ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ АВИАЦИОННОГО НЕЭТИЛИРОВАННОГО БЕНЗИНА Российский патент 2015 года по МПК C10L1/04 C10L1/222 C10L1/185 C10L10/00 

Описание патента на изобретение RU2569311C1

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, а именно к композиции авиационного бензина.

Авиационный бензин применяется при эксплуатации летательных аппаратов с поршневыми двигателями.

Возрастание концентрации свинца в воздухе, продуктах питания, почве и растительности потребовало принятия законодательных мер, направленных на ограничение содержания свинца в бензинах, в том числе и авиационных.

Неэтилированные авиационные бензины в России не вырабатывают.

В России в соответствии с действующими национальными стандартами можно вырабатывать и применять три марки этилированных авиационных бензинов: Б-92, Б- 91/115 (ГОСТ 1012-2013 взамен ГОСТ 1012-72) и Avgas 100 LL (ГОСТ Р 55493-2013) с октановыми числами 92, 91 и 99,6 ед. по моторному методу и сортностью 100, 115 и 130 ед. соответственно.

Известна топливная композиция авиационного бензина, которая содержит в качестве основы не более 70% смеси фракции бензина риформинга и/или изомеризата, выкипающих в интервале 40-135°C, и фракции бензина риформинга, выкипающей в интервале 80-190°C, взятых в соотношении 50-80:20-50, и не менее 30% алкилбензина. Топливная композиция может содержать в своем составе добавки: антиокислительная присадка, тетраэтилсвинец, краситель (Пат. РФ №2212432, 2003 г.).

Недостатком такой композиции является низкая детонационная стойкость: октановое число по моторному методу 91 ед., сортность на богатой смеси 115 ед. и высокая температура конца кипения - 190°C, а также наличие в композиции тетраэтилсвинца.

Известна топливная композиция авиационного бензина с октановым числом не менее 91 и сортностью не менее 115 на основе автомобильного бензина, содержащая смесь изопарафиновых углеводородов С6-C8 15-40% мас., гидрированную фракцию С6 (бензола не более 3% мас.) до 10% мас., тетраэтилсвинец - 0,15-0,35% мас., автомобильный бензин с октановым числом не менее 92 по И.М. до 10% мас.

(Патент RU 2503711, 2014).

Недостатком этой композиции является наличие в ней тетраэтилсвинца и высокая температура конца кипения.

Известна также композиция авиационного бензина, содержащая изомеризат, алкилбензин и тетраэтилсвинец, при этом в качестве изомеризата используют изомеризат легкой фракции бензина, преимущественно C56, в качестве алкилбензина используют алкилбензин, полученный алкилированием с применением катализатора фтористого водорода фракции углеводородов С3-C4, являющейся продуктом каталитического крекинга вакуумного газойля, при следующем соотношении компонентов, % мас.:

Изомеризат легкой фракции бензина 7-30 Тетраэтилсвинец до 0,1 Алкилбензин до 100

(Пат. РФ №2530901, 2014).

Недостатком этих композиций является наличие в них тетраэтилсвинца и высокая температура конца кипения.

В патентах РФ №2167916, 2167917, 2167918, 2001 г. защищены композиции неэтилированных бензинов с октановыми числами не менее 76, которые предназначены для применения в качестве автомобильного и авиационного бензинов.

Однако композиции не обеспечивают требований по температуре конца кипения, химической стабильности при наличии олефиновых углеводородов до 25% и теплоте сгорания.

Наиболее близкими композициями авиационного бензина являются композиции авиационных топлив, выпускаемых промышленностью до распада СССР. Это бензины марок Б-95/130 и Б-91/115 по ГОСТ 1012-72. Для этих бензинов октановое число по моторному методу составляло, соответственно, 95 и 91 ед., а сортность на богатой смеси - 130 и 115 ед.

(Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочник под редакцией Школьникова В.М., М. Изд. Центр «Техинформ», 1999, с. 42).

Базовыми компонентами для производства указанных бензинов являлся бензин каталитического риформинга. В справочнике указано, что в качестве высокооктановых компонентов могут быть использованы алкилбензин, изооктан, изопентан и толуол, однако количественные характеристики указанных компонентов не приводятся. Содержание тетраэтилсвинца в бензинах составляло 2,5-3,1 г/1 кг бензина.

На основании изложенного выше можно заключить, что известный уровень техники оставляет нерешенными следующие проблемы: наличие в составе авиационных бензинов тетраэтилсвинца, высокая температура конца кипения бензина, обеспечение высокой теплоты сгорания и требуемой детонационной стойкости.

Задачей изобретения является создание топливной композиции авиационного неэтилированного бензина с необходимой детонационной стойкостью, со сниженным содержанием ароматических углеводородов, высокой теплотой сгорания и низким концом кипения не более 180°C.

Для решения поставленной задачи предлагается топливная композиция авиационного неэтилированного бензина, включающая изомерные и ароматические углеводороды, отличающаяся тем, что в качестве изомерных углеводородов содержит технический изооктан, изопентан или изомеризат С6 или их смесь, в качестве ароматических углеводородов содержит толуол или фракцию бензина риформинга НК-180°C или их смесь, а также дополнительно содержит монометиланилин (ММА) и метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) и при следующем соотношении компонентов, % мас:

технический изооктан 30-70 изопентан или изомеризат С6 или их смесь 10-25 толуол или фракция бензина риформинга НК-180°C или их смесь 8-40 ММА 0,5-2,0 МТБЭ до 15

Топливная композиция может содержать присадки, выбранные из группы: антикоррозионные, антистатические, противообледенительные и другие разрешенные стандартом на авиационный бензин.

Производство технического изооктана осуществляется либо гидрированием димеров изобутилена (изооктена), либо алкилированием изобутана бутиленами с последующей ректификацией полученного алкилата. Для производства димеров изобутилена (изооктена) с последующим их гидрированием в изооктан можно использовать имеющуюся установку получения МТБЭ после небольшой модернизации. Изобутилен подвергают димеризации, которая протекает в жидкой фазе в реакторе с неподвижными слоями кислого ионообменного катализатора. Полученные изооктены гидрируют в реакторе. Технология гидрирования осуществляется на обычных катализаторах и высоко экономична. Реактор струйной конструкции не требует высоких капиталовложений благодаря компактности и однократному проходу водорода, что не требует рециркуляционного компрессора. Технический изооктан можно вырабатывать также путем алкилирования изобутана бутиленами с последующей ректификацией полученного алкилата и выделением из него фракции НК-140°C (технический изооктан).

Изомеризат С6 и изопентановая фракция образуются на установке изомеризации парафиновых углеводородов С56 в результате отделения от изомеризата газов и фракции С5. Фракция С6 может быть подвергнута дальнейшему разделению на узкие фракции на колонне деизогексанизатора. В этом случае должен быть использован верхний погон с добавлением бокового и нижнего погонов. Изопентановую фракцию также получают на газофракционирующей установке (ГФУ).

Фракцию бензина риформинга (НК-180°C) получают путем фракционирования катализата установки каталитического риформинга (платформинга) и выделения из него целевой фракции, имеющей температуру конца кипения не выше 180°C. Толуол также получается на установках каталитического риформинга (платформинга) путем экстракции и ректификации из катализата.

ММА (другое название N-метиланилин) производится путем N-алкилирования анилина метанолом.

МТБЭ производится путем взаимодействия метанола и изобутилена, как правило, входящего в состав С4-фракций углеводородов различного происхождения.

В табл. 1 представлены основные характеристики компонентов для приготовления базового авиационного бензина.

В качестве примеров заявляемого технического решения было приготовлено 3 образца неэтилированных авиационных бензинов, а также бензины Б-92, Б-91/115. Результаты испытаний приготовленных образцов бензинов представлены в табл. 2.

Определение октанового числа по моторному методу в авиационных бензинах проводили по ГОСТ Р 52946-2008 (ЕН ИСО 5163:2005). Указанный стандарт устанавливает метод оценки детонационных характеристик авиационных бензинов для двигателей с искровым зажиганием с применением условной шкалы октановых чисел на одноцилиндровом четырехтактном карбюраторном двигателе с переменной степенью сжатия.

Сортность на богатой смеси неэтилированных образцов авиационного бензина определяли на установке CFR WAUKESHA с наддувом по методу ASTM D 909.

Сущность метода заключается в сравнении мощности двигателя, ограниченной начальной детонацией при работе одноцилиндрового двигателя установки CFR на испытуемом и эталонных топливах в стандартных условиях испытания.

Результаты испытаний образцов неэтилированных авиабензинов, приведенные в табл. 2, показывают, что испытанные образцы бензинов имеют октановое число по моторному методу 91-97 и сортность на богатой смеси 100-116.

По другим показателям качества, в частности, по показателям теплота сгорания и температура конца кипения, испытанные композиции авиационного бензина также соответствуют требованиям, которые предъявляют к этилированным бензинам Б-92, Б-91/115.

Похожие патенты RU2569311C1

название год авторы номер документа
Топливная композиция авиационного неэтилированного бензина 2022
  • Ершов Михаил Александрович
  • Савеленко Всеволод Дмитриевич
  • Климов Никита Александрович
  • Овчинников Кирилл Александрович
  • Подлеснова Екатерина Витальевна
  • Буров Никита Олегович
RU2802183C1
ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ АВИАЦИОННОГО БЕНЗИНА 2014
  • Емельянов Вячеслав Евгеньевич
  • Ершов Михаил Александрович
RU2572242C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕЭТИЛИРОВАННОГО АВИАБЕНЗИНА Б-92/115 2015
  • Ведерников Олег Сергеевич
  • Головачёв Валерий Александрович
  • Карпов Николай Владимирович
  • Клейменов Андрей Владимирович
  • Ершов Михаил Александрович
  • Климов Никита Александрович
  • Емельянов Вячеслав Евгеньевич
  • Белявский Олег Германович
  • Глазов Александр Витальевич
  • Панов Александр Васильевич
  • Храпов Дмитрий Валерьевич
  • Короткова Наталья Владимировна
RU2613087C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕЭТИЛИРОВАННОГО АВИАБЕНЗИНА 2015
  • Дегтярёв Пётр Алексеевич
  • Ведерников Олег Сергеевич
  • Головачёв Валерий Александрович
  • Карпов Николай Владимирович
  • Клейменов Андрей Владимирович
  • Ершов Михаил Александрович
  • Климов Никита Александрович
  • Емельянов Вячеслав Евгеньевич
  • Белявский Олег Германович
  • Глазов Александр Витальевич
  • Панов Александр Васильевич
  • Храпов Дмитрий Валерьевич
  • Короткова Наталья Владимировна
RU2614764C1
НЕЭТИЛИРОВАННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ БЕНЗИН 2014
  • Квашнин Андрей Борисович
  • Лунева Вера Всеволодовна
  • Приваленко Алексей Николаевич
  • Шарин Евгений Алексеевич
RU2547151C1
ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ АВИАЦИОННОГО НЕЭТИЛИРОВАННОГО БЕНЗИНА 2015
  • Белявский Олег Германович
  • Панов Александр Васильевич
  • Храпов Дмитрий Валерьевич
  • Короткова Наталья Владимировна
  • Ершов Михаил Александрович
  • Климов Никита Александрович
  • Емельянов Вячеслав Евгеньевич
RU2600112C1
ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ АВИАЦИОННОГО БЕНЗИНА 2013
  • Булатников Владимир Валентинович
  • Зайнутдинов Рустам Амирович
  • Волгин Сергей Николаевич
  • Юхнев Владимир Анатольевич
  • Шуверов Владимир Михайлович
  • Ковалев Владимир Абрамович
  • Емельянов Вячеслав Евгеньевич
RU2530901C1
ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ АВИАЦИОННОГО БЕНЗИНА 2014
  • Емельянов Вячеслав Евгеньевич
  • Ершов Михаил Александрович
  • Климов Никита Александрович
RU2554938C1
КОМПОЗИЦИЯ АВИАЦИОННОГО БЕНЗИНА ДЛЯ КАРБЮРАТОРНЫХ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 2015
  • Шуверов Владимир Михайлович
  • Ковалев Владимир Абрамович
  • Юхнев Владимир Анатольевич
  • Андреев Андрей Владимирович
  • Середа Владимир Васильевич
RU2581829C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АВИАЦИОННОГО БЕНЗИНА Б95/130 2014
  • Головачев Валерий Александрович
  • Генрих Игорь Олегович
  • Турышев Борис Иванович
  • Водолажский Сергей Васильевич
RU2556692C1

Реферат патента 2015 года ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ АВИАЦИОННОГО НЕЭТИЛИРОВАННОГО БЕНЗИНА

Изобретение относится к топливной композиции авиационного неэтилированного бензина, которая в качестве изомерных углеводородов содержит технический изооктан, изопентан или изомеризат С6 или их смесь; в качестве ароматических углеводородов содержит толуол или фракцию бензина риформинга НК-180°C или их смесь, а также дополнительно содержит монометиланилин (ММА) и метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

технический изооктан 30-70 изопентан или изомеризат C6 или их смесь 10-25 толуол или фракция бензина риформинга НК-180°C или их смесь 8-40 ММА 0,5-2,0 МТБЭ до 15

Топливная композиция может содержать присадки, выбранные из группы: антикоррозионные, антистатические, противообледенительные и другие, разрешенные стандартом на авиационный бензин. Топливная композиция авиационного неэтилированного бензина обладает необходимой детонационной стойкостью, сниженным содержанием ароматических углеводородов, высокой теплотой сгорания и низким концом кипения не более 180°C. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 569 311 C1

1. Топливная композиция авиационного неэтилированного бензина, включающая изомерные и ароматические углеводороды, отличающаяся тем, что в качестве изомерных углеводородов содержит технический изооктан, изопентан или изомеризат С6 или их смесь, в качестве ароматических углеводородов содержит толуол или фракцию бензина риформинга НК-180°C или их смесь, а также дополнительно содержит монометиланилин и метил-трет-бутиловый эфир при следующем соотношении компонентов, мас.%:
технический изооктан - 30-70 изопентан или изомеризат С6 или их смесь 10-25 толуол или фракция бензина риформинга НК-180°C или их смесь 8-40 монометиланилин 0,5-2,0 метил-трет-бутиловый эфир до 15

2. Топливная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что содержит присадки, выбранные из группы: антикоррозионные, антистатические, противообледенительные.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2569311C1

US 20040124122 A1 01.07.2004
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВОГО БЕНЗИНА 1999
  • Сайфуллин Н.Р.
  • Ганцев В.А.
  • Калимуллин М.М.
  • Салихов Р.Ф.
  • Халманских П.В.
  • Мустакимов М.Х.
  • Чахеев В.П.
  • Ланин И.П.
  • Никитина Е.А.
  • Емельянов В.Е.
RU2153523C1
WO 2002022766 A1 21.03.2002
КОМПОЗИЦИЯ НЕЭТИЛИРОВАННОГО БЕНЗИНА 2000
  • Капустин П.П.
  • Погребцов В.П.
  • Кузьмин В.З.
RU2167917C1
US 8628594 B1 14.01.2014.

RU 2 569 311 C1

Авторы

Емельянов Вячеслав Евгеньевич

Ершов Михаил Александрович

Климов Никита Александрович

Яновский Леонид Самойлович

Варламова Наталья Ивановна

Романов Владимир Николаевич

Даты

2015-11-20Публикация

2015-02-27Подача