Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания

 

Описывается топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием, позволяющая вырабатывать широкий ассортимент неэтилированных товарных бензинов, не содержащих зольных компонентов. Композиция на основе смеси бензиновых фракций, выкипающих в интервале 20-240°С, состоящая из бензина прямой перегонки, бензина термического крекинга и/или коксования и бензина каталитического риформинга с добавлением N-монометиланилина и оксигенатов, отличается тем, что в качестве оксигенатов содержит метил-трет-бутиловый эфир или его смесь с трет-бутиловым спиртом с содержанием трет-бутилового спирта до 30 мас.% и дополнительно содержит метанол и фракцию С₆-С₈ пиролиза, гидрированную при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бензин прямой перегонки - 5-35 Бензин термического крекинга и/или коксования - 5-30 Фракция С₆-С₈ пиролиза гидрированная - до 20 N-монометиланилин - 0,3-1,5 Метанол - 0,1-2,0 Метил-трет-бутиловый эфир или его смесь с трет-бутиловым спиртом с содержанием трет-бутилового спирта до 30 мас.% - 3-15 Бензин каталитического риформинга - - До 100.

3 табл.

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, конкретно к составу топливной композиции, предназначенной для использования в автомобильных двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием.

Наиболее перспективным в настоящее время является использование топливных композиций, содержащих в своем составе комплексные антидетонационные добавки.

Известна, например, топливная композиция на основе бензиновых фракций, содержащая в качестве октаноповышающих добавок метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) 0.6 - 12% об., N-монометиланилин 0,1 - 2,1% об., метанол 0,8 - 36% об. , смесь спиртов C₂-C₁₂ 0,3 - 8,2% об. и 0,001 - 0,2% об. металлоорганических соединений (Патент ПНР N 108076, кл. C 10 L 1/10, 1980). Недостатком этой композиции является высокая токсичность и гигроскопичность вследствие высокой концентрации метанола и содержание большого количества металлоорганических компонентов, снижающих работоспособность свечей зажигания и каталитических дожигателей отработавших газов.

Известна топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания (Патент РФ N 2114900, кл. C 10 L 1/18, 1/22, 1997) на основе бензина прямой перегонки до 50% мас., бензина термического крекинга и/или коксования 5 - 30% мас. , N-монометиланилина 0,2 -2,0% мас., циклопентадиенилтрикарбонилмарганца или его алкил-производного в количестве 10 - 100 мг/л (в расчете на марганец) и бензина каталитического риформинга до 100% мас. Эта композиция содержит большое количество дефицитного и дорогостоящего металлоорганического производного, повышающего стоимость бензина и снижающего его эксплуатационные свойства.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является топливная композиция на основе бензина прямой перегонки НК-180^oC 35% мас., добавки, представляющей собой продукт этерификации метилового спирта бутиленами, содержащей 50 - 85% МТБЭ и 15-50% третичного бутилового спирта (ТБС) 3-15% мас., бензина коксования и бензина термического крекинга в соотношении 1:1 в количестве 2 - 20% мас. , фракции парафиновых углеводородов, выкипающей в интервале НК-160^oC 15-25% мас. , N-монометиланилина 0,3 - 3,0% мас., толуола до 20% мас. и бензина каталитического риформинга - остальное (Патент РФ N 2077550, кл. C 10 L 1/18, 1995, прототип). Эта композиция имеет в своем составе большое количество N-монометиланилина и оксигенатов и, следовательно, обладает высокой склонностью к образованию отложений в системе подачи топлива и кристаллов льда при низких температурах из-за высокой гигроскопичности. Кроме того, она содержит большое количество дорогостоящего толуола, что приводит к повышению цены бензина.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и расширение ассортимента выпускаемых беззольных неэтилированных автомобильных бензинов.

Поставленная цель достигается тем, что предлагается топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания, содержащая в качестве основы смесь бензиновых фракций, выкипающую в интервале 20 - 240^oC, состоящая из бензина прямой перегонки, бензина термического крекинга и/или коксования и бензина каталитического риформинга с добавлением N-монометиланилина и оксигенатов, содержит в качестве оксигенатов МТБЭ или смеси МТБЭ с ТБС с содержанием ТБС до 30% мас., и дополнительно содержит метанол и фракцию C₆-C₈ пиролиза, гидрированную при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бензин прямой перегонки - 5-35 Бензин термического крекинга и/или коксования - 5-30
Фракция C₆-C₈ пиролиза гидрированная - до 20
N-монометиланилин - 0,3-1,5
Метанол - 0,1-2,0
МТБЭ или смесь МТБЭ с ТБС с содержанием ТБС до 30% мас. - 3 -15
Бензин каталитического риформинга - до 100
Отличие предлагаемого технического решения состоит в дополнительном введении в состав предлагаемого изобретения метанола, фракции C₆-C₈ пиролиза гидрированной и использовании МТБЭ или смеси МТБЭ и ТБС с более высоким содержанием МТБЭ.

Введение в предлагаемый состав гидрированной фракции С₆-С₈ пиролиза, содержащей до 60% ароматических углеводородов и выпускаемой по ТУ 5126-034-00208428-98 взамен толуола, используемого в прототипе, проведено с целью снижения его стоимости.

В качестве метил-трет- бутилового эфира в предлагаемом составе может быть использован МТБЭ по ТУ 38.103704-90 или его смесь с Фэтеролом по ТУ 2421-009- 04749189-95, представляющем собой смесь МТБЭ и ТБС, с содержанием последнего до 50% мас. Смесь МТБЭ и Фэтерола берется в таком соотношении, чтобы содержание ТБС в ней было не более 30% мас. Эта смесь является синергетической и позволяет повысить антидетонационную эффективность вводимой добавки, снизить содержание ее в топливе и, следовательно, цену бензина.

Известно, что введение оксигенатов в состав топлива повышает их влагопоглощающую способность и может приводить к их расслоению. Введение метанола в состав предлагаемой добавки в небольших количествах (0,1 - 2,0% мас.) необходимо для повышения низкотемпературных свойств автомобильных топлив, предотвращения их расслоения и кристаллизации льда.

Технология получения предлагаемой топливной композиции состоит в смешении компонентов при повышенной температуре и перемешивании.

Предлагаемая топливная композиция может быть использована для получения товарных бензинов, например А-76, АИ-80, АИ-92, АИ-95, примеры образцов составов которых представлены в таблице 1 (образцы 1 - 7). Качество исходных компонентов, использованных для приготовления образцов топливной композиции, приведено в таблице 2. Для приготовления образцов топливной композиции был использован Фэтерол с содержанием трет-бутилового спирта - 50% мас.

Результаты испытаний образцов бензинов предлагаемого состава, представленные в таблице 3, показывают что они полностью соответствуют требованиям ТУ на соответствующие бензины.

Снижение содержания оксигенатов в предлагаемой топливной композиции, реализуемое за счет использования синергетической смеси МТБЭ и ТБС, иллюстрируется примерами 1, 2. Использование смеси 50% МТБЭ и 50% ТБС, выходящей за пределы заявляемых соотношений, в образце топлива, аналогичного составу образца 1, приводит к снижению антидетонационной эффективности топливной композиции (образец 8).

Результаты испытаний низкотемпературных свойств образцов предлагаемой топливной композиции показали, что они сохраняют однородность без выделения второй фазы или кристаллов льда при охлаждении до минус 50^oC.

Использование заявляемого технического решения позволяет вырабатывать широкий ассортимент неэтилированных товарных бензинов, не содержащих зольных компонентов.

Формула изобретения

Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания на основе смеси бензиновых фракций, выкипающих в интервале 20 - 240^oC, состоящая из бензина прямой перегонки, бензина термического крекинга и/или коксования и бензина каталитического риформинга с добавлением N-монометиланилина и оксигенатов, отличающаяся тем, что в качестве оксигенатов содержит метил-трет-бутиловый эфир или его смесь с трет-бутиловым спиртом с содержанием трет-бутилового спирта до 30 мас.% и дополнительно содержит метанол и фракцию C₆ - C₈ пиролиза гидрированную при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бензин прямой перегонки - 5 - 35
Бензин термического крекинга и/или коксования - 5 - 30
Фракция C₆ - C₈ пиролиза гидрированная - До 20
N-Монометиланилин - 0,3 - 1,5
Метанол - 0,1 - 2,0
Метил-трет-бутиловый эфир или его смесь с трет-бутиловым спиртом с содержанием трет-бутилового спирта до 30 мас.% - 3 - 15
Бензин каталитического риформинга - До 100

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3