Композиція вуглеводневого палива

Корисна модель належить до нафтопереробки та нафтохімії, зокрема до складів вугле водневих композицій, що використовуються як палива для автомобільних двигунів вн утрішнього згоряння, а також двигунів іншого призначення. В останні роки в Україні набула актуальності задача створення паливних композицій на основі компонентів вітчизняного виробництва, доступних і недорогих. З іншого боку, не менш актуальною є проблема забруднення навколишнього середовища автомобільними вихлопними газами. Це зумовлює підвищення вимог до характеристик сучасних паливних композицій, які мають містити у своєму складі добавки, що підвищують октанове число і водночас зменшують викиди високотоксичних речовин з відпрацьованими газами. Відомо, що для створення екологічно чистих високооктанових автомобільних бензинів, які мають високі антидетонаційні властивості і низький вміст токсичних речовин у вихлопних газах, до складу паливних композицій залучають кисневмісні сполуки, наприклад, прості ефіри і спирти. Так, наприклад, є відомою композиція вуглеводневого палива на основі 46мас.% автомобільного палива з октановим числом 76, яка додатково містить 46мас.% стабільного газового бензину і 8мас.% метил-третбутилового е фіру (ди в. патент Російської Федерації №1838383, кл. C10L1/18, 1993p.). Відома композиція позбавлена токсичних, шкідливих для здоров'я людей свинцевих октанопідвищуючи х добавок, містить порівняно дешевий газовий бензин (конденсат), а використання незначної кількості метил-третбутилового е фіру дозволяє підвищити октанове число композиції. Недоліком відомої композиції є її низькі експлуатаційні характеристики - нестабільна робота двигуна на малих обертах, висока втрата бензину за рахунок випаровування через достатньо високий тиск насичених парів. Крім того, використання в якості органічного високооктанового компонента метил-трет-бутилового е фіру, який дорого коштує, здорожує собівартість відомої паливної композиції. Найбільш близькою до запропонованої за складом і властивостями є композиція вуглеводневого палива, яка містить бензин марки А-76,бензин газовий стабільний і кисневмісний октанопідвищуючий компонент - ізоаміловий спирт у кількості 10-25мас.% (див. патент України №7276, кл. C10L1/10,1/18, 1995р.). Композиція вуглеводневого палива за прототипом має малий вміст смолистих речовин і високе октанове число. Однак залучення до композиції ізоамілового спирту у великих концентраціях здорожує собівартість паливної композиції. Крім того, надмірний вміст кисню є причиною зниження теплоти згоряння палива і, отже, погіршення тягових характеристик двигунів, а також утворення канцерогену акролеїну у відпрацьованих газах, що негативно впливає на екологічні характеристики палива. В основу корисної моделі поставлено задачу створення композиції вуглеводневого палива на основі компонентів вітчизняного виробництва, оптимізоване сполучення яких забезпечує одержання товарного палива з високими екологічними та експлуатаційними характеристиками і низькою собівартістю. Вищезазначений технічний результат досягається тим, що композиція вуглеводневого палива на основі бензину газового стабільного, що містить бензин марки А-76 і кисневмісний компонент, згідно з корисною моделлю, додатково містить антидетонаційну добавку на основі ароматичних амінів, а як кисневмісний компонент включає добавку етанольну паливну при такому співвідношенні компонентів, мас.%: бензин марки А-76 30-45 антидетонаційна добавка на основі ароматичних амінів 0,2-0,5 добавка етанольна паливна 2,0-5,0 бензин газовий стабільний до 100 Додаткове введення в композицію вуглеводневого палива антидетонаційної добавки на основі ароматичних амінів в кількості 0,2-0,5мас.% і використання в якості кисневмісного компонента добавки етанольної паливної в кількості 2,0-5,0мас.% дозволяє одержати антидетонаційний ефект за рахунок повного використання потенціалу антидетонаційних властивостей усі х компонентів композиції, взятих в оптимальних кількостях, а також поліпшити екологічні та експлуатаційні характеристики композиції. Крім того, використання в композиції компонентів переважно вітчизняного виробництва сприяє зменшенню собівартості товарних автомобільних бензинів. Уведення до складу пропонованої композиції антидетонаційної добавки на основі ароматичних амінів у кількості, меншій ніж 0,2мас.%, призводить до погіршення антидетонаційних характеристик палива, що не відповідає вимогам та нормам щодо бензину марки А-76 за ДСТУ4063-2001. Уведення до складу композиції антидетонаційної добавки на основі ароматичних амінів у кількості, більшій за 0,5мас.%, покращує антидетонаційні характеристики палива, але значно збільшує його собівартість. Уведення до складу композиції добавки етанольної паливної у кількості, меншій ніж 2,0мас.%, погіршує антидетонаційні характеристики палива, що не відповідає вимогам та нормам щодо бензину марки А-76 за ДСТУ4063-2001. Уведення до складу композиції добавки етанольної паливної у кількості, більшій за 5,0мас.%, покращує антидетонаційні характеристики палива, але значно підвищує його собівартість. Для приготування композиції вуглеводневого палива згідно з корисною моделлю було взято: - бензин газовий стабільний за ТУУ00135390.069-95; ТУУ320.23276153.002-99; ТУУ320.00158764.018-99; ТУУ51-31323949-58-2000; - бензин автомобільний марки А-76 за ДСТУ4063-2001; - антидетонаційну добавку на основі ароматичних амінів АДА за ТУ РФ 38.401-58-61-93 такого складу: масовий вміст монометиланіліну, % не менш ніж 98 масовий вміст антиокислювача, % 0,1-0,2%; або N-метиланілін технічний за ТУ РФ 2471-269-00-204168-96 такого складу: масовий вміст N-метиланіліну, % не менш ніж 98 масовий вміст аніліну, % не більш ніж 0,5 масова доля води, % не більш ніж 0,2 масова доля диметиланіліну не більш ніж 1,3; - добавку етанольну паливну за ТУУ 24273576.001-99 такого складу: масовий вміст спирту не більш ніж етилового, % 70 масовий вміст бензину (вуглеводнева суміш), % не менш ніж 20 композиційна добавка не не більш ніж спиртова, % 10 Запропонована композиція готується шляхом змішування компонентів при температурі від -10 до +50°С і постійному перемішуванні. При цьому порядок подання компонентів і тривалість змішування не мають значення. Вищезазначеним способом було приготовано 8 прикладів запропонованої паливної композиції. Склад прикладів, залежність антидетонаційних характеристик композиції від масового співвідношення компонентів наведено в таблиці 1. Із таблиці 1 випливає, що паливні композиції з високим октановим числом і низькою собівартістю одержують при співвідношенні компонентів за прикладами 2 і 5. Паливні композиції за прикладами 6, 7, 8 мають високі антидетонаційні характеристики, але високий вміст добавок, і ,отже, високу собівартість. Композиції за прикладами 1, 3, 4 мають низькі антидетонаційні характеристики, що не відповідають вимогам і нормам щодо бензину марки А-76 за ДСТУ4063-2001. Таблиця 1 Залежність антидетонаційних характеристик композиції вуглеводневого палива від масового співвідношення компонентів Склад компонентів композиції Вміст компонентів, % мас. Номери прикладів складу композиції, що пропонується Прототип 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 1. Бензин газовий стабільний ТУУ 00135390.069-95; ТУУ 55 68,8 67,8 62,9 63,3 49,5 49,3 320.23276153.002-99; ТУУ 320.00158764.018-99; ТУУ 51-31323949-58-2000 2. Бензин автомобільний 20 29 30 35 35 45 45 А-76ДСТУ-4063-2001 3. Антидетонаційна добавка на основі ароматичних амінів: АДА ТУ РФ 38.401-58-61-93 або 0,2 0,2 0,1 0,2 0,5 0,7 N-метиланілін технічний за ТУ РФ 2471-269-00204168-96 4. Добавка етанольна паливна ДЕТ ТУУ 2,0 2,0 2,0 1,5 5,0 5,0 24273576.001-99 5. Ізоаміловий спирт ОСТ 25 12-298-76 Антидетонаційні характеристики композиції вуглеводневого палива Октанове число за моторним методом 76,7 75,5 76,0 75,3 75,6 77,4 78,0 7 8 9 10 48,5 47,5 45 47 0,5 0,5 6,0 5,0 78,1 77,8 Таким чином, оптимальним складом композиції вуглеводневого палива є склад за прикладами 2 і 5. У таблиці 2 наведені основні фізико-хімічні властивості складів композиції вуглеводневого палива, що пропонується, за прикладами 2 і 5 у порівнянні з вимогами і нормами ДСТУ4063-2001 щодо бензину марки А-76. Порівняння фізико-хімічних показників композиції вуглеводневого палива, що пропонується, з фізикохімічними показниками бензину марки А-76 за ДСТУ4063-2001 підтверджує відповідність запропонованого складу композиції вимогам і нормам ДСТУ4063-2001. Композиція вуглеводневого палива, що пропонується, має високі екологічні показники. Так, наприклад, концентрація СО у відпрацьованих газах становить 0,1-0,2%; концентрація СН - від 20 до 40 ppm. До складу композиції вуглеводневого палива, що пропонується, входять в основному стандартні компоненти вітчизняного виробництва, за винятком антидетонаційної добавки АДА і N-метиланіліну, які залучено до композиції у незначній кількості, що не впливає суттєво на собівартість палива. Таблиця 2 Основні фізико-хімічні властивості складів композиції вуглеводневого палива, що пропонується Показники Номери прикладів складу композиції, що пропонується Вимоги ДСТУ 4063-2001 щодо бензину марки А-76 2 5 720 725 700-760 76,0 77,4 76,0 37 39 30 53 55 75 74 81 120 157 160 190 191 194 215 залишок у колбі, %., не більше 0,8 0,8 1,5 залишок і втрати, %., не більше 3,0 3,0 4,0 Тиск насичених парів бензину, кПа, не більше Кислотність, мг КОН на 100см 3 бензину, не більше Концентрація фактичних смол, мг на 100см бензину, не більше - на місці виробництва Індукційний період бензину на місці виробництва, хв., не менше 62,4 65,6 79,9 0,22 0,3 3,0 3,6 3,8 5,0 980 720 360 Масова частка сірки, %, не більше 0,035 0,03 0,05 Випробування на мідній пластинці витримує витримує витримує відсутність відсутність відсутність Сумарний вміст ароматичних вуглеводнів, 5мас., не більше 27,1 25,0 42,0 Масова частка бензолу, %, не більше 1,9 1,7 5,0 Густина за температури 20°С, кг/м 3, у межах Детонаційна стійкість: - октанове число за моторним методом, не менш Фракційний склад: температура початку перегонки, °С, не нижче 10% переганяються за температури, °С, не вище 50% переганяються за температури °С, не вище 90% переганяються за температури, °С, не вище кінець кипіння, °С, не вище Наявність водорозчинних кислот і лугів