PL177131B1

PL177131B1 - Niskoołowiowa benzyna silnikowa zawierająca etanol

Info

Publication number: PL177131B1
Application number: PL95311319A
Authority: PL
Inventors: Stefan Bożek; Ludwik Kornblit; Ludwik Kossowicz; Winicjusz Stanik; Martynika Pałuchowska; Aleksander Kaczmarczyk; Bogusław Haduch; Antoni Marchut; Jerzy Małyska; Marek Bakuła; Janusz Zieliński; Jan Uroda; Elżbieta Rojek; Jerzy Trybulec; Piotr Dudek; Marek Lesisz; Andrzej Żurek; Józef Mucha; Marian Dytko; Elżbieta Bartoszek
Original assignee: Inst Technologii Nafty
Priority date: 1995-11-07
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 1999-09-30
Also published as: PL311319A1

Abstract

Niskoołowiowa benzyna silnikowa zawierająca etanol o liczbie oktanowej motorowej nie ,57) mniejszej niż 84jednostki zawierającado 0,15 g Pb/l oraz znane dodatki uszlachetniające, znamienna tym, że zawiera 4-10% (V/V) alkoholi zjednągrupąhydroksylowąwtym4-5% (V/V) etanolu, 5-30% (V/V) frakcji o charakterze parafinowo-naftenowym, pochodzących z pierwotnej przeróbki ropy naftowej zawierającej nie więcej niż 4% (V/V) węglowodorów o 4 węglach w łańcuchu i nie więcej niż 7% (V/V) węglowodorów o 5 węglach w łańcuchu, 0-7% (V/V) eteru metylowo-tert butylowego, 0-15% (V/V)frakcji węglowodorowych pochodzących zwtórnych procesów przeróbki ropy naftowej zawierających nie więcej niż 5% (V/V) węglowodorów aromatycznych i charakteryzujących się liczbą oktanowąmotorowąnie niższąniż 70,0-15% (V/V) frakcji węglowodorowych o temperaturze końca destylacji nie wyższej niż 215°C 1 liczbie oktanowej motorowej nie niższej niż 50, pochodzących z przeróbki ropy naftowej lub procesów karbochemicznych, 50-85% (V/V) benzyn bezołowiowych i/lub benzyn bazowych i/lub benzyn etylizowanych o liczbie oktanowej motorowej nie niższej niż 80 i temperaturze końca destylacji nie wyższej niż 215°C zawierających co najmniej 40% (V/V) węglowodorów aromatycznych i olefinowych, przy czym węglowodory olefinowe znajdują się we frakcji posiadającej temperaturę początku destylacji nie wyższą niż 60°C, korzystnie niższą niż 35°C oraz ewentualnie zamiast do 60% (V/V) tych benzyn benzynę krakingową o liczbie oktanowej motorowej nie niższej niż 78 jednostek i temperaturze końca destylacji nie wyższej niż 190°C, korzystnie niższej niż 180°C, zawierającej co najmniej 28% (V/V) węglowodorów olefinowych, z których co najmniej połowa posiada temperaturę wrzenia nie wyższą niż 100°C.

Description

Przedmiotem wynalazku jest niskoołowiowa benzyna silnikowa, zawierająca w swoim składzie etanol. Benzyny niskoołowiowe i bezołowiowe często sąkomponowane z użyciem wybranych związków tlenowych takich jak etery i/lub alkohole. Związki te charakteryzują się wysokimi liczbami oktanowymi ułatwiającymi zrekompensowanie deficytu oktanowego wywołanego ograniczeniem w składzie tych benzyn zawartości alkilków ołowiu. Kolejnym powodem stosowania związków tlenowych z komponowaniu benzyn jest ich korzystny wpływ na skład gazów spalinowych, powstających przy ich stosowaniu, wyrażający się zmniejszeniem w spalinach stężenia CO i węglowodorów. Udział stosowanych związków tlenowych w kompozycji beztlenowej nie może być jednak zbyt duży, gdyż wpływa niekorzystnie na energetyczne własności paliwa i jest to nieuzasadnione ekonomicznie. Wykorzystanie związków tlenowych w puli komponentów benzynowych lub umiejętne wprowadzenie ich do skomponowanych wcześniej benzyn silnikowych stwarza szereg problemów technicznych, szczególnie istotnych przy stosowaniu alkoholi z 1 lub 2 atomami węgla w cząsteczce. Jest to związane z dużym nieaddytywnym przyrostem prężności par benzyny przy dodatku niewielkich ilości lekkich alkoholi oraz rn 131 z podobnie nieaddytywnym wpływem na przebieg destylacji normalnej. Z polskich opisów patentowych znane sąniskoołowiowe benzyny, które mogązawierać w swoim składzie etanol obok innych związków tlenowych. Według opisu wynalazku P-297252, dotyczącego benzyny silnikowej o ulepszonych własnościach proekologicznych i eksploatacyjnych, mogącej zawierać alkohole o 1 do 4 atomach węgla w cząsteczce problem poprawy własności proekologicznych rozwiązuje się doborem dodatków detergentowych do benzyn przeciwdziałających zanieczyszczeniu osadami układu dolotowego i zaworów. Opisy wynalazków P-300844 i P-308384 dotyczą częściowo reformułowanych benzyn. Według P-300844 benzyny te mogą zawierać 0-10% V/V alkoholi zawierających do 4 atomów węgla w cząsteczce a według P-308384 benzyny mogą zawierać od 4 do 10°% alkoholi o 2 do 6 atomach węgla w cząsteczce. Oba te wynalazki koncentrują się na otrzymywaniu benzyn o poprawionych własnościach ekologicznych charakteryzujących się obniżoną zawartością związków aromatycznych w tym benzenu. Okazało się to możliwe dzięki wprowadzeniu w skład tych benzyn związków tlenowych i takiemu doborowi komponentów węglowodorowych oraz ich wzajemnych stosunków, które pozwoliły na uzyskanie w procesie mieszania i etylizacji bardzo dużego nieaddytywnego przyrostu liczby oktanowej badawczej, wynoszącego 7 do 9jednostek. Generowanie tych efektów było w dużej mierze związane z zastosowaniem lekkich destylatów pierwotnych i frakcji składających się głównie z węglowodorów C4 i C₅ co powodowało równocześnie trudności z dotrzymaniem wymaganego zakresu prężności par benzyny. Przy dalszym rozwijaniu tej technologii z zastosowaniem etanolu jako podstawowego związku wprowadzającego tlen do kompozycji okazało się, że często czynnikiem limitującymjakość kompozycji jest nie liczba oktanowa badawcza, lecz liczba oktanowa motorowa. Nieoczekiwanie okazało się przy tym, że podobnie duże „bonusy liczb oktanowych motorowychjak uzyskiwane w wyżej wymienionych wynalazkach liczb oktanowych badawczych uzyskuje się przez odpowiedni dobór jakościowy i ilościowy stosowanych komponentów przy ograniczeniu zawartości w kompozycji węglowodorów C4 i C5 równocześnie ułatwia rozwiązanie problemu prężności par i przebiegu destylacji.

Niskoołowiowa benzyna silnikowa o liczbie oktanowej motorowej co najmniej 84 jednostek, zawierająca do 0,15 g Pb/dm³ i znane dodatki uszlachetniające według wynalazku zawiera

4-10% (V/V) alkoholi zjednągrupąhydroksylową w tym 4-5% (V/V) etanolu, 5-30% (V/V) frakcji o charakterze parafinowo-naftenowym, pochodzących z pierwotnej przeróbki ropy naftowej zawierającej nie więcej niż 4% (V/V) węglowodorów o 4 węglach w łańcuchu i nie więcej niż 7% (V/V) węglowodorów o 5 węglach w łańcuchu, 0-7% (V/V) eteru metylowo-tert butylowego, 0-15% (V/V) frakcji węglowodorowych pochodzących z wtórnych procesów przeróbki ropy naftowej zawierających nie więcej niż 5% (V/V) węglowodorów aromatycznych i charakteryzujących się liczbą oktanowąmotorowąnie niższąniż 70,0-15% (V/V) frakcji węglowodorowych o temperaturze końca destylacji nie wyższej niż 215°C i liczbie oktanowej motorowej nie niższej niż 50, pochodzących z przeróbki ropy naftowej lub procesów karbochemicznych, 50-85% (V/V) benzyn bezołowiowych i/lub benzyn bazowych i/lub benzyn etylizowanych o liczbie oktanowej motorowej nie niższej niż 80 i temperaturze końca destylacji nie wyższej niż 215°C zawierających co najmniej 40% (V/V) węglowodorów aromatycznych i olefinowych, przy czym węglowodory olefinowe znajdująsię we frakcji posiadającej temperaturę początku destylacji nie wyższąniż 60°C, korzystnie niższąniż 35°C, ewentualnie do 60%(V/V) tych benzyn zastępuje się benzyną krakingową o liczbie oktanowej motorowej nie niższej niż 78 jednostek i temperaturze końca destylacji nie wyższej niż 190°C, korzystnie niższej niż 180°C, zawierającej co najmniej 28% (V/V) węglowodorów olefinowych, z których co najmniej połowa posiada temperaturę wrzenia nie wyższąniż 100°C. Szczególnie korzystne efekty oktanowe w benzynie według wynalazku uzyskuje się gdyjako frakcji parafinowo-naftenowej używa się co najmniej 4% (V/V) destylatu o liczbie oktanowej motorowej 25-50 jednostek, posiadającego temperaturę oddestylowania 20% (V/V) nie niższąniż 80°C, temperaturę oddestylowania 80% (V /V) nie niższąniż 13 5°C, a koniec destylacji nie wyższy niż 180°C. Benzyna według wynalazku zawiera 4-5% (V /V) etanolu, przy czym korzystne jest aby towarzyszyły mu wyższe alkohole zawierające od 3 do 6 atomów węgla w cząsteczce co zwiększa tolerancję układu na zawartość wody. Dla ułatwienia ujednorodnienia

17*7 131 składu benzyny silnikowej zawierającej alkohole, korzystne jest wprowadzenie etanolu i ewentualnie innych alkoholi w postaci wcześniej przygotowanego roztworu zawierającego od 4 do 25% (V/V) składników węglowodorowych będących zwykle używanymi komponentami benzyn silnikowych, benzynami bazowymi lub gotowymi benzynami bezołowiowymi. Benzyna zestawiona według wynalazku pozwala na optymalne wykorzystanie zalet etanolu i minimalizuje związane z tym negatywne skutki.

Istotę wynalazku ilustrują poniższe przykłady wykonania:

Przykład I. Do zestawiania benzyny wykorzystano poniższe komponenty:

1. Etanol bezwodny - czysty zawierający 98,8% (V/V) etanolu - Et-1.

2. Etanol bezwodny pochodzenia rolniczego zawierający obok etanolu 0,1%(V/V) n-propanolu 0,4% (V/V) izobutanolu oraz 0,8% (V/V) alkoholu izoamylowego - Et-2.

3. Mieszanina 80% (V/V) etanolu wg p. 2 i 20% (V/V) benzyny bezołowiowej wg p. 6.

4. Alkohol tert-butylowy - techniczny - TBA.

5. Benzyna bezołowiowa Normal o temperaturze końca destylacji 200°C zawierająca 9% (V/V) węglowodorów olefinowych i 40% (V/V) węglowodorów aromatycznych - BO-1.

6. Benzyna bazowa etyliny 94 o temperaturze końca destylacji 210°C zawierająca 10% (V/V) węglowodorów olefinowych i 36% (V/V) węglowodorów aromatycznych.

7. Benzyna bezołowiowa Eurosuper 95 o końcu wrzenia 206°C zawierająca 45% (V/V) węglowodorów aromatycznych i 11% (V/V) WĘGLOWODORÓWolefinowych.

8. Etylina 98 zawierająca 0,15 g Pb/dm³ o końcu wrzenia 207 zawierająca 40% (V/V) węglowodorów aromatycznych i 10% (V/V) węglowodorów olefinowych - BE-1.

9. Lekki destylat z pierwotnej przeróbki ropy naftowej zawierający 7,5% (V/V) butanów i 16% (V/V) pentanów, którego 80% objętości oddestylowuje do temp. 110°C - Dest.1.

10. Szeroki destylat z pierwotnej przeróbki ropy naftowej zawierający 4,5% butanów i 11% pentanów, którego 80% objętościowych oddestylowuje do temp. 125°C - Dest.2.

11. Destylat z pierwotnej przeróbki ropy naftowej zawierający 1,9% butanów i 5% pentanów, którego 20% objętościowych destyluje do temperatury 90°C, 80% objętościowych do temp. 145°C a destylacja kończy się w temperaturze 175°C - Dest.3.

12. Ciężki destylat z pierwotnej przeróbki ropy naftowej nie zawierający butanów i pentanów, którego 20% objętościowych destyluje do temp. 160°C a 80% objętościowych do temp. 172°C - Dest.4.

13. Eter metylowo-tert butylowy - EMTB.

14. Alkilat - produkt z wtórnego procesu przeróbki ropy naftowej, alkilacji izo-butanu olefinami - Alk.

Przy użyciu wyżej scharakteryzowanych komponentów zestawiono szereg benzyn, przy czym w tabeli 1 podano liczby oktanowe motorowe komponentów i ich proporcje wyrażone w % objętościowych. Do zestawionych benzyn wprowadzono czteroetylek ołowiu lub jak w przykładzie 1G uzupełniono jego ilość tak, aby sumaryczna zawartość ołowiu wynosiła 0,15 g Pb/dm3. W tabeli 1 przedstawiono obliczone addytywnie liczby oktanowe motorowe kompozycji oraz oznaczone wartości rzeczywiste, a także uzyskane w efekcie mieszania i etylizacji przyrosty LOM.

Tabela 1

^L.p.	Komponenty	Przykłady
Symbol	LOM	1A	1B	1C	1D	1E	1F	1G	1H	1J	1K
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	Et-1	90,0	5	-	-	-	5	5	-	-	-	5
2	Et-2	89,9	-	5	5	-	-	-	5	5	5	-
3	Et-B	92,9	-	-	-	6	-	-	-	-	-	-

m 131 >5 cd. tabeli 1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
4	TBA	90,0	-	-	-	-	-	-	-	-	-	5
5	BO-1	82,9	77	75	-	-	-	66	-	-	70	70
6	BB-94	82,3	-	-	-	-	80	-	-	-	-	-
7	BO-2	84,8	-	-	70	69	-	-	-	60	-	-
8	BE-1	87,2	-	-	-	-	-	-	70	-	-	-
9	Dest.1	61	-	8	-	-	-	-	-	-	-	-
10	Dest.2	55	4	-	10	10	4	8	10	5	8	8
11	Dest.3	48	14	12	10	15	9	12	15	15	12	12
12	Dest.4	32	-	-	5	-	2	4	-	5	-	-
13	EMTB	100	-	-	-	-	-	5	-	-	-	-
14	Alk.	91,7	-	-	-	-	-	-	-	10	5	-
LOM	Obliczenia	77,3	77,3	75,8	76,8	77,5	75,7	78,2	76,1	77,3	77,2
Oznaczenia	85,1	85,0	84,7	85,0	85,4	85,1	85,2	85,4	85,5	85,2
Przyrost	7,8	7,7	8,9	8,2	⁷,⁸	9,4	7,0	9,4	8,2	8,0

Przykład II. Zestaw komponentów używanych w przykładzie pierwszym uzupełniono poniższymi komponentami:

1. Benzyna krakingowa pełno frakcyjna o temperaturze destylacji 29°C i temperaturze końca destylacji 190°C zawierająca 34%olefin a 60% tych olefin zawartych jest we frakcji destylującej do temperatury 100°C - BK.

2. Benzyna krakingowa lekka o temperaturze początku destylacji 27°C i temperaturze końca destylacji 98°C - BKL.

3. Frakcja aromatyczna pochodzenia karbochemicznego zawierająca 97% (V/V) toluenu -Tol.

Przy użyciu wyżej scharakteryzowanych komponentów zestawiono szereg benzyn, przy czym w tabeli 2 podano liczby oktanowe motorowe komponentów i ich proporcje wyrażone wyrażone w % objętościowych. Do zestawionych benzyn wprowadzono czteroetylek ołowiu w takiej ilości, aby sumaryczna zawartość ołowiu wynosiła 0,15g Pb/dm³. W tabeli 2 przedstawiono obliczone addytywnie liczby aktanowe metorowe kompozycji oraz oznaczone wartości rzeczywiste, a także uzyskane w efekcie mieszania i etylizacji przyrosty LOM.

Tabela 2

^L.p.	Komponenty	Przykłady
Symbol	LOM	2A	2B	2C	2D	2E	2F	2G	2H
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Et-1	90	5	5	5	5	-	5	5	-
2	Et-B	92,9	-	-	-	-	6	-	-	6
3	BK	80	43	40	55	36	36	6	-	-
4	BK-L	81	-	-	-	-	-	24	30	20
5	BO-1	82,9	32	36	-	-	-	-	-	25

cd. tabel 2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
6	BO-2	84,8	-	-	-	40	38	36	48	30
7	Dest-2	55	-	-	5	9	9	-	-	4
8	Dest.-3	48	15	13	10	7	11	20	10	15
9	Dest.-4	32	-	-	5	3	-	-	7	-
10	EMTB	100	5	-	5	-	-	4	-	-
11	Alk.	91,7	-	-	15	-	-	5	-	-
12	Tol.	95	-	6	-	-	-	-	-	-
LOM	Obliczenia	77,6	78,3	76,4	76,5	76,8	77,5	76,5	77,3
Oznaczenia	84,7	84,7	84,9	85,1	85,2	85,4	85,6	85,3
Przyrost	7,1	6,4	8,5	8,6	8,4	7,9	9,1	8,0

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Niskoołowiowa benzyna silnikowa zawierająca etanol o liczbie oktanowej motorowej nie mniejszej niż 84 jednostki zawierająca do 0,15 g Pb/l oraz znane dodatki uszlachetniające, znamienna tym, że zawiera 4-10% (V/V) alkoholi z jedną grupą hydroksylową w tym 4-5% (V/V) etanolu, 5-30% (V/V) frakcji o charakterze parafinowo-naftenowym, pochodzących z pierwotnej przeróbki ropy naftowej zawierającej nie więcej niż 4% (V/V) węglowodorów o 4 węglach w łańcuchu i nie więcej niż 7% (V/V) węglowodorów o 5 węglach w łańcuchu, 0-7% (V /V) eteru metylowo-tertbutylowego, 0-15% (V /V) frakcji węglowodorowych pochodzących z wtórnych procesów przeróbki ropy naftowej zawierających nie więcej niż 5% (V/V) węglowodorów aromatycznych i charakteryzujących się liczbą oktanową motorową nie niższą niż 70, 0-15% (V/V) frakcji węglowodorowych o temperaturze końca destylacji nie wyższej niż 215°C i liczbie oktanowej motorowej nie niższej niż 50, pochodzących z przeróbki ropy naftowej lub procesów karbochemicznych, 50-85% (V/V) benzyn bezołowiowych i/lub benzyn bazowych i/lub benzyn etylizowanych o liczbie oktanowej motorowej nie niższej niż 80 i temperaturze końca destylacji nie wyższej niż 215°C zawierających co najmniej 40% (V/V) węglowodorów aromatycznych i olefinowych, przy czym węglowodory olefinowe znajdująsię we frakcji posiadającej temperaturę początku destylacji nie wyższąniż 60°C, korzystnie niższą niż 35°C oraz ewentualnie zamiast do 60% (V/V) tych benzyn benzynę krakingowąo liczbie oktanowej motorowej nie niższej niż 78 j ednostek i temperaturze końca destylacj i nie wyższej niż 190°C, korzystnie niższej niż 180°C, zawierającej co najmniej 28% (V/V) węglowodorów olefinowych, z których co najmniej połowa posiada temperaturę wrzenia nie wyższąniż 100°C.

2. Benzyna według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera jako frakcję parafinowo-naftenowąco najmniej 4% (V/V) niskooktanowego destylatu o liczbie oktanowej motorowej 25-50 jednostek, posiadającego temperaturę oddestylowania 20% (V/V) nie niższą niż 80°C, temperaturę oddestylowania 80% (V/V) nie niższąniż 135°C, a temperaturę końca destylacji nie wyższą niż 180°C.

3. Benzyna według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera etanol, który do kompozycji wprowadza się w postaci roztworu zawierającego od 4% (V/V) do 25% (V/V) składników węglowodorowych i/lub 1 do 10% (V/V) alkoholi zawierających od 3 do 6 atomów węgla w cząsteczce.

* * *