Топливо для спортивных автомобилей

Топливо для спортивных автомобилей

Реферат

Изобретение относится к нефтепереработке, а также к автомобильной промышленности, конкретно к составу бензина, предназначенного для использования в качестве топлива в спортивных автомобилях.

Двигатель спортивного автомобиля работает в форсированном режиме, поэтому к топливу, используемому в таком автомобиле, предъявляются жесткие требования по детонационной стойкости, ее равномерному распределению по фракциям, фракционному составу топлива и плотности. Неправильный подбор топлива может быстро вывести из строя дорогостоящую спортивную технику. Применяемое топливо, его качество и состав являются прямым показателем уровня развития нефтеперерабатывающей отрасли страны и уровня соответствия мировым стандартам качества.

Для повышения детонационной стойкости автомобильного топлива в его состав вводят различные октаноповышающие добавки. Так, например, известна топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания на основе углеводородного топлива, содержащая 0-6,0 мас.% метил-трет-бутилового эфира, 0-0,55 мас.% N-метиланилина и 0,001-0,018 мас.% α-гидроксипропилферроцена. (Патент РФ №2061736, C10L 1/18, 1996 г.)

Недостатком этой топливной композиции является относительно невысокая антидетонационная стойкость, октановое число не выше 98.

Известен неэтилированный авиационный бензин с октановым числом не менее 130 (сортность на богатой смеси), содержащий 85-92 об.% алкилата, 4-10 об.% диалкилового эфира С₅-С₆, 0-10 об.% углеводорода, сужающего пределы выкипания бензина, например, толуола, и 66-158 мг/л метилциклопентадиенилтрикарбонилмарганца.

(Патент ЕПВ №0609089, C10L 1/06, 1996 г.)

Однако большое количество входящего в состав этого бензина марганца (>66 мг/л) приводит к образованию отложений продуктов окисления марганца на свечах зажигания и «отравляет» каталитический конвертер (нейтрализатор) выхлопных газов, которым снабжены современные автомобили.

Известна топливная композиция с октановым числом не менее 98, содержащая не менее 30 об.% изооктана или триптана, 5-40 об.% изопентана, 0,1-3 об.% бутана, 5-30 об.% толуола и 0-15 об.% метил-трет-бутилового эфира.

(Заявка РСТ №98/22556, C10L 1/06, 1997 г.)

Однако входящие в состав этих топливных композиций компоненты и добавки не обеспечивают требуемого сочетания антидетонационных, испарительных и других важных свойств, предъявляемых к топливам для спортивных автомобилей.

Наиболее близким к заявляемому является бензин для гоночных автомобилей, содержащий до 40 мас.% алкилата, 2-45 мас.% изомеризата, 5-45 мас.% ароматических углеводородов С₇-С₉, до 30 мас.% оксигенатов, 0-25 мас.% N-метиланилина, 0-100 мг/кг ферроценовой присадки (в расчете на железо) и бензин каталитического риформинга.

(Патент РФ №2259387, C10L 1/4, 2005 г.)

Недостатком этого бензина является невозможность достижения высоких значений октанового числа (>100 ИМ) без применения металлсодержащих присадок, наличие которых приводит к «отравлению» каталитических конвертеров выхлопных газов, которыми снабжены современные спортивные автомобили.

Задачей настоящего изобретения является разработка топлива для современных спортивных автомобилей, обладающего высокой детонационной стойкостью без применения металлсодержащих присадок.

Для решения поставленной задачи предлагается топливо для спортивных автомобилей, включающее бензин каталитического риформинга, высокооктановый оксигенат, ароматические углеводороды, которое отличается тем, что оно дополнительно содержит изооктан, масло моторное для двухтактных двигателей и при необходимости алкилат и изомеризат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Изооктан	1-35
Масло моторное для двухтактных двигателей	0,05-0,5
Высокооктановый оксигенат	10-30
Ароматические углеводороды	10-45
Изомеризат	до 25
Алкилат	до 10
Бензин каталитического риформинга	до 100

Причем в качестве высокооктанового оксигената топливо содержит диалкиловый эфир С₅-С₆ или его смесь с алифатическими спиртами С₁-С₅, в качестве ароматических углеводородов фракцию ароматических углеводородов С₇-С₉. Топливо также содержит масло моторное для двухтактных двигателей с вязкостью не более 11 мм²/с при 100°С. Топливо в отдельных случаях может содержать до 1,5 мас.% N-метиланилина.

При выработке топлива для спортивных автомобилей с октановым числом не выше 100 ИМ целесообразно использовать в его составе алкилат и изомеризат, снижая при этом содержание дорогостоящих высокооктановых добавок, например метил-трет-бутилового эфира.

В таблице 1 приведены характеристики компонентов, используемых для приготовления образцов предлагаемого топлива. Все компоненты являются товарными продуктами.

Высокооктановый оксигенат - диалкиловый эфир, выбранный из числа метил-трет-бутилового, этил-трет-бутилового, метил-трет-амилового или диизопропилового эфиров, или его смесь с алифатическими спиртами С₁-С₅. Использование других высокооктановых оксигенатов в составе топлива позволяет получить аналогичные результаты.

В качестве масла моторного для двухтактных двигателей используют масло типа «Спектрол Байкер» по ТУ 025305206913380-2005 или другое масло с вязкостью не более 11 мм²/с при 100°С.

Алкилат представляет собой продукт алкилирования изобутана бутан-бутиленовой и пропан-пропиленовой фракциями каталитического и термического крекинга, содержащий насыщенные углеводороды изостроения, в том числе 2,2,3-триметилбутан, 2,2,3-триметилпентан, 2,2,4-триметилпентан (изооктан) и другие изомеры гептана, октана и более высокомолекулярных гомологов.

Изомеризат - продукт каталитической изомеризации н-пентана и н-гексана.

Предлагаемое топливо для спортивных автомобилей готовят путем смешения компонентов в указанных выше соотношениях при комнатной температуре в емкости с перемешивающим устройством. Состав приготовленных образцов предлагаемого топлива и их характеристики приведены в таблице 2.

Приведенные примеры подтверждают, что предлагаемый состав топлива обладает требуемым сочетанием физико-химических и эксплуатационных свойств: высокой антидетонационной стойкостью, требуемой упругостью паров и плотностью, что позволяет использовать его в качестве топлива для современных спортивных автомобилей без применения металлсодержащих присадок.

Топливо, обладающее такими характеристиками, обеспечивает быстрый запуск двигателя и максимально эффективное использование мощности работающего в форсированном режиме двигателя спортивного автомобиля.

Таблица 1
Характеристика компонентов предлагаемого топлива
Компоненты топлива для спортивных автомобилей	Показатели
Плотность при 20°С, кг/м3	Температурный диапазон выкипания, °С	Октановое число по исследовательскому методу	Октановое число по моторному методу
Изооктан	692	90	100	100
Масло моторное для двухтактных двигателей с вязкостью при 100°С не более 11 мм2/с	не выше 900	-	-	-
Метил-трет-бутиловый эфир	754	54-55	114-116	101
Изопропиловый спирт	785	82	117	95
Фракция ароматических углеводородов С7-С9	не выше 880	110-180	115-120	98-103
Изомеризат	не ниже 650	30-85	83-86	81-84
Алкилат	не ниже 690	30-190	91-96	90-94
Бензин каталитического риформинга	не выше 770	30-215	96-99	84-90

Таблица 2
Состав образцов предлагаемого топлива для спортивных автомобилей и их характеристики
Компоненты топлива и показатели	Состав образцов предлагаемого топлива, мас.%, и значения показателей
Образец 1	Образец 2	Образец 3	Образец 4	Образец 5	Образец 6
Изооктан	1	8	18	17	26	32,5
Масло моторное	0,05	0,15	0,4	0,3	0,5	0,5
Метил-трет-бутиловый эфир	15	19	20	20	20	29
Изопропиловый спирт	3,5	-	-	-	-	-
Толуол	10	28	30	38	45	25
Изомеризат	22	10	8	5	2,5	-
Алкилат	7	5,5	2	2	-	-
N-метиланилин	1,0	-	-	-	1,0	-
Бензин каталитического риформинга	Остальное	Остальное	Остальное	Остальное	Остальное	Остальное
Плотность при 15°С, кг/м3	758	768	766	774	777	772
Октановое число по исследовательскому методу	100,3	101,5	102	103	106	109
Октановое число по моторному методу	88,7	88,9	89	89,2	94	95
Фракционный состав: объем выкипания, %
- при 70°С	31	25	22	22	20	30
- при 100°С	53	40	48	46	45	60
конец кипения, °С	211	210	210	212	212	110
Давление насыщенных паров по Рейду, кПа	70,8	57,0	54,5	52,0	50	50
Концентрация фактических смол, мг/см3	1,2	1,4	1,3	1,6	1,0	1,0
Массовая доля кислорода, мас.%	3,7	3,4	3,6	3,6	3,6	5,3

1. Топливо для спортивных автомобилей, включающее бензин каталитического риформинга, высокооктановый оксигенат, ароматические углеводороды, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит изооктан и масло моторное для двухтактных двигателей и, при необходимости, алкилат и изомеризат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

изооктан	1-35
масло моторное для двухтактных двигателей	0,05-0,5
высокооктановый оксигенат	10-30
ароматические углеводороды	10-45
изомеризат	до 25
алкилат	до 10
бензин каталитического риформинга	до 100.

2. Топливо по п.1, отличающееся тем, что в качестве масла моторного для двухтактных двигателей содержит масло с вязкостью при 100°С не более 11 мм²/с.

3. Топливо по п.1, отличающееся тем, что в качестве высокооктанового оксигената содержит диалкиловый эфир С₅-С₆ или его смесь с алифатическими спиртами С₁-С₅.

4. Топливо по п.1, отличающееся тем, что в качестве ароматических углеводородов содержит фракцию ароматических углеводородов С₇-С₉.

5. Топливо по п.1, отличающееся тем, что содержит N-метиланилин до 1,5 мас.%.