КОМПОЗИЦИЯ НЕЭТИЛИРОВАННОГО БЕНЗИНА Российский патент 2000 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 неэтилированных бензинов готовят на базе бензинов различного происхождения, преимущественно с температурой кипения нк-180^oC, с добавлением ароматических углеводородов или их фракций, высокооктановых компонентов и различного рода добавок, количество которых варьируется в зависимости от заданного октанового числа (Oil & Gas Journal, Mar 18, 1991, p.66).

Известен неэтилированный моторный бензин (патент Польши 168988, МПК С 10L 1/18, опубл. 1996 г.), который содержит (об.%): 5-25 продукта прямой гонки нефти с температурой конца перегонки ≤ 130 (≤ 100^o) и/или легкой фракции с температурой кипения ≈ 65^o; 3-20 алкильных эфиров (МТБЭ) и спиртов; 15-45 продукта каталитического крекинга с температурой кипения 80-140; 15-60 продукта риформинга, содержащего ароматические соединения с температурой кипения ≤ 215^o. ОЧ бензина 95 по исследовательскому методу (и.м.) и 85 по моторному методу (м.м.). Однако в данной композиции достаточно высокое содержание ароматических углеводородов, что не допускается в связи с ужесточением требований к охране окружающей среды.

Известна композиция неэтилированного бензина (патент США 5401280, МПК 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^o, при этом выдерживаются следующие соотношения: 3 ≤ V(M) ≤ 15; 17 ≤ V(C₅) ≤ 20 при 0,40 ≤ Rv ≤ 0,65; 18 ≤ (C₅) ≤ 25 при 0,65 ≤ Rv ≤ 0,70: 20 ≤ V(C₅) ≤35 при 0,70 ≤ Rv ≤ 0,95; 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 MTБЭ; 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. Здесь для композиции используются только индивидуальные углеводороды C₅ и C₆, что несомненно удорожает готовый продукт.

Известна топливная композиция, содержащая в качестве базового компонента бензин каталитического риформинга и/или каталитического крекинга, 5-12% изопентана, 0,3-15% толуола и добавку, представляющую собой продукт этерификации метилового спирта бутиленами, содержащий МТБЭ и третбутиловый спирт, в количестве 3-15% (пат. РФ 2077549, МПК C 10 L 1/18, опубл. 1997). Бензины данной композиции соответствуют маркам 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 неэтилированного бензина (патент РФ 2 103325, МПК C 10 L 1/04, опубл. 1998 г.), включающая в свой состав, мас.%: бутан-пентановую фракцию - 1-15; ароматическую часть - фракцию C₆-C₇ производства этилбензола и/или фракцию C₉ пироконденсата, и/или смесь ксилолов с температурой кипения 135-145^oC, и/или фракцию C₁₀ производства этилбензола - 1-25; высокооктановые добавки - метил-третбутиловый 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 является большое содержание ароматических компонентов 21-25 мас.%, источниками которых являются фракции C₆-C₇ производства этилбензола, C₉ пироконденсата, C₁₀ производства этилбензола и смеси ксилолов с температурой кипения 135-145^o, (см. приведенные в описании к патенту 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 Р 51105-97 также ограничено количество бензола в неэтилированном бензине до 5 мас.%, а он присутствует в количестве > 5%, так как содержится практически во всех используемых компонентах ароматической части известной композиции. Использование же негидрированной C₉ фракции пироконденсата в составе композиции приводит к образованию смол при хранении и эксплуатации.

Наиболее близкой является композиция неэтилированного бензина (патент РФ 1797620, МПК C 10 L 1/04, опубл. 1993 г.), включающая в свой состав: 1-15% бутан-пентановой фракции, 1-10% МТБЭ, 5-24% C₇-C₈-фракции производства тетрамеров пропилена, 2-25% C₆-C₇ фракции производства этилбензола и/или фракции C₉ пироконденсата и до 100% C₆-C₉ фракции газофракционирующей установки и/или производства изопентана. Октановое число композиции не менее 76, но не более 88. Недостатком композиции является то, что для достижения высоких октановых чисел в нее добавляется повышенное количество ароматических углеводородов (примеры 6-10), однако, по ныне действующему ГОСТу Р 51105-97 количество ароматических углеводородов резко ограничено.

Использование негидрированной C₉ фракции пироконденсата в составе композиции приводит к образованию смол при хранении и эксплуатации.

Задачей изобретения является разработка топливной композиции, соответствующей требованиям окружающей среды, расширение сырьевой базы, в том числе и за счет вовлечения побочных продуктов нефтехимических производств, при производстве неэтилированных автомобильных бензинов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, увеличение их ассортимента и выпуска, при этом варьирование состава в заявляемых пределах позволяет получать бензины с различными октановыми числами в зависимости от потребностей рынка.

Эта задача решается новым составом композиции, в которой компоненты подобраны в таком качественном и количественном соотношении, чтобы созданные композиции неэтилированного топлива удовлетворяли требованиям ГОСТ Р 51105-97, при этом предусмотрено максимально возможное использование фракций нефтехимических производств, не находящих достаточно квалифицированного применения.

Состав предлагаемой композиции следующий, мас.%:
Гидрированная C₅ фракция продуктов пиролиза - 20 - 35
Гидрированная C₆₊ фракция жидких продуктов пиролиза с пределами выкипания 150-165 - 190-205^oC после извлечения из нее бензол-толуол-ксилольной (БТК) и C₁₀₊ фракций - 5 - 15
Олефиновые углеводороды C₆, C₇, C₈ или их смеси, или фракции нефтехимических производств, содержащие эти углеводороды - 5 - 20
Толуол и/или ксилол, и/или БТК, и/или ксилольная фракция - 1 - 5
Метилтретбутиловый эфир - 4 - 10
Базовое топливо - Остальное
при этом в качестве олефиновых углеводородов могут использоваться индивидуальные углеводороды C₆, C₇, C₈ и/или их смеси, или фракции нефтехимических производств, содержащие эти углеводороды, а именно: гексен-1, изогексены, фракция гексенов из производства альфа-олефинов, димеры пропилена из производства олигомеров пропилена, C₆-C₇-фракция из производства олигомеров пропилена, гептен-1, C₇-фракция из производства олигомеров пропилена, октен, димеры изобутилена, фракция C₇-C₈ из производства олигомеров пропилена, фракция C₆-C₈ из производства олигомеров пропилена, а в качестве базового топлива - любая из известных и взаимозаменяемых основ компаундированных неэтилированных топлив, таких как прямогонный бензин, бензин термического или каталитического крекинга или риформинга, фракция C₆-C₉ из широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) или производства изопентана, фракция изогексанов из ШФЛУ или их смеси.

Новизной заявляемой композиции является включение в состав новых по сравнению с прототипом компонентов, сочетание всех использованных в композиции компонентов и их соотношение не описано ни в одной аналогичной композиции неэтилированных топлив, оно позволило получить неэтилированные бензины с высокими эксплуатационными свойствами. Все это говорит о соответствии заявляемой композиции критериям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень". "Промышленная применимость" подтверждается примерами, приведенными ниже.

Было приготовлено несколько топливных композиций (примеры 1-13) смешением заявляемых компонентов в заявляемом соотношении, их состав и свойства приведены в таблице.

Изобретение относится к составу неэтилированной топливной композиции, предназначенной для использования в автомобильных двигателях внутреннего сгорания. Композиция неэтилированного бензина содержит базовое топливо, 4-10% метилтретбутилового эфира, 20-35% гидрированной C₅ фракции жидких продуктов пиролиза; 5-15% гидрированной C₆₊ фракции жидких продуктов пиролиза с пределами выкипания (150-165)-(190-20)^oС после извлечения из нее бензол-толуолксилольной и C₁₀₊ фракции; 5-20% олефиновых углеводородов C₆, C₇, C₈ или их смеси, или фракции нефтехимических производств, содержащих эти углеводороды; 1-5% толуола и/или ксилола, и/или бензол-толуолксилольной, и/или ксилольной фракции. Технический результат - расширение сырьевой базы, улучшение эксплуатационных характеристик. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Композиция неэтилированного бензина, содержащая базовое топливо и включающая углеводороды C₅ - C₉ и метилтретбутиловый эфир, отличающаяся тем, что в качестве углеводородов C₅ она содержит гидрированную C₅ фракцию жидких продуктов пиролиза, а в качестве C₆ - C₉-углеводородов - гидрированную C₆₊ фракцию жидких продуктов пиролиза с пределами выкипания (150 - 165) - (190 - 205)^oC после извлечения из нее бензол-толуол-ксилольный и C₁₀₊ фракций; олефиновые углеводороды C₆, C₇, C₈ или их смеси, или фракции нефтехимических производств, содержащие эти углеводороды; толуол и/или ксилол, и/или бензол-толуол-ксилольную и/или ксилольную фракции при следующем соотношении компонентов:
Гидрированная C₅ фракция жидких продуктов пиролиза - 20 - 35
Гидрированная C₆₊ фракция жидких продуктов пиролиза с пределами выкипания 150 - 165 - 190 - 205^oC после извлечения из нее бензол-толуол-ксилольной и C₁₀₊ фракций - 5 - 15
Олефиновые углеводороды C₆, C₇, C₈ или их смеси, или фракции нефтехимических производств, содержащие эти углеводороды - 5 - 20
Толуол и/или ксилол, и/или бензол-толуол-ксилольная и/или ксилольная фракция - 1 - 5
Метилтретбутиловый эфир - 4 - 10
Базовое топливо - Остальное
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве олефиновых углеводородов C₆, C₇, C₈ используются как индивидуальные олефиновые углеводороды, так и их смеси, а также фракции нефтехимических производств, содержащие эти углеводороды, предпочтительно: гексен-1, изогексены, фракция гексенов из производства альфа-олефинов, димеры пропилена из производства олигомеров пропилена, C₆ - C₇-фракция из производства олигомеров пропилена, гептен-1, C₇-фракция из производства олигомеров пропилена, октен, димеры изобутилена, фракция C₇ - C₈ из производства олигомеров пропилена, фракция C₆ - C₈ из производства олигомеров пропилена. 3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве базового топлива используют прямогонный бензин, бензин термического или каталитического крекинга или риформинга, фракцию C₆ - C₉ из широкой фракции легких углеводородов или производства изопентана, фракцию изогексанов из широкой фракции легких углеводородов или их смеси.