|
Актуальность работы. Современный уровень развития автомобильного парка диктует необходимый ассортимент и качество моторных топлив.
Бензин с низким октановым числом является причиной детонации и нестабильной работы двигателя. Октановое число целесообразно повышать введением оксигенатов (кислородсодержащих органических соединений) и их смесей [1, 2].
Во многих странах для повышения детонационных характеристик в ка- честве оксигенатов широко применяются спирты и эфиры, а также антидето- национные добавки – металлсодержащие присадки, присадки на основе аро- матических аминов, ферроцена и его производных, карбонильных соедине- ний [3, 4]. Однако в России металлосодержащие и некоторые другие добавки уже под запретом либо ожидают в ближайшее время ограничения в примене- нии [5]. Производители октаноповышающих добавок не могут удовлетворить растущий спрос на МТБЭ (метил-трет-бутиловый эфир), ЭТБЭ (этил-трет- бутиловый эфир), ТАМЭ (трет-амил-метиловый эфир) и другие топливные присадки в ожидаемый период перехода на бензины экологического класса Евро-5 и 6 при одновременном запрете на использование таких антидетона- ционных добавок, как ММА (монометиланилин) и анизол (метилфениловый эфир), а также недостаточные темпы развития, реконструкции и модерниза- ции НПЗ [6].
При переходе в полной мере на Евро-5 применение МТБЭ для произ- водства топлива в России возрастет до 2 млн тонн, при этом собственное производство покрывает 50 % общей потребности [2]. Существует возмож- ность поставки эфиров из Европы в объеме 100-200 тыс. тонн в год, но этого, конечно же, недостаточно. Среди возможных альтернатив МТБЭ помимо ТАМЭ предлагаются изопропиловый спирт, биобутанол и биоэтанол [7, 8]. Последний, ввиду отсутствия заводов по производству биотоплива, практи- чески не применяется в России, хотя мировые объемы его потребления пре-
4
вышают объемы потребления МТБЭ практически в два раза. ДИПЭ (диизо- пропилбензол) обладает конкурентными свойствами по сравнению с МТБЭ и ТАМЭ, имеет более высокие октановые числа, но склонность ДИПЭ к обра- зованию гидропероксидов является его недостатком [3].
Использование в составе бензина многофункциональных добавок, главным образом, оксигенатов, включая кетоны, эфиры и другие соединения, позволяют улучшить его экологические и эксплуатационные свойства. ГОСТ Р 51105-97 (с изменениями от 01.03.2012) «ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ. НЕЭТИЛИРОВАННЫЙ БЕНЗИН» преду-
сматривает добавку оксигенатов ограниченного перечня и с дополнениями: эфиров, содержащих 5 или более атомов углерода в молекуле - не более 15
%; других оксигенатов (с температурой конца кипения не выше 210 °С) - не более 10 % [13, 14]. Использование «других оксигенатов» придает особую значимость поиску оксигенатных соединений, приемлемых в качестве анти- детонационных добавок к бензину.
В настоящее время, чтобы перейти на применение топлив с более вы- сокими экологическими классами необходимо уделить особое внимание раз- работке композиционных присадок, так как компоненты, входящие в состав смесей, способны дать больший (синергетический) эффект либо действие менее ожидаемого (антагонистический) эффекта, чем можно было бы до- стигнуть по правилу аддитивности. В этой связи актуальной задачей является обнаружение синергетических эффектов при совместном действии компо- нентов в композиционных составах антидетонационных добавок, позволяю- щих при низких концентрациях существенно увеличивать октановые числа бензинов.
Целью диссертационной работы является разработка экономичных и технологичных оксигенатных антидетонационных добавок, равномерно рас- пределяющихся по узким фракциям бензинов и повышающих детонацион-
ную стойкость низкооктановых компонентов моторных топлив при низких концентрациях.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
исследование физико-химических свойств объектов исследования – бензи- нов и оксигенатов различной природы происхождения;
оценка эффективности оксигенатных добавок к бензинам и их узким фрак- циям;
исследование эффективности бинарных смесей оксигенатов и обнаруже- ние синергетических эффектов в их совместном действии;
исследование влияния отдельных компонентов композиционного состава оксигенатной добавки на коэффициент распределения детонационной стой- кости (КРДС) в узких бензиновых фракциях моторных топлив;
установление наиболее оптимального соотношения и концентрации окси- генатов в синергетической смеси, повышающей октановые числа бензиновых фракций до требований к топливам АИ-92 и АИ-95;
разработка рецептуры антидетонационной добавки для получения опытной партии и проведения испытаний;
оценка технико-технологической и экономической эффективности разра- ботанной антидетонационной добавки.
Do'stlaringiz bilan baham: |
