RU2212433C1

RU2212433C1 - Gasoline additive and fuel composition

Info

Publication number: RU2212433C1
Application number: RU2002115797A
Authority: RU
Inventors: В.А. Перышкин; С.Н. Борисов; А.Н. Фасгиев; Е.А. Никитина; В.Е. Емельянов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Уфимский НПЗ"
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2003-09-20

Abstract

FIELD: petroleum processing and petrochemistry. SUBSTANCE: gasoline additive for use in internal combustion engines is product of etherification of catalytic cracking C4-C5-hydrocarbon fraction with methyl alcohol. Gasoline-based fuel composition contains 1 to 30% of such additive. Base gasoline contains gasoline fractions boiling up to 225 C or mixture of gasoline fractions and isomerization product. EFFECT: improved working and environmental characteristics of fuels. 3 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности к составу добавки и топливной композиции, содержащей эту добавку, предназначенной для использования в двигателях внутреннего сгорания. The invention relates to the field of oil refining and petrochemicals, in particular to the composition of the additive and the fuel composition containing this additive, intended for use in internal combustion engines.

В настоящее время в составах автомобильных бензинов широко используют высокооктановые кислородсодержащие добавки. Так, например, известна топливная композиция на основе бензина, содержащая 2-65% кислородсодержащих добавок, а именно: 5-35% метил-трет-бутилового эфира, 5 - 40% изопропил-трет-бутилового эфира, 5-40% бутил-трет-бутилового эфира. Данная композиция может быть модифицирована добавкой, содержащей 0-85% трет-бутанола, 0-20% бутанола, 0-20% изо-бутанола, 0-15% метанола
(ЕПВ, заявка, 0064253, кл. С 10 L, 1982).At present, high-octane oxygen-containing additives are widely used in gasoline compositions. For example, a gasoline-based fuel composition is known that contains 2-65% oxygen-containing additives, namely: 5-35% methyl tert-butyl ether, 5-40% isopropyl tert-butyl ether, 5-40% butyl tert-butyl ether. This composition can be modified with an additive containing 0-85% tert-butanol, 0-20% butanol, 0-20% iso-butanol, 0-15% methanol
(EPO application 0064253, class C 10 L, 1982).

Вследствие высокого содержания в составе топливной композиции высокооктановых добавок она имеет высокую стоимость. Due to the high content of high-octane additives in the fuel composition, it has a high cost.

Известна также добавка к автомобильному бензину, представляющая собой продукт комплексной переработки C₅ углеводородов пиролиза. Полученный продукт включает смесь углеводородов C₅-C₆, углеводороды С₈-С₁₀, а также кислородсодержащие компоненты: метил-трет-бутиловый эфир, трет-бутиловый спирт, метил-трет-амиловый эфир, метил-втор-амиленовый эфир, трет-амиловый спирт, эфиры изопрена
(Патент РФ 2128209, кл. С 10 L 1/18, 1999).Also known is the additive to motor gasoline, which is a product of the integrated processing of C ₅ hydrocarbon pyrolysis. The resulting product includes a mixture of C ₅ -C ₆ hydrocarbons, C ₈ -C ₁₀ hydrocarbons, as well as oxygen-containing components: methyl tert-butyl ether, tert-butyl alcohol, methyl tert-amyl ether, methyl tert-amylene ether, tert -amyl alcohol, isoprene esters
(RF patent 2128209, class C 10 L 1/18, 1999).

Из-за присутствия в составе добавки амиленовых и изопреновых эфиров, автомобильные бензины, содержащие эту добавку, имеют недостаточную химическую стабильность. Due to the presence of amylene and isoprene esters in the additive, motor gasolines containing this additive have insufficient chemical stability.

Известна добавка к бензину, представляющая собой продукт этерификации метилового спирта бутиленами, содержащий 50-85% метил-трет-бутилового эфира и 15-50% трет-бутилового спирта. Известны также топливные композиции на основе бензина, содержащие эту добавку в количестве 15-50 мас.%
(Патент РФ 2077550, кл. С 10 L 1/18, 1997).Known additive to gasoline, which is a product of the etherification of methyl alcohol with butylenes, containing 50-85% methyl tert-butyl ether and 15-50% tert-butyl alcohol. Petrol-based fuel compositions are also known containing this additive in an amount of 15-50 wt.%
(RF patent 2077550, class C 10 L 1/18, 1997).

К недостатку этих топливных композиций относятся неудовлетворительные низкотемпературные свойства из-за высокого содержания в добавке трет-бутилового спирта. The disadvantage of these fuel compositions is unsatisfactory low temperature properties due to the high content of tert-butyl alcohol in the additive.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является добавка к бензину, представляющая собой продукт этерификации метиловым спиртом фракции углеводородов С₄-С₆, содержащей пиперилен, изоамилены и изобутилен.The closest technical solution to the claimed is an additive to gasoline, which is a product of methyl alcohol esterification of the C ₄ -C ₆ hydrocarbon fraction containing piperylene, isoamylenes and isobutylene.

Известна также топливная композиция на основе бензиновых фракций нефтепереработки, содержащая вышеописанную добавку в количестве 1-25 мас.%
(Патент РФ 2167918, кл. С 10 L 1/18, 2001).Also known is a fuel composition based on gasoline refining fractions containing the above additive in an amount of 1-25 wt.%
(RF patent 2167918, class C 10 L 1/18, 2001).

Недостатком топливных композиций, содержащих эту добавку, является то, что они не обладают одновременно высокими антидетонационными и низкотемпературными свойствами, а также химической стабильностью. The disadvantage of fuel compositions containing this additive is that they do not simultaneously have high antiknock and low temperature properties, as well as chemical stability.

Задачей изобретения является разработка добавки к бензину и топливной композиции, обладающей высокими антидетонационными и низкотемпературными свойствами, химической стабильностью, имеющей низкую стоимость и отвечающей современным экологическим требованиям, предъявляемым к автомобильным бензинам. The objective of the invention is to develop an additive to gasoline and a fuel composition having high antiknock and low temperature properties, chemical stability, low cost and meeting modern environmental requirements for gasoline.

Для решения поставленной задачи предлагается добавка к бензину, представляющая собой продукт этерификации метиловым спиртом фракции углеводородов С₄-С₅ каталитического крекинга.To solve this problem, an additive to gasoline is proposed, which is a product of methyl alcohol esterification of the fraction of hydrocarbons C ₄ -C ₅ catalytic cracking.

Предлагается также топливная композиция на основе бензина, содержащая 1-30 мас.% вышеуказанной добавки. A gasoline based fuel composition is also provided containing 1-30 wt.% Of the above additive.

Причем в качестве основы топливная композиция содержит бензиновые фракции, выкипающие до 225^oС, или смесь бензиновых фракций с изомеризатом.Moreover, as a basis, the fuel composition contains gasoline fractions boiling up to 225 ^o C, or a mixture of gasoline fractions with isomerizate.

Новизной заявляемого технического решения является использование в качестве добавки к бензину продукта этерификации метиловым спиртом фракции углеводородов С₄-С₅ каталитического крекинга.The novelty of the claimed technical solution is the use of a catalytic cracking fraction of hydrocarbons C ₄ -C ₅ as an additive to gasoline for the product of methyl alcohol esterification.

Использование в качестве сырья для производства добавки фракции углеводородов С₄-С₅, получаемой при каталитическом крекинге, обеспечивает добавке высокие антидетонационные, низкотемпературные свойства и химическую стабильность. Это объясняется тем, что фракция углеводородов, получаемая при каталитическом крекинге, не содержит диеновых углеводородов в отличие от фракции, получаемой в процессе пиролиза, которая включает значительное количество олефиновых углеводородов с двумя сопряженными двойными связями, вследствие чего в конечном продукте, полученном этерификацией этой фракции, содержатся эфиры и углеводороды с 1 и более двойными связями, обладающие низкой химической стабильностью.The use of the fraction of hydrocarbons C ₄ -C ₅ obtained by catalytic cracking as a raw material for the production of additives provides the additive with high antiknock, low temperature properties and chemical stability. This is due to the fact that the hydrocarbon fraction obtained by catalytic cracking does not contain diene hydrocarbons, in contrast to the fraction obtained during the pyrolysis process, which includes a significant amount of olefinic hydrocarbons with two conjugated double bonds, as a result of which, in the final product obtained by esterification of this fraction, contains esters and hydrocarbons with 1 or more double bonds, which have low chemical stability.

Введение в состав бензинов вышеуказанной добавки позволяет расширить ассортимент выпускаемых товарных бензинов при одновременном улучшении их антидетонационных свойств и экологических показателей. Introduction to the composition of gasolines of the above additives allows you to expand the range of manufactured commercial gasolines while improving their antiknock properties and environmental performance.

Предлагаемая добавка может быть получена на существующих блоках производства метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ). При этом на блок синтеза МТБЭ вместо бутан-бутиленовой фракции подают фракцию олефинсодержащих углеводородов С₄-С₅ каталитического крекинга, содержание в ней углеводородов C₅ составляет около 30%. Процесс осуществляют при температуре от 50^oС до 80^oС, давлении 7-8 кг/см², в присутствии кислотного катализатора, например КУ 2ФПП, при мольном соотношении метанол : олефиновые углеводороды 0,9:1,1. Полученный в этих условиях образец добавки имеет характеристики, приведенные в таблице 1.The proposed additive can be obtained at existing blocks of production of methyl tert-butyl ether (MTBE). At the same time, instead of the butane-butylene fraction, a fraction of olefin-containing hydrocarbons C ₄ -C ₅ catalytic cracking is fed to the MTBE synthesis block, the content of C ₅ hydrocarbons in it is about 30%. The process is carried out at a temperature of from 50 ^o C to 80 ^o C, a pressure of 7-8 kg / cm ² in the presence of an acid catalyst, for example KU 2FPP, with a molar ratio of methanol: olefinic hydrocarbons of 0.9: 1.1. Obtained in these conditions, the sample of the additive has the characteristics shown in table 1.

Приготовленную добавку вводят в бензин при перемешивании до получения однородного продукта. The prepared additive is introduced into gasoline with stirring until a homogeneous product is obtained.

С использованием предлагаемой добавки было приготовлено четыре образца топливных композиций, содержащих в качестве базовых компонентов: смесь бензинов каталитического риформинга, каталитического крекинга, прямогонных фракций и изомеризата. Предлагаемая добавка может быть введена и в другие бензины. Using the proposed additive, four samples of fuel compositions containing the basic components were prepared: a mixture of catalytic reforming gasoline, catalytic cracking, straight-run fractions and isomerizate. The proposed additive can be introduced into other gasolines.

Полученные топливные композиции были испытаны в объеме нового российского ГОСТР 51105-97 и по отдельным показателям комплекса методов квалификационной оценки автомобильных бензинов. The resulting fuel compositions were tested in the volume of the new Russian GOST 51105-97 and for individual indicators of a set of methods for the qualification of gasoline.

Коэффициент распределения детонационной стойкости по фракциям (КРДС) определяли по ГОСТ 26370. The coefficient of distribution of detonation resistance by fractions (KRDS) was determined according to GOST 26370.

Стабильность бензинов при хранении оценивали по показателю: "индукционный период" (ГОСТ 4039), а химическую стабильность по показателю: "сумма продуктов окисления" (ГОСТ 22054). В связи с тем, что добавление кислородсодержащих соединений к бензинам в некоторых случаях ухудшает их низкотемпературные свойства, фазовую стабильность топливных композиций исследовали по температуре помутнения междуведомственным квалификационным методом, утвержденным ГМК 05.07.85, решение 23/1-122. Склонность бензинов к обледенению оценивали междуведомственным квалификационным методом, утвержденным ГМК 21.11.79, решение 23/1-232. The stability of gasoline during storage was evaluated by the indicator: "induction period" (GOST 4039), and chemical stability by indicator: "the amount of oxidation products" (GOST 22054). Due to the fact that the addition of oxygen-containing compounds to gasolines in some cases worsens their low-temperature properties, the phase stability of the fuel compositions was studied by the cloud point of the interagency qualification method approved by the MMC 05.07.85, decision 23 / 1-122. The tendency of gasolines to icing was evaluated by the interagency qualification method approved by the MMC 21.11.79, decision 23 / 1-232.

Составы топливных композиций приведены в таблице 2, а результаты испытаний в таблице 3. The compositions of the fuel compositions are shown in table 2, and the test results in table 3.

Из данных, приведенных в таблице 3, видно, что использование предлагаемой высокооктановой добавки в составе автомобильных бензинов позволяет обеспечить широкий ассортимент топлив для двигателей с искровым зажиганием: бензины марок Нормаль-80, Регуляр-92, Премиум-95 и др. From the data given in table 3, it can be seen that the use of the proposed high-octane additive in gasoline makes it possible to provide a wide range of fuels for spark ignition engines: gasoline brands Normal-80, Regular-92, Premium-95, etc.

Испытанные образцы топливных композиций предлагаемого состава по физико-химическим и антидетонационным свойствам полностью соответствуют требованиям ГОСТ Р 51105-97. Введение предлагаемой высокооктановой добавки позволяет также значительно улучшить их эксплуатационные и экологические показатели, обеспечивая равномерное распределение детонационной стойкости по фракциям, низкое содержание бензола и ароматических углеводородов. Все предлагаемые топливные композиции обладают высокой химической стабильностью и хорошими низкотемпературными свойствами. Tested samples of the fuel compositions of the proposed composition for physico-chemical and antiknock properties fully comply with the requirements of GOST R 51105-97. The introduction of the proposed high-octane additives can also significantly improve their operational and environmental performance, providing a uniform distribution of detonation resistance in fractions, a low content of benzene and aromatic hydrocarbons. All of the proposed fuel compositions have high chemical stability and good low temperature properties.

Claims

1. An additive to gasoline, which is a product of methyl alcohol esterification of a fraction of C ₄ -C ₅ catalytic cracking hydrocarbons.

2. A fuel composition based on gasoline containing an additive, characterized in that it contains an additive according to claim 1 in an amount of 1-30 wt. %

3. The fuel composition according to p. 2, characterized in that as a basis it contains gasoline fractions boiling up to 225 ^o C, or a mixture of gasoline fractions with isomerizate.