КОМПОЗИЦИЯ НЕЭТИЛИРОВАННОГО БЕНЗИНА Российский патент 1999 года по МПК C10L1/04 C10L1/18 

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, конкретно к составу неэтилированной топливной композиции, предназначенной для использования в автомобильных двигателях внутреннего сгорания.

В основном топливные композиции готовят на базе бензинов различного происхождения, преимущественно с температурой кипения нк-180^oC, с добавлением ароматических углеводородов и высокооктановых компонентов.

Известен неэтилированный моторный бензин (патент Польши 168988, МКИ⁶ C10 L 1/18, опубл.1996 г.), который содержит (об.%): 5-25 продукта прямой гонки нефти с температурой конца перегонки ≤130 (≤ 100^oC) и/или легкой фракции с температурой кипения ~ 65^oС; 3-20 алкильных эфиров (МТБЭ) и спиртов; 15-45 продукта каталитического крекинга с температурой кипения 80-140^oС; 15-60 продукта риформинга, содержащего ароматические соединения с температурой кипения ≤215^oС. ОЧ бензина 95 по исследовательскому методу (и.м.) и 85 по моторному методу (м.м.)
Известна композиция неэтилированного бензина (патент США 5401280, МКИ C 10 L 1/18, опубл. 1995 г.), которая включает смесь углеводородов C₅-C₆, в которой углеводороды C₅ - н-пентан, изопентан, циклопентан и т.д., углеводороды C₆ - н-гексан, 2-метилпентан, циклогексан, гексен-1, гексен-2, 4-метилпентен-1, циклогексен, бензол и т.п. и соединения метилтретбутилового эфира (МТБЭ), имеющая ОЧ (и. м. ) ≥ 98, упругость паров по Рейду 0,4-0,95 кгс/см², плотность 0,735-0,755 г/см³ при 15^oC, при этом выдерживаются следующие соотношения: 3≤V(M)≤15; 17≤V(C₅) ≤20 при 0,40≤Rv≤0,65; 18≤V(C₅) ≤25 при 0,65≤Rv≤O,70; 20≤V(C₅) ≤35 при 0,70≤Rv≤O,95; 15≤V(C⁶)≤30; 0,55≤V(C_5p)/V(C₅)≤90; 11,5+0,1≤V(M)≤V(C₅), где V(M) - количество соединений MTBЭ; Rv - упругость паров по Рейду; V(C₅) - количество C₅-углеводородов; V(C₆) - количество C₆ -углеводородов; V(C_5p) - количество парафиновых C₅-углеводородов в % об. к общему бензину.

Известна топливная композиция, содержащая в качестве базового компонента смесь бензинов прямой гонки и каталитического риформинга и добавку, представляющую собой продукт этерификации метилового спирта бутиленами, содержащий МТБЭ и третбутиловый спирт, при следующем соотношении компонентов, % мас.: бензин прямой гонки нк-180^oС 5- 35, добавка - 3-15, бензин каталитического риформинга - до 100. Также топливная композиция может дополнительно содержать смесь бензинов коксования и термического крекинга, взятых в соотношении 1:1 в количестве 2-20%, а также фракцию парафиновых углеводородов, выкипающих нк-160^oC в количестве 15-25%, и до 20% толуола (пат.РФ 2077550, МКИ C 10 L 1/18, опубл. 1997). Бензины данной композиции соответствуют маркам А-76, АИ-91, 92 и 95. Недостатками вышеприведенных композиций является наличие в них спиртов, что способствует коррозии топливной системы двигателей, а также высокое содержание ароматики, что сказывается на токсичности выхлопных газов и в свою очередь загрязняет окружающую среду.

Известна композиция следующего состава, мас.%: изопентан 5-12, толуол 0,3-15, продукт этерификации метилового спирта бутиленами, содержащий в своем составе метиловый спирт - 3-15, бензин каталитического риформинга и/или каталитического крекинга до 100%. Композиция может дополнительно содержать алкилат в количестве 1-15 мас.%. Октановое число по исслед. методу 91,2-92,5, давление насыщенных паров, мм рт.ст. - 420-535, содержание фактических смол мг на 100 см³ бензина - отс.-3,5, индукционный период > 900 мин. Недостатками этой композиции (патент РФ 2077549, МКИ⁶ C 10 L 1/18, опубл. 1997 г. ) являются неудовлетворительные антикоррозионные и антиокислительные свойства вследствие наличия в ней метилового спирта.

Наиболее близкой является композиция неэтилированного бензина (патент РФ 2 103325, МКИ C 10 L 1/04, опубл. 1998 г.), включающая в свой состав, %мас.: бутан-пентановую фракцию - 1-15; ароматическую часть - фракцию С₆-С₇ производства этилбензола, и/или фракцию С₉ пироконденсата, и/или смесь ксилолов с температурой кипения 135-145^oC, и/или фракцию С₁₀ производства этилбензола - 1-25; высокооктановые добавки - метилтретбутиловый и/или диизопропиловый эфиры-1-20; основу - прямогонный бензин, и/или бензин каталитического крекинга, и/или фракцию изогексанов из широкой фракции легких углеводородов - до 100. Недостатками указанных композиций, приведенных в описании к патенту, является большое содержание ароматических компонентов 21-25 мас.%, источниками которых являются фракции С₆-С₇ производства этилбензола, С₉ пироконденсата, С₁₀ производства этилбензола и смеси ксилолов с температурой кипения 135-145^oC (см. примеры 1-19), которые придают композициям октановое число -76,1-89,8 (моторный метод), но при этом приводят к токсичности выхлопных газов. Вследствие этого возможно неблагоприятное воздействие на окружающую среду. ГОСТом P 51105-97 также ограничено количество бензола в неэтилированном бензине до 5 мас.%, а он присутствует практически во всех используемых компонентах ароматической части известной композиции.

Задачей изобретения является разработка топливной композиции, соответствующей требованиям окружающей среды, расширение сырьевой базы при производстве неэтилированных автомобильных бензинов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, увеличение их ассортимента и выпуска.

Эта задача решается заменой части ароматических фракций, используемых в известных композициях, тетрамерами пропилена, которые имеют октановое число смешения 104 и позволяют, не снижая октановых характеристик бензина, уменьшить его токсическое воздействие на окружающую среду.

Заявляемая композиция неэтилированного бензина имеет состав, мас%:
Бутан-пентановая фракция - 5-15
Тетрамеры пропилена - 2-20
Метилтретбутиловый и/или диизопропиловый эфир - 1 - 20
Фракции C₆-C₇ и/или C₁₀ производства этилбензола, и/или смесь ксилолов, и/или C₉-пироконденсата - 8 - 23
Бензин каталитического крекинга или прямой гонки и/или фракция изогексанов из широкой фракции легких углеводородов - Остальное
Применение тетрамеров пропилена в качестве компонента моторного топлива не описано ни в одном аналоге, что позволяет судить о новизне, а улучшенные характеристики моторного топлива говорят об изобретательском уровне предложенного технического решения. Промышленная применимость подтверждается примерами 1-5, в которых приведены составы и характеристики образцов.

Было приготовлено несколько топливных композиций (примеры 1-5) с вовлечением тетрамеров пропилена. В качестве базового топлива выбраны композиции на основе известных компонентов: бутан-пентановой фракции; ароматической части - фракции C₆-C₇ производства этилбензола, и/или фракции C₉ пироконденсата, и/или
фракции C₁₀ производства этилбензола, и/или смеси ксилолов с температурой кипения 135-145^oC; высокооктановых добавок - метилтретбутилового и/или диизопропилорого эфира: основы - прямогонного бензина, и/или бензина каталитического крекинга, и/или фракции изогексанов из широкой фракции легких углеводородов.

Топливные композиции готовили смешением компонентов базовых топлив в товарных резервуарах при нормальных условиях. Туда же добавляли тетрамеры пропилена в количестве 2-20 мас.%, как указано в примерах 1-5. Характеристика тетрамеров пропилена согласно ТУ 2211-044-05766801-95:
Плотность при 20^oC, г/см³ - 0,757 - 0,785
Фракционный состав:
Температура начала перегонки, ^oC, не ниже - 170
95% перегоняется при температуре, ^oC° не выше - 235
Массовая доля перекисных соединений, % не более - 0,001
Данные примеров показывают, что добавление тетрамеров пропилена к известным композициям неэтилированных бензинов взамен части фракций, содержащих ароматические углеводороды, позволяет получать новые топливные композиции с повышенными октановыми характеристиками, при этом давление насыщенных паров полученных новых композиций находится в пределах требований ГОСТа. Добавление тетрамеров пропилена к известным композициям в количестве менее 2 мас.% заметно не влияет на свойства композиции и не увеличивает октановое число, а прибавление более 20 мас.% утяжеляет ее, и топливные композиции не соответствуют ГОСТ P 51105-97 по физико-химическим показателям.

Композиция на базе таких компонентов, как метилтретбутиловый и/или диизопропиловый эфир, фракции C₆-C₇ и/или С₁₀ производства этилбензола, и/или смесь ксилолов с температурой кипения 135-145°С, и/или фракция С₉ пироконденсата, бензин каталитического крекинга или прямой гонки, и/или фракция изогексанов из широкой фракции легких углеводородов, дополнительно содержащая тетрамеры пропилена в количестве 2-20 маc.%, при этом за счет своего высокого октанового числа смешения тетрамеры пропилена позволяют не снизить октановые характеристики неэтилированных топлив, при этом и остальные свойства топливных композиций соответствуют техническим требованиям согласно ГОСТ Р 51105-97. Использование в качестве компонента моторных топлив тетрамеров пропилена позволяет снизить содержание ароматических углеводородов в композициях неэтилированных бензинов. 5 табл.

Композиция неэтилированного бензина на основе широкой смеси углеводородов, содержащей бутан-пентановую фракцию и включающей в качестве основы бензин каталитического крекинга или прямой гонки и/или фракцию изогексанов из широкой фракции легких углеводородов, ароматическую часть - фракцию C₆ - C₇ производства этилбензола и/или фракцию C₁₀ производства этилбензола и/или смесь ксилолов с температурой кипения 135 - 145^oC, и/или фракцию C₉-пироконденсата, а также метилтретбутиловый и/или диизопропиловый эфир, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тетрамеры пропилена при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бутан-пентановая фракция - 5 - 15
Тетрамеры пропилена - 2 - 20
Метилтретбутиловый и/или диизопропиловый эфир - 1 - 20
Фракции C₆ - C₇ и/или C₁₀ производства этилбензола и/или смесь ксилолов и/или C₉-пироконденсата - 8 - 23
Бензин каталитического крекинга или прямой гонки и/или фракция изогексанов из широкой фракции легких углеводородов - Остальное