RU2648463C1

RU2648463C1 - Composition of motor petrol

Info

Publication number: RU2648463C1
Application number: RU2016149032A
Authority: RU
Inventors: Алексей Юрьевич Иванов; Андрей Владимирович Андреев; Владимир Валентинович Гришин; Дмитрий Петрович Абрамов; Артем Юрьевич Садыров; Андрей Николаевич Тихонов; Сергей Юрьевич Макаров; Олег Владимирович Рассадин; Владимир Владимирович Гаврилов; Алексей Анатольевич Кратовский
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-03-26

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: motor gasoline composition comprising catalytic reforming gasoline, isomerizate, alkylbenzene, catalytic cracking gasoline, characterized in that the catalytic reforming gasoline is produced in a catalytic reforming unit with continuous platinum catalyst regeneration, and catalytic cracking gasoline is represented by a fraction of stable gasoline and a fraction of light gasoline;

Alkylate 3.5÷36 Isomerizate 0÷10 Light catalytic cracked gasoline 10÷25 Stable gasoline fraction 0÷30 Catalyzate 20÷55 Methyl-tert-butyl ether 5÷14.5 Agidol-12 0.01

in addition, the composition contains methyl-tert-butyl ether and the antioxidant additive Agidol with the following component ratio, mass%, from the table above.

EFFECT: technical result consists in obtaining motor gasoline that meets the requirements of GOST R 51866-2002 (EN 228-2004), as well as the FIA and FIM Technical Regulations with the ooctane number by the research method of at least 100 points for modern racing, sports cars, scooters, motorcycles, carts and forced off-road vehicles.

1 cl, 7 tbl

Description

Изобретение относится к нефтепереработке, а также к автомобильной промышленности, в частности к составу автомобильного бензина, предназначенного для использования в качестве топлива во внедорожниках, гоночных, спортивных автомобилях, скутерах, мотоциклах, картах.The invention relates to oil refining, as well as to the automotive industry, in particular to the composition of motor gasoline intended for use as fuel in off-road vehicles, racing, sports cars, scooters, motorcycles, maps.

Известно топливо для гоночных автомобилей, которое содержит изооктан, масло для двухтактных двигателей, оксигенат, ароматические углеводороды, изомеризат, алкилат и бензины каталитического риформинга при определенном соотношении компонентов, описанное в патенте РФ №2337128, однако данное топливо не соответствует ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-224) по содержанию кислорода и, кроме того, в составе рецептуры присутствует запрещенный в применении N-метиланилин.A fuel for racing cars is known that contains isooctane, two-stroke engine oil, oxygenate, aromatic hydrocarbons, isomerizate, alkylate and catalytic reforming gasolines with a specific ratio of components described in RF patent No. 2,337,128, but this fuel does not comply with GOST R 51866-2002 ( EN 228-224) in terms of oxygen content and, in addition, N-methylaniline prohibited in use is present in the formulation.

Известна композиция автомобильного бензина, описанная в патенте РФ №2581464, включающая изомеризат, п-ксилол, изобутан, МТБЭ, изооктен, алкилбензин, агидол. Композиция соответствует требованиям ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-224), однако не соответствует международным требованиям к спортивным топливам FIM и FIA (ОЧИИ не выше 102, ОЧММ не выше 90), также не может быть реализована на производственной схеме ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез», ввиду отсутствия п-ксилола и изооктена в обращении.A known composition of gasoline described in the patent of the Russian Federation No. 2581464, including isomerizate, p-xylene, isobutane, MTBE, isooctene, alkylbenzene, agidol. The composition meets the requirements of GOST R 51866-2002 (EN 228-224), however, it does not meet the international requirements for FIM and FIA sports fuels (OCHI no higher than 102, OCHMM no higher than 90), also can not be implemented on the production scheme of LUKOIL- Nizhny Novgorodnefteorgsintez ”, due to the absence of p-xylene and isooctene in circulation.

Наиболее близким к заявляемому решению является композиция автомобильного бензина, описанная в патенте РФ №2241736, включающая бензин каталитического риформинга, изомеризат, алкилбензин, бензин каталитического крекинга, фракцию, выкипающую в интервале 30-180X3, выделенную из жидких нефтепродуктов пиролиза производства этилена и газовый бензин. Недостатком известного топлива является то, что оно превышает нормы действующего Технического регламента Таможенного союза TP ТС 013/2011 и соответственно ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-2004) по содержанию бензола и серы, что приводит к запрету на ввод в оборот данного вида топлива на территории Российской Федерации; не удовлетворяет требованиям норм технических регламентов FIA (Международной автомобильной федерации) и FIM (Международной мотоциклетной федерации), а именно: низкое октановое число (и по моторному и по исследовательскому методу), высокое содержание серы и бензола означает, что данное топливо не может использоваться в двигателях гоночных, спортивных автомобилей.Closest to the claimed solution is the composition of motor gasoline described in RF patent No. 2241736, including catalytic reforming gasoline, isomerizate, alkylbenzene, catalytic cracking gasoline, a fraction boiling in the range 30-180X3, isolated from liquid petroleum pyrolysis products of ethylene production and gas gasoline. A disadvantage of the known fuel is that it exceeds the norms of the current Technical Regulation of the Customs Union TP TS 013/2011 and, accordingly, GOST R 51866-2002 (EN 228-2004) on the content of benzene and sulfur, which leads to a ban on the commissioning of this type of fuel in the territory of the Russian Federation; does not meet the requirements of the technical regulations of the FIA (International Automobile Federation) and FIM (International Motorcycle Federation), namely: low octane number (both by motor and research method), high sulfur and benzene content means that this fuel cannot be used in engines of racing, sports cars.

Задача предлагаемого решения - разработка композиции автомобильного бензина соответствующей требованиям ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-2004), Технического регламента Таможенного союза TP ТС 013/2011, а так же Техническим регламентам FIA (Международная автомобильная федерация) и FIM (Международная мотоциклетная федерация) с октановым числом по исследовательскому методу не менее 100 пунктов для современных гоночных, спортивных автомобилей, скутеров, мотоциклов, картов и форсированных внедорожников.The objective of the proposed solution is to develop a composition of motor gasoline that meets the requirements of GOST R 51866-2002 (EN 228-2004), the Technical Regulations of the Customs Union TP TC 013/2011, as well as the Technical Regulations of the FIA (International Automobile Federation) and FIM (International Motorcycle Federation) with the research method octane rating of at least 100 points for modern racing, sports cars, scooters, motorcycles, karts and forced off-road vehicles.

ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» разработан Стандарт предприятия СТО 05747181-028-2016, который объединяет требования к качеству спортивного бензина и ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-224), TP ТС 013/2011, FIA, FIM.LUKOIL-Nizhegorodnefteorgsintez LLC has developed an enterprise standard STO 05747181-028-2016, which combines the requirements for the quality of sports gasoline and GOST R 51866-2002 (EN 228-224), TP ТС 013/2011, FIA, FIM.

Поставленная задача решается предлагаемой композицией автомобильного бензина, включающей бензин каталитического риформинга, изомеризат, алкилбензин, бензин каталитического крекинга; при этом бензин каталитического риформинга произведен на установке каталитического риформинга с непрерывной регенерацией платинового катализатора, а бензин каталитического крекинга представлен фракцией стабильного бензина и фракцией легкого бензина; дополнительно композиция содержит метил-трет-бутиловый эфир и антиокислительную присадку «Агидол» при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved by the proposed composition of motor gasoline, including catalytic reforming gasoline, isomerizate, alkylbenzene, catalytic cracking gasoline; while catalytic reforming gasoline was produced at a catalytic reforming unit with continuous regeneration of a platinum catalyst, and catalytic cracking gasoline is represented by a stable gasoline fraction and a light gasoline fraction; the composition further contains methyl tert-butyl ether and the antioxidant additive "Agidol" in the following ratio of components, wt.%:

Получение компонентов композиции осуществляется на производственной схеме ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» при технологически обоснованных условиях. В процессе атмосферно-вакуумной перегонки нефти получают фракции НК-85°С; 85-180°С и широкую фракцию вакуумного газойля 340-570°С. Фракцию 85-180°С направляют на установку каталитического риформинга с непрерывной регенерацией катализатора. Процесс реформирования осуществляют на платиновом катализаторе при стандартных условиях, получают катализат, являющийся компонентом спортивного бензина и обладающий качественными характеристиками, указанными в таблице 1.Obtaining the components of the composition is carried out on the production scheme of LLC LUKOIL-Nizhegorodnefteorgsintez under technologically sound conditions. In the process of atmospheric-vacuum distillation of oil, fractions of NK-85 ° C are obtained; 85-180 ° C and a wide fraction of vacuum gas oil 340-570 ° C. The fraction 85-180 ° C is directed to a catalytic reforming unit with continuous catalyst regeneration. The reforming process is carried out on a platinum catalyst under standard conditions, get the catalysis, which is a component of sports gasoline and having the quality characteristics listed in table 1.

Процесс изомеризации легкой бензиновой фракции НК-85°С осуществляют на циркониево-фосфатном катализаторе с добавлением платины при стандартных условиях. Полученный изомеризат является компонентом спортивного бензина и обладает качественными характеристиками, указанными в таблице 2.The isomerization of the light gasoline fraction NK-85 ° C is carried out on a zirconium-phosphate catalyst with the addition of platinum under standard conditions. The resulting isomerizate is a component of sports gasoline and has the quality characteristics listed in table 2.

Широкую фракцию вакуумного газойля 340-570°С «отправляют» на установку каталитического крекинга с получением алкилата, фракции легкого бензина и фракции стабильного бензина, качественные характеристики компонентов представлены соответственно в таблицах 3, 4, 5.A wide fraction of vacuum gas oil 340-570 ° C is “sent” to a catalytic cracking unit to produce alkylate, a fraction of light gasoline and a fraction of stable gasoline, the qualitative characteristics of the components are presented in tables 3, 4, 5, respectively.

Сопоставление физико-химических свойств компонентов показывает, что изомеризат, алкилат известной и предлагаемой композиций обладают схожими свойствами, однако, свойства бензина каталитического риформинга существенно различаются. Так, октановое число бензина риформинга для прототипа составляет 90 пунктов по исследовательскому методу и 81,2 пункта по моторному, для бензина риформинга, предлагаемой композиции, по исследовательскому методу 101 и 88 по моторному. Такая разница октановых чисел объясняется тем, что бензин каталитического риформинга предлагаемого топлива производится на установке каталитического риформинга с непрерывной регенерацией платинового катализатора, а аналогичный компонент прототипа на установке со стационарным слоем катализатора. В процессе реформирования фракции 85-180°С протекают реакции дегидроциклизации парафиновых и нафтеновых углеводородов с образованием ароматических углеводородов. Снижение давления в процессе реформинга благоприятствует увеличению выхода ароматики и октанового числа получаемого бензина, однако приводит к увеличению содержанию кокса на поверхности платинового катализатора и как следствию уменьшению межрегенерационного цикла эксплуатации. Указанное негативное последствие снижения давления в процессе риформинга успешно преодолено на установках с непрерывной регенерацией катализатора.A comparison of the physicochemical properties of the components shows that the isomerizate, alkylate of the known and proposed compositions have similar properties, however, the properties of catalytic reforming gasoline are significantly different. So, the octane number of reforming gasoline for the prototype is 90 points for the research method and 81.2 points for the motor, for reforming gasoline, the proposed composition, for the research method 101 and 88 for the motor. This difference in octane numbers is explained by the fact that the gas of catalytic reforming of the proposed fuel is produced in a catalytic reforming unit with continuous regeneration of a platinum catalyst, and a similar prototype component in a plant with a stationary catalyst layer. In the process of reforming the 85-180 ° C fraction, dehydrocyclization reactions of paraffinic and naphthenic hydrocarbons occur with the formation of aromatic hydrocarbons. A decrease in pressure during the reforming process favors an increase in the yield of aromatics and the octane number of the gasoline produced, however, it leads to an increase in the coke content on the surface of the platinum catalyst and, as a consequence, a decrease in the inter-regeneration cycle of operation. The aforementioned negative consequence of pressure reduction during the reforming process has been successfully overcome in plants with continuous catalyst regeneration.

Бензин каталитического крекинга прототипа имеет схожие свойства со стабильным бензином каталитического крекинга предлагаемой композиции.The catalytic cracking gasoline of the prototype has similar properties to the stable catalytic cracking gasoline of the proposed composition.

В составе производственной схемы ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» функционирует установка каталитического крекинга, перерабатывающая и негидроочищенный вакуумный газойль. Вырабатываемый на ней бензин содержит в своем составе 2600 ppm масс. серы, что обуславливает необходимость проведения процесса гидроочистки бензина каталитического крекинга. При проведении процесса гидроочистки бензина каталитического крекинга происходит снижение серы до 20 ppm масс. Получаемый при этом продукт - гидроочищенный бензин имеет октановое число по исследовательскому методу 94,7 пунктов и значение выкипаемости при 70°C - 35,5% об и 100°С - 56,5% об.As part of the production scheme of LLC “LUKOIL-Nizhegorodnefteorgsintez”, a catalytic cracking unit operates, which processes and non-hydrotreated vacuum gas oil. The gasoline produced on it contains 2600 ppm mass. sulfur, which necessitates the process of hydrotreating gasoline catalytic cracking. During the process of hydrotreating gasoline catalytic cracking, sulfur is reduced to 20 ppm mass. The resulting product - hydrotreated gasoline - has an octane rating of 94.7 points according to the research method and boiling point at 70 ° C - 35.5% vol. And 100 ° C - 56.5% vol.

В целях повышения октановых характеристик и значений выкипаемости компонентов смешения бензина и, как следствие, готового продукта бензина, в композицию добавлен компонент, полученный оригинальным методом разделения гидроочищенного бензина каталитического крекинга на фракции легкого и тяжелого бензина. Фракцию легкого бензина направляют на смешение для приготовления предлагаемой композиции спортивного бензина, а фракцию тяжелого бензина на смешение других видов товарных автомобильных бензинов. Качественные характеристики легкого бензина (представлены в таблице 4) - октановое число по исследовательскому методу 96,8 и 83 по моторному, - выкипаемость при 70°C - 100% объема, при этом характеристики бензина крекинга прототипа: выкипаемость при 70°С - 30% объема, октановое число по исследовательскому методу - 94 пункта, что выгодно отличает легкий бензин от бензина кат крекинга прототипа. Вовлечение легкого бензина каталитического крекинга в состав спортивного бензина позволяет выдерживать необходимое октановое число получаемого продукта, а так же регулировать выкипаемость.In order to increase the octane characteristics and boiling values of gasoline mixing components and, as a result, the finished gasoline product, a component obtained by the original method of separation of hydrotreated catalytic cracking gasoline into light and heavy gasoline fractions was added to the composition. The light gasoline fraction is sent for mixing to prepare the proposed sports gasoline composition, and the heavy gasoline fraction is mixed for other types of commercial gasoline. Qualitative characteristics of light gasoline (presented in table 4) - octane number according to the research method 96.8 and 83 motor, - boiling point at 70 ° C - 100% of the volume, while the characteristics of the prototype cracked gasoline: boiling point at 70 ° C - 30% volume, the octane number by the research method is 94 points, which distinguishes light gasoline from prototype cracking gasoline. The involvement of light gasoline catalytic cracking in the composition of sports gasoline can withstand the required octane number of the resulting product, as well as regulate boiling point.

Для улучшения антидетонационных свойств, в композицию вводятся метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), вовлечение легкого бензина каталитического крекинга позволяет снизить долю привозного высокооктанового компонента метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ). Для повышения индукционного периода в композицию добавляют антиокислительную присадку «Агидол» в количестве 0,01% масс. Предлагаемое спортивное топливо готовят путем смешения компонентов в потоке в указанных выше соотношениях в трубопроводе с последующим заполнением товарного резервуара.To improve antiknock properties, methyl tert-butyl ether (MTBE) is introduced into the composition, the involvement of light gasoline of catalytic cracking allows to reduce the share of imported high-octane component of methyl tert-butyl ether (MTBE). To increase the induction period in the composition add the antioxidant additive "Agidol" in an amount of 0.01% of the mass. The proposed sports fuel is prepared by mixing the components in the stream in the above ratios in the pipeline with the subsequent filling of the commodity tank.

В таблице 6 представлены примеры образцов предлагаемой композиции при различных соотношениях компонентов. В таблице 7 приводятся их качественные характеристики. Все образцы соответствуют требованиям стандарта предприятия СТО 05747181-028-2016.Table 6 presents examples of samples of the proposed composition at various ratios of components. Table 7 shows their quality characteristics. All samples comply with the requirements of the standard STO 05747181-028-2016.

Спектр компонентов производства ООО "ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез" позволяет получать качественное топливо с учетом изменений технологического режима эксплуатации, в том числе, при останове установок на капитальный ремонт. Это проявляется в возможности заменить один компонент другим без потери в качестве получаемого продукта. Кроме того, заявляемое решение, позволяет получать продукт, отвечающий требованиям НД в широком диапазоне октановых чисел - от 100 (образец 4), до 101,5 (образец 10). Необходимо отметить, возможность получения топлива с одним и тем же октановым числом при разных соотношениях компонентов - образцы 2, 3, 7, 9, 11.The range of components manufactured by LUKOIL-Nizhegorodnefteorgsintez LLC allows to obtain high-quality fuel taking into account changes in the technological mode of operation, including when shutting down installations for major repairs. This is manifested in the ability to replace one component with another without losing the quality of the resulting product. In addition, the claimed solution allows you to get a product that meets the requirements of ND in a wide range of octane numbers - from 100 (sample 4) to 101.5 (sample 10). It should be noted that the possibility of obtaining fuel with the same octane number at different ratios of components is samples 2, 3, 7, 9, 11.

Композиция автомобильного бензина, предложенная в качестве изобретения, соответствует экологическому классу ЕВРО-5 и является продуктом нового поколения, который соответствует всем вышеперечисленным нормативным документам. Предложенное топливо обладает показателями качества, обеспечивающими улучшенные эксплуатационные свойства. Может применяться в двигателях современных гоночных, спортивных автомобилей, скутеров, мотоциклов, картов и форсированных внедорожников.The composition of motor gasoline, proposed as an invention, corresponds to the environmental class EURO-5 and is a new generation product that meets all of the above regulatory documents. The proposed fuel has quality indicators that provide improved performance properties. It can be used in engines of modern racing, sports cars, scooters, motorcycles, karts and forced off-road vehicles.

По результатам проведенного государственным научным центром Российской Федерации - ФГУП «Центральный ордена Трудового Красного знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ» комплексного исследования влияния высокооктанового бензина АИ-100 (предлагаемая композиция автомобильного бензина) на мощностные, экономические, скоростные и динамические качества легкового спортивного автомобиля выявлено, что при переходе с автомобильного бензина с октановым числом 98 на бензин с октановым числом 100, происходит:According to the results of a federal state unitary enterprise Central Order of the Red Banner of Labor Research Institute of Automotive and Automotive Institute NAMI, a comprehensive study of the influence of AI-100 high-octane gasoline (the proposed composition of automobile gasoline) on the power, economic, speed and dynamic qualities of a passenger car sports car revealed that when switching from gasoline with an octane rating of 98 to gasoline with an octane rating of 100, the following occurs:

- Увеличение мощности и крутящего момента до 10%;- Increase in power and torque up to 10%;

- Снижение времени разгона на 6,8%;- Reduced acceleration time by 6.8%;

- Улучшение топливной экономичности до 10%.- Improving fuel economy by up to 10%.

Предлагаемая композиция спортивного бензина прошла испытания на соответствие состава требованиям Международной мотоциклетной федерации (FIM) в испытательной лаборатории компании Intertek (Швейцария). Опытно-промышленная партия спортивного бензина, приготовленная в соответствии с предлагаемой композицией, получила высокую оценку, на прошедшем в августе 2016 года Чемпионате мира по мотокроссу в Краснодарском крае. По итогам Чемпионата мира компания ПАО "ЛУКОЙЛ" получила благодарность Международной мотоциклетной федерации за вклад в обеспечение соревнований качественным спортивным топливом, соответствующим международным требованиям.The proposed composition of sports gasoline was tested for compliance with the requirements of the International Motorcycle Federation (FIM) in the testing laboratory of Intertek (Switzerland). The pilot industrial batch of sports gasoline, prepared in accordance with the proposed composition, was highly appreciated at the World Motocross Championship in August 2016 in the Krasnodar Territory. At the end of the World Cup, PJSC LUKOIL was thanked by the International Motorcycle Federation for their contribution to providing the competition with high-quality sports fuel that meets international requirements.

Claims

Composition of motor gasoline, including catalytic reforming gasoline, isomerizate, alkylbenzene, catalytic cracking gasoline, characterized in that the catalytic reforming gasoline is produced in a catalytic reforming unit with continuous regeneration of a platinum catalyst, and the catalytic cracking gasoline is a stable gasoline fraction and a light gasoline fraction; additionally the composition contains methyl tert-butyl ether and antioxidant additive Agidol in the following ratio, wt.%: