ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ АВИАЦИОННОГО БЕНЗИНА Российский патент 2019 года по МПК C10L1/04 C10L1/00 

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, а именно, к топливной композиции, предназначенной для использования в качестве авиационного бензина.

Авиационный бензин предназначается для использования в качестве топлива летательных аппаратов, оснащенных поршневыми двигателями внутреннего сгорания.

Известен ряд топливных композиций авиационного бензина на основе автомобильного бензина.

Так, известна композиция авиационного бензина с октановым числом не менее 91 и сортностью не менее 115 на основе автомобильного бензина, содержащая, мас. %: смесь изопарафиновых углеводородов С₆-C₈ - 15÷40; гидрированная фракция С₆ с остаточным содержанием бензола не более 3 мас. % до 10; тетраэтилсвинец - 0,15÷0,35; бензин с октановым числом не менее 92 по ОЧИ до 100 (Патент РФ №2503711 C10L 1/06, C10L 1/04, опубл. 10.01.2014).

Недостатком композиции является наличие в ней товарного автомобильного бензина, который может иметь температуру конца кипения 215°С, что не соответствует требованиям авиационного бензина.

Известен способ получения авиационного бензина Б-95/130 на основе бензина, содержащего компоненты каталитического риформинга, изомеризации, алкилирования с добавлением антиокислительной присадки, тетраэтилсвинца и красителя, при этом в качестве основы используется фракция, выделяемая из целевого автомобильного бензина АИ-92 ректификацией по периодической или непрерывной схеме и выкипающая в интервале 40÷145°С (Патент РФ №2556692 C10G 59/00, C10L 1/04, C10L 1/06, опубл. 20.07.2015).

Известен способ получения авиационного бензина Б-100/130 на основе бензина, содержащего компоненты каталитического риформинга, изомеризации, алкилирования с добавлением антиокислительной присадки, тетраэтилсвинца и красителя, при этом в качестве основы используется фракция, выкипающая в интервале 40÷145°С, выделяемая из целевого автомобильного бензина АИ-95 ректификацией по периодической или непрерывной схеме (Патент РФ №2574034 C10G 59/00, C10L 1/04, C10L 1/06, опубл. 27.01.2016).

Недостатком всех вышеуказанных композиций на основе автомобильного бензина является наличие оксигенатов, которые влияют на гигроскопичность и антикоррозионные свойства. Также при использовании оксигенатов наблюдается увеличение массового и удельного расхода топлива из-за низкой теплоты сгорания оксигенатов. Недопустимо наличие непредельных углеводородов, т.к. они являются источником образования смолистых веществ в бензине и снижают химическую стабильность бензина.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому - прототипом - является топливная композиция на основе смеси фракций бензина каталитического риформинга, содержащая алкилбензин, при этом в качестве основы она содержит смесь фракции бензина риформинга и/или изомеризата, выкипающих в интервале 40÷135°С, и фракции бензина риформинга, выкипающей в интервале 80÷190°С, взятых в соотношении 50÷80:20÷50, при следующем соотношении компонентов в композиции, мас. %: основа - ≤70; алкилбензин - ≥30 (Патент РФ №2212432 C10L 1/04, опубл. 20.09.2003).

Недостатком такой композиции является наличие в ней высокоароматизированных компонентов бензина риформинга, выкипающих в интервале 80÷190°С, что приводит к увеличению в бензине высококипящих ароматических углеводородов. Из таблицы, представленной в описании изобретения, видно, что бензин содержит значительное количество тетраэтилсвинца 2,02÷2,2 г на 1 кг бензина. Это увеличивает экологическую нагрузку выхлопных газов, образующихся при сгорании бензина.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является получение топливной композиции авиационного бензина, отвечающей требованиям ГОСТ 1012-2013 и технического регламента Таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту» 013/2011 (TP ТС 013/2011), в частности, по температуре конца кипения, по отсутствию оксигенатов и непредельных углеводородов, а также с более низким, по сравнению с аналогами, содержанием тетраэтилсвинца.

Для решения поставленной задачи предложена топливная композиция авиационного бензина с октановым числом не менее 91 и сортностью не менее 115, содержащая алкилбензин, смесь предельных углеводородов С₆ и выше, выкипающих в интервале температур 25÷200°С, и толуол, при следующем соотношении компонентов в композиции, мас. %: алкилбензин - 35÷45; смесь предельных углеводородов С₆ и выше - 35÷45; толуол - до 100 с последующим введением антидетонационной присадки, антиокислительной присадки и красителя. При этом в качестве антидетонационной присадки используют тетраэтилсвинец в этиловой жидкости в количестве 0,1÷0,15 мас. %, в пересчете на тетраэтилсвинец. В качестве антиокислительной присадки используют Агидол-1 в количестве 0,0010÷0,0016 мас. %. При приготовлении композиции используют краситель органический жирорастворимый зеленый антрахиноновый в количестве 0,00025÷0,0004 мас. %.

Предлагаемую топливную композицию авиационного бензина готовят с использованием стандартного оборудования путем смешения компонентов в расчетных количествах, обеспечивающих заданное процентное содержание, до получения однородного раствора.

Для приготовления топливной композиции используют следующие компоненты, характеристики которых приведены в таблице 1.

- алкилбензин - компонент бензиновый высокооктановый, полученный каталитическим алкилированием парафиновых углеводородов олефинами и представляет собой смесь предельных углеводородов С₇-С₈ изостроения;

- смесь предельных углеводородов С₆ и выше, выкипающих в интервале температур 25÷200°С - по ТУ 0272-036-73776139-2015 «Бензин стабильный газовый», выделяемая на производственной площадке ОАО «Синтез-Каучук» ректификацией из пентан-гексановой фракции;

- толуол нефтяной высший сорт по ГОСТ 14710-78 с изменениями 1÷6;

- этиловая жидкость, с содержанием тетраэтилсвинца более 61,48 мас. %;

- Агидол-1 технический - антиоксидант по ТУ 38-5901237-90 ОАО «Стерлитамакский нефтехимический завод» с изменениями 4÷8;

- краситель органический жирорастворимый зеленый антрахиноновый.

Отличие заявляемой топливной композиции состоит в подобранном соотношении таких компонентов как алкилбензин, смесь предельных углеводородов С₆ и выше, выкипающих в интервале температур 25÷200°С, толуол, а также с последующим введением антидетонационной присадки, антиокислительной присадки и красителя.

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение топливной композиции авиационного бензина, отвечающей требованиям ГОСТ 1012-2013 и технического регламента Таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту» 013/2011 (TP ТС 013/2011), в частности, по температуре конца кипения, по отсутствию оксигенатов и непредельных углеводородов, а также с более низким, по сравнению с аналогами, содержанием тетраэтилсвинца, в пределах 0,1÷0,15 мас. %. Также заявляемая топливная композиция авиационного бензина оказывает меньшее воздействие на резинотехнические изделия (РТИ) марки ИРП-1078, применяемые в качестве уплотнительных материалов в авиационной технике, чем стандартные растворители, рекомендованные ГОСТ 9.030-74.

Авиационный бензин Б-91/115 должен соответствовать требованиям ГОСТ 1012-2013 и технического регламента Таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту» 013/2011 (TP ТС 013/2011) и иметь характеристики, изложенные в таблице 3.

Для иллюстрации заявляемого технического решения было приготовлено 3 образца предлагаемой топливной композиции авиационного бензина. Компонентный состав образцов представлен в таблице 2. При этом в каждый образец ввели необходимые количества антидетонационной присадки, антиокислительной присадки и красителя.

Результаты испытаний приготовленных образцов представлены в таблице 3. Испытания проведены на производственной площадке ОАО «Стерлитамакский нефтехимический завод».

Определение октанового числа по моторному методу композиций авиационного бензина проводили по ГОСТ Р52946-2008 (ЕН ИСО 5163:2005).

Настоящий стандарт устанавливает метод оценки детонационных характеристик авиационных бензинов для двигателей с искровым зажиганием с помощью условной шкалы октановых чисел, используя одноцилиндровый четырехтактный карбюраторный двигатель с переменной степенью сжатия типа УИТ-85М. Определение октанового числа по моторному методу предусматривает измерение детонационных характеристик авиационных топлив в авиационных поршневых двигателях, применяя уравнение корреляции к октановому числу по авиационному методу.

Определение сортности по богатой смеси композиций авиационного бензина проводили по ГОСТ 3338-68, который характеризует детонационную стойкость авиационного бензина на богатой смеси.

Сущность метода заключается в сравнении мощности двигателя, ограниченной начальной детонацией, при работе на испытуемом и эталонном топливах в стандартных условиях испытания на установке ИТ9-1.

Значения показателей по прототипу взяты для образца 3 из таблицы 4 описания прототипа.

Из результатов испытаний, приведенных в таблице 3, видно, что образцы предлагаемой топливной композиции авиационного бензина отвечают требованиям ГОСТ 1012-2013 и технического регламента Таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту» 013/2011 (TP ТС 013/2011), в частности, по температуре конца кипения. При этом содержание тетраэтилсвинца в образцах находится в пределах нормы и ниже, по сравнению с образцом по прототипу.

Испытания показали отсутствие оксигенатов и непредельных углеводородов в образцах предлагаемой топливной композиции авиационного бензина.

Также было исследовано влияние образца заявляемой топливной композиции авиационного бензина на РТИ марки ИРП-1078, применяемые в качестве уплотнительных материалов в авиационной технике.

Испытание проводилось при температуре 23±2°С в течение 21 суток. Марка испытываемой резины - ИРП-1078. Форма, размеры, число образцов для испытаний: пластина, размеры в соответствии с требованиями ГОСТ 9.030-74. Результаты испытаний приведены в таблице 4. Для сравнения в таблице 4 приведены результаты испытаний по образцам стандартных растворителей (жидкость Б и В), рекомендованных ГОСТ 9.030-74.

При этом внешний вид образцов РТИ после проведения испытаний не изменился - отсутствует растрескивание и расслаивание, в испытательных средах осадок отсутствует, цвет не изменился.

Из результатов таблицы 4 видно, что заявляемая топливная композиция авиационного бензина меньше влияет на изменение массы, объема и плотности РТИ марки ИРП-1078, применяемых в качестве уплотнительных материалов в авиационной технике, чем стандартные растворители (жидкость Б и В), рекомендованные ГОСТ 9.030-74.

Изобретение раскрывает топливную композицию авиационного бензина с октановым числом не менее 91 и сортностью не менее 115, которая содержит алкилбензин, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит смесь предельных углеводородов С₆ и выше, выкипающих в интервале температур 25÷200°С, и толуол при следующем соотношении компонентов в композиции, мас. %: алкилбензин - 35 45; смесь предельных углеводородов С₆ и выше, выкипающих в интервале температур 25÷200°С - 35÷45; толуол - до 100 с последующим введением антидетонационной присадки, антиокислительной присадки и красителя, при этом в качестве антидетонационной присадки используют тетраэтилсвинец в этиловой жидкости в количестве 0,1×0,15 мас. %, в пересчете на тетраэтилсвинец, в качестве антиокислительной присадки используют Агидол-1 в количестве 0,0010×0,0016 мас. %, в качестве красителя используют органический жирорастворимый зеленый антрахиноновый в количестве 0,00025÷0,0004 мас. %. Технический результат: получение топливной композиции авиационного бензина, отвечающей требованиям ГОСТ 1012-2013 и технического регламента Таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту» 013/2011 (TP ТС 013/2011), в частности, по температуре конца кипения, по отсутствию оксигенатов и непредельных углеводородов, а также с более низким, по сравнению с аналогами, содержанием тетраэтилсвинца, в пределах 0,1÷0,15 мас. %. 4 табл.

Топливная композиция авиационного бензина с октановым числом не менее 91 и сортностью не менее 115, содержащая алкилбензин, отличающаяся тем, что она содержит смесь предельных углеводородов С₆ и выше, выкипающих в интервале температур 25÷200°С, и толуол при следующем соотношении компонентов в композиции, мас. %:

алкилбензин - 35÷45;

смесь предельных углеводородов С₆ и выше, выкипающих в интервале температур 25÷200°С - 35÷45;

толуол - до 100

с последующим введением антидетонационной присадки, антиокислительной присадки и красителя, при этом в качестве антидетонационной присадки используют тетраэтилсвинец в этиловой жидкости в количестве 0,1×0,15 мас. %, в пересчете на тетраэтилсвинец, в качестве антиокислительной присадки используют Агидол-1 в количестве 0,0010×0,0016 мас. %, в качестве красителя используют органический жирорастворимый зеленый антрахиноновый в количестве 0,00025÷0,0004 мас. %.