книги / Применение присадок в топливах

Высокооктановая кислородсодержащая добавка к автомо­ бильным бензинам Гидрохол (ТУ 38.401-58-318-2002) представ­ ляет собой этанол или смесь этанола с N-метиланилином, с добав­ кой стабилизатора СТЭ-1:

ном соотношении 70:30 при добавлении 8 % Гидрохола, ед., не менее

В 2001 г. освоено производство многофункциональной при­ садки к автобензинам СТЭ-1 (ОАО «Волгасинтез»), предназначен­ ной для стабилизации бензоэтанольных смесей при температурах до минус 40 °С.

Основу СТЭ-1 составляет изобутиловый спирт с добавкой моющей присадки Автомаг. СТЭ-1 выпускается в виде продукта трёх марок. Марка А представляет собой непосредственно стаби­ лизатор, а марки Б и В дополнительно содержат N-метиланилин, улучшающий их антидетонационные свойства. В соответствии с

91

ТУ 257-023-00151688-00 присадка СТЭ-1 должна отвечать сле­ дующим требованиям:

нии 70:30 при добавлении 2,5 % присадки, ед., не менее

П р и м е ч а н и е . Показатель, свидетельствующий о наличии моющей при­ садки, в ТУ не предусмотрен. Считается, что наличие присадки гарантируется тех­ нологией, а в паспорте ставится соответствующая отметка.

Добавка СТЭ-1 к смесям бензина и этанола, содержащим воду, позволяет снизить их температуру помутнения на 15-20 °С [26]:

92

Добавка ИПС в модельные смеси «70» (70 % об. изооктана и 30 % об. н-гептана) и КТ-2 (62 % об. толуола и 38 % об. я-гептана) позволяет получить следующие значения ОЧ:

На основе ИПС во ВНИИ НП и ОАО «Синтез», Дзержинск, разработаны добавки ОДИС и ОКДИ, содержащие кроме ИПС, N-метиланилин, моющую и антикоррозионную присадки [69]. Добавка ОДИС выпускается по ТУ 0257-004-57170644-02 в виде продукта трёх марок:

соотношении 70:30 при добавле­ нии 10 % мае. присадки ОДИС должно возрасти, ед., не менее

Добавка ОКДИ выпускается по ТУ 0257-005-57170644-02 в виде марок А и Б:

93

вт ор-Бутиловый спирт, s-BuOH,, допущен к применению в

отечественных автобензинах совместно с МТБЭ в концентрации до 10 % об.

mpem-Бутиловый спирт, t-BuOH, самостоятельно в качестве добавки к топливам не применяется, но является компонентом Фэтерола, а также стабилизатором топливометанольных смесей.

Лазурин - смесь сивушных масел с N-метиланилином и мою­ щей присадкой, маркированная синим красителем и обладающая помимо антидетонационных - моющими и антикоррозионными свойствами. Предполагалось её выпускать в виде двух марок сле­ дующего состава, % мае. [70]:

Используются и головные фракции ректификации этанола, отличающиеся от сивушных продуктов наличием метанола и меньшей концентрацией высших спиртов. В качестве примера приведём требования на концентрат головной фракции этилового - спирта по ТУ Республики Беларусь № 400084274.013-2002:

94

Аналогичная добавка под названием ВКД (высокооктановая кислородсодержащая добавка) выпускается в Украине по ТУ У 30183376.001-2000:

Недостатки и ограничения. Спирты плохо растворимы в уг­

леводородах, гигроскопичны, отрицательно действуют на уплот­ нительные материалы и коррозионно агрессивны по отношению к цветным металлам. Последнее приводит, с одной стороны, к сни­ жению ресурса деталей двигателя, а с другой стороны - к ухуд­ шению качества топлива. Метанол, помимо прочего, очень ток­ сичен.

Дейст вие на смазочное масло изучено недостаточно подроб­

но. Имеются материалы [71] по изучению влияния добавки мета­ нола, который в условиях эксплуатации бензометанольных сме-

95

сей окисляется до муравьиной кислоты. Кислота вместе с топли­ вом может попадать в смазочное масло. Она разрушает щелочные моюще-диспергирующие присадки, хотя и в разной степени. Наи­ более подвержены разложению алкилсалицилаты, наименее - алкилсульфонаты. Однако испытания показали, что при исполь­ зовании БМС с 5 % метанола за весь срок службы масел (были взяты масла М8В, М6/10В, М63/10Г) заметного снижения их ка­ чества не происходит. Наблюдалась лишь тенденция к снижению щёлочности и повышению сульфатной зольности масел [72]. Вы­ сказывались мнения, что для более надёжной работы двигателя на бензине с метанолом следует использовать масло на группу выше штатного.

Вымываемостъ спиртов из топлив водой может быть оценена

путём сравнения коэффициентов их распределения (Р) между водной и углеводородной фазами. В справочной литературе име­ ются значения Р для индивидуальных углеводородов. Ниже мы приводим значения Р для распределения спиртов между водой и ароматическими углеводородами, между водой и парафиновыми углеводородами (н-алканами) [73]. Р для топлив имеют промежу­ точные значения. Величина Р является отношением концентра­ ции спирта в углеводороде к концентрации спирта в воде.

Эмульгируемостъ. Спирты и отходы спиртового производст­

ва выступают в качестве стабилизаторов водотопливных эмуль­ сий. В зависимости от состава топлива, природы кислородсодер­ жащего продукта и условий окружающей среды такие эмульсии могут содержать до 0,15 % воды и быть стабильными в течение нескольких часов. На примере эфирной головки производства бу­ тиловых спиртов (представляющей собой смесь спиртов, эфиров, альдегидов и ацеталей) было показано, что седиментационная ус­ тойчивость эмульсий увеличивается в присутствии олефиновых и ароматических углеводородов [74]. Большое влияние на стабиль­ ность эмульсий оказывают также диеновые углеводороды и обра-

96

зующиеся при их окислении смолы. Исходя из этого, можно за­ ключить, что наибольшую стабильность, например, будут иметь эмульсии на основе бензиновых фракций пиролиза. Разрушение эмульсий отстаиванием и нагреванием —дорогая и длительная операция. С этой целью рекомендуется фильтрование через гид­ рофобные материалы.

Эфиры, используемые в топливах, и их физико-химические характеристики представлены ниже:

Этиловые эфиры, полученные этерификацией соответствую­ щих олефинов биоэтанолом, представлены ниже [75]:

ОЧС эфиров, так же как и спиртов, зависят от их концентра­ ции в бензине. Из многочисленных литературных данных в ка­ честве примера приведём результаты, полученные А. А. Гуреевым [76]:

МТБЭ, метил-третп-бутиловый эфир, по объёму применения является основным оксигенатом в нашей стране и за рубежом. Это единственный эфир, используемый в России в качестве ком­ понента автомобильных бензинов. Он вырабатывается на ряде предприятий по различным техническим условиям, требования которых могут различаться довольно существенно. Ниже пред­ ставлены технические требования к МТБЭ по общероссийским ТУ 38.103704-90 и по ТУ 2435-412-05742686-98 Стерлитамакского нефтехимического завода.

Требования по ТУ 38.103704—90

* Без учёта углеводородов С5.

Требования по ТУ 2435-412-05742686-98

98

Температура кипения МТБЭ - около 55 °С. В определённой степени это недостаток. Желательные температуры кипения ок­ сигенатов - 70-90 °С, поскольку в этих пределах расположены фракции товарных бензинов с наименьшим ОЧ. Этим требовани­ ям удовлетворяет метил-трет-амиловый эфир, МТАЭ, который к применению в российских бензинах пока не допущен, хотя и испытан с положительным результатом.

Имеется технология совместного получения МТБЭ и МТАЭ путём метилирования фракций С4 и С5 каталитического крекинга [77]. Это позволяет, помимо прочего, удешевить продукт (не надо выделять изобутилен и изоамилен в чистом виде), а также сни­ зить содержание олефинов в бензине. Такая метилированная фракция, получившая название ВЭК (высокооктановый эфирный компонент), вырабатывается по технологии ОАО НИИ «Ярсинтез» на ряде НПЗ и имеет следующий состав, % мае.:

Фэтерол, смесь МТБЭ и /тгре/п-бутилового спирта, вырабатыва­ ется заводами синтетического каучука по ТУ 2421-009-04749189- 95 в виде марок А (для поставки на экспорт) и Б (для выработки автобензинов):

99

Под торговым названием Октан-115 Фэтерол изредка можно встретить в розничной продаже. Он рекомендуется для использо­ вания владельцами автотранспорта в качестве октан-бустера.

Диизопропиловый эфир, ДИПЭ, является побочным продук­ том производства изопропилового спирта и потому сравнительно дёшев. У него есть преимущества перед МТБЭ: он менее агресси­ вен по отношению к резинам, а смеси бензина с 10 % ДИПЭ име­ ют .йГрдс, равный единице [63]. Недостатком является особо лёгкое образование взрывоопасных пероксидов при его хранении. Бензи­ ны, содержащие до 11 % ДИПЭ, допущены в России к производ­ ству и применению. ДИПЭ выпускается по ТУ 38.402-62-133-92 в виде двух сортов:

Смесевые добавки. Оксигенаты хорошо сочетаются с антиде-

тонационными присадками, что используют при создании смесевых добавок, позволяющих существенно повысить ОЧ бензинов. К таким добавкам относятся фэтеролы марок В, Г и Д, различные композиции, представленные ниже.

Фэтеролы В, Г и Д изготавливаются на базе Фэтерола Б с до­ бавлением марганцевого антидетонатора. Марки различаются со­ держанием марганца и соответственно разным антидетонационным эффектом. Требования к Фэтеролам разных марок [46] сле­ дующие:

100