Добавка к бензину и топливная композиция

Добавка к бензину и топливная композиция

Реферат

 

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности к составу добавки и топливной композиции, содержащей эту добавку, предназначенной для использования в двигателях внутреннего сгорания. Добавка к бензину представляет собой продукт этерификации метиловым спиртом фракции углеводородов С₄-С₅ каталитического крекинга. Топливная композиция на основе бензина содержит 1-30 мас.% вышеуказанной добавки. В качестве основы топливная композиция содержит бензиновые фракции, выкипающие до 225^oС, или смесь бензиновых фракций и изомеризата. Использование добавки позволяет улучшить эксплуатационные и экологические характеристики топлив. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности к составу добавки и топливной композиции, содержащей эту добавку, предназначенной для использования в двигателях внутреннего сгорания.

В настоящее время в составах автомобильных бензинов широко используют высокооктановые кислородсодержащие добавки. Так, например, известна топливная композиция на основе бензина, содержащая 2-65% кислородсодержащих добавок, а именно: 5-35% метил-трет-бутилового эфира, 5 - 40% изопропил-трет-бутилового эфира, 5-40% бутил-трет-бутилового эфира. Данная композиция может быть модифицирована добавкой, содержащей 0-85% трет-бутанола, 0-20% бутанола, 0-20% изо-бутанола, 0-15% метанола (ЕПВ, заявка, 0064253, кл. С 10 L, 1982).

Вследствие высокого содержания в составе топливной композиции высокооктановых добавок она имеет высокую стоимость.

Известна также добавка к автомобильному бензину, представляющая собой продукт комплексной переработки C₅ углеводородов пиролиза. Полученный продукт включает смесь углеводородов C₅-C₆, углеводороды С₈-С₁₀, а также кислородсодержащие компоненты: метил-трет-бутиловый эфир, трет-бутиловый спирт, метил-трет-амиловый эфир, метил-втор-амиленовый эфир, трет-амиловый спирт, эфиры изопрена (Патент РФ 2128209, кл. С 10 L 1/18, 1999).

Из-за присутствия в составе добавки амиленовых и изопреновых эфиров, автомобильные бензины, содержащие эту добавку, имеют недостаточную химическую стабильность.

Известна добавка к бензину, представляющая собой продукт этерификации метилового спирта бутиленами, содержащий 50-85% метил-трет-бутилового эфира и 15-50% трет-бутилового спирта. Известны также топливные композиции на основе бензина, содержащие эту добавку в количестве 15-50 мас.% (Патент РФ 2077550, кл. С 10 L 1/18, 1997).

К недостатку этих топливных композиций относятся неудовлетворительные низкотемпературные свойства из-за высокого содержания в добавке трет-бутилового спирта.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является добавка к бензину, представляющая собой продукт этерификации метиловым спиртом фракции углеводородов С₄-С₆, содержащей пиперилен, изоамилены и изобутилен.

Известна также топливная композиция на основе бензиновых фракций нефтепереработки, содержащая вышеописанную добавку в количестве 1-25 мас.% (Патент РФ 2167918, кл. С 10 L 1/18, 2001).

Недостатком топливных композиций, содержащих эту добавку, является то, что они не обладают одновременно высокими антидетонационными и низкотемпературными свойствами, а также химической стабильностью.

Задачей изобретения является разработка добавки к бензину и топливной композиции, обладающей высокими антидетонационными и низкотемпературными свойствами, химической стабильностью, имеющей низкую стоимость и отвечающей современным экологическим требованиям, предъявляемым к автомобильным бензинам.

Для решения поставленной задачи предлагается добавка к бензину, представляющая собой продукт этерификации метиловым спиртом фракции углеводородов С₄-С₅ каталитического крекинга.

Предлагается также топливная композиция на основе бензина, содержащая 1-30 мас.% вышеуказанной добавки.

Причем в качестве основы топливная композиция содержит бензиновые фракции, выкипающие до 225^oС, или смесь бензиновых фракций с изомеризатом.

Новизной заявляемого технического решения является использование в качестве добавки к бензину продукта этерификации метиловым спиртом фракции углеводородов С₄-С₅ каталитического крекинга.

Использование в качестве сырья для производства добавки фракции углеводородов С₄-С₅, получаемой при каталитическом крекинге, обеспечивает добавке высокие антидетонационные, низкотемпературные свойства и химическую стабильность. Это объясняется тем, что фракция углеводородов, получаемая при каталитическом крекинге, не содержит диеновых углеводородов в отличие от фракции, получаемой в процессе пиролиза, которая включает значительное количество олефиновых углеводородов с двумя сопряженными двойными связями, вследствие чего в конечном продукте, полученном этерификацией этой фракции, содержатся эфиры и углеводороды с 1 и более двойными связями, обладающие низкой химической стабильностью.

Введение в состав бензинов вышеуказанной добавки позволяет расширить ассортимент выпускаемых товарных бензинов при одновременном улучшении их антидетонационных свойств и экологических показателей.

Предлагаемая добавка может быть получена на существующих блоках производства метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ). При этом на блок синтеза МТБЭ вместо бутан-бутиленовой фракции подают фракцию олефинсодержащих углеводородов С₄-С₅ каталитического крекинга, содержание в ней углеводородов C₅ составляет около 30%. Процесс осуществляют при температуре от 50^oС до 80^oС, давлении 7-8 кг/см², в присутствии кислотного катализатора, например КУ 2ФПП, при мольном соотношении метанол : олефиновые углеводороды 0,9:1,1. Полученный в этих условиях образец добавки имеет характеристики, приведенные в таблице 1.

Приготовленную добавку вводят в бензин при перемешивании до получения однородного продукта.

С использованием предлагаемой добавки было приготовлено четыре образца топливных композиций, содержащих в качестве базовых компонентов: смесь бензинов каталитического риформинга, каталитического крекинга, прямогонных фракций и изомеризата. Предлагаемая добавка может быть введена и в другие бензины.

Полученные топливные композиции были испытаны в объеме нового российского ГОСТР 51105-97 и по отдельным показателям комплекса методов квалификационной оценки автомобильных бензинов.

Коэффициент распределения детонационной стойкости по фракциям (КРДС) определяли по ГОСТ 26370.

Стабильность бензинов при хранении оценивали по показателю: "индукционный период" (ГОСТ 4039), а химическую стабильность по показателю: "сумма продуктов окисления" (ГОСТ 22054). В связи с тем, что добавление кислородсодержащих соединений к бензинам в некоторых случаях ухудшает их низкотемпературные свойства, фазовую стабильность топливных композиций исследовали по температуре помутнения междуведомственным квалификационным методом, утвержденным ГМК 05.07.85, решение 23/1-122. Склонность бензинов к обледенению оценивали междуведомственным квалификационным методом, утвержденным ГМК 21.11.79, решение 23/1-232.

Составы топливных композиций приведены в таблице 2, а результаты испытаний в таблице 3.

Из данных, приведенных в таблице 3, видно, что использование предлагаемой высокооктановой добавки в составе автомобильных бензинов позволяет обеспечить широкий ассортимент топлив для двигателей с искровым зажиганием: бензины марок Нормаль-80, Регуляр-92, Премиум-95 и др.

Испытанные образцы топливных композиций предлагаемого состава по физико-химическим и антидетонационным свойствам полностью соответствуют требованиям ГОСТ Р 51105-97. Введение предлагаемой высокооктановой добавки позволяет также значительно улучшить их эксплуатационные и экологические показатели, обеспечивая равномерное распределение детонационной стойкости по фракциям, низкое содержание бензола и ароматических углеводородов. Все предлагаемые топливные композиции обладают высокой химической стабильностью и хорошими низкотемпературными свойствами.

Формула изобретения

1. Добавка к бензину, представляющая собой продукт этерификации метиловым спиртом фракции углеводородов С₄-С₅ каталитического крекинга.

2. Топливная композиция на основе бензина, содержащая добавку, отличающаяся тем, что она содержит добавку по п. 1 в количестве 1-30 мас. %.

3. Топливная композиция по п. 2, отличающаяся тем, что в качестве основы она содержит бензиновые фракции, выкипающие до 225^oС, или смесь бензиновых фракций с изомеризатом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3