книги / Применение присадок в топливах.-1

и то, что производство алкилнитратов является опасным и экологически неблагополучным. Поэтому присадки на основе алкилнитратов представ­ ляют тот редкий случай, когда импортные закупки могут оказаться для России более целесообразными. Что касается алкилпероксидов, то пре­ пятствием к их распространению является сравнительно высокая стои­ мость, которая, впрочем, может быть снижена созданием новых ориги­ нальных технологий.

Таблица 6. Требования нормативных документов на дизельные топлива и нормируемое ЦЧ

3. КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИЕ ДОБАВКИ (ОКСИГЕНАТЫ)*

Назначение. Оксигенаты — собирательное название кислородсодер­ жащих соединений, применяемых в качестве высокооктановых компо­ нентов моторных топлив; оно принято в химмотологической литерату­ ре. Их вырабатывают из альтернативного нефтяным топливам сырья: метанола, этанола, фракций бутиленов и амиленов, получаемых из угля, газа, растительных продуктов и тяжелых нефтяных остатков. Использо­ вание оксигенатов расширяет ресурсы топлив, часто позволяет повысить их качество и снизить токсичность продуктов сгорания. Бензины с ок­ сигенатами характеризуются улучшенными моющими свойствами, ха­ рактеристиками горения, при сгорании образуют меньше оксида угле­ рода и углеводородов. Основным оксигенатом является МТБЭ, мировое производство и потребление которого составило 26,5 млн т [49].

В России оксигенаты вводятся только в автомобильные бензины, чему способствуют их хорошие антидетонационные свойства и температуры

* Рекомендуется также специальная литература [50].

Из представленных выше материалов, в частности, можно заметить, что ОЧС спиртов зависят также от их концентрации в топливе.

Метанол МеОН выпускают по ГОСТ 2222-78Е (метанол технический синтетический) в виде продуктов двух марок: А — как сырье для органи­ ческого синтеза и поставок на экспорт; Б — для других целей. Техниче­ ские требования к метанолу представлены ниже.

В качестве добавки к бензинам метанол используется нечасто. Этому препятствуют его токсичность, плохая растворимость в углеводородах и

исследовательский метод; зачерненжет растворить не более 0Д Масс.%

неет, а затем также расслаивается. Поэтому существует минимальная тем­ пература, при которой ВМС может использоваться на практике.

Чтобы бензометанольные смеси не расслаивались, в них добавляют в качестве стабилизаторов высшие спирты, например /лретябутиловый спирт (смесь примерно равных количеств /яде/ябутилового спирта и мета­ нола называется оксинолом) или мзобутиловый спирт. В России исследо­ вались бензометанольные смеси БМС-5 и ВМС-15 с содержанием мета­ нола соответственно 5 и 15 об.%, но к применению они допущены не были.

БМС-5, в принципе, может использоваться в двигателях, но его стабильность невысока: срок хранения наиболее оптимальных составов, содержащих около 50% ароматических углеводородов, не превышает 3 мес. При этом должны обес­ печиваться условия, исключающие попадание влаги. Если же БМС-5 хранится в контакте с атмосферным воздухом, то расслаивание наблюдается уже через не­ сколько суток [53]. Перед расслаиванием БМС мутнеет. Температура помутне­ ния также зависит от концентрации ароматических углеводородов (рис. 29). На рис. 30 представлено предельное содержание воды в бензометанольных смесях при разных температурах в зависимости от содержания метанола в смеси [54]. Поэтому надо иметь в виду, что для приготовления БМС-5 следует использовать метанол, практически не содержащий влаги.

Все вышесказанное исключает использование БМС-5 как топлива для авто­ мобилей.

* Об «отравлении* метанола цинком и алюминием см. на с. 90.

Метанол, содержащийся в БМС-15, окисляется до муравьиной кислоты, которая вместе с бензином может попадать в смазочное масло. Кислота разру­ шает щелочные присадки, хотя и в разной степени. Наиболее подвержены раз­ ложению алкилсалицилаты, наименее — алкилсульфонаты [56]. Однако испы­ тания показали, что при использовании БМС-5 за весь срок службы масел (были взяты М8В, М6/10В, М6з/10Г) заметного снижения их качества не происходит. Наблюдалась лишь тенденция к снижению щелочности и повышению сульфо­ натной зольности масел [57]. В связи с приведенными выше ограничениями на содержание спиртов в автомобильных бензинах смеси типа БМС-15 практиче­ ского применения найти не могут.

Внастоящее время во ВНИИНП на базе метанола разработана до­ бавка ОДЭ-М (ТУ 0258-072-11726438-2000), представляющая собой ком­ позицию 80% метанола и 8—17% М-метиланилина с добавками антиде­ тонаторов — соединений железа или марганца*.

Этанол ЕЮН в России выпускается по нескольким нормативно-тех­ ническим документам, которых мы не рассматриваем. Технический эта­ нол вырабатывают по ГОСТ 17299-78 (марки А и Б),синтетический денатурированный этанол — по ТУ 2421-117-00151727-98, гидролизный

ссодержанием этанола не менее 96,2 об.% — по ГОСТ 18300-87.

Вкачестве добавки к топливам этанол представляет больший инте­ рес, чем метанол, так как лучше растворяется в углеводородах и менее гигроскопичен. Смеси этанола с бензином менее токсичны по сравне­ нию с БМС, менее коррозионно агрессивны и лучше совмещаются с гер­ метиками. Широко известны газохол (смесь бензина с 10% этанола) в США и Бразилии и этанолсодержащие топлива Е -10 и Е -15 (соответственно

с10 и 15% этанола), продаваемые в США и странах Западной Европы. С 2004 г. в России действует стандарт на «бензанол» (ГОСТ Р.52201), со­ держащий 5—10% этанола. Вообще этанол представляет интерес в качест­ ве добавки к топливу в странах, богатых растительными ресурсами, на­ пример в Бразилии или Украине. В России допущено к применению несколько бензинов, вырабатываемых в небольшом количестве с этанол­ содержащими добавками. Показано, что добавка 5% этанола к бензину не приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик двигателя и не требует предварительной регулировки карбюратора. Одновременно наблюдается существенное снижение выбросов СО и небольшое — угле­ водородов. С другой стороны, растут выбросы альдегидов и наблюдается тенденция к увеличению эмиссии оксидов азота. Увеличение концент­ рации этанола в бензине до 10% приводит к обеднению бензовоздушной смеси и ухудшает ездовые характеристики автомобиля практически на всех режимах. Ниже представлено влияние содержания этанола в бензи­ не на частоту вращения коленчатого вала двигателя в режиме холосто­

* Требования к ОДЭ-М см. на с. 70.

го хода (Ы) и на концентрацию СО и углеводородов в ОГ [58]. Сравни­ тельно невысокая фазовая стабильность спиртобензиновых смесей по­ вышается при использовании стабилизаторов, наиболее эффективны­ ми из которых являются, как показали исследования ВНИИНП, али­ фатические спирты С4—С5, в частности сивушные масла и композиции на их основе, дополнительно содержащие ароматический амин, оксиэтилированные ПАВ. Во ВНИИНП разработан ряд спиртобензиновых топлив, содержащих бензин, этанол, стабилизатор, а также антикорро­ зионную добавку.

Этанолу в нашей стране не слишком повезло. Работа с этанолом в России обставляется рядом строгих правил и ограничений. Основным является Фе­ деральный закон «О государственной регистрации производства и оборота этилового спирта и алкогольной продукции», согласно которому бензины, со­ держащие более 1,5 об.% этанола, подпадают под определение спирт­ содержащей непищевой продукции, что требует соблюдения соответствующих законодательных норм. Спирт, используемый для производства бензинов, должен быть денатурирован специальными добавками, делающими невозмож­ ным его применение в качестве алкогольного напитка. Перечень денатури­ рующих добавок утвержден постановлением Правительства РФ № 303 от 16.03.1999 г.:

Денатурирующие добавки используются в композициях кислородсодержа­ щих присадок к бензинам. Например, в присадке ОДЭ содержатся кротоновый

или уксусный альдегиды, а в ВОКЭ — диэтилфталат. Денатурированный спирт может также содержать красители в концентрации не менее 0,01%.

Ассортимент добавок к бензину на основе этанола, используемых в России, достаточно обширен, но суммарный объем их производства невелик, поскольку они вырабатываются на большом количестве мел­ ких (по сравнению с нефтеперерабатывающими) гидролизных и бро­ дильных предприятий. Часто появление этих добавок объясняется стремлением заводов выгодно утилизировать отходы собственного производства.

ОДЭ (ТУ 0258-072-11726438-2000) — композиция этанола с И-метил- анилином, иногда — с добавками соединений железа или марганца для усиления антидетонационного эффекта. Требования к добавкам ОДЭ (на базе этанола) и ОДЭ-М (на базе метанола) за единственным исклю­ чением одинаковы и представлены ниже:

Для ОДЭ — этанола, для ОДЭ-М — метанола. ** Только для ОДЭ.

ВОКЭ (продукт спиртосодержащий для повышения октанового числа бензина) представляет собой технический этанол с содержанием воды до 5% и сивушных масел (высших спиртов) до 10%. В соответ­ ствии с ТУ 9291-001-32465440-98 к нему предъявляются следующие требования: