Тенденции производства и применения кислородсодержащих соединений как компонентов автомобильных бензинов

 

 

      При использовании оксигенатов в 2-4 раза возрастают выбросы альдегидов и наблюдается тенденция к увеличению эмиссии оксидов азота. Метанол легко диффундирует через некоторые полимеры. С учетом этого необходимо подбирать материал топливопроводов (рис. 30) [62]. Что касается МТБЭ, то замечено, что он, просачиваясь из подземных резервуаров, загрязняет грунтовые воды.

Рис. 30. Диффузия топлив через трубопроводы при 60 °С: 1 — фторэластомер; бензин, содержащий 15% метанола; 2 — полиамид; бензин, содержащий 15% метанола; 3 — фторэластомер; бензин без метанола

 

        Растворимость МТБЭ в воде при 20 °С составляет 4,8%. Впрочем, по мнению многих специалистов, это не экологическая проблема, а вопрос исправности резервуаров. Тем не менее в США применение МТБЭ начинают обусловливать определенными требованиями. Например, постановлено, чтобы трубопроводы и заправочные станции, работающие с МТБЭ, были расположены не ближе 300 м от источников питьевой воды [63]. Власти Калифорнии предложили чрезвычайно жесткое ограничение нормы на содержание МТБЭ в питьевой воде — не более 5 млрд-1, которое базируется не на медицинских показаниях, а на органолептических характеристиках воды (присутствие МТБЭ начинает ощущаться при концентрации 40 млрд-1) [64].

        Еще одним недостатком, как отмечалось выше, является повышенная коррозионная агрессивность низших спиртов по отношению к цветным металлам. И хотя при эксплуатационных испытаниях существенной коррозии замечено не было, этому вопросу уделено достаточно много внимания. Установлено [65], что по интенсивности коррозии в спиртсодержащих топливах металлы располагаются следующим образом: РЬ » Ст.З > Си > А1. На присутствие спиртов в бензине они также реагируют неоднозначно. Ниже представлены данные по скорости коррозии металлов [в г/(м2 • ч)] в условиях испытания [65] в прямогонном бензине, содержащем 25% спиртовой композиции (ее состав: метанол — 40-65%; этанол — 9-24%; пропанолы — 6—16%; спирты С4-С5 — 20-45%):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

 

      Современные тенденции, сложившиеся на сегодняшний день в топливной промышленности – это ужесточение экологических требований к продукту (полнота сгорания топлива) и рост объемов производства высокооктановых бензинов. Одним из путей решения проблемы является расширение использования при переработке нефти процессов, таких как каталитический крекинг, алкилирование, изомеризация и получение легких углеводородных фракций. Однако данный способ потребует огромных капиталовложений и большого количества времени, так как Россия в отношении технологического совершенства производства жидкого топлива значительно уступает как США, так и Западной Европе.

      Поэтому единственно возможным решением проблемы на данный момент в нашей стране является разработка эффективных, недорогих и экологически безопасных добавок в жидкое топливо для получения высокооктановых бензинов, соответствующих как Евро-4, так и экологическим стандартам. Все   используемые   антидетонационные   добавки   можно   разделить   на   три   основные   группы:   зольные,ароматические и оксигенаты. Среди оксигенатов наиболее перспективным компонентом считается метилтретбутиловый эфир (МТБЭ). В России разрешено производство и применение автобензинов с содержанием МТБЭ до 15%. Ограничение установлено из-за относительно низкой теплоты сгорания и высокой агрессивности по отношению к резинам.

    Дорожные испытания показали, что неэтилированные бензины с 7…8 % МТБЭ при всех скоростях движения превосходят товарные бензины. МТБЭ – бесцветная, прозрачная жидкость с резким запахом. Температура кипения 48…55°С, плотность – 740…750 кг/м3, октановое число по исследовательскому методу 115…135. 
Среди других эфиров в качестве компонентов к автомобильному бензину рассматриваются: этилтретбутиловый эфир (ЭТБЭ), третамилметиловый эфир (ТАМЭ), простые метиловые эфиры, полученные из олефинов С6-С7. 
Добавление 7—11% метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) в бензины делает из 92 бензина 95. Атомы кислорода в МТБЭ и в его смеси с трет-бутиловым спиртом улучшают процесс сгорания топлива, повышая экономичность двигателя. Бензины АИ-98 обычно получают с добавлением кислородсодержащих компонентов: метилтретбутилового эфира (МТБЭ) или его смеси с третбутиловым спиртом (ТБС), получившей название Фэтерол — торговое название «Октан-115». Недостаток всех этих компонентов заключается в том, что в жаркую погоду в полупустом баке эфир из бензина улетучивается, что вызывает уменьшение октанового числа бензина.

     Среди спиртов: метиловый, этиловый, изопропиловый спирт, вторичный бутиловый спирт (ВБС) и третбутиловый спирт (ТБС). У этанола октановое число около 110 (у метанола под 120-130), но теплотворная способность меньше чем у бензина, поэтому "ехать" машина будет похуже, но и детонации не будет. Единственное стоит помнить, что метанол это яд. Добавка в бензин Аи-92 10% этилового спирта позволяет повысить октановое число до 95 единиц, а также несколько снизить токсичность выхлопных газов. Однако использование спиртов приводит к значительному росту давления насыщенных паров, что может стать причиной образования паровых пробок в трубопроводах топливной системы. Помимо этого, проблемой является гигроскопичность (поглощение влаги из воздуха). Добавлю только что зимой на повышение давление паров можно не обращать внимание. Если есть доступ к изопропиловому спирту или еще каким спиртовым изомерам, то это вообще золотая жила. У изомеров октановое число еще выше, добавление где-то 1% изопропилового спирта это +1 к ОЧ итогового бензина. Добавив 5-10% к 95-му можно получить как минимум бензин с ОЧ 98.

 

Перечень допущенных присадок

Состав	Наименование	Концентрация	Прирост  ОЧ
МЦТМ и стабилизатор	Hitec - 3000	до 50 мг Mn/л	6
ММА и Автомаг  ММА, Автомаг и Hitec - 3000	АвтоВЭМ  марка А  марка Б  ТУ 38.401-58-185-97	5%  5%	4  8
ММА и Автомаг  ММА, Автомаг и Hitec - 3000	БВД  ТУ 38.401-58-228-99	2,5%	2
ММА и Автомаг  ММА, Автомаг и ФК-4  или Фе-РоЗ	ФеррАДА  марка А  марка Б  ТУ 38.401-58-186-97	1,3%  1,3%	4  7
алкилпроизводная ферроцена  АПКл в растворителе	АПК  марка АПКл  марка АПКз  ТУ 38.401-58-189-97	0,3%  0,3%	5  3
1,1-диэтилферроцен и Агидол  1,1-диэтилферроцен и Агидол	ФеРоЗ  марка А  марка Б  ТУ 38.401-58-83-94	0,025%  0,02%	7  8
ферроцен  ферроцен  ферроцен	Октан-Максимум  марка А  марка Б  марка В  ТУ 6-00-05808008-002-96	1%  10%  0,02%	10  8  6
диметилферроцнилкарбинол	ФК-4  ТУ 38.30127-12-94	0,001%	5
ММА и Агидол	АДА  ТУ 38.401-58-61-93	1,5%	6
ММА, МТБЭ и ФК-4	МАФ  ТУ 38.401-58-217-98	3,5%	5
МТБЭ и ТБС  МТБЭ и ТБС  МТБЭ, ТБС и Mn  МТБЭ, ТБС и Mn  МТБЭ, ТБС	Фэтерол  марка А  марка Б  марка В  марка Г  марка Д  ТУ 2421-009-04749189-95	15%  0,12%  0,3%  0,9%	5-6  6,5  12  8
МТБЭ	МТБЭ  ТУ 103704-90	15%	5-7
АДА и алифатические спирты	ДАКС  ТУ 0251-003-02066612-96	5%	10
ДАКС и прямогонный бензин	ДАКС-2  ТУ 0251-003-02066612-96	5%	6
	ВОКЭ  ТУ 38.401-58-224-99	5%
Монометиланилин  (N-метиланилин)	ММА  ТУ 2471-269-00204168-95	1,3%	6
ЦМТ, ферроцен, ММА  ЦМТ, ферроцен, ММА  ЦМТ, ферроцен, ММА  ЦМТ, ферроцен, ММА	АДМ-6  марка А  марка В  марка В1  марка В2	1,3%	6
ЦМТ, ферроцен, ММА  ЦМТ, ферроцен, ММА  ЦМТ, ферроцен, ММА  ЦМТ, ферроцен, ММА  ЦМТ, ферроцен, ММА  ЦМТ, ферроцен, ММА  ЦМТ, ферроцен, ММА	АДМ-6  марка А  марка В  марка В1  марка В2  марка Н1  марка Н2  марка Н3  ТУ 0257-001-23525099-96	0,27%  5,27%  5,16%  5,23%  3,27%  1,89%  1,08%	8  16  13  15  13,5  10,5  9
алифатичесие спирты, ММА,  нитробензол, ферроцен	МИНИМА  марка А  марка Б  ТУ 0257-001-52190168-2001	11%  8%	14  3
Ферроцен, толуол	СОА  ТУ 0257-309-05808008-98	0,3	2
анилин, N-метиланилин, диме-  тиланилин	Экстралин  ТУ 6.571-86	1,3%	4
	Ксилидин
ферроцен	Продукт КВ-мотор  ТУ 0251-002-18419946-99	0,25%	6
Алифатические спирты,  ММА, ЦМТ	БТ  ТУ 0257-002-50897159-2001	12%	14
Моющая присадка		Автомаг  ТУ 38.401-58-171-96
Антиокислитель		Агидол  ТУ 38.5901237-90
		Прирост октанового числа указан для эталонной смеси изооктана и n-гептана в соотношении 70:30

 

      Увеличение спроса на высокооктановый бензин, запрет на этилированный бензин, выгодность и доступность модификации бензинов постоянно расширяет ассортимент бензинов и их производителей.

 

 

 

 

 

Список литературных источников

1. Гусейнова И.С., Мирзоева  Л.М., Юнусов С.Г., Гусейнова А.Д., Ашрафов Р.А. Алкилирование бензольной фракции бензина риформинга на цеолитсодержащем катализаторе// Процессы нефтехимии и нефтепереработки,  2008. № 3-4(35-36). С.208-213.

2. Гусейнова А.Д.,Мирзоева Л.М.,Гусейнова И.С.,Юнусов С.Г.,Ашрафов Р.А.Получение экологически чистых компонентов автомобильных бензинов // Азербайжарское нефтяное хозяйство. 2009. №10. С.51-55.

3. ГусейноваА.Д.,Мирзоева Л.М.,Гусейнова И.С.,Юнусов С.Г.,Ашрафов Р.А.Изучение в озможностей снижения содержания бензола в бензинах риформинга // Азербайжарское нефтяное хозяйство. 2010. №2. С.55-59.

4. Матузов Г.Л. Развитие технологий риформирования углеводородов С6-С12 для производства базовых компонентов автомобильных бензинов //Дисс. канд. техн. наук. Уфа:УГНТУ,2010. 154с.

5. Карпов С.А. Качество автомобильных бензинов в свете современных эксплуатационных требований// Нефтепереработка и нефтехимия. № 1, 2007, с.16-19.