Что такое реформулированный бензин

Реформулированные моторные топлива

Топливо ЕС-1 было одним из первых РМТ и рассчитано на старые автомобили, не оборудованные каталитическими устрой­ствами нейтрализации и сиегеками контроля вредных выбросов.

Сравнительные экологические характеристики топлива ЕС-1, базового бензина представлены в табл. 28.

Испытания топлива ЕС-1 показали значительное снижение вы­бросов веществ. Так, в отработанных газах автомобилей снижение содержания углеводородов составило около 5%, оксида углерода — 10%, оксидов азота — 6%, а испарения углеводородов — 22%. Вы­бросы бензола при этом были снижены на 43% по сравнению с базовыми видами топлив. Фирма Shell начала производство топ­лива М-85 (85% метанола и 15% неэтилированкого бензина), Сhеvгоn — нового-премиального неэтилированного бензина (5,5% об. МТБЭ, 1% масс, кислорода). Среди других РМТ следует выделить: бензин РС-87 с добавкой МТБЭ (Diamond Shamrock Refining? Marketing Co.), содержащий 20% ароматических соединений, ОЧ 87 и. м.; реформулированный бензин Phillips 66 Со, со­держащий 20-30% ароматических соединений к олефинов, серы и бензола на 33 и 35% соответственно меньше, чем обычные бензины.

Фирма Сопосо 1пс. прекратила выпуск регулярного этилиро­ванного бензина и начала производство аналогичных реформулированкых. Shell Oil Со ввела в производство премиальный неэти­лированный бензин с добавкой МТБЭ (содержание 1% по кисло-

роду). Производство аналогичных бензинов начато и такими компаниями как

Таблица28. Сравнительные характеристики топлива ЕС-1 и бензина

Таблица 29 Сравнение составов и характеристик среднего и реформулированного бензинов США

Источник

ХИМИЯ НЕФТИ

СВОЙСТВА ТОПЛИВ

Требования по ГОСТ 2084-77

ГОСТ 2084-77 распространяется на бензины, применяемые в качестве топлива для карбюраторных автомобильных и мотоциклетных двигателей, а также двигателей другого назначения. На территории РФ требования стандарта распространяются только на бензин марки А-76 неэтилированный.

Требования к качеству А-76 по ГОСТ-2084-77:

Требования по ГОСТ Р 51105-97

В соответствии с ГОСТ Р 51105-97 в настоящее время вырабатываются только неэтилированные бензины (свинца не более 0,01 г/дм 3 ).

В зависимости от октанового числа, определенного по исследовательскому методу, выпускаются пять марок бензинов:

На экспорт выпускаются следующие марки автомобильных бензинов: А-80, А-92, А-96 и АИ-98. Числовые значения в марках бензинов указывают на октановое число, определяемое по исследовательскому методу. По моторному методу октановые числа этих бензинов должны быть не менее 76, 83, 85 и 88 пунктов соответственно. Для всех экспортных бензинов повышены требования к температурам выкипания 50% бензинов (не выше 120°С) и концу кипения (не выше 215°С), ужесточены нормы по содержанию серы (не выше 0,05% масс.) и изменен ряд других показателей.

Требования к реформулированному бензину

Интенсивное развитие промышленности и расширение сферы использования нефтепродуктов всех видов приводят к возрастающему загрязнению окружающей среды. В связи с этим нефтеперерабатывающая промышленность всего мира сталкивается с жесткими экологическими требованиями к качеству выпускаемых продуктов. Так, например, в США Управлением по охране окружающей среды опубликованы требования к так называемому реформулированному бензину.

— бензин с принципиально измененным компонентным составом, производимый для минимизации экологического ущерба от его использования при сохранении технического уровня транспортных средств.

Сравнительные требования к бензинам

В Европе также поэтапно вводятся жесткие нормы к качеству автомобильных бензинов. Сравнительная характеристика требований к автобензинам Европейского Союза, России, США представлена в таблице.

Приведение бензинов к требованиям Евро

Для приведения топлив выпускаемых в РФ к требованиям экологических стандартов Евро-2,3,4,5 5 сентября 2008 г. в соответствие с Постановлением Правительства Российской Федерации от 27 февраля 2008 г. N 118 г. в силу вступил Технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту».

В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 30 декабря 2008 г. N 1076 г. выпуск в оборот автомобильного бензина допускается в отношении:

Источник

Что такое реформулированный бензин

4.4. Технологические процессы
переработки углеводородных систем,
улучшающие экологические качества бензинов

4.4.1. Реформулированные моторные топлива

Потребление реформулированного бензина, сгорающего с пониженными углеводородными выбросами, важно для снижения уровня избыточного содержания озона в нижних слоях атмосферы, образующегося вследствие реакций, протекающих между углеводородами и оксидами азота под действием солнечных лучей.

Топливо ЕС-1 было одним из первых РМТ и рассчитано на старые автомобили, не оборудованные каталитическими устройствами нейтрализации и системами контроля вредных выбросов.

Сравнительные экологические характеристики топлива ЕС-1, базового бензина представлены в табл. 4.28.

Фирма Conoco Inc. прекратила выпуск регулярного этилированного бензина и начала производство аналогичных реформули-рованных. Shell Oil Co ввела в производство премиальный неэтилированный бензин с добавкой МТБЭ (содержание 1% по кислороду). Производство аналогичных бензинов начато и такими компаниями,

Сравнительные характеристики топлива ЕС-1 и бензина

как Exxon, Amoco. Все указанные РМТ отвечают новым требованиям по показателю летучести, октановым и другим характеристикам. Реформулированный бензин поставляется в районы, занимающие 25% территории США. Начиная с 2000 г., ЕРА выдвинуло более жесткие требования: снижение выбросов летучих органических соединений (ЛОС), токсичных веществ и NOX на 29,22 и 6,8% соответственно. При сертификации бензина на НПЗ для снижения выбросов на 15% учитываются давление насыщенных паров, температура выкипания 50 и 90%-й доли, содержание кислорода, ароматических углеводородов, бензола, олефинов и серы. Небольшое снижение давления насыщенных паров дает относительно большое снижение выбросов ЛОС и заметное снижение выбросов токсичных веществ. Сравнительные данные реформулированного и существующего бензинов приведены в табл. 4.29.

В соответствии с исследованиями фирмы Arthur D. Little (ADL) (Германия) состав реформулированного бензина включает

Сравнение составов и характеристик среднего и реформулированного бензинов США

Новые требования к качественным характеристикам моторных топлив выдвигают новые требования к современным НПЗ. Существенное снижение содержания ароматических соединений, олефинов и показателя летучести топлив означает, что технология производства таких компонентов товарных бензинов, как крекинг-бензин, риформат должна претерпеть существенные изменения. Значительному влиянию новых норм подвергнутся и процессы риформинга, алкилирования, изомеризации, полимеризации. Расширение производства РМТ приводит к необходимости углубления процесса гидродесульфирования и к повышению жесткости режимов установок гидроочистки. Установление нижнего предела по содержанию кислорода потребует ввода в эксплуатацию большого объема мощностей по производству МТБЭ, ЭТБЭ, ТАМЭ, метанола и других кислородсодержащих соединений.

Источник

Что такое реформулированный бензин

4.2. Производство бензинов
с улучшенными экологическими
характеристиками

По своему составу бензины являются углеводородными системами, которые образуются в результате различных технологических процессов переработки: атмосферно-вакуумной перегонки нефти, каталитических процессов (крекинга, гидрокрекинга, ри-форминга) и других. В составе бензинового фонда России доля компонентов каталитического риформинга достигает 50%. Одной из основных задач в улучшении экологических характеристик автомобильных бензинов является сокращение применения бензинов, содержащих ТЭС в качестве антидетонатора. Эта задача пока решена в Японии, США и Канаде. В некоторых странах: Голландии, Австрии, Дании, Бельгии, Швейцарии, Швеции, Финляндии, Норвегии и Германии разрешено вводить этиловую жидкость только в специальные высокооктановые сорта.

Переход на неэтилированные топлива не только предотвращает эмиссию свинца с продуктами сгорания, но и сокращает на 60-90% другие вредные выбросы путем использования каталитических нейтрализаторов, для которых свинец является ядом. Кроме того, в этом случае возможно поддержание состава топливно-воздушной смеси, близкое к стехиометрическому, что обеспечивает такие оптимальные характеристики бензина, как плотность, вязкость, испаряемость, углеводородный состав, которые практически не влияют на токсичность отходящих газов. Но отказ от этилирования

Основные свойства неэтилированных автомобильных бензинов западноевропейских стран

влечет за собой проблемы, связанные с обеспечением требуемого октанового числа бензина.

Требования к автомобильным бензинам, предусмотренные Законом о чистоте воздушного бассейна США и Европейским комитетом стандартов

В нефтеперерабатывающей промышленности принят ряд изменений в технологии производства бензинов. Так, большинство нефтеперерабатывающих компаний пошло по пути снижения содержания в бензинах компонентов с высоким показателем летучести. К последним относятся н-бутан, кислородсодержащие соединения, легкий прямогонный бензин и легкие продукты различных процессов, доля которых возрастает с ростом жесткости режимов работы установок. Суммарная доля таких компонентов может достигать 40% от общего объема товарных бензинов. Успешному решению проблемы способствовал ввод в эксплуатацию дополнительных мощностей процессов, таких, как алкилирование, каталитическая полимеризация и димеризация, а также снижение давления на установках процесса риформинга, переход к процессам с непрерывной регенерацией катализатора. Изменения в компонентном составе продукции в структуре технологического парка нефтепереработки сопровождались также увеличением содержания в бензинах ароматических углеводородов и изопарафинов, снижением доли низкооктановых н-парафинов.

Содержание серы в моторных топливах относится к показателям, непосредственно связанным с выбросом токсичных веществ (оксидов серы) в атмосферу, поэтому ужесточается норма на содержание общей серы в бензинах (не более 0,05%) и вводится показатель «содержание меркаптановой серы» (не более 0,001%).

К числу наиболее серьезных изменений в композиционном составе экологически чистого бензина относится высокая доля кислородсодержащих соединений типа МТБЭ, что способствует уменьшению выбросов окиси углерода, снижению отношения воздух/ топливо, повышению октанового числа и позволяет вывести из состава бензинового фонда канцерогенный бензол. Эти соединения фотохимически менее активны, чем углеводороды, и, следовательно, имеют более низкую смогообразующую активность. МТБЭ и другие эфиры могут входить в состав экологически чистого бензина в количестве до 15%.

Европейским комитетом стандартов также разрабатываются новые нормативы на предельно допустимые значения плотности бензинов и упругости паров. Следует отметить, что в целом по странам Западной Европы и в Японии этот показатель несколько ниже, чем в американских стандартах. С целью снижения потерь бензина от испарения новые машины в европейских странах снабжаются специальным конденсационным баком с поглотителем. Предусмотрены также защитные меры по уменьшению потерь в системе распределения бензина. Рассматривается вопрос о снижении предельно допустимой концентрации бензола в неэтилированном бензине, составляющей около 5% об. Однако использование катализаторов дожига и специальных баков приводит к резкому сокращению выбросов бензола в атмосферу.

эфиров. Сложившаяся к настоящему времени компонентная структура бензинового фонда в России существенно отличается от существующей в США и Западной Европе. Отличительной особенностью суммарного фонда бензинов США является высокое содержание в нем алкилбензина и кислородсодержащих добавок, особенно в реформулированном топливе. В отечественных бензинах доля прямогонных фракций по сравнению с зарубежными существенно выше. Такие же низкооктановые компоненты, как рафинат, в США и ФРГ в бензины вовсе не вовлекаются. Однако при этом общее и среднее содержание бензола, ароматических и олефиновых углеводородов в отечественных бензинах не выше, чем в других странах (табл. 4.12).

Новые нормативы Европейского Комитета стандартов на предельно допустимые плотности бензинов и упругость паров при одновременно высоких требованиях на октановые характеристики способствуют существенному изменению компонентного состава суммарного бензинового фонда (СБФ) европейских стран. Обращают на себя внимание следующие особенности формирования перспективного бензинового фонда западноевропейских НПЗ: значительное увеличение доли бензина каталитико-крекингового флюида (ККФ), подвергаемого облагораживанию на установках каталитического риформинга, и значительный рост использования высокооктановых кислородсодержащих соединений, особенно МТБЭ. Предельно допустимое содержание кислородсодержащих соединений в автомобильных бензинах западноевропейских стран регламентируется (табл. 4.13).

В табл. 4.14 приведены данные по качеству бензина неэтилированного супер, поступающего на европейский рынок.

Рассматривается новая редакция EN 228, в которой ужесточаются требования к автобензинам, в частности, по содержанию бен-

Оценка бензиновых фондов разных стран по содержанию углеводородов

Предельная концентрация кислородсодержащих соединений в автомобильных бензинах стран Западной Европы

зола и серы. Вводятся нормирование ароматических и олефиновых углеводородов, а также ограничения на содержание различных оксигенатов (по кислороду не более 2,3%) и обязательное применение моющих присадок.

Разработка новых норм EN 228 должна обеспечить выполнение более жестких требований по выбросам вредных веществ автомобильным автотранспортом Евро-3, которые введены с 2000 г., и Евро-4, которые должны вступить в действие с 2005 г. (табл. 4.15).

В табл. 4.16 представлены данные по компонентному составу бензиновых фондов России, США и Западной Европы. Отличительной особенностью бензинового фонда России является то, что в нем низка доля алкилата, изомеризата и бензина каталитического крекинга. Ввод новых мощностей установок каталитического крекинга позволит увеличить глубину переработки нефти и получить сырье для производства алкилата и кислородсодержащих соединений: метил-терет-бутилового и метил-терет-амилового эфиров.

Основная трудность производства бензинов, отвечающих требованиям Евро-3 и Евро-4, заключается в обеспечении норм по содержанию

Качество неэтилированного бензина супер плюс

Показатели качества автомобильных бензинов по ГОСТ Р51313-99

Требования к качеству бензинов России

Госстандарт России утвердил новый стандарт Р 51313-99, который введен в действие с 1 июля 2000 г. Согласно этому документу, к неэтилированным бензинам существенно ужесточаются нормы содержания серы и бензола (табл. 4.18). Таким образом, принятый документ означает, что производимые в России бензины будут соответствовать жестким нормам, установленным в Европейском сообществе. Установленные новым стандартом требования должны быть включены во все виды нормативных документов на бензины. Несмотря на появление новых эколого-эффективных сортов топлива для автотранспорта, все еще актуальны вопросы повышения экологического качества автомобильных бензинов. С целью улучшения экологической обстановки, унификации требований и обеспечения экспорта качество автомобильного бензина России должно соответствовать следующим требованиям (табл. 4.19) (по материалам «О стратегии развития нефтеперерабатывающей промышленности России до 2020 г.»).

Для обеспечения прогнозируемого качества бензина необходимо увеличить долю процессов каталитического крекинга, изомеризации, алкилирования, гидроочистки и др., а также производство октаноповышающих, моющих и других присадок.

Источник

Как получают бензин? Присадки и добавки бензина.

Автомобильные бензины получают путем переработки нефти, газового конденсата, природного газа, угля, торфа и горючих сланцев, а также синтезом из окиси углерода и водорода.

Основным сырьем для производства автомобильных бензинов является нефть: около 25% нефти, добываемой в мире, перерабатывают в бензин.

В России все товарные бензины получают из нефти и газоконденсатов. На газоперерабатывающих заводах путем выделения из газов жидких углеводородов получают газовый бензин. Газовые бензины обладают хорошими пусковыми свойствами и при добавлении в небольших количествах в товарные бензины способны улучшать их эксплуатационные свойства.

Современные автобензины готовят смешением компонентов, получаемых путем прямой перегонки, каталитического риформинга и каталитического крекинга, изомеризации, алкилирования, полимеризации и других процессов переработки нефти и газа.

Качество компонентов, используемых для приготовления тех или иных марок товарных автомобильных бензинов, существенно различается и зависит от технологических возможностей предприятия. Товарные бензины одной и той же марки, но выработанные на различных нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), имеют неодинаковый компонентный и фракционный составы, что связано с различием технологических процессов и перерабатываемого на них сырья на каждом конкретном нефтеперерабатывающем предприятии. Даже бензины одной марки, выработанные конкретным заводом в разное время, могут отличаться по компонентному составу в связи с проведением регламентных работ на отдельных технологических установках, изменением состава сырья и программы завода по выпуску продукции.

Однако во всех случаях должна соблюдаться технология получения товарных бензинов на данном предприятии, что является обязательным требованием стандартов и технических условий на автомобильные бензины.

Основными технологическими процессами производства автомобильных бензинов является каталитический риформинг и каталитический крекинг. Несмотря на ограничения по содержанию ароматических углеводородов, процесс каталитического риформинга по-прежнему остается определяющим процессом производства бензинов, так как он является основным источником высокооктановых компонентов, а также водорода для установок гидроочистки.

Вследствие ужесточения норм на содержание серы в моторных топливах необходимо увеличение мощностей гидрообессеривания, что требует дополнительного водорода.

Снижение доли и роли бензина риформинга в производстве экологически чистых реформулированных бензинов обусловлено не только ограничением содержания ароматических углеводородов, но и неудовлетворительным распределением октановых характеристик по фракциям катализата, в особенности до 100 °С.

В связи с этим процесс бензинового риформинга целесообразно и необходимо сочетать с процессами удаления бензола и изомеризации бензина С5 — 1 00 °С.

В последние годы технология и коммерческая активность по созданию на НПЗ мира новых установок каталитического крекинга в псевдоожиженном слое микросферического катализатора приобрела рекордно высокий уровень за все время применения этого процесса.

Таким образом, если уже в настоящее время объем вырабатываемого в мире бензина каталитического крекинга практически сравнялся с суммарным объемом выработки бензинов риформинга и изомеризации, то в ближайшем будущем бензин каталитического крекинга плюс компоненты сопряженных с ним процессов (алки-лирование, получение оксигенатов, полимербензинов и др.) будут лидировать в производстве автобензинов на НПЗ в сравнении с процессами риформинга, требующими дополнительных ресурсов прямогонных бензинов и, соответственно, нефти.

В последние 10—15 лет процесс каталитического крекинга был значительно усовершенствован, главным образом с целью увеличения селективности при конверсии исходного вторичного сырья в бензин (каталитические реакции основные, термические — минимальны).

На отечественных НПЗ эксплуатируются установки каталитического крекинга с лифт-реактором с предварительной гидроочистки исходного сырья — вакуумного газойля мощностью 2 млн т/год по сырью. Эти установки обеспечивают выход бензина более 50% на сырье, который имеет октановое число по моторному методу 80—82 ед. и по исследовательскому методу 90—93 ед.

Улучшение октановых характеристик достигают выбором катализатора и ужесточением режима работы установок. Это сопровождается так же приростом выхода низкокипящих олефинов С3 — С4, что благоприятно для увеличения ресурсов сырья алки- лирования и получения высокооктановых оксигена- тов: метил-третбутилового эфира (МТБЭ), метилтретамилового эфира (МТАЭ), ди-изопропило- вого эфира (ДИПЭ) и др. Однако, когда при жестких режимах крекируют тяжелое сырье, это приводит к образованию диеновых углеводородов во фракциях С4 — С5. Диены отрицательно влияют на процесс алкилирования: увеличивается расход кислоты, снижается выход и качество алкилата. Меры по ужесточению режима крекирования, подбору сырья и катализатора позволяют улучшить (на 2—4 ед.) октановую характеристику по исследовательскому методу. Однако при этом, в связи с ростом содержания олефинов в бензине, увеличивается его чувствительность, то есть разность между октановыми числами по исследовательскому и моторному методам.

Широкое применение находят системы комплекса каталитического крекинга предварительно гидроочи- щен-ного вакуумного газойля в блоке с производством МТБЭ и алкилированием. Это решает проблему углубления переработки сырья по бензиновому варианту, частично — проблему снижения содержания сернистых соединений в бензине, увеличения производства высокооктановых компонентов бензина и собственного производства кислородсодержащей высокооктановой добавки. Однако состав непосредственно бензина каталитического крекинга С5 — 1 80 °С остается неудовлетворительным по содержанию олефиновых углеводородов, содержанию остаточной серы, разнице между ИОЧ и МОЧ, также по химической стабильности компонента.

Поэтому целесообразно использовать в этих комплексах каталитического крекинга следующие технологические решения: изоамилены, третичные гексены и гептены бензина каталитического крекинга превращать в высокооктановые эфиры метанола, что повышает октановое число топлива.

Если этерифицировать низкокипящий бензин каталитического крекинга, а не только фракцию С5, выработка эфиров возрастает на 40—50%.

На установках каталитического крекинга разделением бензина в процессе каталитической дистилляции можно получить бензин фракции С5 — 100 °С, пригодный для этерификации. Сырье этерификации нуждается в очистке от диенов и сернистых соединений. Содержание диолефинов снижают до 0,1 — 0,05% путем селективного гидрирования в реакторе-колонне.

В результате этерификации фракции С5 — 100 °С каталитического крекинга ее октановый индекс повышается на 2—3 ед. и значительно, на 25%, уменьшается содержание в ней олефинов.

Поскольку МТАЭ и сумму МТГЭ (метил-трет- гекси-ловый и метил-трет-гептиловый эфир) получают для нужд данного завода, их выделение в чистом виде не требуется. Технологически целесообразно оставить эфиры в бензине каталитического крекинга, как компоненты товарного бензина.

Важное значение для увеличения ресурсов реформулированных товарных бензинов приобретает пропилен каталитического крекинга. Вырабатываемый в увеличенном объеме при жестких режимах на новых катализаторах пропилен каталитического крекинга на заводах, не производящих полипропилен, наиболее целесообразно использовать для организации производства диизо-пропилового эфира (ДИПЭ).

ДИПЭ обладает свойствами конкурентными с МТБЭ, МТАЭ: содержит 15,7% кислорода (МТБЭ — 1 8,2%, МТАЭ — 1 5,7%), обладает высоким октановым числом 98 ед. по моторному методу и 112 ед. по исследовательскому, октановый индекс — 105 ед. (МТБЭ — 108 ед., МТАЭ — 104 ед.), имеет теплоту сгорания 9400 ккал/кг, температуру кипения 68 °С, давление насыщенных паров по Рейду — 30 кПа (МТБЭ — 60 кПа). Склонность ДИПЭ к образованию гидроперекисей является его недостатком.

В целом, технический прогресс в технологии каталитического крекинга позволяет существенно увеличить выход легких олефинов C3 — С7 и вырабатывать меньше высококипящих фракций бензина, обогащенных ароматическими углеводородами. При эффективном использовании этих возможностей суммарный эффект облагораживания бензинов каталитического крекинга (включая ДИПЭ + МТБЭ + ал- килат + этерификат С5 — С7) — значительно возрастает.

В настоящее время алкилат становится важнейшим компонентом реформулированных экологически чистых бензинов.

Алкилат — идеальный компонент бензина, поскольку имеет высокие октановые числа по исследовательскому и моторному методам, низкое давление насыщенных паров, не содержит ароматических соединений олефинов и серы.

Алкилирование — это не только процесс повышения октановых характеристик бензина при снижении в нем ароматических углеводородов, но и процесс снижения его испаряемости.

Получение товарного бензина с высоким моторным октановым числом путем замены бензола и других ароматических углеводородов в бензине на алкилат и эфиры (МТБЭ, МТАЭ) позволяет в более мягких условиях осуществлять процесс каталитического риформинга. При снижении жесткости процесса каталитического риформинга увеличивается срок службы катализатора и период работы установки между его регенерациями, повышается выход катализата с пониженным содержанием ароматических углеводородов, улучшается качество получаемого водорода для установок гидроочистки.

Лучшим сырьем (особенно сернокислотного алкилирования) являются бутилены нормального ряда, не содержащие в своем составе изобутилена. В связи с этим фракцию С4 каталитического крекинга для избирательного извлечения изобутилена предварительно этерифи-цируют метанолом, а рафинат направляют на алкилирование, обеспечивая двойной эффект: получение МТБЭ и алкилата в едином технологическом потоке.

Наряду с использованием диалкиловых эфиров С5 и выше в состав товарных автобензинов допускается в Европе вовлекать до 3% метанола, до 5% этанола (в США до 10%), до 7% третбутилового спирта и до 10% изопропилового или изобутилового спирта. При этом массовая доля кислорода не должна превышать 2,7%.

При введении в бензины метанола обязательно добавление стабилизирующих агентов. В случае введения этанола стабилизирующие агенты могут также добавляться. В бензин следует вводить антикоррозионные присадки, если может возникнуть опасность выделения воды.

На смену широко применяемому МТБЭ, мировое потребление которого в 2001 году превысило 25,7 млн тонн, приходит денатурированный этанол, так как его получают из возобновляемого сырья (биомасса, древесина и т. д.), и он не оказывает вредного влияния на источники водоснабжения, что является причиной запрещения применения МТБЭ в США (штат Калифорния).

В то же время, по оценке сторонников МТБЭ, эффект от его вклада в решение экологической проблемы значительно превосходит риск, связанный с его применением.

Вовлечение в состав автобензинов этанола до 10% позволяет уменьшить на то же количество содержание ароматических углеводородов без снижения детонационной стойкости товарного бензина.

Недостатками спиртовых добавок являются низкая гидролитическая устойчивость, низкие противоиз- нос-Л ные и антикоррозионные свойства. Спирты проникают в материал шдангов и уплотнений топливной системы автомобиля и АЗС, что выводит их из строя, нарушая герметичность. При использовании спиртов в 2—3 раза возрастает содержание альдегидов в составе отработавших газов.

Однако, как показывает зарубежный опыт, использование спиртовых компонентов в автобензинах является перспективным не только в плане сохранения нефтяных ресурсов, но и улучшения экологических свойств моторных топлив. Количество вводимых спиртов позволяет снизить на ту же величину концентрацию нежелательных ароматических углеводородов и содержание оксида углерода в отработавших газах автомобилей.

Ароматические углеводороды (толуол, ксилолы) обладают высокой детонационной стойко стью и применяются как высокооктановые компоненты бензинов, а азотсодержащие производные ароматических углеводородов можно использовать как октаноповы- шающие добавки.

Антидетонационные свойства N-метиланилина были обнаружены практически одновременно с открытием антидетонационных свойств тетраэтилсвинца.

В качестве добавки к авиационным бензинам N-метиланилин применялся в Германии и СССР, а в автомобильных бензинах более 1 0 лет используется в России в концентрации до 1,3 % масс. В настоящее время разработан ряд композиционных октаноповы- шающих добавок, содержащих N-метиланилин: АДА, АвтоВэм, БВД, Феррада и др.

Добавка АДА — это практически N-метиланилин.

Добавка АвтоВэм — смесь N-метиланилина с марга-нецсодержащим компонентом.

Добавка БВД — смесь N-метиланилин с МТБЭ.

При использовании сочетания N-метиланилина с соединениями марганца отмечается синергетический эффект, то есть прирост октанового числа бензина при совместном использовании этих антидетонаторов больше, чем суммарный прирост в случае раздельного их применения в тех же концентрациях.

Наряду с антидетонаторами на основе марганца в составе неэтилированных бензинов могут быть использованы железосодержащие антидетонаторы: карбинол-ферроцены, диалкилферроцены и ферроцены. На основании положительных испытаний автобензинов, содержащих ферроценовые соединения до 37 мг железа на 1 дм3 бензина, Государственная Межведомственная комиссия по испытанию топлив, масел, смазок и специальных жидкостей при Госстандарте РФ допустила их к производству и применению.

С целью улучшения эксплуатационных и экологических свойств автомобильных бензинов в их состав вводят моющие и многофункциональные присадки.

Необходимость применения моющих присадок для обеспечения чистоты карбюраторов и впускной системы двигателей впервые возникла в США. Причиной этому послужило ужесточение норм на выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Как показала практика, многие автомашины, успешно прошедшие контроль по содержанию окиси углерода в отработавших газах на холостом ходу, после некоторого пробега не удовлетворяли нормам.

Было установлено, что причиной этого является образование осадков и отложений в системе всасывания и в результате окисления под влиянием воздуха и

полимеризации на подогретой поверхности нестабильных угле-водородов-олефинов, а также реакционно-способных соединений картерных газов, которые направляют в систему всасывания для уменьшения эмиссии углеводородов.

Эффективным способом борьбы с отложениями в карбюраторе и впускной системе является добавление к бензинам специальных моющих присадок. Впервые бензины с моющими присадками были разработаны фирмой «Шеврон» в 1954 г., но широкое распространение они получили с введением принудительной системы вентиляции картера. Требование по обязательному применению моющих присадок возникло после установки на двигателях инжекторных топливных систем нейтрализаторов ОГ, а также частичной рециркуляции ОГ, то есть возврата их во впускную систему двигателя.

Предотвращение загрязнения карбюратора с помощью моющих присадок позволяет сохранить заводские регулировки карбюратора и тем самым снизить расход бензина, уменьшить токсичность ОГ в процессе эксплуатации двигателя и сократить число ремонтов, связанных с регулировкой карбюратора.

При работе двигателей с принудительной системой вентиляции картера на бензинах без моющих присадок, нарушение работы карбюратора наблюдается через 12-15 тыс. км пробега, а при использовании бензина с моющими присадками длина пробега автомобиля возрастает до 32 тыс. км, то есть больше чем в 2 раза.

Необходимо отметить, что моющие присадки первого поколения, эффективно удаляя отложения из карбюратора, имеют существенный недостаток: они могут способствовать образованию отложений на впускных клапанах. Этим недостатком не обладают моюще-диспергирующие присадки для авиабензинов или присадки второго поколения.

Самыми совершенными являются присадки третьего и четвертого поколения или присадки, предотвращающие образование отложений в карбюраторе, на впускных клапанах, на форсунках и других критических деталях и узлах двигателя. Кроме того, присадки четвертого поколения уменьшают образование нагара в камере сгорания двигателя и тем самым — требования к антидетонационным свойствам бензина в процессе эксплуатации автомобиля.

Изменения, внесенные в конструкцию двигателя с целью снижения содержания вредных компонентов в отработавших газах, усиливают тенденцию образования отложений на впускном клапане.

Поэтому значение этих присадок в последние годы заметно возросло. В США и ряде стран Европы применение моющих присадок становится обязательным.

Разработкой и производством моющих присадок занимаются такие фирмы, как «Shell», «BASF», «Лубри-зол», «Этил» и др.

В нашей стране разработаны и вырабатываются моющие присадки к автобензинам второго поколения «Афен» и «Автомаг». Проводятся работы по синтезу и отработке технологии получения моющих присадок третьего и четвертого поколения.

При наличии в товарных бензинах нестабильных компонентов для обеспечения требуемого качества в процессе длительного хранения (3—5 лет) в них вводят антиокислители и деактиваторы металлов. В качестве антиокислителей используют 2,6-ди-трет-бутил-4ме-тилфенол или парооксидифе- ниламин. Антиокислительные присадки вводят в нестабильные компоненты бензина непосредственно на технологических установках в концентрации до 0,10% массы для обеспечения требуемого индукционного периода

Деактиваторы металлов —это присадки, подавляющие каталитическое действие металлов на окисление топлива. Они усиливают стабилизирующее действие антиокислителя, что позволяет на 30—70% снизить его концентрацию в топливе. При этом концентрация деак-тиватора металлов в бензине составляет 0,005—0,01 % масс. Наиболее эффективны соединения, способные образовывать внутрикомплексные соли, главным образом хелатного (клешневидного) строения. К ним относятся салицилидены, например, дисалицилиденпропилендиамин (N^N-дисалицилаль-1,2-пропилендиамин).

В таких соединениях атом металла надежно экранирован и не способен вступать в реакции, катализирующие окисление.

В некоторых случаях возникает необходимость каким-либо образом маркировать то или иное топливо. Например, в этилированный бензин добавляют красители с целью обратить внимание на наличие в нем токсичного тетраэтилсвинца. Окрашивают дизельное топливо с минимальным (50—10 ррт) содержанием серы. Маркировка топлив может осуществляться не только при помощи красителей, для этой цели можно использовать одорирующие присадки и бесцветные специальные вещества. Маркирующие присадки вводят в бензин в столь малой концентрации, что они практически не влияют на физико-химические и эксплуатационные характеристики.

Присадки вводят в бензин различными способами при его производстве на НПЗ, терминалах, в автохозяйствах и непосредственно в топливный бак автомобиля.

Во всех случаях требуется обеспечить эффективное смешение присадки с бензином при наименьших энергетических и трудовых затратах.

Вне всякого сомнения, продолжающиеся совершенствования конструкции двигателей автомобилей будут приводить к постоянному изменению роли присадок к бензинам. Поскольку эффективность присадок зависит от топлива и конструкции двигателя, производители и поставщики присадок к бензинам должны работать вместе с конструкторами двигателей и автотранспортными компаниями для достижения оптимальной эксплуатации автомобилей по расходу топлива, обеспечивая экологические требования.

Источник