Настоящее изобретение относится к топливной композиции, в частности к бензиновой композиции, для применения в транспорте, например для применения в автомобилях или самолетах.
В течение вот уже многих лет усилия производителей двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием направлены на достижение повышенной эффективности с целью оптимального использования топлив на углеводородной основе. Но такие двигатели требуют применения бензинов с повышенным октановым числом, которого добиваются, в частности, добавлением свинецорганических присадок, а недавно, с появлением неэтилированных бензинов, - добавлением МТБЭ (метилтретбутиловый эфир). Но сжигание любого бензина обусловливает образование выбросов в отработавших газах, например, диоксида углерода, монооксида углерода, окислов азота (NOx) и токсичных углеводородов, поэтому эти выбросы нежелательны.
Были созданы неэтилированные бензины, характеризующиеся высоким октановым числом, но образующие при сгорании мало выбросов.
По настоящему изобретению предлагается неэтилированная смешанная композиция, обладающая ОЧМ (октановое число, определенное по моторному методу) по меньшей мере 81 или 85 и ОЧИ (октановое число, определенное исследованиями) по меньшей мере 91 или 94, которая включает в качестве компонента (а) в общей сложности в количестве по крайней мере 10 или 15 об.% (в пересчете на смешанную композицию) по меньшей мере одного углеводорода с разветвленной цепью, который представляет собой алкан, содержащий от 8 до 12 углеродных атомов, с по крайней мере 4 метильными или этильными боковыми группами [в дальнейшем обозначен как соединение (А)], причем минимальное содержание по меньшей мере одного индивидуального соединения (А) составляет по крайней мере 1, 2, 5 или 10 об.% (в пересчете на смешанную композицию), и как компонент (б) по меньшей мере один жидкий углеводород или смесь таких углеводородов с tкип от 60 до 160°С, значение ОЧМ которой составляет по крайней мере 60, предпочтительно по меньшей мере 70, а значение ОЧИ равно не менее 70, предпочтительно не менее 80, преимущественно по меньшей мере 90, причем общее содержание компонента (б) составляет по меньшей мере 20%, предпочтительно при условии, что эта смешанная композиция включает меньше 5% 2,2,3-триметилпентана, преимущественно меньше 1 или 0,5%, преимущественно меньше 0,5%, в общей сложности 2,2,3-триметилбутана и 2,2,3-триметилпентана.
В соответствии с другим объектом настоящего изобретения предлагается неэтилированная смешанная композиция со значением ОЧМ по крайней мере 81 или 85 и значением ОЧИ по меньшей мере 91 или 94, которая включает компонент (а), как он описан выше, и в качестве компонента (б) в общей сложности по меньшей мере 20% одного или нескольких нефтепродуктов, вследствие чего эта смешанная композиция включает в общей сложности по крайней мере 70% насыщенных углеводородов.
Во всех случаях, если не указано иное, процентное содержание в настоящем описании указано как объемное, а приводимый ряд интервалов количеств в составе композиции или бензина для 2 или большего числа компонентов охватывает характеристики всех вариантов сочетаний со всеми интервалами для всех компонентов.
Соединения А представляют собой алканы, с содержанием от 8 до 12 углеродных атомов (главным образом 8 или 10 углеродных атомов), с по крайней мере 4 метильными и/или этильными боковыми группами, например содержащие от 4 до 6 боковых групп, предпочтительно 4 или 5, преимущественно 4 боковые группы. Предпочтительны метильные боковые группы. Эти соединения обычно характеризуются самой длинной цепью из углеродных атомов, называемой в дальнейшем их основной цепью, содержащей от 4 до 7, например от 4 до 6, углеродных атомов в цепи (в частности, 4 или 5), с которой связаны метильные и/или этильные боковые группы. В предпочтительном варианте, в особенности в том, что касается рядов соединений от первого до десятого, которые описаны в дальнейшем, боковые группы, составляющие ответвления, отличные от метильных или этильных, отсутствуют, и у основной цепи из углеродных атомов по существу нет ни линейных алкильных групп с более чем 2 углеродными атомами, ни 1,2-этиленовых или 1,3-пропиленовых групп, находящихся в цепи, и в особенности каких-либо метиленовых групп, находящихся в цепи, если только они не составляют часть этильной группы. Таким образом, н-пропильные или н-бутильные группы, образующие часть основной цепи, отсутствуют В предпочтительном варианте имеется по меньшей мере одно соединение (А), алкан, содержащий от 9 до 12, например 9 или 10 углеродных атомов, и в этом случае обычно содержится меньше 50% или 10% алканового соединения с 8 углеродными атомами, например с 3 метильными боковыми группами.
Такие соединения могут включать 1 или 2 метильные или этильные группы, связанные с тем же углеродным атомом основной цепи, в частности 1 или 2 метильные группы и 0 или 1 этильную группу. Углеродный атом в основной цепи, с которым связаны ответвления, не является концевым, т.е. представляет собой внутренний углеродный атом основной цепи, в частности углеродный атом основной цепи, которому присвоен номер 2, 3 и/или 4.
Таким образом, в предпочтительном варианте соединение содержит геминальные метильные заместители при углеродном атоме в положении 2, 3 или 4, преимущественно в положении 2, но особенно в положении 3.
У соединений А первого ряда имеется по меньшей мере одна пара геминальных метильных боковых заместителей, которые находятся в положении 2, или 2 или 3 пары геминальных боковых групп, причем по крайней мере 2 пары находятся при вицинальных (т.е. смежных) углеродных атомах, как в группе –СМе2-СМе2-.
У соединений А второго ряда имеется по 1, 2 или 3 пары геминальных метильных боковых заместителей у основной цепи, содержащей от 4 до 6 углеродных атомов, а в случае, если имеется какая-либо структура этил-СМе2-, соединение содержит 2 группы этил-СМе2-. Предпочтительные соединения этого второго ряда характеризуются значением ОЧМ по меньшей мере 100.
У соединений третьего ряда имеется одна группировка из геминальных метильных боковых групп, т.е. –СМе2- в основной цепи, тогда как у одного или обоих смежных углеродных атомов основной цепи имеются одно или два метильных или этильных ответвления, в частности 1 или 2 метильные боковые группы.
У соединений четвертого ряда имеются одна, две или три пары геминальных метильных ответвлений. Если имеются 2 или 3 пары, тогда по меньшей мере 2 пары находятся при смежных углеродных атомах основной цепи, а если содержится всего одна пара, тогда в предпочтительном варианте она находится при углеродном атоме в положении 2 основной цепи и имеется одно метильное ответвление при по крайней мере углеродном атоме в положении 3 основной цепи. Значение ОЧИ таких соединений составляет по меньшей мере 111. Предпочтительные соединения содержат 8 или 10 углеродных атомов.
Соединение А пятого ряда содержит 2 или 3 пары геминальных метильных ответвлений, причем по крайней мере 2 пары находятся при смежных углеродных атомах основной цепи, и это соединение характеризуется симметрическим строением. Значение ОЧИ таких соединений обычно составляет по меньшей мере 120, и они содержат преимущественно 8 или 10 углеродных атомов.
Соединения шестого ряда включают линейные основные цепи, содержащие 4 или 6 углеродных атомов, и каждое содержит от 4 до 6, например 4, 5 или 6, преимущественно 4, метильных ответвления у по меньшей мере одной геминальной группы (СМе2), в частности при отсутствии 1,2-этильной группы в основной цепи.
Соединения седьмого ряда включают линейные основные цепи, содержащие 5 или 6 углеродных атомов, и каждое содержит от 4 до 6, например 4, 5 или 6, преимущественно 4, ответвления у по меньшей мере одной геминальной группы при условии, что в случае наличия 4 метильных боковых групп и содержания в соединении группы этил-СМе2- это соединение включает две такие группы этил-СМе2-. При 25°С такие соединения обычно представляют собой жидкости и обычно проявляют значение ОЧИ выше 105. У них, в частности, имеются только метильные боковые группы; значение ОЧМ таких соединений обычно равно по меньшей мере 101.
Предпочтительные соединения А восьмой группы содержат 1, 2 или 3 углеродных атома с геминальными метальными боковыми группами, а если имеется всего один такой углеродный атом с геминальными боковыми группами, тогда содержится (содержатся) одно или два ответвления при углеродном атоме, смежном с геминальным атомом, а любая группа с этильной -С-цепью в основной цепи содержит 5 углеродных атомов, т.е. представляет собой (этил)2СН или этил-СМе2-. У основной цепи имеются преимущественно 2 или 3 смежных углеродных атома, каждый из которых несет 2 метильные боковые группы.
Особенно предпочтительный подкласс (девятый ряд) соединений А составляют алканы с алкильными заместителями при смежных внутренних углеродных атомах при общем содержании в этих заместителях 4, 5 или 6 углеродных атомов.
Среди соединений этого подкласса предпочтительны главным образом соединения с геминальными метальными группами при внутренних углеродных атомах основной цепи. Соединения А особенно предпочтительного подкласса содержат в углеродных основных цепях 4 или 5 метильных заместителя, преимущественно по крайней мере 2 при одном и том же углеродном атоме основной цепи (в частности, в двух группах –СМе2-), главным образом в группе –СМе2-СМе2.
Согласно другому объекту изобретения предлагается неэтилированная смешанная композиция, характеризующаяся значением ОЧМ по меньшей мере 81 или 85 и значением ОЧИ по меньшей мере 91 или 94, которая включает как компонент (а) в общей сложности по крайней мере 10 или 15% одного или нескольких разветвленных алкановых соединений А1, содержащих от 8 до 12 углеродных атомов каждое (в частности, от 4 до 7 или от 4 до 6 углеродных атомов в каждой основной цепи) с по крайней мере 4 метильными или этильными боковыми группами и по меньшей мере 2 углеродными атомами основной цепи, которые являются вторичными и/или третичными углеродными атомами, при условии, что если имеются только 2 таких углеродных атома, тогда они оба являются третичными, причем минимальное содержание по крайней мере одного индивидуального соединения А1 составляет 1, 2, 5 или 10% (от объема композиции), и компонент (б), природа и количество которого представлены в настоящем описании, предпочтительно при вышеприведенном условии. В основной цепи упомянутого компонента А1, который может быть таким же, как соединение А, или отличным от него и относится, таким образом, к десятому ряду, могут содержаться внутренние (т.е. не концевые) углеродные атомы, из которых (I) 2 или 3 являются третичными углеродными атомами, (II) преимущественно смежные углеродные атомы, или (III) 2 являются третичными и один - вторичным углеродными атомами, или (IV) 2 являются третичными и один или 2 являются первичными углеродными атомами, или (V) 1 или 2 являются третичными и 1 или 2 являются вторичными относительно по крайней мере 4 боковых групп, в частности (VI) со смежными третичными и вторичными углеродными атомами, а (VII) когда имеются 2 третичных углеродных атома, они являются смежными или несмежными, и (VIII) с 1 или 2 смежными третичными и вторичными углеродными атомами относительно по крайней мере 4 боковых групп. Соединения А1 обычно не содержат 2 первичных внутренних углеродных атома основной цепи по местам смежных углеродных атомов, т.е. как в 1,2-этиленовой группе. В предпочтительном варианте все первичные внутренние углеродные атомы основной цепи находятся не между, например, смежными с обеих сторон относительно третичного и/или вторичного углеродного атома, с одной стороны, и третичного и/или вторичного углеродного атома, с другой стороны. По меньшей мере 2 упомянутых выше углеродных атома основной цепи в соединениях А1 являются смежными.
Другую категорию, одиннадцатый ряд, составляют соединения А1, которые содержат (при условии наличия по меньшей мере 4 разветвленных группы) (I) в качестве по крайней мере одного конца основной цепи группу формулы CHR1R2, где каждый из R1 и R2, которые одинаковы или различны, обозначает метильную или этильную группу, или (II) в качестве по крайней мере одного конца основной цепи группу формулы CR1R2R3, где R1 и R2 имеют значения, указанные выше, а R3 обозначает метил или этил. Предпочтительны такие соединения А1, которые содержат группы как (I), так и (II), главным образом когда группа CHR1R2 представляет собой СНМе2, когда соединение включает 8 углеродных атомов или основную цепь с 5 углеродными атомами и когда все внутренние углеродные атомы в основной цепи являются вторичными или третичными.
Под давлением 1 бар температура кипения соединений А или А1 может составлять от 150 до 175°С, от 130 до 140°С, от 110 до 129°С или от 90 до 109°С. Предпочтительная температура кипения равна, в частности, по меньшей мере 105°С, например от 105 до 175°С, предпочтительно при условии, что если соединение А или А не содержит 4 алкильных боковых групп, она составляет по крайней мере 112°С, в частности от 112 до 175°С.
Соединения А или А1 другой категории могут включать от 4 до 6 метильных и/или этильных боковых групп у основной цепи, содержащей от 4 до 7 или от 4 до 6 углеродных атомов, преимущественно при соотношении между числами углеродных атомов в ответвлениях и углеродными атомами в основной цепи по меньшей мере 0,63:1, например от 0,63 до 1,6:1, в частности от 0,63 до 1,0:1. Если значение вышеприведенного соотношения не равно по крайней мере 0,63, 0,75 или 0,9, эти соединения обычно включают 9 или 10 углеродных атомов.
Предпочтительными соединениями являются 3,3,4,4-тетраметилгексан (А1), 2,2,3,3-тетраметилбутан (А2), 2,2,3,3-тетраметилпентан (А7), 2,2,3,3,4-пентаметилпентан (А12), 2,2,3,4,4-пентаметилпентан (А13), 2,3,3,4-тетраметилпентан (А14), 2,2,3,4-тетраметилпентан (А15), 2,2,3,3,4,4-гексаметилпентан (А16), 2,2,4,4,6-пентаметилгептан. Из них наиболее предпочтительны (А1) и (А2), причем очень ценным является также (А7).
Соединения А или А1 представляют собой либо известные соединения, которые могут быть получены в соответствии с опубликованными в литературе методами, либо новые соединения, которые могут быть получены по обычным методам, известным из литературы (например, как изложено в работе Kirk Othmer Encyclopaedia of Chemical Technology, издание 3-е, Publ. Wiley). Примерами приемлемых методов получения служат известные методы получения алканов реакциями углерод-углеродного сочетания. Такие методы могут включать реакции одного или нескольких, обычно 1 или 2, алкилхлоридов, бромидов или иодидов с элементарным металлом группы IA, НА, IB или ИВ Периодической таблицы, как это изложено в Advanced Inorganic Chemistry by F.A.Cotton + G.Wilkinson, Pub.Interscience, Нью-Йорк, издание 2-е, 1966, в частности с натрием, магнием или цинком. В качестве алкилгалоген и да обычно используют соединение с разветвленной цепью, содержащее от 3 до 6 углеродных атомов, в частности с метальными или этильными боковыми группами, преимущественно с атомом галогена, связанным с группой СМе2 по меньшей мере у одного из алкилгалогенидов. Предпочтительный галогенид отвечает формуле МеСМе2Х или EtCMe2X, где Х обозначает С1, Вr или I, а другим галогенидом является, если его используют, третичный алкилгалогенид или вторичный галогенид, например формулы RR1СHХ, в которой по крайней мере один из R и R1 обозначает разветвленную алкильную группу, например содержащую от 3 до 5 углеродных атомов, такую как изопропильная и третбутильная, а другой (если имеется) обозначает метил или этил, или первичный разветвленный алкилгалогенид, например формулы R11СН2Х, где R11 обозначает разветвленную алкильную группу, содержащую 4 или 5 углеродных атомов, с метильными или этильными ответвлениями, такую как изобутильная и изоамиловая. В другом варианте оба галогенида могут быть вторичными, например формулы RR1СНХ, как представленные выше, и RIIIRIVСНХ, где RIII обозначает метил или этил, а RIV имеет такие же значения, как указанные для R, такие как изопропил, или же один из них может быть вторичным (как указанный выше), а другой может быть первичным, например метил- или этилгалогенидом. Оптимальные методы сочетания для любого конкретного соединения А или А1 зависят от доступности алкил галогенида (-галогенидов) как предшественника, вследствие чего в дополнение к методам вышеприведенных типов можно также прибегнуть к сочетанию посредством метил- или этилгалогенидов с разветвленными алкилгалогенидами, каждый из которых содержит от 6 до 9 углеродных атомов, например пентаметилэтилбромид и метилмагнийбромид при получении А2. Алкилгалогенид (-галогениды) способны вступать в совместное взаимодействие в присутствии металла (как в реакции с натрием по Вюрцу) или могут вначале взаимодействовать с металлом с образованием металлорганического соединения, например реактива Гриньяра или цинкорганического соединения, с последующим взаимодействием металлорганического соединения с другим алкилгалогенидом, если целевая реакция реактива Гриньяра может протекать в присутствии металла группы IB или IIВ, такого как серебро, цинк или медь (в частности, высокоактивная медь), если целевой реактив Гриньяра из одного или обоих алкилгалогенидов способен взаимодействовать с этим последним металлом с получением других металлалкильных разновидностей, например алкилсеребряных или алкилмедных соединений, которые можно диспропорционировать до продукта реакции сочетания алкана. Реактив (реактивы) Гриньяра способны также взаимодействовать с галогенидом одновалентной меди с образованием алкилмедьсодержащего материала для реакции диспропорционирования. Наконец, можно проводить реакцию сочетания металлорганического соединения, металл которого относится к группе IA или IIА, например Li или Mg, с содержащим одновалентную медь комплексом с получением продукта реакции сочетания алкана. При применении только 1 алкилгалогенида получают симметрический алкан, тогда как при использовании смеси алкилгалогенидов получают смесь алканов, причем каждый из симметрических димеров и асимметрический алкан обычно образуются из обоих алкилгалогенидов.
Вышеуказанные реакции с участием металлорганических соединений обычно проводят в инертных условиях, т.е. в безводных условиях и в отсутствии кислорода, например в атмосфере сухого азота. Обычно их проводят в инертном растворителе, например в сухом углеводороде или простом эфире. По завершении реакции весь остаточный металлорганический материал разлагают добавлением соединения с активным водородным атомом, например воды или спирта, а алканы отгоняют либо непосредственно, либо после распределения между органической и водной фазами.
Примерами вышеупомянутых методов являются реакция сочетания тетрабутилхлорида в присутствии Mg и диэтилового эфира с получением соединения А2 [как это изложено D.T.Food и др. в J.Amer.Chem.Soc. 56 (1934), 1211, R.E. Marker и др. в J.Amer.Chem.Soc. 60 (1938), 2598, или F.C.Whiteman и др. в J.Amer.Chem.Soc. 55 (1933), 380] и соответствующая реакция сочетания ЕtСМе2-галогенидов с получением соединения А1. Другие методы получения высоко разветвленных алканов описаны M.Tamura и J.Kochi в J.Amer.Chem.Soc., том 93, часть 6 (от 24 марта 1971 г.), F.O.Ginah и др. в J.Org.Chem., том 199, 55, с. 584-589, Р.И.Левиной и В.К.Даукшасом в Журнале общей химии, том 29 (1959) и F.L.Howard и др. в J.Res.Nat.Bur. Standards Research Paper RP1779, том 38, март 1947 г., с. 365-395. Содержание этих документов включено в настоящее описание в качестве ссылок.
Сырые алканы, полученные по изложенным выше методам, преимущественно симметрические алканы, могут быть использованы в смесях по изобретению как таковые или могут быть дополнительно очищены, например прежде всего перегонкой. Сырые асимметрические алканы также могут быть очищены, но в предпочтительном варианте их используют как таковые. Для приготовления предлагаемой смеси эффективными углеводородами часто являются алкановые побочные продукты. Так, например, в результате реакции сочетания трет-ВuХ и EtCMe2X, как изложено выше, получают смесь алканов, включающую соединения Al, A2 и А7.
К другим известным методам получения алканов А или А1 относится реакция металлалкильных соединений, например реактивов Гриньяра, с карбонильными соединениями, такими как альдегиды, кетоны, сложные эфиры и ангидриды, с получением карбинолов с разветвленными цепями, которые дегидратируют до соответствующего олефина, который гидрируют до алкана. Так, например, 2,2,3,4-тетраметилпентан может быть получен из изопропилмагнийбромида и метилтретбутилкетона (с последующими дегидратацией и гидрированием).
Таким образом, по настоящему изобретению получают неэтилированную смешанную композицию со значением ОЧМ по меньшей мере 81 или 85 и значением ОЧИ по меньшей мере 91 или 94, которая включает (а) в общем по меньшей мере 10 или 15% одного или нескольких разветвленных углеводородных соединении А или А1, причем минимальное содержание по меньшей мере одного индивидуального соединения А или А составляет по крайней мере 1, 2 или 5%, и (б) по меньшей мере 20% по крайней мере одного из других жидких углеводородов с tкип от 60 до 160°С, характеризующегося значением ОЧМ по меньшей мере 70 и значением ОЧИ по меньшей мере 90, главным образом когда компонент (б) не соответствует определению соединения А или А1. Примерами жидких углеводородов являются парафины, такие как линейные и разветвленные алканы, содержащие от 4 до 8 углеродных атомов каждый, такие как изобутан, бутан, изопентан, диметилалканы, такие, как 2,3-диметилбутан, циклоалканы, такие как циклопентан и циклогексан, ароматические соединения и олефины.
Другая неэтилированная смешанная композиция по изобретению со значением ОЧМ по меньшей мере 81 или 85 и значением ОЧИ по меньшей мере 91 или 94 включает компонент (а), как он представлен выше, и в качестве компонента (б) по меньшей мере 20% по крайней мере одной бензинолигроиновой фракции прямой гонки, продукта изомеризации продукта алкилирования (с tкип от 25 до 80°С), тяжелого продукта реформинга, легкого продукта реформинга (с tкип от 20 до 79°С), продукта гидрокрекинга, авиационного продукта алкилирования (с tкип от 30 до 190°С), бензина прямой гонки, бензина крекинга, такого как тяжелый и легкий бензины каталитического крекинга, или бензина крекинга с водяным паром. Продукты прямой гонки получают непосредственно из сырой нефти перегонкой под атмосферным давлением. Бензино-лигроиновой фракцией может служить легкий бензинолигроиновый дистиллят с tкип от 30 до 90°С, средний бензино-лигроиновый дистиллят с tкип от 90 до 150°С или тяжелый лигроин с tкип от 150 до 220°С.
В смесях по изобретению количество по меньшей мере одного индивидуального соединения А или А1 обычно составляет по меньшей мере 1, 2 или 5% или по меньшей мере 10 или 15%, в частности от 5 до 60%, например от 15 до 60% или от 8 до 25%, от 20 до 35%, или от 30 до 55%, или от 2 до 10%. Количество 2,2,4-триметилпентана, если он содержится, обычно составляет по крайней мере 10% от композиции. Предпочтительное общее содержание триметилпентанов в смеси составляет меньше 69% от смеси, но целесообразно по меньшей мере 26% (особенно когда количество ароматических соединений меньше 17%). Если компонентом (а) служит алкан с 9 или 10 углеродными атомами, количество 2,2,4-триметилпентана преимущественно равно меньше 70 или 50%. Возможно содержание больше одного такого соединения А или А1, например с повышенным и пониженным значениями ОЧИ в массовых соотношениях от 9:1 до 0,5:99,5, в частности от 0,5:1 до 5:1 или от 5:95 до 20:80, в частности для смесей соединений А и А1 и/или с более высокими или более низкими точками кипения (под атмосферным давлением), например тех, в которых соединения А и/или А1 обладают точками кипения, различающимися по меньшей мере на 10°С, например по меньшей мере на 40°С, в частности с разницей от 10 до 70°С или от 20 до 50°С, причем их относительные количества таковы, как указанные выше. В таких смесях содержание соединений А или А1 с ОЧИ по крайней мере 138, например в случае А1, может быть равным от 1 до 40%, в частности от 2 до 10 или от 20 до 35%, тогда как в смесях соединений А или А1 с ОЧИ от 120 до 138, например в случае А2, оно может составлять от 1 до 60%, в частности от 5 до 60, от 8 до 25 или от 30 до 55% (преимущественно при применении с соединением с более высоким ОЧИ), или от 15 до 50%, когда соединение А используют как единственное. Совокупные количества всех соединений А и А1 (если они содержатся) в смеси составляют по меньшей мере 10 или 15%, от 15, в частности от 15 до 70, например от 15 до 60, от 15 до 40 или от 30 до 55%, или от 40 до 60%, или от 10 до 35%.
Смесь может также включать преимущественно алифатические нефтепродукты, которые обычно находятся в жидком состоянии, например при 20°С, такие как бензинолигроиновая фракция, бензин прямой гонки (также известный как легкий бензинолигроиновый дистиллят с tкип от 25 до 120°С), продукт алкилирования и продукт изомеризации. Их совокупное количество может составлять от 10 до 70%, в частности от 10 до 30, от 30 до 70 или от 35 до 65%. Количества бензинолигроиновой фракции могут быть равными от 0 до 70% или от 1 до 70%, в частности от 10 до 30, от 30 до 70% или от 35 до 65%, тогда как количества легкого бензинолигроинового дистиллята могут быть равными 0 или от 1 до 70, в частности от 1 до 20 или преимущественно от 30 до 65%, а количества среднего бензинолигроинового дистиллята могут быть равными 0 или от 1 до 55, в частности от 3 до 20 или от 15 до 55%. Объемное соотношение между легким и средним бензинолигроиновыми дистиллятами может составлять от 50:1 до 1:50, в частности от 0,5 до 20:1 или 1:0,5-50. Количества продукта алкилирования или продукта изомеризации (если он содержится) могут быть равными от 0,5 до 20%, в частности от 1 до 10%, тогда как количества продукта гидрокрекинга могут составлять от 0,5 до 30%, например от 10 до 30%. Предпочтительная смесь включает от 20 до 60% соединения А или А1 и наоборот, от 80 до 40% бензина прямой гонки, при чем их общее содержание по существу равно 100%.
Предлагаемые по изобретению смеси обычно содержат в общей сложности по меньшей мере 70% насыщенных соединений, в частности от 70 до 98% или от 70 до 90%, или от 90 до 98%.
При необходимости, в особенности в случае авиационного бензина, в смеси можно вводить углеводородный компонент, который представляет собой насыщенный алифатический углеводород, содержащий от 4 до 6 углеродных атомов, и который характеризуется температурой кипения под атмосферным давлением ниже 80°С, в частности от 20 до 50°С, преимущественно с собственным значением октанового числа, определенного по моторному методу, выше 88, в частности по меньшей мере 90, например от 88 до 93 или от 90 до 92. Примеры углеводородного компонента включают алканы, содержащие по 4 или 5 углеродных атомов, в частности изопентан, которые могут представлять собой практически чистую или неочищенную углеводородную фракцию из продукта реформинга или изомеризации, содержащую по меньшей мере 30%, например от 30 до 80%, в частности от 50 до 70%, причем из основных загрязняющих примесей до 40% приходятся на долю монометилпентанов и до 50% - на долю диметилбутанов. Углеводородным компонентом может быть алкан с точкой кипения (под атмосферным давлением) от -20 до +20°С, например н- и/или изобутан, необязательно в смесях с С5алканом при соотношении от 99,5:0,5 до 0,5:99,5, например от 88:12 до 75:25. Предпочтителен н-бутан самостоятельно или смешанный с изопентаном, преимущественно в вышеприведенных пропорциях, а объемное количество бутана в композиции составляет, в частности, до 20%, в частности от 1 до 15%, например от 1 до 8, от 3 до 8 или от 8 до 15%, в основном от 1 до 3,5%.
Углеводородный компонент, кипящий при температуре ниже 80°С, в частности изопентан, также может входить в состав композиций по изобретению, которые включают по меньшей мере одно соединение А или А1, содержащее по крайней мере 10 углеродных атомов, в частности то, которое кипит при 160°С или выше, такое как А1 и А 12-14. Относительные количества таких соединений А или А1 и низкокипящего компонента, например изопентана, могут соответствовать соотношениям от 1 до 9:9-1, в частности от 5 до 9:5-1, преимущественно при содержании соединений А или А1 в композиции меньше 20%.
Могут содержаться циклоалифатические углеводороды, например включающие от 5 до 7 углеродных атомов каждый, в частности циклопентан или циклогексан, но обычно в количествах меньше 15% от общего количества, например от 1 до 10%.
Предпочтительные композиции по изобретению включают также в качестве компонента (г) по меньшей мере один олефин (в частности, с одной двойной связью на молекулу), который представляет собой жидкий алкен, содержащий от 5 до 10, например от 6 до 8, углеродных атомов, такой как линейный или разветвленный алкен, например пентен, изопентен, гексен, изогексен или гептен, или 2-метил-2-пентен, или смесь, включающую алкены, которая может быть получена крекированием, например каталитическим или термическим крекингом остатка от прямой перегонки сырой нефти, например остатка от перегонки сырой нефти под атмосферным давлением или вакуумом; эта смесь может представлять собой тяжелый или легкий бензин каталитического крекинга (или их сочетание). Крекингу может содействовать водяной пар. Другими примерами олефинсодержащих смесей могут служить "С6изомер" ("С6bisomer), продукт каталитической полимеризации и димеризации. Обычно олефиновые смеси включают по меньшей мере 10 мас.% олефинов, в частности по крайней мере 40 мас.%, в частности от 40 до 80 мас.%. Предпочтительными смесями являются (XI) бензин крекинга с водяным паром, (XII) бензин каталитического крекинга, (XIII) С6bisomer и (XIV) продукт каталитической полимеризации, хотя наиболее предпочтительны бензины необязательно каталитического крекинга. В композиции в целом количества олефиновых смесей, в частности совокупные количества компонентов с (XI) по (XIV) (если они содержатся), могут быть равными от 0 до 55, например от 10 до 55 или от 18 до 37, в частности от 23 до 35 или от 20 до 55, в частности от 40 до 55%. Предпочтительное общее содержание компонентов (XI) и (XII) (если они присутствуют) в композиции составляет от 18 до 55, в частности от 18 до 35, от 18 до 30 или от 35 до 55 об.%.
Такой олефин или смесь олефинов обычно характеризуется значением ОЧМ от 70 до 90, значением ОЧИ от 85 до 95 и значением СЧМИ (среднее значение для ОЧМ и ОЧИ) от 80 до 92.
Общее объемное содержание олефина (олефинов) в бензиновой композиции по изобретению может составлять 0% или от 0 до 30%, например от 0,1 до 30%, в частности от 1 до 30%, в частности от 2 до 25, например от 2 до 14% (преимущественно от 3 до 10). Обычно такая композиция включает по меньшей мере 1% олефина, а максимально 18% или преимущественно максимально 14%, но может практически не содержать олефина.
Композиции в качестве компонента (д) могут также включать по меньшей мере одно ароматическое соединение, предпочтительно алкилароматическое соединение, такое как толуол, о-, м- и п-ксилолы и их смесь, или триметилбензол. Ароматические соединения можно добавлять в виде индивидуальных соединений, например толуол, или можно вводить в виде смеси ароматических соединений, включающей по меньшей мере 30 мас.% ароматических соединений, в частности от 30 до 100%, главным образом от 50 до 90%. Такие смеси можно готовить из бензина каталитического реформинга или крекинга, полученного из тяжелого лигроина. Примерами таких смесей служат (XXI) продукт каталитического реформинга и (XXII) тяжелый продукт реформинга или тяжелый бензин крекинга с водяным паром. Количества индивидуальных соединений, например толуола, в композиции могут быть равными от 0 до 35%, в частности от 2 до 33%, например от 10 до 33%, тогда как количества смесей ароматических соединений, преимущественно совокупности продуктов реформинга (XXI) и (XXII) (если они содержатся), в композиции могут составлять от 0 до 50 об.%, в частности от 1 до 33 об.%, например от 2 до 15 об.% или от 2 до 10 об.%, или от 15 до 32 об.%, а совокупное количество продуктов реформинга (XXI) и (XXII) и добавленных индивидуальных соединений (например, толуола) может быть равным от 0 до 50 об.%, например от 0,5 до 20 об.% или от 5 до 40 об.%, в частности от 15 до 35 об.% или от 5 до 25 об.%.
Такие ароматические соединения обычно характеризуются значением ОЧМ от 90 до 110, например от 100 до 110, значением ОЧИ от 100 до 120, в частности от 110 до 120, и значением СЧМИ от 95 до 110. Объемное содержание ароматических соединений в композиции обычно составляет 0% или от 0 до 50%, в частности меньше 40% или меньше 28%, или меньше 20%, в частности от 1 до 50%, от 2 до 40%, от 3 до 28%, от 4 до 25%, от 5 до 20% (преимущественно от 10 до 20%), от 4 до 10% или от 20 до 35%, главным образом толуола. Бензиновая композиция может также практически не содержать ароматических соединений. Предпочтительные количества ароматических соединений составляют меньше 42%, например меньше 35% или преимущественно меньше 30% или 18%. Предпочтительное количество бензола равно меньше 5%, предпочтительнее меньше 1,5% или 1%, например от 0,1 до 1%, от общего объема или меньше 0,1% от общей массы композиции.
Композиции в качестве компонента (е) могут также включать по меньшей мере одну кислородсодержащую присадку, повышающую октановое число, обычно с октановым числом, определенным по моторному методу, по меньшей мере от 96 до 105, например от 98 до 103. Этим кислородсодержащим продуктом может быть любое органическое жидкое вещество, включающее, а предпочтительно состоящее из СН и по меньшей мере одного атома кислорода, например от 1 до 5, с tкип ниже 225°С. Обычно в качестве повышающей октановое число присадки применяют простой эфир, например диалкиловый эфир, в частности асимметрический эфир, предпочтительно в котором каждый алкил содержит от 1 до 6 углеродных атомов, причем, в частности, одним алкилом является алкил с разветвленной цепью, включающий от 3 до 6 углеродных атомов, в частности третичный алкил, преимущественно включающий от 4 до 6 углеродных атомов, такой как третбутил или третамил, а другой алкил содержит от 1 до 6, например от 1 до 3, углеродных атомов, преимущественно линейный, такой как метил или этил. Примеры таких кислородсодержащих продуктов включают метилтретбутиловый эфир (МТБЭ), этилтретбутиловый эфир и метилтретамиловый эфир. Кислородсодержащий продукт может также представлять собой циклический простой эфир, в частности содержащий 5 или 6 атомов в кольце или каждом кольце, такой как фуран, тетрагидрофуран и его производные с более низшим алкилом, например с метилом. Таким кислородсодержащим продуктом может также служить спирт, включающий от 1 до 6 углеродных атомов, например этанол. В качестве кислородсодержащего продукта можно также использовать органический карбонат, например диалкилкарбонат, включающий в каждом алкиле от 1 до 3 углеродных атомов, например диметилкарбонат.
Объемное количество кислородсодержащего продукта может составлять 0 или от 0 до 25%, в частности от 1 до 25%, от 2 до 20%, от 2 до 10% или от 5 до 20%, преимущественно от 5 до 15%, но целесообразно меньше 3%, в частности от 1 до 3% (главным образом МТБЭ и/или этанола). Кислородсодержащий продукт может также по существу полностью отсутствовать в композиции или бензине по изобретению, который, таким образом, становится практически углеводородным топливом.
По настоящему изобретению предлагается также готовый неэтилированный бензин, включающий смешанную композицию по изобретению, содержащую компоненты (а) и (б) и обычно по меньшей мере одну присадку к бензину, например по изложенному выше, в частности бензин, содержащий меньше 5%, например меньше 4%, триптана или 2,2,3-триметилпентана.
Смесь по изобретению включает по меньшей мере один компонент (а) и компонент (б), а также необязательные компоненты от (в) до (е), а готовый неэтилированный бензин включает также по меньшей мере одну присадку к бензину, например присадку к автомобильному бензину или к авиационному бензину, в частности такую, которые входят в список компонентов по стандарту ASTM D-4814, содержание которого включено в настоящее описание в качестве ссылки, или конкретно упомянуты регулирующими органами, например US California Air Resources Board (CARB) или Управлением по охране окружающей среды (УОО). Эти присадки отличаются от компонентов жидкого топлива, таких как МТБЭ. Такими присадками могут служить те, которые не содержат свинца, представленные в работе Gasoline and Diesel Fuel Additives, K.Owen, опубликовано J.Wiley, Чичестер, Великобритания, 1989, главы 1 и 2, в US 3955938, ЕР 0233250 и ЕР 288296, содержание которых включено в настоящее описание в качестве ссылок. Эти присадки могут представлять собой присадки воспламенения или присадки горения. Примерами присадок служат антиоксиданты, такие как присадки аминового и фенольного типов, замедлители коррозии, противообледенительные присадки, например простые гликолевые эфиры или спирты, присадки для промывки двигателя, такие как присадки на основе имида янтарной кислоты, полиалкиленаминового и полиэфираминового типов, и антистатические присадки, такие как амфотерные поверхностно-активные вещества, дезактиваторы металлов, такие как дезактиваторы тиоамидного типа, ингибиторы воспламенения от соприкосновения с горячей поверхностью, такие как фосфорорганические соединения, присадки, содействующие сгоранию, такие как соли щелочных металлов и соли щелочно-земельных металлов органических кислот и моноэфиры серной кислоты и высших спиртов, присадки против усиленного износа клапанного седла, такие как соединения щелочных металлов, например соли натрия или калия, такие как бораты и карбоксилаты, например сульфосукцинаты, и окрашивающие вещества, такие как азокрасители. Можно применять одну или несколько присадок (например, от 2 до 4) одного и того же или разных типов, в частности сочетания по меньшей мере одного антиоксиданта и по меньшей мере одной моющей присадки. Предпочтительны такие антиоксиданты, как один или несколько пространственно затрудненных фенолов, например соединения с третичной бутильной группой в одном или обоих орто-положениях к фенольной гидроксильной группе, в частности такие как представленные ниже в примере 1. Так, в частности, эти присадки могут содержаться в композиции в количествах от 0,1 до 100 част./млн, например от 1 до 20 част./млн, обычно антиоксидант, преимущественно как один или несколько пространственно затрудненных фенолов. Общие количества присадок обычно не превышают 1000 част./млн, например от 1 до 1000 част./млн.
Такие композиции и бензины свободны от свинецорганических соединений и обычно от марганцевых присадок, таких как карбонилы марганца.
Композиции и бензины могут включать до 0,1% серы, например от 0,000 до 0,02 мас.%, в частности от 0,002 до 0,01 мас.%.
Бензиновые композиции по изобретению обычно характеризуются значением ОЧМ от 80 до 105, в частности от 85 до 105, от 85 до 90, от 95 до 105 или от 93 до 105, например, но преимущественно, от 94 до 102. Их значение ОЧИ обычно составляет от 90 до 115, например от 102 до 115, в частности от 98 до 112 или от 105 до 112, или от 93 до 98, например от 94,5 до 97,5 или от 97 до 101, тогда как значение СЧМИ обычно равно от 85 до 110 или от 85 до 107, например от 98 до 106 или от 102 до 108, или от 85 до 95. Предпочтительные бензиновые композиции характеризуются ОЧМ от 83 до 93, ОЧИ от 93 до 98 и СЧМИ от 85 до 95 или ОЧМ от 85 до 90, ОЧИ от 94 до 101 и СЧМИ от 89 до 96, но преимущественно ОЧМ от 93 до 98, ОЧИ от 102 до 108 и СЧМИ от 98 до 106. Низшая теплотворная способность бензина (также называемая удельной энергией) обычно составляет по меньшей мере 18000 брит.тепл.ед./фунт, например по крайней мере 18500, 18700 или 18900, в частности от 18500 до 19500, в частности от 18700 до 19300 или от 18900 до 19200; теплотворная способность может быть равной по меньшей мере 42 МДж/кг, например по крайней мере 43,5 МДж/кг, в частности от 42 до 45 или от 43 до 45, в частности от 43,5 до 44,5 МДж/кг. Такой бензин обычно характеризуется пределами кипения (по стандарту ASTM D-86) от 20 до 225°С, в частности фракцией не больше 5%, например от 0 до 5% или от 1 до 3%, кипящей в интервале от 161 до 200°С. При 70°С обычно испаряются по меньшей мере 10% бензина, тогда как 50% испаряются при достижении температуры в интервале от 77 до 120°С, предпочтительно от 77 до 116°С, а при 185°С испаряются минимум 90%. Обычно бензин обладает также такими свойствами, что от 8 до 50%, например от 10 до 40%, могут испаряться при 70°С, от 40 до 74% - при 100°С, от 70 до 99,5% - при 150°С и от 90 до 100% могут испаряться при 180°С. В предпочтительном варианте при 100°С испаряются от 46 до 65%. Упругость паров бензина по Рейду (УПР) при 37,8°С, определенная в соответствии со стандартом ASTM D-323, обычно составляет от 30 до 120, например от 40 до 100, в частности от 61 до 80 или предпочтительно от 50 до 80, от 40 до 65, например от 45 до 65, от 40 до 60 или от 40 до 50 кПа. Такой бензин или смесь характеризуются, в частности, значением ОЧИ от 90 до 115, значением ОЧМ от 85 до 105, содержанием ароматических соединений меньше 35%, содержанием олефинов меньше 14%, бензола - меньше 1%, долей компонентов, испаряющихся при 70°С, от 10 до 40%, испаряющихся при 100°С – от 40 до 74%, испаряющихся при 150°С - от 70 до 99,5% и УПР от 40 до 60 кПа.
Когда бензиновые композиции свободны от каких-либо кислородсодержащих продуктов, атомное соотношение Н:С в них составляет по меньшей мере 1,8:1, например по крайней мере 2,0:1, или не меньше 2,1 или 2,2:1, в частности от 1,8 до 2,3:1, или от 2,0 до 2,2:1. Целесообразная бензиновая композиция соответствует следующим критериям.
Атомное соотношение Н:С×[1+кисл.]×[низшая 
сгорания + СЧМИ]≥у, где атомное соотношение Н:С является соотношением между фракцией водорода и углерода в углеводородах композиции, кисл. означает молярную долю кислородсодержащих продуктов, если они присутствуют в композиции, низшая теплота сгорания означает энергию, получаемую при сжигании 1 фунта (454 г) массы топлива (в газообразной форме) в кислороде с получением газообразных воды и диоксида углерода, выраженную в британских тепловых единицах/фунт [МДж/кг раз по 430,35], а значение у составляет по меньшей мере 350, 380, 410 или 430, в частности от 350 до 440, например от 380 до 420, преимущественно от 400 до 420.
Среди предпочтительных смесей по изобретению предлагаются неэтилированные смеси, включающие в качестве компонента (а) по меньшей мере 5 или 10% по крайней мере одного индивидуального соединения А или А1 и компонент (б), как он представлен выше, при условии, что когда соединение А или А1 представляет собой алкан, смесь включает по меньшей мере 10% алкана с 6 или 7 углеродными атомами, со значением ОЧМ не меньше 70 и значением ОЧИ по меньшей мере 90, а в предпочтительном варианте включает меньше 5% 2,2,3-триметилпентана и 2,2,3-триметилбутана.
Предпочтительные готовые неэтилированные бензины по изобретению включают по меньшей мере одну присадку для бензина, а предпочтительна неэтилированная смесь согласно вышеизложенному при условии, что когда соединение А или А1 представляет собой алкан с 9 или 10 углеродными атомами, такая смесь включает меньше 5% в общей сложности 2,2,3-триметилпентана и 2,2,3-триметилбутана.
Предпочтительные смеси и бензины по изобретению могут характеризоваться значениями ОЧМ от 94 до 105 (например, от 97 до 105), значениями ОЧИ от 103 до 115 (например, от 107 до 115), значениями СЧМИ от 98 до 110 (например, от 102 до 110), содержанием соединения А или А1 от 30 до 60%, например от 40 до 60% (включая 1 или 2 соединения А или А1, преимущественно А1 и/или А2), общим содержанием бензинолигроиновой фракции от 35 до 65% (например от 35 до 55%) и от 1 до 5% бутана, причем такие смеси включают от 1 до 8%, например от 2 до 6%, ароматических соединений, от 0 до 1% олефинов и от 91 до 99% (например от 94 до 98%) насыщенных соединений. Они являются практически алифатическими смесями и бензинами с очень высокими октановыми числами, свободными от кислородсодержащих продуктов, таких как МТБЭ, а также практически насыщенными.
Другие очень высокооктановые смеси и бензины по изобретению могут характеризоваться значениями ОЧМ от 94 до 102, например от 94 до 99, значениями ОЧИ от 105 до 115, значениями СЧМИ от 99 до 107, содержанием соединения А или А1 от 30 до 60%, например от 30 до 50% (включая 1 или 2 соединения А или А1, преимущественно А1 и/или А2), содержанием среднего бензинолигроинового дистиллята от 5 до 30%, общим содержанием олефиновой фракции, такой как бензин крекинга с водяным паром, от 30 до 50% и от 1 до 5% бутана, причем такие смеси включают от 10 до 25 ароматических соединений, например от 12 до 18% ароматических соединений, от 4 до 14% олефинов, например от 6 до 12%, и от 60 до 90%, в частности от 70 до 80%, насыщенных соединений. Эти высокооктановые материалы получают без использования кислородсодержащих продуктов.
Другие смеси и бензины по изобретению могут характеризоваться значениями ОЧМ от 84 до 90, значениями ОЧИ от 93 до 98, значениями СЧМИ от 86 до 94 и включают соединение А или А1 в количестве от 15 до 35% (преимущественно А2), бензинолигроиновую фракцию в количестве от 40 до 65%, олефиновые фракции, такие как бензин крекинга с водяным паром, в количестве от 15 до 45% и бутан в количестве 0 или от 1 до 5% совместно с ароматическими компонентами в количестве от 5 до 25%, в частности от 10 до 18%, олефиновые компоненты в количестве от 2 до 14% и насыщенные компоненты в количестве от 70 до 90%.
Прочие смеси и бензины по изобретению могут включать от 10 до 35% соединения А или А1 (преимущественно А2), бензинолигроиновую фракцию в количестве от 30 до 50%, продукт гидрокрекинга в количестве от 10 до 30%, продукт алкилирования и/или продукт изомеризации в количестве от 2 до 10% и продукт реформинга в количестве от 3 до 12%.
Другие смеси и бензины по изобретению могут включать от 10 до 35% соединения А или А1 (преимущественно А2), от 3 до 12% продукта реформинга, от 1 до 20% бензино-лигроиновой фракции/бензина прямой гонки, а также продукт алкилирования и продукт изомеризации, причем в предпочтительном варианте такая смесь и бензин включают по меньшей мере 79% насыщенных компонентов.
Применение изобретения позволяет готовить автомобильные бензины, в частности со значениями ОЧИ 91, 95, 97, 98 и 110, с целевыми высокими октановыми числами, но с малыми количествами выбросов при сгорании, в частности по меньшей мере одного из общей массы углеводородов, NOx, монооксида углерода и диоксида углерода, преимущественно как всех углеводородов, так и диоксида углерода. Таким образом, по изобретению предлагается также применение соединения А, в частности А1 или А2, с ОЧМ по меньшей мере 80, например от 80 до меньше 98, например в качестве присадки к бензину или его компонента, с целью уменьшения количества выбросов при сгорании, преимущественно по крайней мере одного из совокупности углеводородов, NOx, монооксида углерода и диоксида углерода, преимущественно как всех углеводородов, так и диоксида углерода. По изобретению предлагается также способ уменьшения выбросов отработавших газов при сгорании неэтилированных бензиновых топлив с ОЧМ по меньшей мере 80, который включает введение по крайней мере 10% компонента (а), в частности соединения А1 или А2, в топливо, которое представляет собой предлагаемый по изобретению бензин. По изобретению предлагается также применение неэтилированного бензина по изобретению в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием для уменьшения выбросов отработавших газов. В предпочтительных вариантах композиций, бензинов, способов и применений по изобретению компонент (а) используют в количестве, эффективно уменьшающих выбросы. Композиции изобретению могут быть использованы в двигателях с наддувом и турбонаддувом, а также в двигателях с естественным засосом воздуха. Применение соединения А, предпочтительно соединения А1 или А2, позволяет уменьшить количества выбросов одного или нескольких вышеупомянутых компонентов более успешно, чем при тех количествах смеси ароматических соединений и кислородсодержащих продуктов, при которых достигается аналогичное октановое число, и обычно также уменьшить расход топлива.
Предлагаемые по изобретению бензины могут быть использованы в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Их можно применять для механического приведения в движение транспортных средств по земле, и/или морю, и/или в воздушной среде. По изобретению предлагается также способ приведения в движение таких транспортных средств за счет сжигания бензина по изобретению. Обычно при таком транспортном средстве имеются водитель и главным образом средства для перевозки по меньшей мере одного пассажира и/или груза.
Рабочий объем двигателей, работающих на автомобильном бензине, обычно составляет по меньшей мере 45 куб.см, например от 45 до 10000 куб.см, например по крайней мере 200 куб.см, такой как от 500 до 10000 куб.см, в частности от 950 до 2550, такой как от 950 до 1550 или от 1250 до 1850 куб.см, или от 2500 до 10000 куб.см, такой как от 2500 до 5000 или от 5000 до 9000 куб.см. Двигатели включают по меньшей мере по одному цилиндру, но предпочтительно по крайней мере по 2 или 3 цилиндра, например от 3 до 16, преимущественно от 4 до 6 или 8 цилиндров; объем каждого цилиндра обычно составляет от 45 до 1250 куб. см, например от 200 до 1200 куб.см, в частности от 240 до 520 куб.см или от 500 до 1000 куб.см. Двигателями могут быть 2-тактные двигатели, но предпочтительно 4-тактные. Можно применять роторные двигатели, например типа двигателя Ванкеля. Двигатели можно применять для приведения в движение транспортных средств, имеющих по меньшей мере по 2 колеса, например от 2 до 4 ведущих колес, таких как мотовелосипеды, 3-колесные велосипеды и 3-колесные автомобили, автофургоны и легковые автомобили, в частности тех транспортных средств, которые узаконены для эксплуатации на общественных автомобильных дорогах, а также в условиях бездорожья, например 4-колесных управляемых транспортных средств, спортивных автомобилей для эксплуатации на общественных автомобильных дорогах и гоночных автомобилей, включая гонки за лидером и кольцевые гонки. В предпочтительном варианте для перевода из неподвижного в подвижное состояние энергия двигателя обычно передается ведущим колесам через коробку передач и механизм сцепления или систему зубчатых передач другого типа. Двигатель и система зубчатых передач предоставляют наилучшую возможность варьировать фактическую скорость движения транспортного средства по дороге в пределах от 1 до 350 км/ч, предпочтительно в пределах от 5 до 130 км/ч, и позволяют постоянно варьировать скорость его движения. Скорость движения транспортного средства по дороге обычно снижают с помощью тормозного механизма, которым снабжен автомобиль, причем торможение в общем осуществляют за счет трения. Двигатель может иметь либо воздушное, либо водяное охлаждение, причем для прямого или непрямого охлаждения двигателя используют перемещение воздуха, возникающее при движении транспортного средства. У транспортного средства предусмотрено устройство, упрощающее изменение направления движения этого транспортного средства, например рулевое колесо или ручка. Как правило, по меньшей мере 10% расстояния транспортное средство пробегает со скоростью, превышающей 5 км/ч.
Двигатели, потребляющие авиационный бензин, обычно применяют на воздушных судах с поршневыми двигателями, т.е. с по меньшей мере одним движительным средством для механического приведения в движение воздуха, таким как по меньшей мере один воздушный винт. Каждый двигатель обычно приводит по меньшей мере один вал для привода воздушного винта с 1 или 2 воздушными винтами. Воздушное судно может иметь от 1 до 10 воздушных винтов, например от 2 до 4. У авиационных двигателей обычно предусмотрено по меньшей мере по 2 цилиндра, например от 2 до 28 цилиндров, предпочтительный объем каждого из которых превышает 700 куб.см, в частности от 700 до 2000 куб.см, например 1310 куб.см. Общий рабочий объем такого двигателя обычно составляет от 3700 до 50000 куб.см, например от 3700 до 12000 куб.см, для одно- или двухмоторного пассажирского воздушного судна, от 12000 до 45000 куб.см для применения на 2- или 4-моторном грузовом или коммерческом воздушном судне (например, для перевозки от 15 до 200 пассажиров, в частности от 50 до 150 пассажиров). Эти двигатели могут характеризоваться соотношением между мощностью и массой по крайней мере 0,3 л.с./фунт, например от 0,3 до 2 л. с./фунт, и могут характеризоваться соотношением между мощностью и объемом цилиндра по меньшей мере 0,5 (л.с./куб.дюйм), например от 0,5 до 2. Цилиндры могут быть размещены рядами, в виде V-образной конфигурации, Н-конфигурации, в одной плоскости ("горизонтально напротив друг друга") или радиально вокруг общего приводного вала воздушного винта. Можно применять один или несколько рядов/кругов цилиндров, например плоскость 2, плоскость 4, плоскость 6, V12, 1, 2 или 3 круга из 7 цилиндров и т.д. В каждом цилиндре предусмотрено наличие одной или нескольких, а более предпочтительно по меньшей мере двух, свечей зажигания. Для приведения воздушного винта и/или нагнетателя можно, но необязательно, применять систему зубчатых передач. В другом варианте можно также предусмотреть наличие турбонагнетателя, работающего на отработавших газах. Приемные трубы для отработавших газов могут быть индивидуальными или сходиться в общий коллектор, а в предпочтительном варианте они обращены в сторону, противоположную направлению полета. Вне двигателя для воздушного охлаждения можно разместить радиаторные пластины. Больше 90% дистанции, на которую перемещается двигатель во время его работы, он обычно преодолевает на высоте 500 футов и больше над уровнем земли. Как правило, больше 90% времени эксплуатации двигателя выпадает на работу двигателя со скоростью свыше 1000 об/мин, например в пределах от 1000 до 3500 об/мин.
У воздушного судна обычно имеется по меньшей мере один бак, емкость которого составляет по меньшей мере 100 л, а общая емкость баков равна преимущественно по крайней мере 1000 л. Небольшое и очень небольшое воздушное судно может быть снабжено баками значительно меньшей емкости, но способно выполнять свои функции с использованием описанного неэтилированного бензина.
Бензины по изобретению могут быть приготовлены на нефтеперерабатывающей установке смешением компонентов с производительностью по бензину по меньшей мере 200000 л/день, в частности от 1 до 10 млн л/день. Бензин можно распределять через множество раздаточных устройств для розничной продажи автомобильного бензина, необязательно через промежуточные раздаточные средства для оптовой продажи или отпуска больших партий, например посредством сборных танков, таких как танки емкостью по меньшей мере по 2 млн. л, например от 5 до 15 млн. л. Поставки можно осуществлять по трубопроводу или в цистернах, транспортируемых по шоссе, рельсам или воде, причем емкость каждой из цистерн составляет по меньшей мере 5000 л. В местах розничной продажи, например на заправочных станциях, автомобильный бензин распределяют среди множества потребителей, т.е. водителей транспортных средств, например с частотой по меньшей мере 100 или 1000 различных потребителей в день. Для использования в авиации бензин обычно готовят на нефтеперерабатывающей установке с производительностью по меньшей мере 1000 баррелей в день (или 100000 л/день), в частности от 0,1 до 2 млн. л/день. Авиационный бензин обычно поставляют в цистернах по шоссе, рельсам, воде или по трубопроводам непосредственно в раздаточные или сборные танки в аэропорту, например емкостью по меньшей мере по 300000 л, от источника, где его распределяют по трубопроводу или с помощью цистерны (например, с помощью мобильного заправщика для дозаправки топливом нескольких самолетов, например по меньшей мере 5/день на цистерну. Воздушное судно может быть оборудовано одним или несколькими бортовыми баками, емкость каждого из которых равна по крайней мере 100 л.
Настоящее изобретение проиллюстрировано следующими примерами.
Примеры с 1 по 7
С использованием соединения А1 и/или А2 и разных нефтезаводских материалов готовят различные неэтилированные смеси, которые представлены в таблице 1.
Получают 7 готовых бензинов, каждый из которых включает по одной из вышеприведенных смесей и 15 мг/л фенольного антиоксиданта из минимум 55% 2,4-диметил-6-третбутилфенола, минимум 15% 4-метил-2,6-дитретбутилфенола, а остальное - смесь монометил- и диметилтретбутилфенолов.
В каждом случае бензины тестируют на значения ОЧМ и ОЧИ, а также на упругость их паров по Рейду при 37,8°С. Результаты приведены в таблице 1, в которой также представлены данные их анализов и дистилляционный профиль (в соответствии со стандартом ASTM D-86).
Пример 8
Определяют характеристики выбросов при сгорании готовых бензинов примеров с 1 по 7.
Топлива тестируют в одноцилиндровом экспериментальном двигателе при соотношении скорость/нагрузка 50/14,3 об/с/Н·м и заданном значении СКРТВС (соотношение компонентов рабочей топливовоздушной смеси) 1,01 и оптимизируют задаваемый для сравнительной смеси момент зажигания. В отработавших газах определяют выбросы СО, СОз, углеводородов в целом и NOх. Результаты усредняют; они демонстрируют уменьшение количеств выбросов в сравнении с образуемыми стандартным неэтилированным топливом.
Пример 9 и сравнительный прим. А
С использованием 2,2,4,4,6-пентаметилгептана, смешанного с различными нефтезаводскими материалами, как это представлено в таблице 2, готовят неэтилированную смесь. Композиция сравнительного примера А с тяжелым продуктом реформинга удовлетворяет Европейскому техническому требованию 2005 для высокооктанового топлива с значением ОЧИ 97,0, ОЧМ 86,3, УПР при 37,8°С 54,7 кПа, и дистилляционным профилем, соответствующим стандарту ASTM D-86: 10% выкипают при 52,9°С, 50% - при 107,0° и 90% - при 166,1°С.
Получают 2 готовых бензина, каждый из которых включает по одной из вышеуказанных смесей и 15 мг/л фенольного антиоксиданта, который используют в примерах с 1 по 7.
В каждом случае бензины анализируют. Результаты приведены в таблице 2.
При сжигании готовых бензинов примера 9 и сравнительного примера А определяют характеристики выбросов.
Топлива тестируют аналогично примерам с 1 по 7 в одноцилиндровом экспериментальном двигателе при соотношении скорость/нагрузка 20/7/2 об/с/Н·м и заданном значении СКРТВС 1,01 и оптимизируют задаваемый для сравнительной смеси А момент зажигания. Определяют в отработавших газах выбросы СО, СО2, общего количества оксидов углерода, общего количества углеводородов и NOx, равно как и расход топлива (выражен в г/ч1Whr). Результаты усредняют и сопоставляют с данными для сравнительной смеси примера А. Степень изменений представлена в таблице 3.
Числа показывают изменение в процентах в сравнении с достигаемым в случае базового топлива (сравнительная смесь А).
Пример 10
Неэтилированную смесь готовят с использованием 12% 2,2,3,3-тетраметилбутана, 45% продукта алкилирования, 6% продукта реформинга, 20% продукта изомеризации и 17% бензинолигроинового дистиллята, т.е. совокупного бензина прямой гонки. Тетраметилбутан включает 86,6% 2,2,3,3-тетраметилбутана, 3,6% 2,2,4-триметилпентана, 3,7% цис-3-метилгексена-2 и 6% не установленных и более высококипящих продуктов. Ее готовят по существу в соответствии с работой Marker и Oakwood в J.Amer.Chem.Soc. 1938, 60, 258.
Эту смесь смешивают с 15 мг/л фенольного антиоксиданта, используемого в примерах с 1 по 3. Готовый бензин тестируют на значения ОЧМ и ОЧИ, которые, как определяют, составляют соответственно 88,7 и 93,0, и значение СЧМИ - 90,85.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Топливная композиция авиационного неэтилированного бензина | 2022 |
|
RU2786223C1 |
| ПРОИЗВОДНЫЕ ОРТОМЕТОКСИАНИЛИНОВ, ПОВЫШАЮЩИЕ СТОЙКОСТЬ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ К ДЕТОНАЦИИ, И ТОПЛИВНЫЕ КОМПОЗИЦИИ | 2006 |
|
RU2314287C1 |
| 6-ЭТОКСИ-1,2,2,4-ТЕТРАМЕТИЛ-1,2-ДИГИДРОХИНОЛИН В КАЧЕСТВЕ КОМПОНЕНТА, ПОВЫШАЮЩЕГО СТОЙКОСТЬ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ К ДЕТОНАЦИИ | 2005 |
|
RU2324681C9 |
| ПРОИЗВОДНЫЕ ОРТОЭТОКСИАНИЛИНОВ, ПОВЫШАЮЩИЕ СТОЙКОСТЬ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ К ДЕТОНАЦИИ, И ТОПЛИВНЫЕ КОМПОЗИЦИИ | 2006 |
|
RU2314286C1 |
| КОМПОЗИЦИИ, ВКЛЮЧАЮЩИЕ ДИМЕРНЫЕ ИЛИ ОЛИГОМЕРНЫЕ ФЕРРОЦЕНЫ | 2001 |
|
RU2271363C2 |
| ПРИМЕНЕНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ ПАРА-ЭТОКСИАНИЛИНОВ, ПОВЫШАЮЩИХ СТОЙКОСТЬ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ К ДЕТОНАЦИИ, И ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ) | 2006 |
|
RU2309943C1 |
| ПРОИЗВОДНЫЕ ПАРА-МЕТОКСИАНИЛИНОВ, ПОВЫШАЮЩИЕ СТОЙКОСТЬ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ К ДЕТОНАЦИИ, И ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ) | 2006 |
|
RU2309944C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ С РАЗВЕТВЛЕННЫМИ ЦЕПЯМИ | 2004 |
|
RU2346921C2 |
| СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТОПЛИВА | 2002 |
|
RU2272827C2 |
| СИНТЕЗ УГЛЕВОДОРОДОВ | 2004 |
|
RU2366642C2 |
Изобретение относится к топливным композициям, в частности к бензиновой композиции, для применения на транспорте, например в автомобилях или самолётах. Предложено применение по меньшей мере 10 об.% компонента (а), который представляет собой по меньшей мере один алкан с разветвленной цепью, содержащий от 8 до 12 углеродных атомов, с по крайней мере 4 боковыми группами, которые являются метильными или этильными, в составе неэтилированного бензина с ОЧМ по меньшей мере 80 и ОЧИ по меньшей мере 90 для уменьшения выбросов при его сжигании, где указанный бензин также содержит по меньшей мере один компонент (б), который представляет собой по меньшей мере один жидкий углеводород или смесь таких углеводородов с tкип от 60 до 160°С, характеризующуюся значением ОЧМ по меньшей мере 70 и значением ОЧИ по меньшей мере 90, причем общее содержание компонента (б) составляет по крайней мере 20 об.%. Описан также способ уменьшения выбросов отработавших газах при сжигании неэтилированного бензинового топлива с ОЧМ по меньшей мере 80 и ОЧИ по меньшей мере 90, включающий по крайней мере один компонент (б), который представляет собой по меньшей мере один жидкий углеводород или смесь таких углеводородов с tкип от 60 до 160°С, характеризующуюся значением ОЧМ по меньшей мере 70 и значением ОЧИ по меньшей мере 90, причем общее содержание компонента (б) составляет по крайней мере 20 об.%, где способ включает введение в этот бензин по меньшей мере 10 об.% компонента (а), который представляет собой по меньшей мере один алкан с разветвленной цепью, содержащий от 8 до 12 углеродных атомов, с по крайней мере 4 боковыми группами, которые являются метильными или этильными. Описан также готовый неэтилированный бензин с ОЧМ по меньшей мере 80 и ОЧИ по меньшей мере 90, который включает по меньшей мере одну присадку к автомобильному или авиационному бензину и композицию компонентов а, б и с. Описана также неэтилированная смешанная композиция, обладающая октановым числом, определенным по моторному методу (ОЧМ), по меньшей мере 81 и октановым числом, определенным исследованиями (ОЧИ), по меньшей мере 91. Бензины по данному изобретению характеризуются высокими октановыми числами и образуют малые выбросы при сгорании. 4 н. и 56 з.п. ф-лы, 3 табл.
| WO 9822556 A, 28.05.1998 | |||
| Композиция неэтилированного бензина | 1991 |
|
SU1797620A3 |
| СССРОпубликовано 07.Х11,1972. Бюллетень № 1за 1973Дата опубликования описания 5.III.1973УДК 665.652.4(088.8)Иностранец | 0 |
|
SU361576A1 |
