Улучшение эксплуатационных свойств автобензинов за счет оптимизации коэффициента распределения детонационной стойкости

В последнее время наряду с ростом потребления автобензинов наблюдается тенденция к ужесточению эксплуатационных и экологических требований к их качеству. Весьма существенным требованием автобензина является не только высокая детонационная стойкость бензина в целом, но и равномерное распределение октанового числа по фракциям. Это свойство имеет большое значение для обеспечения нормальной работы двигателя на переменных режимах. Вместе с тем большинство из используемых в настоящее время оксигенатов и присадок на их основе имеют узкий интервал температур кипения и неравномерно распределены по фракциям топлива. Объектами исследования являлись промышленно доступные оксигенаты: метил-трет-бутиловый эфир, изобутиловый спирт и смесь насыщенных углеводородов, получаемых в процессе сернокислотного алкилирования олефинов (алкилат). Предложен состав композиционной смеси при соотношении следующих компонентов:алкилат - 50-70% масс., метил-трет-бутиловыйэфир - 15-25% масс., изобутиловый спирт - 15-25% маса соответственно, позволяющий в равной мере увеличить октановое число узких низкокипящих и высококипящих фракций, входящих в состав бензиновой смеси, т.е. значение коэффициента распределения детонационной стойкости, близко к максимуму - 1. В результате исследования влияния 3-компонентной смеси на эксплуатационные характеристики при вовлечении в автомобильные бензины установлено, что применение 3-компонентной смеси в качестве высокооктанового кислородсодержащего компонента в составе топлива в интервале концентраций от 25,0 до 45,5% масс. обеспечивает равномерное распределение детонационной стойкости по фракциям и способствует повышению энергоэффективности топлива за счет увеличения удельной теплоты сгорания.

1. Сафина Т.А. Анализ предпочтений потребителей на рынке автомобильного бензина // Статистика и экономика. 2014. N 4. С. 174-178. https://doi.org/10.21686/2500-3925-2014-4-174-178.

2. Чиркова Ю.Н., Архипов И.В. Современные требования к автомобильному бензину // Аллея науки. 2018. N 5. С. 401-407.

3. Царев А.В., Карпов С.А. Повышение экологических и эксплуатационных характеристик автомобильных бензинов введением оксигенатов // Химическая технология. 2007. N 7. С. 324-329.

4. Ганина А.А. Современные автомобильные бензины с присадками на основе отечественного сырья // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2017. N 10. С. 42-48.

5. Ганина А.А., Дьячкова С.Г., Деркач Д.С. Современные автомобильные бензины с присадками на основе отечественного сырья // Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России: XII Всероссийская научно-техническая конференция (г. Москва, 12-14 февраля 2018 г.). М.: РГУНГ, 2018. С. 220-224.

6. Дубровский Д.А., Семёнов И.А., Кузора И.Е., Старикова О.В., Артемьева Ж.Н., Дьячкова С.Г. [и др.]. Расширение ассортимента присадок к базовым топливам в АО «АНХК». Проблемы и перспективы // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2018. N 12. С. 4-13.

7. McCormick R.L., Ratcliff M.A., Christensen E.D., Fouts L., Luecke J., Chupka G.M., et al. Properties of oxygenates found in upgraded biomass pyrolysis oil as components of spark and compression ignition engine fuels // Energy & Fuels. 2015. Vol. 29, no. 4. P. 24532461. https://doi.org/10.1021/ef502893g.

8. Abdellatief T.M.M., Ershov M.A., Kapustin V.M., Chernysheva E.A., Savelenko V.D., Abdelkareem M.A., et al. Uniqueness technique for introducing high octane environmental gasoline using renewable oxygenates and its formulation on fuzzy modeling // Science of the Total Environment. 2022. Vol. 802. P. 149863. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149863.

9. Ershov M.A., Savelenko V.D., Makhova U.A., Kapustin V.M., Abdellatief T.M.M., Potanin D.A., et al. New insights on introducing modern multifunctional additives into motor gasoline // Science of the Total Environment. 2022. Vol. 808. P. 152034. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152034.

10. Емельянов В.Е., Крылов И.Ф. Все о топливе. Автомобильный бензин и другие виды топлива: свойства, ассортимент, применение. М.: Астрель, 2003. 79 с.

11. Costa D.R. Gasoline octane number determination // Combustion. 1968. Vol. 39, no. 9. P. 18.

12. Abdellatief T.M.M., Ershov M.A., Kapustin V.M., Ali Abdelkareem M., Olabi A.G., Kamil M. Recent trends for introducing promising fuel components to enhance the anti-knock quality of gasoline: a systematic review // Fuel. 2021. Vol. 291. P. 120112.

13. Хамидуллин Р.Ф., Харлампиди Х.Э., Никулин Р.М., Пучкова Т.Л., Бадрутдинова А.Р., Галиуллина М.М. [и др.]. Технологичность, экологичность и экономичность оксигенатных добавок к моторному топливу // Neftegaz. 2015.

14. Микишев В.А., Трухина А.А., Андриянов М.В., Глазкова М.С. Промышленный опыт работы установки синтеза МТБЭ в АО «АНХК» // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2015. N 9. С. 29-31.

15. Пат. N 1838383, СССР, C10L 1/185, C10L 1/18. Композиция углеводородного топлива / О.А. Бурмистров, С.Р. Лебедев, Л.Н. Кузнецова, Г.П. Хотулев, Е.А. Платковский, В.П. Белянский, Г.А. Лесовой, В.В. Бевз, Р.Ш. Саримов; заявитель и патентообладатель Государственный научно-исследовательский институт по химмотологии. Заявл. 17.01.1992; опубл. 30.08.1993. Бюл. N 32.

16. Пат. N 2620083, Российская Федерация, C10L 1/185, C10L 1/182, C10L 10/10, C10L 1/00. Способ получения антидетонационной добавки к автомобильным бензинам и топливная композиция, содержащая добавку, полученную разработанным способом / М.А. Ершов, Д.А. Потанин, В.М. Капустин, Е.В. Александрова, Р.В. Хакимов; заявитель и патентообладатель АО «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти». Заявл. 29.06.2016; опубл. 23.05.2017. Бюл. N 15.

17. Пат. N 2616606, Российская Федерация, C10L 1/06, C10L 1/18, C10L 1/182, C10L 1/185, C10L 1/16. Высокооктановый автомобильный бензин и антидетонационная добавка для его получения / М.А. Ершов, Г.Н. Романова, Е.В. Александрова, Д.А. Потанин; заявитель и патентообладатель АО «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти». Заявл. 14.04.2016; опубл. 18.04.2017. Бюл. N 11.

18. Георгиева Э.Ю., Сундуров А.В. Изучение возможности применения спиртов в качестве высокооктанового компонента бензина каталитического крекинга // Аллея Науки. 2018. N 6. С. 220-224.

19. Nikulin R.M., Kharlampidi Kh.E., Khamidullin R.F., Sitalo A.V., Sharaf F.A. Synergistic blend based on glycol ethers as antiknock additives to motor // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2017. Vol. 52, no. 6. P. 762-772.

20. Стряхилева М.Н., Крымова Г.Н., Чаплиц Д.Н., Павлова И.П., Баунов А.М. Производство метил-трет-алкиловых эфиров - высокооктановых компонентов бензинов. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1988. 72 с.

21. Пат. N 2473670, Российская Федерация, C10L 1/182, C10L 1/185, C10L 1/19, C10L 1/223. Комплексная добавка к автомобильным бензинам / С.А. Галактионов, К.П. Черняев, С.А. Еровиченков, В.В. Чубриков, С.И. Киреев, А.Н. Пономарев, И.А. Строков; заявитель и патентообладатель С.А. Галактионов, К.П. Черняев, С.А. Еровиченков, В.В. Чубриков, С.И. Киреев, А.Н. Пономарев, И.А. Строков. Заявл. 28.10.2011; опубл. 27.01.2013. Бюл. N 3.

22. Пат. N 2603644, Российская Федерация, C10L 1/18, C10L 1/182, C10L 10/10. Октаноповышающая добавка к автомобильным бензинам и топливная композиция, ее содержащая / М.А. Ершов, Е.В. Григорьева, В.Е. Емельянов, М.А. Брыксина, Л.А. Смирнова; заявитель и патентообладатель АО «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти». Заявл. 21.10.2015; опубл. 27.11.2016. Бюл. N 33.

23. Ecklund E.E., Parker A.J., Timbario T.J., Mecallum P.W. Use of alcohol-based fuels // Energy Converse. 1978. Vol. 1. P. 226-232.

24. Дмитриченко О.И., Березин В.А., Бородин Е.В., Перин В.Н. Алкилат - идеальный компонент современных автомобильных бензинов // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2010. N 7. С. 18-19.

25. Ахмадова Х.Х., Магомадова М.Х., Ахмадова А.Р. Алкилат - основной компонент высококтановых бензинов // Вестник ГГНТУ. Технические науки. 2019. Т. 15. N 4. С. 49-59. https://doi.org/10.34708/GSTOU.2019.18.4.006.

26. Ершов М.А., Емельянов Е.В., Климова Т.А. Биобутанол в сравнении с другими оксигенатами // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2012. N 2. С. 3-6.