ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1999 года по МПК C10L1/18 

Изобретение относится к топливным композициям, в частности к составам 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-C₅H₁₂; 15-35 алкилата; 5-10 метил-трет-бутилового эфира или 44-60 толуола; 2-8 изо-C₅H₁₂; 20-35 алкилата; 5-10 метил-трет-бутилового эфира; 1-5 изо-C₄H₁₀ (патент США N 4812146, C 10 L 1/18, 1989).

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 конденсированное ароматическое соединение или смесь таких соединений, не содержащих в ядре гетероатомов. Этим соединением могут быть: аценафтилен, бензантрацен, нафталин, фенантрен и др.(патент США N 4699629, 44-79, 1987).

Наличие конденсированных ароматических углеводородов в композиции приводит к повышению токсичности отработавших газов автомобилей, что ограничивает ее применение.

Наиболее близкой к предлагаемой является композиция высокооктанового (ОЧ≥95) бензина, обеспечивающего пониженную эмиссию NO_x c выхлопными газами, содержащая 3-30 об.% метил-трет-бутилового эфира и 1-15 об.% легкой прямогонной нафты (фр. 30-65^oC). Базовые компоненты бензина могут включать бензин риформинга, продукты изомеризации, легкий бензин крекинга или гидрокрекинга, алкилат, продукт полимеризации олефинов (патент США N 5256167, C 10 L 1/18, 1993).

При высоком содержании МТБЭ (более 20%) наблюдается некоторая потеря мощности двигателя, поэтому, как правило, в состав бензинов вводят не более 15% МТБЭ. Композиция включает низкокипящую прямогонную фракцию 30-65^oC, а фракция 65-180^oC подвергается каталитическому риформингу.

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

Заявляется топливная композиция на основе прямогонной бензиновой фракции НК-180^oC, содержащая: метил-трет-бутиловый эфир и фракцию 80-180^oC ароматических углеводородов коксохимического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Метил-трет-бутиловый эфир - До 4,8
Фракция 80-180^oC ароматических углеводородов коксохимического производства - 35,0-45,0
Прямогонная бензиновая фракция HK-180^oC - Остальное
Новым в заявляемой композиции является использование в качестве высокооктановой добавки фракции 80-160^oC ароматических углеводородов коксохимического производства, которая является побочным продуктом и не находит квалифицированного применения, а также соотношение компонентов.

Известно использование в качестве высокооктановых добавок различных ароматических углеводородов, например, бензола, толуола, ксилола и/или смеси ароматических углеводородов и насыщенного углеводорода, например, пентана, гексана или гептана, или конденсированных ароматических соединений. 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.

Предлагаемую в качестве высокооктановой добавки фракцию 80-180^oC ароматических углеводородов получают 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 выделения 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 ароматических углеводородов, которая выкипает в пределах 80-180^oC.

Для улучшения эксплуатационных свойств топливной композиции фракцию ароматических углеводородов дополнительно можно подвергнуть гидрообработке.

Топливную композицию готовят путем смешения компонентов в заявленном соотношении при постоянном перемешивании. Было приготовлено 3 образца заявляемой топливной композиции, состав которых приведен в таблице 1.

В приготовленных образцах топливной композиции в качестве прямогонной бензиновой фракции был использован бензин марки П-2 по ТУ 38.001500-88.

В качестве добавки была использована фракция ароматических углеводородов коксохимического производства, имеющая следующий состав, мас.%:
Органические соединения добензольной части - 0,5-2,0
Бензол - 36,6-79,8
Толуол - 9,0-29,3
Сумма изомеров ксилола - 3,0-15,9
Стирол - 2,5-5,4
Инден - 2,5-5,45
Нафталин - 0,24-1,05
Тиофен - 0,01-0,1
Сера - 0,14-1,2
Причем в составе по примеру 2 использована гидрообработанная фракция ароматических углеводородов, содержащая, мас.%:
Сера - 0,01
Непредельные углеводороды - Отсутствие
Фактические смолы, мг/мл - Отсутствие
Приготовленные образцы были испытаны стандартными методами на соответствие их техническим условиям на бензины марки А-76 (ГОСТ-2084).

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

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

Топливная композиция предназначена в частности для использования в двигателях внутреннего сгорания. Топливная композиция на основе прямогонной бензиновой фракции НК-180^oС, содержит до 4,8% метил-трет-бутилового эфира и 35-45% фракции 80-180^oС ароматических углеводородов коксохимического производства. Данное изобретение способствует расширению ресурсов автомобильных топлив и снижает их себестоимость за счет использования отходов коксохимического производства. 2 табл.

Топливная композиция на основе прямогонной бензиновой фракции, содержащая метил-трет-бутиловый эфир, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фракцию 80 - 180^oC ароматических углеводородов коксохимического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Метил-трет-бутиловый эфир - До 4,8
Фракция 80 - 180^oC ароматических углеводородов коксохимического производства - 35,0 - 45,0
Прямогонная бензиновая фракция НК-180^oC - Остальное