Настоящая работа посвящена изучению возможности применения бензиновой фракции каталитического крекинга для вовлечения эфирной головки изобутилового спирта в производство автомобильных бензинов. Данный подход рассматривается как альтернативный метод обезвоживания побочного продукта, образующегося при синтезе и ректификации бутиловых спиртов
массовая доля воды, эфирная головка изобутилового спирта, бензин каталитического крекинга, защелачивание, отстаивание
Эфирная головка изобутилового спирта (ЭГИБС) представляет собой невостребованный побочный продукт, образующийся в ходе производства бутиловых спиртов. ЭГИБС является смесью низкомолекулярных спиртов (около 30 % масс.) и эфиров со средней массовой долей влаги порядка 5 % [1, 2]. Высокое содержание воды является препятствием для более рентабельного применения данного компонента. Экспериментально подтверждено, что смешение бензина с ЭГИБС инициирует формирование устойчивой водно-топливной эмульсии. Следствием данного процесса является помутнение топлива и снижение его эксплуатационных характеристик, выражающееся в увеличении коррозионной активности [2]. Ранее проводились исследования применения ректификационных процессов для обезвоживания ЭГИБС [2]. Однако процесс ректификации нерентабелен из-за высоких эксплуатационных и капитальных затрат (необходимость строительства дополнительной ректификационной колонны).
В качестве метода обезвоживания нами исследована экстракция органической фазы ЭГИБС с использованием жидкого растворителя, что позволяет в дальнейшем отделить воду путем отстаивания. В качестве экстрагента изучена фракция 130°С-КК бензина каталитического крекинга (БКК), которую на производстве для удаления сернистых соединений подвергают гидроочистке с последующим защелачиванием и отмывкой водой.
Объектами исследования служили образцы смесей незащелоченного гидрогенизата фракции 130°С-КК БКК с 2 % и 10 % ЭГИБС. Исходные образцы после приготовления были мутными. Далее проводилась их обработка в делительной воронке 10 %-ным водным раствором гидроксида натрия в объемном соотношении 1 : 2. После 4-часового отстаивания щелочной слой отделяли, а оставшуюся органическую смесь промывали водой и оставляли для расслаивания на 20 часов. Визуальная оценка образцов после отстаивания и отделения воды показала: смесь с 2 % ЭГИБС ‒ прозрачная, смесь с 10 % ЭГИБС ‒ мутная (помутнение сохранялось в течение 8 часов). Результаты по содержанию воды в образцах после отстаивания представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Содержание воды в образцах
Анализ промывных вод показал высокое содержание изобутанола (4550–22290 мг/дм³) и н-бутанола (290–1269 мг/дм³), что свидетельствует о переходе значительной части ЭГИБС в водную фазу.
Таким образом, переработка ЭГИБС в смеси с незащелоченным гидрогенизатом фракции 130°С-КК БКК признана нецелесообразной из-за вымывания компонентов и риска коррозии оборудования. В связи с этим в качестве экстрагента будет изучен уже защелоченный гидрогенизат фракции 130°С-КК БКК.
1. Ганина, А.А., Кузора, И.Е., Дьячкова, С.Г, Дубровский, Д.А., Семенов, И.А. Разработка способа получения нового компонента автомобильных бензинов на базе побочного продукта нефтехимии. // Теоретические основы химической технологии. – 2020. – том 54. – № 4. – С. 452-458.
2. Ганина, А.А., Дьячкова, С.Г., Кузора, И.Е. Использование бутиловых спиртов и побочных продуктов их производства в приготовлении моторных топлив, В книге: Международный юбилейный конгресс, посвященный 60-летию Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН «Фаворский-2017». Сборник тезисов докладов. – 2017. – С. 34.
