Композиція вуглеводневого палива

Корисна модель належить до нафтопереробки та нафтохімії, зокрема до складів вуглеводневих композицій, що використовуються як палива для автомобільних двигунів внутрішнього згоряння, а також двигунів іншого призначення. Широко відомо застосування високооктанових кисневмісних добавок - оксигенатів (спиртів, ефірів та їх сумішей) в складі паливних композицій. Залучення оксигенатів дозволяє підвищити октанове число палива, зменшити схильність до нагароутворення і викиди в атмосферу шкідливих речовин з відпрацьованими газами (Гуреев А.А., Митусова Т.Н., Соколов В.В. и др. Перспективы разработки автомобильных топлив с улучшенными экологическими свойствами. «Химия и технология топлив и масел», 1993, с.4-6). Так, наприклад, є відомою композиція вуглеводневого палива за патентом України №7276, кл. C10L1/10, 1/18; 1989р., яка містить такі компоненти, мас.%: бензин газовий стабільний 55-80 ароматичні вуглеводні (бензол або толуол) 10-20 ізоамиловий спирт 10-25 Відомий склад композиції вуглеводневого палива є придатним для виготовлення товарних бензинів з октановим числом не вище від 76 (за моторним методом). Крім того, надто високий вміст ароматичних вуглеводнів збільшує собівартість і погіршує експлуатаційні та екологічні характеристики палива. Найбільш близькою до запропонованої за складом і властивостями є композиція вуглеводневого палива за патентом Російської Федерації №1838383; кл. С10L1/18, 1993р., яка містить такі компоненти, мас.%: бензин марки А-76 46-50 бензин газовий стабільний 46-50 метил-трет-бутиловий ефір 7-9 Композиція за прототипом, як і аналог, є придатною для виготовлення товарних бензинів з октановим числом не вище від 76, однак має кращі ніж аналог екологічні характеристики, оскільки позбавлена ароматичних вуглеводнів. Таким чином, відомі композиції вуглеводневого палива є непридатними для виробництва високооктанових товарних бензинів з низькою собівартістю. Задачею пропонованої корисної моделі є розширення асортименту неетилованих товарних бензинів з низькою собівартістю, основні показники яких відповідають нормам вітчизняних і міжнародних стандартів щодо високооктанових бензинів. Поставлену технічну задачу вирішено в композиції вуглеводневого палива на основі бензину марки А-76, що містить метил-трет-бутиловий ефір, до якої додатково залучено антидетонаційну добавку на основі ароматичних амінів, добавку етанольну паливну і компонент моторного палива ароматичний або сольвент нафтовий при нижчезазначеному співвідношенні компонентів, мас.%: антидетонаційна добавка на основі ароматичних амінів 0,4-1,0 добавка етанольна паливна 4,0-7,0 компонент моторного палива ароматичний або сольвент нафтовий 5,0-10,0 метил-трет-бутиловий ефір 3,0-5,0 бензин марки А-76 до 100 Емпірично підібраний вміст компонентів у композиції палива, що заявляється, з урахуванням їхнього взаємного впливу забезпечує оптимальні величини фізико-хімічних і експлуатаційних показників композицій високооктанових товарних бензинів марки А-92 і марки А-95. Крім того, використання в композиції компонентів переважно вітчизняного виробництва дозволяє зменшити собівартість високооктанових товарних автомобільних бензинів. Уведення до складу композиції палива, яка пропонується, антидетонаційної добавки на основі ароматичних амінів менш ніж 0,4мас.% призводить до зниження октанового числа композиції палива, яке не відповідає октановому числу бензину марки А-92 і марки А-95 за ДСТУ4063-2001. Уведення до складу композиції палива, яка пропонується, антидетонаційної добавки на основі ароматичних амінів більш ніж 1,0мас.% покращує антидетонаційні характеристики палива, але значно збільшує його собівартість, що є економічно недоцільним. Уведення до складу композиції палива, яка пропонується, добавки етанольної паливної в кількості менш ніж 4,0мас.% погіршує антидетонаційні характеристики палива, тобто октанове число композиції не відповідає октановому числу бензину марки А-92 і марки А-95 за ДСТУ4063-2001. Уведення до складу композиції палива, яка пропонується, добавки етанольної паливної в кількості більш ніж 7,0мас.% покращує антидетонаційні характеристики палива, однак значно збільшує його собівартість, що є економічно недоцільним. Уведення до складу композиції палива, яка пропонується, компонента моторного палива ароматичного або сольвенту нафтового в кількості менш ніж 5,0 мас. % погіршує антидетонаційні характеристики палива, тобто октанове число композиції не відповідає октановому числу бензину марки А-92 і марки А-95 за ДСТУ 4063-2001. Уведення до складу композиції палива, яка пропонується, компонента моторного палива ароматичного або сольвенту нафтового в кількості більш ніж 10,0мас.% покращує антидетонаційні характеристики палива, але значно збільшує його собівартість, що є економічно недоцільним. Для приготування композиції вуглеводневого палива згідно з корисною моделлю було взято: - 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 Nметиланіліну, % 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 етилового, % не більш ніж 70 масовий вміст бензину вуглеводнева суміш), % не менш ніж 20 не більш ніж композиційна добавка не 10; спиртова, % - компонент моторного палива ароматичний за ТУУ 322-00190443-034-99 або сольвент нафтовий за ГОСТ10214-78; - метил-трет-бутиловий ефір за ТУУ 00149943.534-2001. Композицію вуглеводневого палива за корисною моделлю готують шляхом змішування компонентів у ємності при температурі від - 10 до + 50°С. Для приготування композиції використовують стандартне технологічне обладнання. Порядок подання компонентів і тривалість змішування не мають значення. Вищезазначеним способом було приготовано 13 прикладів запропонованої паливної композиції. Склади композиції у відповідності до конкретних прикладів і залежність антидетонаційних характеристик композиції від масового вмісту компонентів наведено в таблиці 1. Із таблиці 1 випливає, що композиції вуглеводного палива з октановим числом, що відповідає товарним бензинам марки А-92, і низькою собівартістю одержують при співвідношенні компонентів за прикладами 1,3, 10. Композиції за прикладами 2, 7, 9, 12 мають низькі антидетонаційні характеристики, оскільки октанові числа цих композицій не відповідають октановим числам бензину марки А-92 за ДСТУ 4063-2001. Паливна композиція за прикладом 4 має високе октанове число, що відповідає октановому числу бензину марки А-92 за ДСТУ4063-2001, але має високу собівартість. Композицію вуглеводневого палива з октановим числом, що відповідає товарному бензину марки А-95 за ДСТУ4063-2001, і з низькою собівартістю одержують при співвідношенні компонентів за прикладом 5. Композиції за прикладами 6, 8, 11, 13 мають високі октанові числа, але високу собівартість. Таким чином, оптимальними складами паливної композиції є склади компонентів за прикладами 1, 3, 10 для бензину марки А-92 і склад компонентів за прикладом 5 для бензину марки А-95. У таблиці 2 наведені основні фізико-технічні показники складів запропонованої композиції вуглеводневого палива за прикладами 1,3, 10 для бензину марки А-92 і складу композиції за прикладом 5 для бензину марки А-95 у порівнянні з вимогами і нормами ДСТУ4063-2001 для товарних бензинів марки А-92 і марки А-95 відповідно. Порівняння фізико-хімічних показників композицій вуглеводневого палива за корисною моделлю з фізикохімічними показниками бензинів марки А-92 і марки А-95 за ДСТУ4063-2001 підтверджує відповідність складу паливної композиції показникам якості ДСТУ4063-2001 на бензини відповідних марок. Композиція вуглеводневого палива, яка пропонується, має високі екологічні показники. Так, наприклад, концентрація СО у відпрацьованих газах становить 0,1-0,15%; концентрація СН - не більш ніж 40ppm. Таким чином, застосування запропонованого складу композиції вуглеводневого палива дозволяє виготовляти високооктанові товарні бензини з низькою собівартістю, основні показники яких відповідають вимогам і нормам ДСТУ 4063-2001. Таблиця 1 Склад компонентів композиції та її властивості 1 Бензин газовий стабільний ТУ 391340-89 Бензин автомобільний А76 ДСТУ 40632001 Антидетонаційна добавка на основі ароматичних амінів: АДА ТУ РФ 38.401-58-6193 або Nметиланілін технічний ТУ РФ 2471-269-00204168-96 Добавка етанольна паливна (ДЕТ) ТУУ Вміст компонентів, мас.% Прототип Номери прикладів 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 46,0 46,0 87,6 87,7 87,4 87,2 77,0 76,8 88,6 76,0 88,6 85,6 75,0 88,6 75,0 0,4 0,3 0,6 0,8 1,0 1,2 0,4 1,0 0,4 0,4 1,0 0,4 1,0 4,0 4,0 4,0 4,0 7,0 7,0 3,0 8,0 4,0 4,0 7,0 4,0 7,0 24273576.001-99 Компонент моторного палива ароматичний (КМПА) ТУУ 32200190443-034-99 або сольвент нафтовий ГОСТ 10214-78 Метпл-третбутиловнй ефір (МТБЕ) ТУУ 00149943.5342001 5,0 5,0 5,0 5,0 10,0 10,0 5,0 10,0 4,0 7,0 12,0 5,0 10,0 8,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 5,0 2,0 7,0 5,0 5,0 3,0 5,0 3,0 Антидетонаційні характеристики композиції вуглеводневого палива Октанове число за моторним методом Октанове число за дослідним методом Марка товарного бензину 76,8 82,5 82,0 83,2 84,1 85,4 86,0 81,8 86,1 82,2 83,1 86,4 82,1 85,4 92,3 91,8 93,1 93,9 95,5 96,0 91,6 95,9 92,0 92,8 96,3 91,8 96,0 А-95 А-92 А-95 А-76 А-92 А-95 А-92 А-95 А-92 Таблиця 2 Показники Номери прикладів складу композиції Бензин А-92 Бензин А-95 1 1 Густина за температури 20°С, кг/м3, у межах Детонаційна стійкість: - октанове число за моторним методом, не менш - октанове число за дослідним 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 - 50 % переганяються за температури °С, не вище - кінець кипіння, °С, не вище - залишок у колбі, %., не більше - залишок і втрати, %., не більше Тиск насичених парів бензину, кПа, не більше Кислотність, мг КОН на 100 см3 бензину, не більше 3 10 Вимоги ДСТУ 4063-2001 5 Вимоги ДСТУ 4063-2001 2 3 4 5 6 7 745 746 749 725-780 763 725-780 82,5 83,2 83,1 82,5 85,4 85,0 92,3 93,1 92,8 92,0 95,5 95,0 35 35 34 30 35 30 55 54 56 75 57 75 92 93 95 120 101 120 173 174 175 190 179 190 205 206 205 215 204 215 0,8 0,8 0,8 1,5 1,0 1,5 2,0 2,0 2,0 4,0 2,0 4,0 46,2 46,4 46,0 79,9 54,0 79,9 0,32 0,33 0,31 3,0 0,35 3,0 Концентрація фактичних смол, мг на 100 см3 бензину, не більше - на місці виробництва Індукційний період бензину на місці виробництва, хв., не менше Масова частка сірки, %, не більше Випробування на мідній пластинці Наявність водорозчинних кислот і лугів Сумарний вміст ароматичних вуглеводнів, 5 мас., не більше Масова частка бензолу, %, не більше 3,6 3,7 3,8 5,0 4,8 5,0 960 960 960 360 720 360 0,04 0,04 0,04 0,05 0,04 0,05 витримує витримує витримує витримує витримує витримує відсутн відсутн відсутн відсутн відсутн відсутн 38,8 39,0 41,2 45,0 44,5 45,0 4,5 4,5 4,7 5,0 4,9 5,0