Топливная композиция

 

Изобретение относится к топливным композициям, в частности к составам бензинов, предназначенных для использования в двигателях внутреннего сгорания. Предлагается топливная композиция на основе прямогонной бензиновой фракции, содержащая метил-трет-бутиловый эфир и фракцию 80-180^oC ароматических углеводородов коксохимического производства при следующем соотношении компонентов, мас. %: метил-трет-бутиловый эфир 5,0-15,0; фракция 80-180^oC ароматических углеводородов коксохимического производства 5,0-30,0; прямогонная бензиновая фракция - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к топливным композициям, в частности к соcтавам бензинов, предназначенных для использования в двигателях внутреннего сгорания.

Расширяющийся парк легковых автомобилей требует создания топлив, обладающих высокими антидетонационными свойствами и обеспечивающих более четкую и эффективную работу автомобильных двигателей.

Известно, что получение высокооктановых бензинов для автомобильной техники возможно путем вовлечения в базовые углеводородные топлива высокооктановых добавок, например, алкилбензина, ароматических углеводородов, кислородсодержащих соединений: спиртов и эфиров.

Известна композиция неэтилированного топлива для карбюраторных двигателей с октановым числом ≥100, содержащая об.%: 44-60 - толуола, 7-15 - изо-С₅H₁₂, 15-35 - алкилата, 5-10 - метил-трет-бутилового эфира или 44-60 толуола, 2-8 изо-C₂H₁₂, 20-35 алкилата, 5-10 метил-трет-бутилового эфира, 1-5-изо-С₄H₁₀[1].

Недостатком данной топливной композиции является высокая стоимость и дефицит составляющих ее компонентов.

Известна топливная композиция на основе углеводородов с температурой кипения бензинов, содержащая присадку, повышающую октановое число, в качестве которой используют конденсированнное ароматическое соединение или смесь таких соединений, не содержащих в ядре гетероатомов. Этим соединением могут быть аценафтилен, бензантрацен, нафталин, фенантрен и др. [2]. Наличие конденсированных ароматических углеводородов в композиции приводит к повышению токсичности отработавших газов автомобилей, что ограничивает ее применение.

Известна также композиция экологически чистого бензина, разработанная фирмой АРСО, США. Композиция содержит, об.%: 5,5 олефинов, 15 метил-трет бутилового эфира и 21,6 ароматических углеводородов. По эмиссии вредных веществ данная топливная композиция близка к метанольному топливу, однако стоимость его производства в несколько раз ниже [3].

Ограниченное производство МТБЭ и ароматических углеводородов препятствует широкому применению этой композиции.

Наиболее близкой к предлагаемой является композиция высокооктанового (ОЧ≥95) бензина, обеспечивающего пониженную эмиссию NО_х с выхлопными газами, содержащая 3-30 об.% метил-трет-бутилового эфира 1-15 об.% легкой прямогонной нафты (фр.30-65^o).

Базовые компоненты бензина могут включать бензин риформинга, продукты изомеризации, легкий бензин крекинга или гидрокрекинга, алкилат, продукт полимеризации олефинов [4].

При высоком содержании МТБЭ (более 20%) наблюдается некоторая потеря мощности автомобиля, поэтому, как правило, в состав бензинов вводят не более 15% МТБЭ. Композиция включает низкокипящую прямогонную фракцию 30-65^oC подвергается каталитическому риформингу.

Изобретение направлено на расширение ресурсов производства автомобильных бензинов и снижение их себестоимости за счет квалифицированного использования отходов коксохимического производства.

Предлагаемая топливная композиция на основе прямогонной бензиновой фракции, содержащая метил-трет-бутиловый эфир и фракцию 80-180^oC ароматических углеводородов коксохимического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: Метил-трет-бутиловый эфир - 5,0-15,0 Фракция 80-180^oC ароматических углеводородов коксохимического производства - 5,0 - 30,0 Прямогонная бензиновая фракция - Остальное Новым в предлагаемой композиции является использование в качестве высокооктановой добавки фракции 80-180^oC ароматических углеводородов коксохимического производства, которая является побочным продуктом и в настоящее время не находит квалифицированного применения.

Известно использование в качестве высокооктановых добавок различных ароматических углеводородов, например, бензола, толуола, ксилола и/или смеси ароматических углеводородов и 18-30% насыщенного углеводорода, например, пентана, гексана или гептана [5], или конденсированных ароматических соединений [1].

Однако указанные добавки являются целевыми продуктами специальных производств, которые являются дефицитными и дорогостоящими.

Использование же в качестве высокооктановой добавки фракции 80-180^oC ароматических углеводородов коксохимического производства наряду с прямогонной бензиновой фракцией позволяет расширить ресурсы производства неэтилированных автомобильных бензинов, которые по себестоимости будут значительно ниже, чем известные композиции.

В предлагаемой композиции в качестве прямогонной бензиновой фракции можно использовать бензин экспортный технологический (ТУ 38.001500-88), в частности, был использован бензин марки П-2.

Плотность при 20^oC кг/м³, не более - 725.

Фракционный состав: Н.К., - н/ниже 35 10% - н/выше 75 50% - н/выше 110 90% - н/выше 150 К.К. - н/выше 180
Остаток в колбе - 1,5
Остаток и потери - 4,5
Р_нп, Па/мм.рт.ст. - 66661 (500)
Кислотность, мг КОН на 100 см³ бензина, - н/б 1
Концентрация факт. смол, мг на 100 см³ бензина, - н/б 2
Массовая доля серы, %, - н/б 0,04
Сод. Рв мг/кг топлива, - н/б 0,05
В качестве высокооктановой добавки топливная композиция содержит фракцию 80-180^oC ароматических углеводородов коксохимического производства, получаемую в процессе высокотемпературного пиролиза угля при температуре выше 700^oC. В результате этого процесса получается кокс, водородсодержащий газ, аммиак, пары воды, смола, фракция ароматических углеводородов и т.д.

Поток паров и газов, выделяющихся в процессе пиролиза угля, поступает на охлаждение, при этом выделяется смола и фенол, который растворяется в воде, образующейся при охлаждении ее паров. Далее поток газов и паров поступает на установки сероочистки и выделение аммиака. Оставшаяся часть паров и газов поступает на блок выделения фракции ароматических углеводородов.

Ароматические углеводороды из паров и газов выделяются с применением поглотительного масла при определенной температуре. Далее из поглотительного масла путем обработки его острым паром выделяется фракция ароматический углеводородов, которая выкипает в пределах 80-180^oC и имеет следующий состав, мас.%:
Органические соединения добензольной части - 0,5-2,0
Бензол - 36,8-51,5
Толуол - 22,1-29,3
Сумма изомеров ксилола - 8,8-15,9
Стирол - 3,63-5,40
Инден - 3,20-5,45
Нафталин - 0,24-1,05
Тиофен - 0,01-0,1
Сера - 0,14-1,2
Для улучшения эксплутационных характеристик топливной композиции фракции ароматических углеводородов дополнительно можно подвернуть гидроочистке.

Топливную композицию готовят путем смешения компонентов в предлагаемом соотношении при постоянном перемешивании.

Было приготовлено 4 образца предлагаемой топливной композиции, состав которых приведен в табл. 1. причем, в составе по примеру 2 использована гидроочищенная фракция ароматических углеводородов, содержащая мас.%:
Сера - 0,04
Непредельные углеводороды - Отсутствие
Фактические смолы мг/100 мл - 4,0
Приготовленные образцы были испытаны стандартными методами на соответствие их техническим условиям на бензины А-76 (ГОСТ-2084).

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Данные, приведенные в табл. 2, подтверждают, что предлагаемая топливная композиция соответствует по всем параметрам требованиям ГОСТ 2084.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Патент США N 4812146, МКИ C IO L 1/18, 1989 г.

2. Патент США N 4699629, НКИ 44-79, 1987 г.

3.

4. Патент США N 5256167, МКИ C IO L 1/18, 1993 г.

5. Заявка Японии N 1-131299, C IO L 1/04, 1/6, 1989 г.

Формула изобретения

Топливная композиция на основе прямогонной бензиновой фракции, содержащая метилтрет-бутиловый эфир, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фракцию 80 180^oС ароматических углеводородов коксохимического производства при следующем соотношении компонентов, мас.

Метилтрет-бутиловый эфир 5 15
Фракция 80 180^oС ароматических углеводородов коксохимического производства 5 30
Прямогонная бензиновая фракция Остальноег

РИСУНКИ

Рисунок 1