают из группы, включающей давление паров по Рейду, Т10, Т50, Т90, V/L и индекс управляемости.
4. Способ по п.1, в котором сезонные параметры летучести высокооктановой смеси терминала включают давление паров по Рейду, Т10, Т50, Т90, V/L и индекс управляемости.
5. Способ по п.1, в котором получают бензин с повышенным октановым числом и октановое число бензина равно по меньшей мере 93.
6. Способ по п.5, в котором бензин содержит меньше 300 м.д. антраценов, меньше 300 м.д. пиренов и меньше 50000 м.д. нафталинов.
7. Способ по п.5, в котором высокооктановая смесь терминала имеет по меньшей мере три сезонных параметра летучести, которые выбирают из группы, включающей давление паров по Рейду, Т10, Т50, Т90, V/L и индекс управляемости.
8. Способ по п.5, в котором сезонные параметры летучести высокооктановой смеси терминала включают давление паров по Рейду, Т10, Т50, Т90, V/L и индекс управляемости.
9. Способ по п.8, в котором бензин содержит меньше 300 м.д. антраценов, меньше 300 м.д. пиренов и меньше 50000 м.д. нафталинов.
10. Способ по п.9, в котором бензин отвечает требованиям Агентства по экологической безопасности (ЕРА).
11. Способ по п.9, в котором бензин отвечает требованиям Комиссии по воздушным ресурсам штата Калифорния (CARB).
12. Способ по п.1, в котором получают ВОВ с октановым числом по меньшей мере 90,3.
13. Способ по п.12, в котором получают ВОВ, который содержит меньше 300 м.д. антраценов, меньше 300 м.д. пиренов и меньше 50000 м.д. нафталинов.
14. Способ по п.12, в котором сезонные параметры летучести высокооктановой смеси терминала включают давление паров по Рейду, Т10, T50, Т90, V/L и индекс управляемости.
15. Способ по п.14, который дополнительно включает стадию смешивания этанола с ВОВ и получения бензина, содержащего от 4 до 12 об.% этанола.
16. Способ по п.14, в котором ВОВ содержит меньше 300 м.д. антраценов, меньше 300 м.д. пиренов и меньше 50000 м.д. нафталинов.
17. Способ по п.16, в котором ВОВ смешивают с этанолом с образованием бензина, отвечающего требованиям Агентства по экологической безопасности (ЕРА).
18. Способ по п.16, в котором ВОВ смешивают с этанолом с образованием бензина, отвечающего требованиям Комиссии по воздушным ресурсам штата Калифорния (CARB).
19. Способ по п.1, в котором полученный бензин или ВОВ содержит не больше 50 об.% высокооктановой смеси терминала.
20. Способ по п.1, в котором полученный бензин или ВОВ содержит не больше 30 об.% высокооктановой смеси терминала.
21. Способ по п.1, включающий дополнительно стадию введения на терминале одной или более добавок, выбранных из группы, включающей моющие средства, деэмульгаторы, ингибиторы коррозии, модификаторы отложения, противообледенители, антиоксиданты, дезактиваторы металлов, защитные добавки для клапанов, промоторы зажигания, модификаторы горения, модификаторы трения, антипенные реагенты, добавки для улучшения проводимости, оксигенаты, антистатики или противоударные соединения, в бензин с повышенным октановым числом или в ВОВ.
22. Способ по п.1, в котором высокооктановая смесь терминала имеет по меньшей мере четыре сезонных параметра летучести, выбранные из группы, включающей давление паров по Рейду, Т10, Т50, Т90, V/L и индекс управляемости.
23. Способ по пп.1, 5 и 6, 12 или 13, в котором октановое число сезонной высокооктановой смеси терминала равно по меньшей мере 100.
24. 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.
25. Способ по п.24, включающий дополнительно стадию смешивания сезонной высокооктановой смеси терминала с равноценным бензином обычной марки или BOB, для которых были определены номинальные значения.
26. Способ по п.25, в котором высокооктановая смесь терминала имеет по меньшей мере один сезонный параметр летучести, который выбирают из группы, включающей давление паров по Рейду, Т10, T50, T90, V/L и индекс управляемости.
27. Способ по п.25, в котором высокооктановая смесь терминала имеет по меньшей мере два сезонных параметра летучести, которые выбирают из группы, включающей давление паров по Рейду, Т10, Т50, Т90, V/L и индекс управляемости.
28. Способ по п.25, в котором высокооктановая смесь терминала имеет по меньшей мере три сезонных параметра летучести, которые выбирают из группы, включающей давление паров по Рейду, Т10, Т50, Т90, V/L и индекс управляемости.
29. Способ по п.28, в котором этанол смешивают с равноценным обычным ВОВ с образованием конечного бензина.
30. Способ по п.24, в котором октановое число сезонной высокооктановой смеси терминала равно по меньшей мере 100.
31. 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, Т50, T90, V/L и индекса управляемости отвечает требованиям технических условий ASTM для конечного бензина или конечного ВОВ, которые получают из композиции.
32. Композиция по п.31 с октановым числом по меньшей мере 95.
33. Композиция по п.32, у которой по меньшей мере два параметра из давления паров по Рейду, Т10, T50, T90, V/L и индекса управляемости отвечают требованиям технических условий ASTM для конечного бензина, который получают из композиции.
34. Композиция по п.32, у которой по меньшей мере три параметра из давления паров по Рейду, Т10, Т50, Т90, V/L и индекса управляемости отвечают требованиям технических условий ASTM для конечного бензина, который получают из композиции.
35. Композиция по п.32 с октановым числом 105 или больше.
36. Композиция по п.32, у которой по меньшей мере четыре параметра из давления паров по Рейду, Т10, Т50, Т90, V/L и индекса управляемости отвечают требованиям технических условий ASTM для конечного бензина, который получают из композиции.
37. Композиция по п.32, у которой по меньшей мере пять параметров из давления паров по Рейду, Т10, Т50, Т90, V/L и индекса управляемости отвечают требованиям технических условий ASTM для конечного бензина, который получают из композиции.
38. Композиция по п.32, у которой давление паров по Рейду, Т10, Т50, T90, V/L и индекс управляемости отвечают требованиям технических условий ASTM для конечного бензина, который получают из композиции.
39. Композиция по п.31 с октановым числом по меньшей мере 100.
40. Композиция по п.31, в которой смешанные углеводороды представляют собой поток углеводородов с нефтеперерабатывающего завода, который выбирают из группы, включающей тяжелые продукты риформинга, изомерат, алкилат, легкую нафту каталитического крекинга, толуол, легкие продукты риформинга, все продукты риформинга, бутан или их смеси.
41. Композиция по пп.31-39 или 40, содержащая по меньшей мере 50 об.% равноценного обычного бензина в расчете на конечный бензин.
42. Композиция по пп.31-39 или 40, содержащая по меньшей мере 50 об.% равноценного обычного бензина в расчете на конечный бензин и от 4 до 11 об.% этанола в расчете на конечный бензин.
