ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Теоретический анализ в области производства и использования
антидетонационных присадок 8
1.1 Основные источники загрязнения атмосферы 8
1.2 Зависимость октанового числа топлива от степени сжатия топливно
- воздушной смеси 9
1.3 Виды антидетонационных присадок 11
1.4 Преимущества ЭТБЭ 13
1.5 Патентный поиск 15
1.6 Сравнение технологических параметров процесса получения МТБЭ
по разным технологиям 17
1.6.1 Технология компании «Chemische Werke Huels» 17
1.6.2 Технология компании «Erdolchemie» 19
1.6.3 Технология компании «IFP» 20
Выводы по разделу 1: 21
2 Технологический раздел 23
2.1 Синтез МТБЭ на ООО «Сибур Тольятти» 23
2.2 Схема синтеза МТБЭ 24
2.3 Физико - химические свойства МТБЭ 27
2.4 Выбор катализатора 27
2.5 Утилизация катализатора 28
2.6 Расчет материального баланса 31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 41
Россия является одной из крупнейших стран по производству товарного бензина, который используется в качестве топлива при эксплуатации автотранспорта.
Среди экологических проблем одной из основных является проблема эксплуатации автомобилей, а в частности качество автомобильного топлива. Правительства всех стран борются с этой проблемой на законодательном уровне, в связи с этим появилось понятие «экологически чистого топлива». Например, в большинстве стран мира (включая Россию) был введен запрет на высокотоксичную антидетонационную присадку к бензинам тетраэтил свинец, так как эта присадка чрезвычайно токсична на стадии производства и, в дальнейшем, в продуктах сгорания ДВС. Детонационная стойкость бензинов, измеряющаяся октановым числом очень важна.
Октановое число это показатель, характеризующий способность топлива противостоять самовоспламенению (детонации) при сжатии в двигателе внутреннего сгорания.
При сжатии рабочей смеси (воздух - топливо) температура и давление её повышается, что приводит к окислению углеводородов. Интенсификация данного процесса происходит посредством искры тока, которую производит свеча зажигания, что приводит к воспламенению смеси. При недостаточной стойкости углеводородов к окислению, происходит образование пероксидных соединений, что, при высокой их концентрации, приводит к тепловому взрыву, который в свою очередь вызывает детонацию рабочей смеси.
Детонация вызывает нестабильную работу ДВС, перегрев, повышенную дымность выхлопных газов, снижение мощности, а так же возможны разрушения деталей (поршней, цилиндров, клапанов, шатунов, маслосъемных и компрессионных колец, головок блоков цилиндров).
На данный момент в Российской Федерации основной добавкой, повышающей октановое число бензина, является метил - трет - бутиловый эфир. Но МТБЭ имеет существенные экологические проблемы: утечки из подземных резервуаров для хранения и дальнейшей миграции присадки в водозаборные скважины; при неправильных дозировках повышенная концентрация в выхлопных газах оксидов азота и альдегидов. Поэтому США, Япония, ЕС и другие страны запретили использование данной присадки.
В связи с вышесказанным тема данной работы на сегодняшний день является актуальной.
Цель исследования - снижение антропогенной нагрузки от эксплуатации автотранспорта.
В рамках поставленной цели решались следующие задачи:
1. Провести анализ существующих антидетонационных присадок.
2. Предложить методы снижения антропогенной нагрузки от антидетонационных присадок на окружающую среду путем их замены на более экологически чистые.
3. Предложить технологические решения, направленные на повышение безопасности эксплуатации автотранспорта
В результате данной работы можно сделать следующие заключения:
1. Проведен анализ:
а) Существующих антидетонационных присадок.
б) Параметров различных технологий получения МТБЭ.
2. Предложен метод снижения антропогенной нагрузки от антидетонационных присадок на окружающую среду путем их замены на более экологически чистые.
3. Предложена технологическая схема синтеза ЭТБЭ, сырьем для которой выступают вещества получаемые из возобновляемых растительных источников.
4. Проведены расчеты материального и энергетического баланса из которых следует, что потери по веществу практически отсутствуют (0,09 %), а для отведения тепла, выделяющегося в результате реакции, требуется большое количество воды (348706 кг/ч).
В настоящее время - рост интереса к производству ЭТБЭ основывается на том, что с каждым годом происходит рост цен на нефть, законы контролирующие качество топлива становятся все жестче, а при этом количество автомобилей растет. Преимущество ЭТБЭ заключается в том, что при его смешении с бензином, мы получаем высокооктановое экологически чистое топливо, в котором отсутствуют свинец, ароматические углеводороды, сера и сокращаются выбросы оксидов азота, снижается риск загрязнения почвы и подземных вод при хранении данной высокооктановой присадки. А так же происходит сокращение расхода нефти при производстве товарного бензина.
