RU2198202C1

RU2198202C1 - Fuel composition

Info

Publication number: RU2198202C1
Application number: RU2001124490A
Authority: RU
Inventors: Р.Л. Васильев; Е.П. Пендюхов; В.Е. Емельянов; А.Н. Петухов; А.А. Зарубин; И.Р. Васильев; И.Ю. Борисов; Ф.М. Зацаринный; Л.С. Симоненко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Межрегиональная научно-внедренческая фирма "Ки.Мо.Но."
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2003-02-10

Abstract

FIELD: internal combustion engine fuels. SUBSTANCE: fuel composition contains, %: benzene or benzene-toluene raffinate, 20-54; toluene, 15-30; long fraction of light hydrocarbons (boiling point-70 C), 1-15; isopentane, 1-15; N-methylaniline, 0.3-1.3; and catalytic reforming gasoline, the balance. Composition may also contain up to 0.018% ferrocene. EFFECT: increased chemical stability and enabled production of wide assortment of commercial lead-free gasolines at the same cost. 2 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к составу топливной композиции, предназначенной для использования в автомобильных двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием. The invention relates to the refining industry, and in particular to the composition of the fuel composition intended for use in automotive internal combustion engines with spark ignition.

Известна топливная композиция для автомобильных двигателей внутреннего сгорания на базе смеси бензина каталитического риформинга и/или каталитического крекинга с добавлением изопентана 5-15 мас.%, толуола 0,3-15 мас.% и 3-15 мас. % добавки, представляющей смесь 50-85 мас.% метил-трет-бутилового эфира и 15-20 мас.% трет-бутилового спирта (патент РФ 2077549, С 10 L 1/18, 1997). Эта топливная композиция содержит большое количество метил-трет-бутилового эфира, при сгорании которого образуются карбонильные соединения, что приводит к повышению токсичности отработавших газов. Known fuel composition for automotive internal combustion engines based on a mixture of gasoline catalytic reforming and / or catalytic cracking with the addition of isopentane 5-15 wt.%, Toluene 0.3-15 wt.% And 3-15 wt. % of an additive representing a mixture of 50-85 wt.% methyl tert-butyl ether and 15-20 wt.% tert-butyl alcohol (RF patent 2077549, C 10 L 1/18, 1997). This fuel composition contains a large amount of methyl tert-butyl ether, during the combustion of which carbonyl compounds are formed, which leads to increased toxicity of the exhaust gases.

Известна топливная композиция для двигателей с искровым зажиганием на основе углеводородной фракции с добавлением 0,6-12 об.% метил-трет-бутилового эфира, 0,1-2,1 об. % N-метиланилина, 0,8-36 об.% метилового спирта, 0,3-8,2 об. % смеси спиртов C₂-C₁₂, 0,001-00,2 об.% металлоорганических соединений: нафтенат железа, ферроцен, нафтенат марганца или их смесь (патент ПНР 108076, C 10 L 1/10, 1980). Содержащийся в этой композиции в большой концентрации метиловый спирт повышает ее гигроскопичность, что приводит к коррозии топливной системы двигателя.Known fuel composition for engines with spark ignition based on a hydrocarbon fraction with the addition of 0.6-12 vol.% Methyl tert-butyl ether, 0.1-2.1 vol. % N-methylaniline, 0.8-36 vol.% Methyl alcohol, 0.3-8.2 vol. % mixture of alcohols C ₂ -C ₁₂ , 0.001-00.2 vol.% organometallic compounds: iron naphthenate, ferrocene, manganese naphthenate or a mixture thereof (patent PNR 108076, C 10 L 1/10, 1980). Methyl alcohol contained in this composition in high concentration increases its hygroscopicity, which leads to corrosion of the fuel system of the engine.

Известна топливная композиция, содержащая бензин каталитического риформинга, бензин прямой перегонки НК-180^oС 5-35 мас.%, смесь бензина коксования и бензина термического крекинга, взятых в соотношении 1:1 по массе, 2-20 мас.%, фракцию парафиновых углеводородов НК-160^oС 15-25 мас.%, N-метиланилин 0,3-3,0 мас.%, толуола - до 20 мас.% и добавку, представляющую собой смесь метил-трет-бутилового эфира и трет-бутилового спирта 3-15 мас.% (патент РФ 2077550, С 10 L 1/18, 1997). Эта композиция содержит большое количество N-метиланилина и метил-трет-бутилового эфира, вследствие чего обладает высокой смолообразующей способностью в системе подачи топлива и повышенной токсичностью отработавших газов.Known fuel composition containing gasoline of catalytic reforming, gasoline direct distillation NK-180 ^o With 5-35 wt.%, A mixture of coking gasoline and thermal cracking gasoline, taken in a ratio of 1: 1 by weight, 2-20 wt.%, Paraffinic fraction hydrocarbons NK-160 ^o With 15-25 wt.%, N-methylaniline 0.3-3.0 wt.%, toluene - up to 20 wt.% and the additive, which is a mixture of methyl tert-butyl ether and tert-butyl alcohol 3-15 wt.% (RF patent 2077550, C 10 L 1/18, 1997). This composition contains a large amount of N-methylaniline and methyl tert-butyl ether, due to which it has a high gumming ability in the fuel supply system and increased toxicity of exhaust gases.

Наиболее близкой к заявляемой является топливная композиция на основе бензина каталитического риформинга с добавлением бензина прямой перегонки НК-180^oС 5,0-65,0 мас. %, добавки, включающей органическое соединение марганца и кислородсодержащие соединения, в качестве которых используется продукт этерификации метилового спирта бутиленами и/или трет-бутиловый спирт 0,5-15,0 мас.%, бензин коксования и бензин термического крекинга и/или фракцию парафиновых углеводородов НК-160^oС, N-метиланилин и/или толуол (патент РФ 2092523, С 10 L 1/18, 1/30, 1996). Недостатком этой топливной композиции является низкая химическая стабильность вследствие наличия в ее составе бензинов коксования и термического крекинга, высокая стоимость, обусловленная использованием дорогих металлоорганических соединений марганца, и повышенная токсичность отработавших газов, гигроскопичность и низкие антикоррозионные свойства, связанные с наличием в ее составе метил-трет-бутилового эфира в большой концентрации.Closest to the claimed is a fuel composition based on gasoline of catalytic reforming with the addition of gasoline direct distillation NK-180 ^o With 5.0-65.0 wt. %, additives comprising an organic compound of manganese and oxygen-containing compounds, which use the product of the esterification of methyl alcohol with butylenes and / or tert-butyl alcohol 0.5-15.0 wt.%, coking gasoline and thermal cracking gasoline and / or paraffinic fraction hydrocarbons NK-160 ^o C, N-methylaniline and / or toluene (RF patent 2092523, C 10 L 1/18, 1/30, 1996). The disadvantage of this fuel composition is its low chemical stability due to the presence of coking and thermal cracking gasolines in its composition, the high cost due to the use of expensive organometallic manganese compounds, and the increased toxicity of exhaust gases, hygroscopicity and low anticorrosion properties associated with the presence of methyl tert -butyl ether in high concentration.

Задачей настоящего изобретения является разработка топливной композиции, обладающей повышенной химической стабильностью, низкой гигроскопичностью и высокими антикоррозионными свойствами, использование которой позволит расширить ассортимент товарных неэтилированных бензинов, соответствующих требованиям действующих стандартов, охраны окружающей среды, и не приведет к повышению их стоимости. The objective of the present invention is to develop a fuel composition with improved chemical stability, low hygroscopicity and high anticorrosion properties, the use of which will expand the range of commercial unleaded gasolines that meet the requirements of current standards, environmental protection, and will not increase their cost.

Для решения поставленной задачи предлагается топливная композиция на основе бензина каталитического риформинга, толуола и N-метиланилина с добавлением рафината бензольного или рафината бензольно-толуольного, изопентана, широкой фракции легких углеводородов НК-70^oС при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Рафинат бензольный или рафинат бензольно-толуольный - 20 - 54
Толуол - 15 - 30
Широкая фракция легких углеводородов НК-70^oС - 1 - 15
Изопентан - 1 - 15
N-метиланилин - 0,3 - 1,3
Бензин каталитического риформинга - Остальное
Топливная композиция может дополнительно содержать ферроцен в количестве до 0,018 мас.%
Отличие предлагаемого технического решения от известного состоит в дополнительном введении в состав топливной композиции рафината бензольного или рафината бензольно-толуольного, изопентана, широкой фракции легких углеводородов НК-70^oС и ферроцена в заявленном соотношении компонентов.To solve this problem, we propose a fuel composition based on catalytic reforming gasoline, toluene and N-methylaniline with the addition of benzene raffinate or benzene-toluene raffinate, isopentane, a wide fraction of light hydrocarbons NK-70 ^o With the following ratio of components, wt.%:
Benzene raffinate or benzene-toluene raffinate - 20 - 54
Toluene - 15 - 30
A wide fraction of light hydrocarbons NK-70 ^o C - 1 - 15
Isopentane - 1 - 15
N-methylaniline - 0.3 - 1.3
Catalytic Reform Gasoline - Else
The fuel composition may further comprise ferrocene in an amount of up to 0.018 wt.%
The difference between the proposed technical solution and the known one consists in the additional introduction of benzene raffinate or benzene-toluene raffinate, isopentane, a wide fraction of light hydrocarbons NK-70 ^o C and ferrocene in the claimed ratio of components into the fuel composition.

Введение в состав предлагаемой топливной композиции ферроцена взамен органических соединений марганца, используемых в прототипе, произведено с целью снижения ее стоимости и повышения полноты сгорания топлива. Introduction to the composition of the proposed fuel composition of ferrocene instead of the organic manganese compounds used in the prototype was made in order to reduce its cost and increase the completeness of fuel combustion.

Использование в составе предлагаемой топливной композиции высокооктановых парафиновых углеводородов с низкой температурой кипения (рафинат бензольный или рафинат бензольно-толуольный, изопентан, широкая фракция легких углеводородов НК-70^oС), не содержащих непредельных углеводородов, повышает ее химическую стабильность, улучшает пусковые свойства двигателя и его работу в зимний период времени. Кроме того, введение в состав предлагаемой топливной композиции высокооктановых парафиновых углеводородов позволяет уменьшить содержание в ней ароматических углеводородов и тем самым снизить токсичность отработавших газов автомобилей.The use of high-octane paraffin hydrocarbons with a low boiling point (benzene raffinate or benzene-toluene raffinate, isopentane, a wide fraction of light hydrocarbons NK-70 ^o C) not containing unsaturated hydrocarbons in the fuel composition of the proposed fuel composition increases its chemical stability, improves engine starting properties and his work in winter time. In addition, the introduction of the proposed fuel composition of high-octane paraffin hydrocarbons can reduce the content of aromatic hydrocarbons in it and thereby reduce the toxicity of exhaust gases from automobiles.

Отсутствие в составе предлагаемой топливной композиции водорастворимых компонентов, таких как МТБЭ в составе прототипа, обеспечивает ее низкую гигроскопичность и высокий уровень антикоррозионных свойств. The absence in the composition of the proposed fuel composition of water-soluble components, such as MTBE in the composition of the prototype, provides its low hygroscopicity and a high level of anti-corrosion properties.

Технология получения предлагаемой топливной композиции состоит в смещении компонентов в заявленном соотношении и последующем перемешивании их до получения однородного продукта. The technology for producing the proposed fuel composition consists in shifting the components in the stated ratio and then mixing them until a homogeneous product is obtained.

Предлагаемая топливная композиция может быть использована для получения широкого ассортимента неэтилированных товарных автомобильных бензинов, например, А-76, АИ-80, АИ-92, АИ-95, примеры составов которых приведены в таблице 1. The proposed fuel composition can be used to obtain a wide range of unleaded commercial gasoline, for example, A-76, AI-80, AI-92, AI-95, examples of the compositions of which are shown in table 1.

Физико-химические свойства компонентов, используемых в составе предлагаемой топливной композиции, приведены в таблице 2. Physico-chemical properties of the components used in the composition of the proposed fuel composition are shown in table 2.

Образцы топливных композиций, состав которых указан в таблице 1, были приготовлены и испытаны на соответствие действующей технической документации (ГОСТ Р 51105, ГОСТ 2084, ТУ 38.001165-97) на товарные бензины. Результаты испытаний, приведенные в таблице 3, показывают, что предлагаемая топливная композиция по всем показателям соответствует требованиям действующей нормативно-технической документации. Samples of fuel compositions, the composition of which is shown in table 1, were prepared and tested for compliance with current technical documentation (GOST R 51105, GOST 2084, TU 38.001165-97) for commercial gasoline. The test results shown in table 3 show that the proposed fuel composition for all indicators meets the requirements of the current regulatory and technical documentation.

Определение химической стабильности по ГОСТ 22054 образцов бензинов предлагаемого состава показало, что она в 1,5-2,1 раза более устойчива к окислению (сумма продуктов окисления, мг на 100 см³ бензина) по сравнению с прототипом.The determination of chemical stability according to GOST 22054 of gasoline samples of the proposed composition showed that it is 1.5-2.1 times more resistant to oxidation (the amount of oxidation products, mg per 100 cm ^{3 of} gasoline) compared to the prototype.

Использование заявляемой топливной композиции в промышленности позволит расширить ассортимент и увеличить выпуск неэтилированных автомобильных бензинов без повышения их цены. The use of the inventive fuel composition in industry will expand the range and increase the production of unleaded motor gasolines without increasing their prices.

Claims

1. A fuel composition based on gasoline of catalytic reforming, toluene and N-methylaniline, characterized in that it further comprises benzene raffinate and / or benzene-toluene raffinate, isopentane, a wide fraction of light hydrocarbons NK-70 ^o With the following ratio of components, wt. %:
Benzene raffinate and / or benzene toluene raffinate - 20-54
Toluene - 15-30
A wide fraction of light hydrocarbons NK-70 ^o C - 1-15
Isopentane - 1-15
N-methylaniline - 0.3-1.3
Catalytic Reform Gasoline - Else
2. The composition according to claim 1, characterized in that it further comprises ferrocene in an amount up to 0.018 wt.%.