RU2152980C1

RU2152980C1 - Lead-free gasoline composition

Info

Publication number: RU2152980C1
Application number: RU99120362A
Authority: RU
Inventors: Х.Х. Гильманов; Х.В. Мустафин; С.В. Трифонов; В.М. Шатилов; А.Ш. Зиятдинов; А.М. Екимова; В.А. Шепелин; Л.В. Мальцев; Л.С. Сахипов; В.С. Трифонов; Л.Б. Сосновская
Original assignee: Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим"
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2000-07-20

Abstract

FIELD: gasoline production. SUBSTANCE: gasoline composition for use in internal combustion engines contains base fuel and, wt.%: methyl tert-butyl ether, 4-10; hydrogenated C₅- fraction of liquid pyrolysis products, 20-35; hydrogenated C₆₊-fraction of liquid pyrolysis products with boiling range between 150-165 and 190- 205 C after removal of benzene-toluene-xylene C₁₀₊-fraction, 5-15; olefin hydrocarbons C₆, C₇, C₈ or their mixture or petrochemical production fractions containing these hydrocarbons, 5-20; toluene and/or xylene, and/or benzene-toluene-xylene, and/or xylene fraction, 1-5. EFFECT: extended source of raw materials and improved working characteristics of products. 3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, конкретно к составу неэтилированной топливной композиции, предназначенной для использования в автомобильных двигателях внутреннего сгорания. The invention relates to oil refining and petrochemicals, specifically to the composition of unleaded fuel composition intended for use in automotive internal combustion engines.

В основном топливные композиции неэтилированных бензинов готовят на базе бензинов различного происхождения, преимущественно с температурой кипения нк-180^oC, с добавлением ароматических углеводородов или их фракций, высокооктановых компонентов и различного рода добавок, количество которых варьируется в зависимости от заданного октанового числа (Oil & Gas Journal, Mar 18, 1991, p.66).Basically, fuel compositions of unleaded gasolines are prepared on the basis of gasolines of various origins, mainly with a boiling point of nk-180 ^o C, with the addition of aromatic hydrocarbons or their fractions, high-octane components and various kinds of additives, the amount of which varies depending on a given octane number (Oil & Gas Journal, Mar 18, 1991, p. 66).

Известен неэтилированный моторный бензин (патент Польши 168988, МПК С 10L 1/18, опубл. 1996 г.), который содержит (об.%): 5-25 продукта прямой гонки нефти с температурой конца перегонки ≤ 130 (≤ 100^o) и/или легкой фракции с температурой кипения ≈ 65^o; 3-20 алкильных эфиров (МТБЭ) и спиртов; 15-45 продукта каталитического крекинга с температурой кипения 80-140; 15-60 продукта риформинга, содержащего ароматические соединения с температурой кипения ≤ 215^o. ОЧ бензина 95 по исследовательскому методу (и.м.) и 85 по моторному методу (м.м.). Однако в данной композиции достаточно высокое содержание ароматических углеводородов, что не допускается в связи с ужесточением требований к охране окружающей среды.Unleaded motor gasoline is known (Polish patent 168988, IPC C 10L 1/18, publ. 1996), which contains (vol.%): 5-25 direct race oil products with a distillation end temperature ≤ 130 (≤ 100 ^o ) and / or light fraction with a boiling point of ≈ 65 ^o ; 3-20 alkyl esters (MTBE) and alcohols; 15-45 catalytic cracking products with a boiling point of 80-140; 15-60 reforming product containing aromatic compounds with a boiling point ≤ 215 ^o . OCh of gasoline 95 according to the research method (IM) and 85 according to the motor method (MM). However, this composition has a rather high content of aromatic hydrocarbons, which is not allowed due to the tightening of environmental requirements.

Известна композиция неэтилированного бензина (патент США 5401280, МПК C 10 L 1/18, опубл. 1995 г.), которая включает смесь углеводородов C₅-C₆, в которой углеводороды C₅ - н-пентан, изопентан, циклопентан и т.д., углеводороды C₆ - н-гексан, 2-метилпентан, циклогексан, гексен-1, гексен-2, 4-метилпентен-1, циклогексен, бензол и т.п. и соединения метилтретбутилового эфира (МТБЭ), имеющая ОЧ (и. м. ) ≥ 98, упругость паров по Рейду 0,4-0,95 кгс/см², плотность 0,735- 0,755 г/см³ при 15^o, при этом выдерживаются следующие соотношения: 3 ≤ V(M) ≤ 15; 17 ≤ V(C₅) ≤ 20 при 0,40 ≤ Rv ≤ 0,65; 18 ≤ (C₅) ≤ 25 при 0,65 ≤ Rv ≤ 0,70: 20 ≤ V(C₅) ≤35 при 0,70 ≤ Rv ≤ 0,95; 15 ≤ V(C₆) ≤ 30; 0,55 ≤ V(C_5p)/V(C₅) ≤ 90; 11,5 + 0,1 ≤ V(M) ≤ V(C₅), где V(M) - количество соединений MTБЭ; Rv - упругость паров по Рейду; V(C₅) - количество C₅ углеводородов; V(C₆) - количество C₆ углеводородов; V(C_5p) - количество парафиновых C₅ углеводородов в об.% к общему бензину. Здесь для композиции используются только индивидуальные углеводороды C₅ и C₆, что несомненно удорожает готовый продукт.A known composition of unleaded gasoline (US patent 5401280, IPC C 10 L 1/18, publ. 1995), which includes a mixture of hydrocarbons C ₅ -C ₆ in which the hydrocarbons C ₅ - n-pentane, isopentane, cyclopentane, etc. d. C ₆ hydrocarbons - n-hexane, 2-methylpentane, cyclohexane, hexene-1, hexene-2, 4-methylpentene-1, cyclohexene, benzene and the like. and methyl tert-butyl ether (MTBE) compounds having an OD (im) ≥ 98, Reid vapor pressure of 0.4-0.95 kgf / cm ² , density 0.735 - 0.755 g / cm ³ at 15 ^° , the following relations: 3 ≤ V (M) ≤ 15; 17 ≤ V (C ₅ ) ≤ 20 at 0.40 ≤ Rv ≤ 0.65; 18 ≤ (C ₅ ) ≤ 25 at 0.65 ≤ Rv ≤ 0.70: 20 ≤ V (C ₅ ) ≤35 at 0.70 ≤ Rv ≤ 0.95; 15 ≤ V (C ₆ ) ≤ 30; 0.55 ≤ V (C _5p ) / V (C ₅ ) ≤ 90; 11.5 + 0.1 ≤ V (M) ≤ V (C ₅ ), where V (M) is the number of MTBE compounds; Rv is the vapor pressure by Reid; V (C ₅ ) is the amount of C ₅ hydrocarbons; V (C ₆ ) is the amount of C ₆ hydrocarbons; V (C _5p ) - the amount of paraffinic C ₅ hydrocarbons in vol.% To total gasoline. Here, for the composition, only individual C ₅ and C ₆ hydrocarbons are used, which undoubtedly increases the cost of the finished product.

Известна топливная композиция, содержащая в качестве базового компонента бензин каталитического риформинга и/или каталитического крекинга, 5-12% изопентана, 0,3-15% толуола и добавку, представляющую собой продукт этерификации метилового спирта бутиленами, содержащий МТБЭ и третбутиловый спирт, в количестве 3-15% (пат. РФ 2077549, МПК C 10 L 1/18, опубл. 1997). Бензины данной композиции соответствуют маркам АИ-91, 92 и 95. Недостатками вышеприведенных композиций является наличие в них спиртов, что способствует коррозии топливной системы двигателей, а также высокое содержание ароматики, что сказывается на токсичности выхлопных газов и в свою очередь загрязняет окружающую среду. Known fuel composition containing, as a basic component, gasoline for catalytic reforming and / or catalytic cracking, 5-12% isopentane, 0.3-15% toluene and an additive that is a product of the etherification of methyl alcohol with butylenes containing MTBE and tert-butyl alcohol in an amount 3-15% (US Pat. RF 2077549, IPC C 10 L 1/18, publ. 1997). The gasolines of this composition correspond to the grades AI-91, 92 and 95. The disadvantages of the above compositions are the presence of alcohols in them, which contributes to the corrosion of the fuel system of the engines, as well as the high aromatic content, which affects the toxicity of exhaust gases and, in turn, pollutes the environment.

Известна композиция неэтилированного бензина (патент РФ 2 103325, МПК C 10 L 1/04, опубл. 1998 г.), включающая в свой состав, мас.%: бутан-пентановую фракцию - 1-15; ароматическую часть - фракцию C₆-C₇ производства этилбензола и/или фракцию C₉ пироконденсата, и/или смесь ксилолов с температурой кипения 135-145^oC, и/или фракцию C₁₀ производства этилбензола - 1-25; высокооктановые добавки - метил-третбутиловый и/или диизопропиловый эфиры - 1-20; основу - прямогонный бензин и/или бензин каталитического крекинга, и/или фракцию изогексанов из широкой фракции легких углеводородов - до 100. Недостатками указанных композиций является большое содержание ароматических компонентов 21-25 мас.%, источниками которых являются фракции C₆-C₇ производства этилбензола, C₉ пироконденсата, C₁₀ производства этилбензола и смеси ксилолов с температурой кипения 135-145^o, (см. приведенные в описании к патенту примеры 1-19), которые придают композициям октановое число - 76,1 - 89,8 (моторный метод), но при этом приводят к токсичности выхлопных газов. Вследствие этого возможно неблагоприятное воздействие на окружающую среду. ГОСТом Р 51105-97 также ограничено количество бензола в неэтилированном бензине до 5 мас.%, а он присутствует в количестве > 5%, так как содержится практически во всех используемых компонентах ароматической части известной композиции. Использование же негидрированной C₉ фракции пироконденсата в составе композиции приводит к образованию смол при хранении и эксплуатации.A known composition of unleaded gasoline (RF patent 2 103325, IPC C 10 L 1/04, publ. 1998), including in its composition, wt.%: Butane-pentane fraction - 1-15; aromatic part - fraction C ₆ -C ₇ production of ethylbenzene and / or fraction C _{9 of} pyrocondensate, and / or a mixture of xylenes with a boiling point 135-145 ^o C, and / or fraction C _{10 of} production of ethylbenzene - 1-25; high-octane additives - methyl tert-butyl and / or diisopropyl ethers - 1-20; the basis is straight run gasoline and / or catalytic cracking gasoline, and / or a fraction of isohexanes from a wide fraction of light hydrocarbons up to 100. The disadvantages of these compositions are the high content of aromatic components 21-25 wt.%, the sources of which are fractions C ₆ -C ₇ production ethylbenzene, C ₉ pyrocondensate, C ₁₀ production of ethylbenzene and a mixture of xylenes with a boiling point of 135-145 ^o (see examples described in the patent description 1-19), which give the compositions an octane number of 76.1 - 89.8 (motor method), but at the same time lead toxicity of exhaust gases. As a result, adverse environmental effects are possible. GOST R 51105-97 also limits the amount of benzene in unleaded gasoline to 5 wt.%, And it is present in an amount of> 5%, since it is contained in almost all used components of the aromatic part of the known composition. The use of the non-hydrogenated C ₉ fraction of the pyrocondensate in the composition leads to the formation of resins during storage and operation.

Наиболее близкой является композиция неэтилированного бензина (патент РФ 1797620, МПК C 10 L 1/04, опубл. 1993 г.), включающая в свой состав: 1-15% бутан-пентановой фракции, 1-10% МТБЭ, 5-24% C₇-C₈-фракции производства тетрамеров пропилена, 2-25% C₆-C₇ фракции производства этилбензола и/или фракции C₉ пироконденсата и до 100% C₆-C₉ фракции газофракционирующей установки и/или производства изопентана. Октановое число композиции не менее 76, но не более 88. Недостатком композиции является то, что для достижения высоких октановых чисел в нее добавляется повышенное количество ароматических углеводородов (примеры 6-10), однако, по ныне действующему ГОСТу Р 51105-97 количество ароматических углеводородов резко ограничено.The closest is the composition of unleaded gasoline (RF patent 1797620, IPC C 10 L 1/04, publ. 1993), which includes: 1-15% butane-pentane fraction, 1-10% MTBE, 5-24% C ₇ -C ₈ fractions of the production of propylene tetramers, 2-25% C ₆ -C ₇ fractions of the production of ethylbenzene and / or fractions of C ₉ pyrocondensate and up to 100% C ₆ -C ₉ fractions of the gas fractionation unit and / or production of isopentane. The octane number of the composition is not less than 76, but not more than 88. The disadvantage of the composition is that to achieve high octane numbers, an increased amount of aromatic hydrocarbons is added to it (examples 6-10), however, according to the current GOST R 51105-97, the amount of aromatic hydrocarbons sharply limited.

Использование негидрированной C₉ фракции пироконденсата в составе композиции приводит к образованию смол при хранении и эксплуатации.The use of a non-hydrogenated C ₉ pyrocondensate fraction in the composition leads to the formation of resins during storage and use.

Задачей изобретения является разработка топливной композиции, соответствующей требованиям окружающей среды, расширение сырьевой базы, в том числе и за счет вовлечения побочных продуктов нефтехимических производств, при производстве неэтилированных автомобильных бензинов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, увеличение их ассортимента и выпуска, при этом варьирование состава в заявляемых пределах позволяет получать бензины с различными октановыми числами в зависимости от потребностей рынка. The objective of the invention is to develop a fuel composition that meets the requirements of the environment, expanding the raw material base, including through the involvement of by-products of petrochemical industries, in the production of unleaded automobile gasolines with improved performance, increasing their assortment and production, while varying the composition in the claimed limits allows you to get gasoline with different octane numbers, depending on the needs of the market.

Эта задача решается новым составом композиции, в которой компоненты подобраны в таком качественном и количественном соотношении, чтобы созданные композиции неэтилированного топлива удовлетворяли требованиям ГОСТ Р 51105-97, при этом предусмотрено максимально возможное использование фракций нефтехимических производств, не находящих достаточно квалифицированного применения. This problem is solved by the new composition, in which the components are selected in such a qualitative and quantitative ratio that the created unleaded fuel compositions meet the requirements of GOST R 51105-97, while the maximum possible use of fractions of petrochemical plants that do not find sufficiently qualified use is provided.

Состав предлагаемой композиции следующий, мас.%:
Гидрированная C₅ фракция продуктов пиролиза - 20 - 35
Гидрированная C₆₊ фракция жидких продуктов пиролиза с пределами выкипания 150-165 - 190-205^oC после извлечения из нее бензол-толуол-ксилольной (БТК) и C₁₀₊ фракций - 5 - 15
Олефиновые углеводороды C₆, C₇, C₈ или их смеси, или фракции нефтехимических производств, содержащие эти углеводороды - 5 - 20
Толуол и/или ксилол, и/или БТК, и/или ксилольная фракция - 1 - 5
Метилтретбутиловый эфир - 4 - 10
Базовое топливо - Остальное
при этом в качестве олефиновых углеводородов могут использоваться индивидуальные углеводороды C₆, C₇, C₈ и/или их смеси, или фракции нефтехимических производств, содержащие эти углеводороды, а именно: гексен-1, изогексены, фракция гексенов из производства альфа-олефинов, димеры пропилена из производства олигомеров пропилена, C₆-C₇-фракция из производства олигомеров пропилена, гептен-1, C₇-фракция из производства олигомеров пропилена, октен, димеры изобутилена, фракция C₇-C₈ из производства олигомеров пропилена, фракция C₆-C₈ из производства олигомеров пропилена, а в качестве базового топлива - любая из известных и взаимозаменяемых основ компаундированных неэтилированных топлив, таких как прямогонный бензин, бензин термического или каталитического крекинга или риформинга, фракция C₆-C₉ из широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) или производства изопентана, фракция изогексанов из ШФЛУ или их смеси.The composition of the proposed composition is the following, wt.%:
Hydrogenated C ₅ fraction of pyrolysis products - 20 - 35
Hydrogenated C ₆₊ fraction of liquid pyrolysis products with boiling limits of 150-165 - 190-205 ^o C after extraction of benzene-toluene-xylene (BTK) and C ₁₀₊ fractions - 5 - 15 from it
Olefin hydrocarbons C ₆ , C ₇ , C ₈ or mixtures thereof, or fractions of petrochemical plants containing these hydrocarbons - 5 - 20
Toluene and / or xylene, and / or BTK, and / or xylene fraction - 1 to 5
Methyl tert-butyl ether - 4 - 10
Base Fuel - Else
in this case, individual C ₆ , C ₇ , C ₈ hydrocarbons and / or mixtures thereof, or fractions of petrochemical plants containing these hydrocarbons, namely hexene-1, isohexenes, a fraction of hexenes from the production of alpha-olefins, can be used as olefin hydrocarbons, propylene dimers from the production of propylene oligomers, C ₆ -C ₇ fraction from the production of propylene oligomers, heptene-1, C ₇ fraction from the production of propylene oligomers, octene, isobutylene dimers, fraction C ₇ -C ₈ from the production of propylene oligomers, fraction C ₆ -C ₈ production from propylene oligomers, and as the base fuel - any of the known and interchangeable bases compounded unleaded fuels such as naphtha, gasoline, thermal or catalytic cracking or reforming fraction C ₆ -C ₉ from gas liquids (NGL) production, or isopentane, fraction of isohexanes from NGL or mixtures thereof.

Новизной заявляемой композиции является включение в состав новых по сравнению с прототипом компонентов, сочетание всех использованных в композиции компонентов и их соотношение не описано ни в одной аналогичной композиции неэтилированных топлив, оно позволило получить неэтилированные бензины с высокими эксплуатационными свойствами. Все это говорит о соответствии заявляемой композиции критериям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень". "Промышленная применимость" подтверждается примерами, приведенными ниже. The novelty of the claimed composition is the inclusion in the composition of new components compared to the prototype, the combination of all the components used in the composition and their ratio is not described in any similar composition of unleaded fuels, it allowed to obtain unleaded gasolines with high performance properties. All this indicates the compliance of the claimed composition with the criteria of patentability "novelty" and "inventive step". "Industrial applicability" is confirmed by the examples below.

Было приготовлено несколько топливных композиций (примеры 1-13) смешением заявляемых компонентов в заявляемом соотношении, их состав и свойства приведены в таблице. Several fuel compositions were prepared (examples 1-13) by mixing the claimed components in the claimed ratio, their composition and properties are shown in the table.

Claims

1. A composition of unleaded gasoline comprising a base fuel comprising hydrocarbons and C ₅ - C ₉ and methyl tert-butyl ether, characterized in that the C ₅ hydrocarbons it contains the hydrogenated C ₅ fraction of liquid pyrolysis products, and as the C ₆ - C ₉ -hydrocarbons - hydrogenated C ₆₊ fraction of liquid pyrolysis products with boiling limits (150 - 165) - (190 - 205) ^o C after extraction of benzene-toluene-xylene and C ₁₀₊ fractions from it; olefinic hydrocarbons C ₆ , C ₇ , C ₈ or mixtures thereof, or fractions of petrochemical plants containing these hydrocarbons; toluene and / or xylene, and / or benzene-toluene-xylene and / or xylene fractions in the following ratio of components:
Hydrogenated C ₅ fraction of liquid pyrolysis products - 20 - 35
Hydrogenated C ₆₊ fraction of liquid pyrolysis products with boiling limits of 150 - 165 - 190 - 205 ^o C after extraction from it of benzene-toluene-xylene and C ₁₀₊ fractions - 5 - 15
Olefin hydrocarbons C ₆ , C ₇ , C ₈ or mixtures thereof, or fractions of petrochemical plants containing these hydrocarbons - 5 - 20
Toluene and / or xylene, and / or benzene-toluene-xylene and / or xylene fraction - 1 to 5
Methyl tert-butyl ether - 4 - 10
Base Fuel - Else
2. The composition according to claim 1, characterized in that as the olefinic hydrocarbons C ₆ , C ₇ , C ₈ are used as individual olefinic hydrocarbons and mixtures thereof, as well as fractions of petrochemical plants containing these hydrocarbons, preferably: hexene-1 , isohexenes, hexenes fraction from the production of alpha-olefins, propylene dimers from the production of propylene oligomers, C ₆ - C ₇ fraction from the production of propylene oligomers, heptene-1, C _{7 -} fraction from the production of propylene oligomers, octene, isobutylene dimers, fraction C ₇ - C ₈ of manufactur and oligomers of propylene, fraction C ₆ - C ₈ Production of propylene oligomers.

3. The composition according to claim 1, characterized in that straight-run gasoline, thermal or catalytic cracking or reforming gasoline, a C ₆ - C ₉ fraction from a wide fraction of light hydrocarbons or production of isopentane, a fraction of isohexanes from a wide fraction of light hydrocarbons are used as the base fuel or mixtures thereof.