Który lepszy - A czy B?

Sezonowa zmiana gatunku autogazu jest związana ze zmianą warunków atmosferycznych i koniecznością zapewniania odpowiedniego ciśnienia LPG w zbiorniku, gwarantującego właściwą pracę gazowego układu zasilania. Przy niższych temperaturach otoczenia jego wartość jest niższa, zatem aby utrzymać je na odpowiednim poziomie bez względu na porę roku okresowo zmienia się gatunek LPG (proporcję propanu do butanu). Powoduje to utrzymanie wymaganej wartości prężności (150 kPa).

OrlenZakład produkcyjny w Płocku

Obecnie zimą używamy LPG w gatunku A, który zapewnia wymaganą prężność par w temperaturze do -10^o C. Najnowsza edycja normy PN-EN 589:2009 zmienia gatunek gazu stosowanego zimą na B, który zachowuje prężność par 150 kPa w temperaturze do -5^o C. Zapis ten nie ma na razie mocy prawa (nie jest jeszcze stosowany), ponieważ rozporządzenie ministra gospodarki w tej sprawie pochodzi z 2006 r. i opiera się na poprzedniej edycji normy PN-EN 589:2006, która zakłada stosowanie zimą gatunku A.

Wprowadzenie takiej zmiany nie zmienia właściwości użytkowych paliwa gazowego, lecz może przyczynić się do zmniejszenia wzrostu cen LPG w okresie zimowym, co wynika z mniejszego udziału drogiego propanu mieszaninie gatunku B.

Oprócz pozytywnych zmian dla użytkowników, zmiana gatunku gazu zimowego z A na B jest również korzystna dla przemysłu petrochemicznego, ponieważ pozwala znacznie swobodniej wykorzystywać węglowodory uzyskiwane w poszczególnych procesach rafineryjnych.

Na poszczególnych etapach przeróbki ropy naftowej wydzielają się węglowodory o 3 i 4 atomach węgla, będące podstawowymi składnikami LPG. Jednak ich właściwości są zróżnicowane w zależności od etapu, na którym się je uzyskuje, szczególnie w zakresie liczby oktanowej i prężności par, czyli najważniejszych parametrów określających właściwości LPG jako paliwa silnikowego.

Nazwy poszczególnych procesów wykorzystywanych w przeróbce ropy naftowej brzmią dość karkołomnie z punktu widzenia zwykłego użytkownika, jednak zapoznanie się z właściwościami powstających w trakcie ich trwania węglowodorów daje pogląd na jakie cechy autogazu mają one wpływ.

OrlenZakład produkcyjny w Płocku

Destylacja rurowo-wieżowa

Pierwszym procesem jakim jest poddawana ropa naftowa w rafinerii jest destylacja rurowo-wieżowa (DRW). Wykorzystuje ona różnice w temperaturach wrzenia poszczególnych składników ropy w celu rozłożenia jej na poszczególne frakcje. W destylacji rurowo-wieżowej wydzielają się węglowodory o 3 i 4 atomach węgla w ilości około 1,5% (wagowo). Są one w znacznym stopniu zanieczyszczone siarką (konieczność odsiarczania). Prężność par otrzymywanych gazów wynosi około 70-150 kPa w temperaturze -10^o C, co powoduje, że nie nadają się one do produkcji gatunku A, który jest obecnie stosowanym paliwem zimowym. W -5^o C prężność par wynosi już około 180 kPa, dzięki czemu spełnia on z powodzeniem wymagania gatunku B. Liczba oktanowa tej frakcji waha się w granicach 91-94, spełniając wymagania odnośnie odporności na spalanie stukowe.

Nawet przy 100% udziale frakcji DRW w LPG liczba oktanowa mieści się w wymaganiach jakościowych dla autogazu. Znacznie większe zmiany dotyczą średniej prężności par, która przy zawartości węglowodorów z DRW na poziomie około 80% spada już poniżej wymaganych w normie 150 kPa w -10^o C (dla obecnie obowiązujących wymagań „gazu zimowego”).

Frakcja pochodząca z destylacji rurowo-wieżowej może być z powodzeniem wykorzystywana w produkcji mieszaniny B, której wymagana prężność par (150 kPa) musi być utrzymana tylko do -5^o C. Prężność w tych warunkach pomimo że ma tendencję zmniejszania się wraz ze wzrostem frakcji DRW, utrzymuje się powyżej 150 kPa nawet przy 100% zawartości węglowodorów pochodzących z tego procesu. Zmniejszanie się prężności par LPG wraz ze zwiększaniem udziału frakcji DRW wynika ze zmiany składu węglowodorowego, spada zawartość propanu, zawartość izobutanu utrzymuje się mniej więcej na stałym poziomie, wzrasta natomiast zawartość n-butanu.

OrlenZakład produkcyjny w Płocku

Reforming

Innym procesem, w którym powstają składniki LPG (około 4,5% molowo) jest reforming, którego zasadniczym celem jest otrzymywanie benzyn o dużej liczbie oktanowej. Gazy pochodzące z reformingu znacznie podnoszą parametr prężności LPG (około 200 kPa w temperaturze -10^o C i 250 kPa w -5^o C). Uzyskanie wymaganej normą prężności par 150 kPa w -10^o C wymaga minimum 16% udziału frakcji reformingu w mieszaninie LPG. Gazy te mogą z powodzeniem służyć do produkcji gatunku A, mieszcząc się również w wymaganiach w zakresie liczby oktanowej motorowej (około 92-95).

Kraking katalityczny

Kraking katalityczny jest procesem kontrolowanego termicznego rozkładu węglowodorów cięższych (o większej liczbie atomów węgla) na lżejsze (o mniejszej liczbie atomów węgla). Jest on wykorzystywany przede wszystkim do produkcji benzyn. Jednak w czasie jego trwania wydzielają się węglowodory wchodzące w skład autogazu (ponad 20% objętościowo) o właściwościach niezbyt korzystnych z punktu widzenia produkcji LPG, ponieważ średnie wartości prężności par wynoszą do 110 kPa w -10^o C przy liczbie oktanowej około 80. W procesie tym powstaje także czysty propan o wysokiej prężności par (245 kPa w -10^o C) i liczbie oktanowej ponad 95. Z uwagi na swoje wysokie parametry prężności i LOM (liczby oktanowej motorowej) propan jest niezwykle cennym komponentem używanym w produkcji autogazu.

OrlenZakład produkcyjny w Płocku

Hydrokraking

Hydrokraking jest odbywającym się w atmosferze wodoru procesem termicznego rozkładu węglowodorów. Jego produktami są wysokiej jakości paliwa silnikowe spełniające ostre wymagania w zakresie ochrony środowiska. Ilość wydzielanych w hydrokrakingu węglowodorów używanych w produkcji LPG waha się w granicach od 1 do ponad 21% (wagowo). Są to produkty o liczbie oktanowej do 95, jednak prężność par wynosi tylko około 100 kPa przy -10^o C, zatem z ich wykorzystaniem także trudno otrzymać mieszaninę A używaną w naszym kraju zimą. W procesie hydrokrakingu wydzielają się także składniki niepożądane w LPG (amoniak NH₃ i siarkowodór H₂S). Dlatego bardzo istotna jest kontrola jakości tego procesu nie dopuszczająca do zanieczyszczenia LPG tymi związkami.

Podsumowanie

Zmiana gatunku LPG stosowanego zimą z A na B pozwala na znacznie lepsze zagospodarowanie produktów powstających w procesach rafineryjnych oraz ograniczenie zużycia drogiego propanu. Większość wydzielanych w poszczególnych procesach gazów można wykorzystać w produkcji mieszaniny B, natomiast wytwarzanie mieszaniny A wymaga stałej kontroli prężności par, ponieważ nie wszystkie wydzielające się w poszczególnych procesach węglowodory osiągają wymagany normą poziom w temperaturze wymaganej dla tego gatunku (-10^o C). Dlatego z ekonomicznego punktu widzenia bardziej uzasadnione jest używanie zimą gatunku B, zarówno z punktu widzenia rafinerii jak i zwykłego użytkownika.