RU2786223C1 - Fuel composition of aviation unleaded gasoline - Google Patents
Fuel composition of aviation unleaded gasoline Download PDFInfo
- Publication number
- RU2786223C1 RU2786223C1 RU2022127887A RU2022127887A RU2786223C1 RU 2786223 C1 RU2786223 C1 RU 2786223C1 RU 2022127887 A RU2022127887 A RU 2022127887A RU 2022127887 A RU2022127887 A RU 2022127887A RU 2786223 C1 RU2786223 C1 RU 2786223C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aviation
- less
- alkylate
- toluidine
- gasoline
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 35
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- JJYPMNFTHPTTDI-UHFFFAOYSA-N 3-methylaniline Chemical compound CC1=CC=CC(N)=C1 JJYPMNFTHPTTDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 14
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N MeOtBu Chemical compound COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N iso-propanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- RWGFKTVRMDUZSP-UHFFFAOYSA-N Cumene Chemical compound CC(C)C1=CC=CC=C1 RWGFKTVRMDUZSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N Octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- KDZSOJJFEINEDS-UHFFFAOYSA-N C[Mn]C1C=CC=C1 Chemical compound C[Mn]C1C=CC=C1 KDZSOJJFEINEDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 claims description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 4
- 230000003078 antioxidant Effects 0.000 claims description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims description 2
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive Effects 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 5
- 125000000471 iminomethylidene group Chemical group [H]N=C=* 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N Isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- -1 alkyl acetate Chemical compound 0.000 description 3
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001045 blue dye Substances 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- IRDFFAPCSABAGK-UHFFFAOYSA-N tert-butyl dihydrogen phosphate Chemical compound CC(C)(C)OP(O)(O)=O IRDFFAPCSABAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O thiamine pyrophosphate Chemical compound CC1=C(CCOP(O)(=O)OP(O)(O)=O)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N AYEKOFBPNLCAJY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 3
- 235000008170 thiamine pyrophosphate Nutrition 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N HF Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MRMOZBOQVYRSEM-UHFFFAOYSA-N Tetraethyllead Chemical compound CC[Pb](CC)(CC)CC MRMOZBOQVYRSEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 150000004992 toluidines Chemical class 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N Anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000005727 Friedel-Crafts reaction Methods 0.000 description 1
- 210000002370 ICC Anatomy 0.000 description 1
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N Isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710014322 MDV028 Proteins 0.000 description 1
- FBGJJTQNZVNEQU-UHFFFAOYSA-N N,3-dimethylaniline Chemical compound CNC1=CC=CC(C)=C1 FBGJJTQNZVNEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVRGPOFMYCMNRB-UHFFFAOYSA-N Quinizarine Green SS Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1NC(C=1C(=O)C2=CC=CC=C2C(=O)C=11)=CC=C1NC1=CC=C(C)C=C1 TVRGPOFMYCMNRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101700005400 UL91 Proteins 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 230000000111 anti-oxidant Effects 0.000 description 1
- 239000006079 antiknock agent Substances 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- YXOPHCQVPCHOOQ-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enenitrile;prop-1-en-2-ylbenzene;styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1.CC(=C)C1=CC=CC=C1 YXOPHCQVPCHOOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010354 butylated hydroxytoluene Nutrition 0.000 description 1
- LYHJNAIHGFWRKM-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide;manganese;methylcyclopentane Chemical compound [Mn].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].C[C]1[CH][CH][CH][CH]1 LYHJNAIHGFWRKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 description 1
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- RCXZLYUPSMHHCE-UHFFFAOYSA-N cumene Chemical compound CC(C)C1=CC=CC=C1.CC(C)C1=CC=CC=C1 RCXZLYUPSMHHCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYQFCXCEBYINGO-IAGOWNOFSA-N delta1-THC Chemical compound C1=C(C)CC[C@H]2C(C)(C)OC3=CC(CCCCC)=CC(O)=C3[C@@H]21 CYQFCXCEBYINGO-IAGOWNOFSA-N 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 229960004242 dronabinol Drugs 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N o-xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000000744 organoheteryl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PDEDQSAFHNADLV-UHFFFAOYSA-M potassium;disodium;dinitrate;nitrite Chemical compound [Na+].[Na+].[K+].[O-]N=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PDEDQSAFHNADLV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000002110 toxicologic Effects 0.000 description 1
- 231100000723 toxicological property Toxicity 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, а именно к - к товарным продуктам нефтеперерабатывающего производства, в частности - к композиции авиационного бензина.The invention relates to oil refining and petrochemistry, namely to commercial products of oil refining, in particular to the composition of aviation gasoline.
Авиационными бензинами называют топлива для авиационной техники, оснащенной поршневыми двигателями внутреннего сгорания с искровым зажиганием.Aviation gasolines are called fuels for aviation equipment equipped with piston internal combustion engines with spark ignition.
В нашей стране до 2005 года производство авиационных бензинов осуществлялось по ГОСТ 1012. Вырабатывались авиабензины марок: Б-91/115 и Б-95/130. При этом наиболее востребованным был бензин марки Б-91/115, который имеет октановое число по моторному методу (ОЧМ) не менее 91 ед., сортность на богатой смеси не менее 115 ед. и содержит тетраэтилсвинец (ТЭС) не более 2,5 г/кг бензина. Его аналогом является бензин Б-92, который имеет ОЧМ не менее 91,5 ед. и сортность на богатой смеси не менее 100 ед. С 2007 по 2014 год авиационные бензины не вырабатывались, по причине, во-первых, прекращения отечественного производства ТЭС, который являлся обязательной присадкой к авиабензинам, а во-вторых, из-за сокращения уровня потребления.In our country, until 2005, the production of aviation gasoline was carried out in accordance with GOST 1012. Aviation gasoline grades were produced: B-91/115 and B-95/130. At the same time, the most popular was B-91/115 gasoline, which has an octane number (OCM) of at least 91 units, a grade on a rich mixture of at least 115 units. and contains tetraethyl lead (TES) not more than 2.5 g/kg of gasoline. Its analogue is B-92 gasoline, which has a TOC of at least 91.5 units. and grade on a rich mixture of at least 100 units. From 2007 to 2014, aviation gasolines were not produced, due, firstly, to the cessation of domestic production of thermal power plants, which was a mandatory additive to aviation gasolines, and secondly, due to a reduction in consumption.
В последние несколько лет в России проведена большая работа по восстановлению производства авиационных бензинов. Обновлена нормативная база - актуализирован ГОСТ 1012, в котором оставлены только актуальные и востребованные текущим парком авиатехники марки Б-91/115 и Б-92, а также разработан ГОСТ 55493, идентичный зарубежным АСТМ Д 910 или ДЕФ СТАН 91-90 на авиабензин марки Avgas 100LL, который является самой востребованной в мире и допущен практически на всю поршневую авиатехнику. В настоящее время производятся марки Б-91/115 по ГОСТ 1012 и Avgas 100LL по ГОСТ 55493. В производстве обоих марок требуется ТЭС, который производится в небольшом количестве рядом зарубежных компаний. In the last few years, a lot of work has been done in Russia to restore the production of aviation gasoline. The regulatory framework has been updated - GOST 1012 has been updated, in which only B-91/115 and B-92 brands that are in demand by the current aircraft fleet are left, and GOST 55493 has been developed, which is identical to foreign ASTM D 910 or DEF STAN 91-90 for Avgas brand aviation gasoline 100LL, which is the most popular in the world and is approved for almost all piston aircraft. Currently, B-91/115 grades are produced in accordance with GOST 1012 and Avgas 100LL in accordance with GOST 55493. The production of both grades requires a thermal power plant, which is produced in a small number by a number of foreign companies.
ТЭС требуется для удовлетворения требований нормативных документов к антидетонационным свойствам. Согласно ГОСТ 55493 для марки Avgas 100LL требуется минимальное ОЧМ 99,6, в отличие технических условий EN 228 для европейского автомобильного бензина, для которого установлена норма минимального ОЧМ 85, или от автомобильного бензина США, для которого требуется минимальное октановое число (ОЧИ+ОЧМ)/2 равное 87. Однако возможны варианты получения высокооктанового авиационного бензина без ТЭС.TES is required to meet the requirements of regulatory documents for anti-knock properties. According to GOST 55493, Avgas 100LL requires a minimum RONM of 99.6, in contrast to the EN 228 specification for European motor gasoline, which has a minimum RONM of 85, or US motor gasoline, which requires a minimum octane number (RON + RON) /2 equal to 87. However, there are options for obtaining high-octane aviation gasoline without thermal power plants.
В виду крайне высокой токсичности, а также высокой стоимости производства ТЭС, в последние несколько десятилетий среди исследований в области технологий производства авиационных бензинов выражена тенденция к отказу от применения ТЭС как присадки к авиационным бензинам и перевод техники на эксплуатацию на неэтилированных марках.In view of the extremely high toxicity, as well as the high cost of producing TPP, in the last few decades, among research in the field of technologies for the production of aviation gasoline, there has been a tendency to abandon the use of TPP as an additive to aviation gasoline and transfer equipment to operation on unleaded grades.
На текущий момент за рубежом применяются неэтилированные авиабензины с ОЧМ не ниже 91 ед. (марка UL91) и не ниже 94 ед. (марка UL94) согласно спецификации АСТМ Д7547. Требования к характеристикам данных марок согласно указанной спецификации аналогичны требованиям к массово применяемой этилированной марке Avgas 100LL, за исключением норм к ОЧМ, сортности и содержанию свинца (характеристики, связанные исключительно с наличием ТЭС). Идентичность норм на показатели качества указанных марок говорят о их близком компонентном составе и технологий производства.At the moment, unleaded aviation gasolines with a TOC of at least 91 units are used abroad. (UL91 grade) and not less than 94 units. (UL94 grade) according to ASTM specification D7547. The requirements for the characteristics of these grades according to the specified specification are similar to the requirements for the mass-used leaded grade Avgas 100LL, with the exception of the standards for TSP, grade and lead content (characteristics associated exclusively with the presence of TPP). The identity of the norms for the quality indicators of these brands indicates their close component composition and production technologies.
Для части парка поршневой авиатехники все же требуется исключительно высокооктановый бензин. Part of the piston aircraft fleet still requires exceptionally high-octane gasoline.
Из уровня техники известно множество примеров топливных композиций высокооктанового авиационного бензина. Разработка неэтилированных авиационных бензинов с антидетонационными свойствами на уровне этилированных, таких как Avgas 100LL связана с трудностями. На текущий момент не найдено решение, позволяющее вырабатывать авиабензин с полностью идентичными Avgas 100LL свойствами без применения ТЭС.Many examples of high-octane aviation gasoline fuel compositions are known from the prior art. Development of unleaded aviation gasolines with leaded antiknock properties, such as Avgas 100LL, has been difficult. At the moment, no solution has been found that allows the production of aviation gasoline with completely identical properties to Avgas 100LL without the use of thermal power plants.
Однако в данном направлении есть опыт. Разработаны спецификации на высокооктановые марки авиационных бензинов UL102 АСТМ Д7719 и АСТМ Д7960.However, there is experience in this direction. Specifications for high-octane grades of aviation gasolines UL102 ASTM D7719 and ASTM D7960 have been developed.
Известно решение [Патент US №9035114 19.05.2015]. Изобретение описывает композицию неэтилированного авиационного топлива, которая имеет ОЧМ по меньшей мере 99,6, содержание серы менее 0,05% мас., содержание CHN по меньшей мере 97,2% мас., содержание кислорода менее 2,8% мас., T10 не более 75°C, T40 по меньшей мере 75°C, T50 не более 105°C, T90 не более 135°C, температуру конца кипения менее 190°C, скорректированную теплоту сгорания по меньшей мере 43,5 МДж/кг, давление паров в диапазоне 38-49 кПа и содержит: 20-35 об.% толуола, имеющего ОЧМ по меньшей мере 107; 2-10 об.% анилина; 30-55 об.% по меньшей мере одного алкилата или алкилатной смеси, имеющих диапазон температур начала кипения 32-60°С и диапазон температур конца кипения 105-140°С, имеющих T40 менее 99°C, T50 менее 100°С, T90 менее 110°C, причем алкилат или алкилатная смесь содержат изопарафины с 4-9 атомами углерода, 3-20 об.% С5 изопарафинов, 3-15 об.% C7 изопарафинов и 60-90 об.% С8 изопарафинов в расчете на алкилат или алкилатную смесь и менее 1 об.% С10+ в расчете на алкилат или алкилатную смесь; 7-14 об.% разветвленного алкилацетата, имеющего алкильную группу с разветвленной цепью с 4-8 атомами углерода; и 8-26 об.% изопентана в количестве, достаточном для достижения давления паров в диапазоне 38-49 кПа; при этом указанная топливная композиция содержит менее 1 об.% C8 ароматических соединений. Технический результат заключается в получении высокооктановой композиции авиационного топлива, которое имеет низкое содержание кислорода, пониженную температуру замерзания, соответствующую стандарту АСТМ Д910 для авиационного топлива. A solution is known [US Patent No. 9035114 May 19, 2015]. The invention describes an unleaded aviation fuel composition that has an MON of at least 99.6, a sulfur content of less than 0.05% by weight, a CHN content of at least 97.2% by weight, an oxygen content of less than 2.8% by weight, T10 max 75°C, T40 at least 75°C, T50 max 105°C, T90 max 135°C, end boiling point less than 190°C, corrected calorific value of at least 43.5 MJ/kg, pressure vapors in the range of 38-49 kPa and contains: 20-35 vol.% toluene having an MON of at least 107; 2-10 vol% aniline; 30-55% by volume of at least one alkylate or alkylate mixture, having an initial boiling point range of 32-60°C and an end-boiling temperature range of 105-140°C, having T40 less than 99°C, T50 less than 100°C, T90 less than 110°C, and the alkylate or alkylate mixture contains isoparaffins with 4-9 carbon atoms, 3-20 vol.% C5 isoparaffins, 3-15 vol.% C7 isoparaffins and 60-90 vol.% C8 isoparaffins in terms of alkylate or an alkylate mixture and less than 1 vol.% C10+ based on the alkylate or alkylate mixture; 7-14 vol% branched alkyl acetate having a branched chain alkyl group of 4-8 carbon atoms; and 8-26 vol.% isopentane in an amount sufficient to achieve a vapor pressure in the range of 38-49 kPa; while the specified fuel composition contains less than 1 vol.% C8 aromatic compounds. The technical result consists in obtaining a high-octane composition of aviation fuel, which has a low oxygen content, a low freezing point, corresponding to the ASTM D910 standard for aviation fuel.
Известно решение [Заявка US №2015175920 25.06.2015]. Изобретение раскрывает композицию неэтилированного авиационного топлива, которая имеет ОЧМ по меньшей мере 99,6, содержание серы меньше чем 0,05 мас. %, содержание CHN по меньшей мере 98 мас. %, содержание кислорода меньше чем 2 мас. %, уточненную теплоту сгорания по меньшей мере 43,5 МДж/кг, давление насыщенного пара в диапазоне от 38 до 49 кПа, включающая смесь, содержащую: от 35 об. % до 55 об. % толуола, имеющего ОЧМ по меньшей мере 107; от 2 об. % до 10 об. % анилина; от 15 об. % до 30 об. % по меньшей мере одного алкилата или смеси алкилатов, имеющей температуру начала кипения в диапазоне от 32°С до 60°С и температуру конца кипения в диапазоне от 105°С до 140°С, имеющей точку выкипания Т40 меньше чем 99°С, Т50 меньше чем 100°С, Т90 меньше чем 110°С, причем алкилат или смесь алкилатов содержит изопарафины, имеющие от 4 до 9 атомов углерода, 3-20 об. % С5 изопарафинов, 3-15 об. % С7 изопарафинов и 60-90 об. % С8 изопарафинов, в расчете на алкилат или смесь алкилатов, и меньше чем 1 об. % углеводородов С10+, в расчете на алкилат или смесь алкилатов; от 4 об. % до меньше чем 10 об. % спиртов с разветвленной цепью, содержащих 8 атомов углерода, при условии, что разветвленная цепь не включает трет-бутильные группы; и по меньшей мере 8 об. % изопентана в количестве, достаточном для достижения давления насыщенного пара в диапазоне от 38 до 49 кПа; где композиция топлива содержит меньше чем 1 об. % ароматических углеводородов С8. Технический результат заключается в получении высокооктанового неэтилированного авиационного топлива, соответствующего стандарту ASTM D910, который имеет высокую стойкость к самовоспламенению.A solution is known [Application US No. 2015175920 06/25/2015]. The invention discloses an unleaded aviation fuel composition that has an MON of at least 99.6, a sulfur content of less than 0.05 wt. %, CHN content of at least 98 wt. %, the oxygen content is less than 2 wt. %, refined calorific value of at least 43.5 MJ/kg, saturated steam pressure in the range from 38 to 49 kPa, including a mixture containing: from 35 vol. % up to 55 vol. % toluene having an OBM of at least 107; from 2 vol. % up to 10 vol. % aniline; from 15 vol. % up to 30 vol. % of at least one alkylate or mixture of alkylates having an initial boiling point in the range from 32°C to 60°C and an end boiling point in the range from 105°C to 140°C, having a boiling point T40 less than 99°C, T50 less than 100°C, T90 less than 110°C, and the alkylate or a mixture of alkylates contains isoparaffins having from 4 to 9 carbon atoms, 3-20 vol. % C5 isoparaffins, 3-15 vol. % C7 isoparaffins and 60-90 vol. % C8 isoparaffins, based on the alkylate or mixture of alkylates, and less than 1 vol. % C10+ hydrocarbons, based on alkylate or mixture of alkylates; from 4 vol. % to less than 10 vol. % branched chain alcohols containing 8 carbon atoms, provided that the branched chain does not include tert-butyl groups; and at least 8 vol. % isopentane in an amount sufficient to achieve a saturation vapor pressure in the range from 38 to 49 kPa; where the fuel composition contains less than 1 vol. % aromatic hydrocarbons C8. The technical result consists in obtaining high-octane unleaded aviation fuel that meets the ASTM D910 standard, which has a high resistance to self-ignition.
Известно решение [Патент US №9388357 12.07.2016]. Изобретение раскрывает композицию неэтилированного авиационного топлива, которая имеет ОЧМ, по меньшей мере 99,6, содержание серы меньше, чем 0,05 % мас., содержание CHN, по меньшей мере 98 мас. %, содержание кислорода меньше чем 2 мас. %, уточненную теплоту сгорания, по меньшей мере 43,5 МДж/кг, давление насыщенного пара в диапазоне от 38 до 49 кПа, температуру замерзания ниже чем -58°С. Технический результат заключается в получении высокооктановой композиции авиационного топлива, с улучшенными характеристиками, которое отвечает стандарту для авиационных топлив ASTM D910.A solution is known [US Patent No. 9388357 07/12/2016]. The invention discloses an unleaded aviation fuel composition that has an MON of at least 99.6, a sulfur content of less than 0.05% wt., a CHN content of at least 98 wt. %, the oxygen content is less than 2 wt. %, refined calorific value of at least 43.5 MJ/kg, saturation vapor pressure in the range from 38 to 49 kPa, freezing point lower than -58°C. The technical result consists in obtaining a high-octane aviation fuel composition with improved characteristics, which meets the ASTM D910 standard for aviation fuels.
Известно решение [Патент US №9388358 12.07.2016]. Изобретение описывает композицию неэтилированного авиационного топлива, которая имеет ОЧМ по меньшей мере 99,6, содержание серы меньше чем 0,05 мас.%, температуру T10 самое большее 75°C, T40 - по меньшей мере 75°C, T50 - самое большее 105°C, T90 - самое большее 135°C, температуру конца кипения - меньше чем 190°C, уточненную теплоту сгорания по меньшей мере 43,5 МДж/кг, давление насыщенного пара в диапазоне от 38 до 49 кПа и температуру замерзания ниже чем -58°C. Технический результат заключается в получении высокооктановой композиции авиационного топлива с улучшенными характеристиками, которое отвечает стандарту для авиационных топлив ASTM D910.A solution is known [US Patent No. 9388358 07/12/2016]. The invention describes an unleaded aviation fuel composition that has an MON of at least 99.6, a sulfur content of less than 0.05 wt.%, a temperature T10 of at most 75°C, T40 of at least 75°C, T50 of at most 105 °C, T90 at most 135°C, end boiling point less than 190°C, refined calorific value of at least 43.5 MJ/kg, saturation vapor pressure in the range of 38 to 49 kPa and freezing point lower than - 58°C. The technical result consists in obtaining a high-octane composition of aviation fuel with improved characteristics, which meets the standard for aviation fuels ASTM D910.
Известно решение [Патент US №9388359 12.07.2016]. Изобретение раскрывает композицию неэтилированного авиационного бензина, которая имеет низкое содержание ароматических углеводородов, ОЧМ по меньшей мере 99,6, содержание серы меньше чем 0,05% мас., температуру Т10 самое большее 75°С, Т40 по меньшей мере 75°С, Т50 самое большее 105°С, Т90 самое большее 135°С, температуру конца кипения меньше чем 210°С, уточненную теплоту сгорания по меньшей мере 43,5 МДж/кг, давление насыщенного пара в диапазоне от 38 до 49 кПа и температуру замерзания меньше чем -58°С. Технический результат заключается в получении высокооктановой композиции авиационного топлива, с улучшенными характеристиками, которое отвечает стандарту для авиационных топлив ASTM D910.A solution is known [US Patent No. 9388359 07/12/2016]. The invention discloses an unleaded aviation gasoline composition that has a low aromatics content, a THC of at least 99.6, a sulfur content of less than 0.05% wt., a T10 temperature of at most 75°C, a T40 of at least 75°C, a T50 105°C at most, T90 at most 135°C, end boiling point less than 210°C, refined calorific value of at least 43.5 MJ/kg, saturation vapor pressure in the range of 38 to 49 kPa, and freezing point less than -58°C. The technical result consists in obtaining a high-octane aviation fuel composition with improved characteristics, which meets the ASTM D910 standard for aviation fuels.
Известно решение [Патент US №9127225 09.08.2015]. Изобретение описывает композицию неэтилированного авиационного топлива, которая имеет МОЧ по меньшей мере 99,6, содержание серы меньше чем 0,05 % мас., содержание CHN по меньшей мере 97,8 мас. %, содержание кислорода меньше чем 2,2 мас. %, температуру T10 самое большее 75°C, T40 по меньшей мере 75°C, T50 самое большее 105°C, T90 самое большее 135°C, температуру конца кипения меньше чем 190°C, уточненную теплоту сгорания по меньшей мере 43,5 МДж/кг, давление насыщенного пара в диапазоне от 38 до 49 кПа, температуру замерзания ниже чем -58°С. Технический результат заключается в получении высокооктановой композиции авиационного топлива с улучшенными характеристиками сгорания, которое отвечает стандарту ASTM D910 для авиационных топлив.A solution is known [US Patent No. 9127225 08/09/2015]. The invention describes an unleaded aviation fuel composition that has a UOC of at least 99.6, a sulfur content of less than 0.05% wt., a CHN content of at least 97.8 wt. %, the oxygen content is less than 2.2 wt. %, temperature T10 at most 75°C, T40 at least 75°C, T50 at most 105°C, T90 at most 135°C, end point less than 190°C, refined calorific value of at least 43.5 MJ/kg, saturation vapor pressure ranging from 38 to 49 kPa, freezing point lower than -58°C. The technical result consists in obtaining a high-octane aviation fuel composition with improved combustion characteristics, which meets the ASTM D910 standard for aviation fuels.
Известно решение [Патент US №9120991 01.09.2015]. Изобретение раскрывает композицию неэтилированного авиационного топлива, которая имеет MON по меньшей мере 99,6, содержание серы менее 0,05 мас.%, содержание CHN по меньшей мере 97,2 мас.%, содержание кислорода менее 2,8 мас.%, T10 не более 75°C, T40 по меньшей мере 75°C, T50 не более 105°C, T90 не более 135°C, температуру конца кипения менее 210°C, скорректированную теплоту сгорания по меньшей мере 43,5 МДж/кг, давление пара в диапазоне 38-49 кПа, и содержащая: 15-40 об.% толуола, имеющего MON по меньшей мере 107; 2-10 об.% толуидина; 30-55 об.% по меньшей мере одного алкилата или алкилатной смеси, имеющих диапазон температур начала кипения 32-60°С и диапазон температур конца кипения 105-140°С, имеющих T40 менее 99°C, T50 менее 100°С, T90 менее 110°C, причем алкилат или алкилатная смесь содержат изопарафины с 4-9 атомами углерода, 3-20 об.% С5 изопарафинов, 3-15 об.% C7 изопарафинов и 60-90 об.% С8 изопарафинов, в расчете на алкилат или алкилатную смесь, и менее 1 об.% С10+ в расчете на алкилат или алкилатную смесь; 4-10 об.% разветвленного алкилацетата, имеющего алкильную группу с разветвленной цепью с 4-8 атомами углерода; и 8-26 об.% изопентана в количестве, достаточном для достижения давления пара в диапазоне 38-49 кПа; при этом топливная композиция содержит менее 1 об.% C8 ароматических соединений. Технический результат заключается в получении высокооктановой композиции авиационного топлива, имеющей низкое содержание кислорода и отвечающее требованиям ASTM D910 для авиационного топлива.A solution is known [US Patent No. 9120991 09/01/2015]. The invention discloses an unleaded aviation fuel composition that has an MON of at least 99.6, a sulfur content of less than 0.05 wt.%, a CHN content of at least 97.2 wt.%, an oxygen content of less than 2.8 wt.%, T10 max 75°C, T40 at least 75°C, T50 max 105°C, T90 max 135°C, end point less than 210°C, corrected calorific value at least 43.5 MJ/kg, pressure a pair in the range of 38-49 kPa, and containing: 15-40% by volume of toluene having an MON of at least 107; 2-10 vol% toluidine; 30-55% by volume of at least one alkylate or alkylate mixture, having an initial boiling point range of 32-60°C and an end-boiling temperature range of 105-140°C, having T40 less than 99°C, T50 less than 100°C, T90 less than 110°C, and the alkylate or alkylate mixture contains isoparaffins with 4-9 carbon atoms, 3-20 vol.% C5 isoparaffins, 3-15 vol.% C7 isoparaffins and 60-90 vol.% C8 isoparaffins, based on alkylate or alkylate mixture, and less than 1 vol.% C10+ in terms of alkylate or alkylate mixture; 4-10% by volume branched alkyl acetate having a branched chain alkyl group of 4-8 carbon atoms; and 8-26 vol.% isopentane in an amount sufficient to achieve a vapor pressure in the range of 38-49 kPa; while the fuel composition contains less than 1 vol.% C8 aromatics. The technical result consists in obtaining a high-octane aviation fuel composition having a low oxygen content and meeting the requirements of ASTM D910 for aviation fuel.
Однако известные из уровня решения отличаются большим содержанием соединений класса ароматических аминов - анилина и его производных. Данные соединения отличаются крайне низкой химической стабильностью, что выражается в ускоренном накоплении смол во время хранения их содержащего топлива. Также данные соединения отличаются высокой температурой кипения. Например, анилин кипит при 184°C, а толуидины - при 200°C Учитывая норму на температуру конца кипения для большинства авиационных бензинов не более 170°C (180°C для марки Б-91/115), присутствие значительного количества подобных соединений приводят к увеличению температуры конца кипения их содержащих топливных композиций. Присутствие в авиационных бензинах подобных высококипящих соединений в больших количествах негативно сказывается на их склонности к образованию нагаров на поверхности камер сгорания, на скорость старения моторного масла и износ цилиндро-поршневой группы.However, solutions known from the level are characterized by a high content of compounds of the class of aromatic amines - aniline and its derivatives. These compounds are characterized by extremely low chemical stability, which is reflected in the accelerated accumulation of resins during storage of the fuel containing them. Also, these compounds have a high boiling point. For example, aniline boils at 184°C, and toluidines at 200°C to increase the end point of the boiling point of their containing fuel compositions. The presence of such high-boiling compounds in aviation gasolines in large quantities negatively affects their tendency to form deposits on the surface of combustion chambers, the rate of aging of engine oil and wear of the cylinder-piston group.
Также для достижения требуемого уровня испаряемости (выраженной давлением насыщенных паров), композиции содержит изопентан, который отличается сравнительно низким ОЧМ.Also, in order to achieve the required level of volatility (expressed by saturated vapor pressure), the compositions contain isopentane, which is characterized by a relatively low MON.
Проблематику известного уровня техники решает настоящее изобретение. Техническим результатом изобретения является топливная композиция высокооктанового неэтилированного авиационного бензина. Композиция обладает характеристиками, максимально приближенными к характеристикам массово применяемой марки этилированного авиационного бензина Avgas 100LL.The problem of the prior art is solved by the present invention. The technical result of the invention is a fuel composition of high-octane unleaded aviation gasoline. The composition has characteristics that are as close as possible to the characteristics of the massively used brand of leaded aviation gasoline Avgas 100LL.
Технический результат обеспечивается топливной композицией авиационного бензина с октановым числом по моторному методу не менее 99,6, включающей алкилат с Ткк до 170°C, толуол, м-толуидин, метилциклопентадиенилмарганца, отличающейся тем, что для регулирования испаряемости и низкотемпературных свойств бензина содержит сочетание высокооктановых оксигенатов МТБЭ и изопропанола, а для снижения температуры конца кипения бензина при использовании в составе высококипящего м-толуидина применяется добавка изопропилбензола при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is provided by the fuel composition of aviation gasoline with an octane rating of at least 99.6 according to the motor method, including alkylate with T kk up to 170 ° C, toluene, m-toluidine, methylcyclopentadienyl manganese, characterized in that to regulate the volatility and low-temperature properties of gasoline contains a combination high-octane oxygenates MTBE and isopropanol, and to reduce the final boiling point of gasoline when used as part of high-boiling m-toluidine, the addition of isopropylbenzene is used in the following ratio of components, wt.%:
При этом топливная композиция содержит присадки: антистатическую, антиокислитель, краситель, выноситель соединений марганца.At the same time, the fuel composition contains additives: antistatic, antioxidant, dye, scavenger of manganese compounds.
Производство базового компонента - алкилата осуществляется путем каталитического взаимодействия изобутана с бутиленами или пропилен-бутиленовой фракцией. Среди катализаторов в данном процессе наиболее распространенным является серная кислота (процесс сернокислотного алкилирования). Продуктом такого процесса является широкая фракция алкилата, имеющая температуру конца кипения более 200°C. Для использования в предлагаемой композиции, получаемый в подобном процессе алкилат должен быть подвергнут фракционированию с выделением фракции, выкипающей до 170°C. Существуют также варианты реализации процесса алкилирования, в которых в качестве катализатора вместо серной кислоты применяется фтористоводородная. Алкилат, образующийся в результате такого процесса отличается более легким фракционным составом, температура конца кипения его составляет как правило до 180°C. При определенных режимах работы установки возможно получение алкилата и с более низкими значениями температуры конца кипения. Такой алкилат может применяться как компонент предлагаемого изобретения без дополнительного фракционирования. В предлагаемом изобретении использован образец алкилата с температурой конца кипения 170°C, полученный путем выделения целевой фракции ректификацией широкой фракции алкилата процесса сернокислотного алкилирования.The production of the base component - alkylate is carried out by catalytic interaction of isobutane with butylenes or propylene-butylene fraction. Among the catalysts in this process, the most common is sulfuric acid (the process of sulfuric acid alkylation). The product of this process is a broad fraction of the alkylate, having an end point of boiling over 200°C. To be used in the proposed composition, the alkylate obtained in such a process must be subjected to fractionation with the release of a fraction boiling up to 170°C. There are also embodiments of the alkylation process in which hydrofluoric acid is used as a catalyst instead of sulfuric acid. The alkylate formed as a result of this process is characterized by a lighter fractional composition, its end point of boiling is usually up to 180°C. Under certain operating conditions of the plant, it is possible to obtain alkylate with lower end-boiling temperatures. Such an alkylate can be used as a component of the present invention without further fractionation. In the present invention, an alkylate sample with an end point of boiling point of 170°C was used, obtained by isolating the target fraction by distillation of a broad fraction of the alkylate of the sulfuric acid alkylation process.
Толуол, используемый в предлагаемом изобретении, производится на установках каталитического риформинга (платформинга) узких углеводородных фракций с последующей экстракцией. Толуол обладает более высокими антидетонационными свойствами по сравнению с алкилатом, поэтому с целью увеличения детонационной стойкости его доля в топливной композиции должна быть максимальной. В предлагаемой композиции содержится максимальное количество толуола, при котором обеспечивается соответствие по таким нормируемым характеристикам авиабензина, как удельная низшая теплота сгорания и температура 50%-го отгона.The toluene used in the present invention is produced at catalytic reforming (platforming) units of narrow hydrocarbon fractions with subsequent extraction. Toluene has higher anti-knock properties compared to alkylate, therefore, in order to increase the knock resistance, its share in the fuel composition should be maximum. The proposed composition contains the maximum amount of toluene, which ensures compliance with such standardized characteristics of aviation gasoline as the specific lower calorific value and the temperature of 50% distillation.
Изопропилбензол (кумол) получают путем жидкофазного или парофазного алкилирования бензола пропиленом по реакции Фриделя - Крафтса. Кумол обладает высокими антидетонационными свойствами (ОЧМ составляет 105 ед.) и сравнительно высокой температурой кипения (152°C). Также как и для толуола, доля кумола в композиции авиационного бензина ограничена нормой на удельную низшую теплоту сгорания и температуру температура 50%-го отгона.Isopropylbenzene (cumene) is obtained by liquid-phase or vapor-phase alkylation of benzene with propylene according to the Friedel-Crafts reaction. Cumene has high anti-knock properties (OCHM is 105 units) and a relatively high boiling point (152°C). As well as for toluene, the share of cumene in the composition of aviation gasoline is limited by the norm for the specific lower calorific value and the temperature of the 50% distillate.
Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) производится путем взаимодействия метанола и изобутилена на кислотных катализаторах. Является известной и широко применяемой высокооктановой добавкой к автомобильным бензинам. Имеет высокое давление насыщенных паров, таким образом, помимо антидетонационных свойств увеличивает испаряемость его содержащих топливных композиций. Как и все оксигенаты, имеет сравнительно низкое значение удельной низшей теплоты сгорания, что является основной ограничительной характеристикой его содержания в авиабензине. Имеет также некоторую растворимость в воде, что повышает риск обводнения их содержащих топливных композиций с последующими ухудшениями низкотемпературных свойств.Methyl tertiary butyl ether (MTBE) is produced by reacting methanol and isobutylene over acid catalysts. It is a well-known and widely used high-octane additive for motor gasolines. It has a high saturated vapor pressure, thus, in addition to anti-knock properties, it increases the volatility of its containing fuel compositions. Like all oxygenates, it has a relatively low value of the specific lower calorific value, which is the main limiting characteristic of its content in aviation gasoline. It also has some solubility in water, which increases the risk of flooding of their containing fuel compositions with subsequent deterioration of low-temperature properties.
Изопропанол (изопропиловый спирт, ИПС) получают путем гидратации пропилена. Как и МТБЭ, обладает высокими антидетонационными характеристиками и низкой теплотой сгорания. Традиционное его назначение в композиции авиационных бензинов - улучшение низкотемпературных свойств. В рамках экспериментальных исследований, лежащих в основе данного изобретения, было неожиданно установлено, что в сочетании с МТБЭ, ИПС может неаддитивно увеличивать давление насыщенных паров композиции авиабензина, тем самым решаю проблему низкой испаряемости высокооктановых авиационных бензинов. Данный эффект раскрывается в предлагаемом изобретении. Isopropanol (isopropyl alcohol, IPA) is produced by hydration of propylene. Like MTBE, it has high antiknock characteristics and low calorific value. Its traditional purpose in the composition of aviation gasolines is to improve low-temperature properties. As part of the experimental studies underlying this invention, it was surprisingly found that when combined with MTBE, IPA can non-additively increase the vapor pressure of an aviation gasoline composition, thereby solving the problem of low volatility of high-octane aviation gasolines. This effect is disclosed in the present invention.
М-толуидин является представителем ароматических аминов, отличается высокой антидетонационной эффективностью. Производится путем нитрования толуола с последующим восстановлением. Применяется в производстве красителей. Как было сказано выше, в высоких концентрациях снижает химическую стабильность содержащих его топливных композиций и увеличивает их температуру конца кипения. В предлагаемом изобретении доля м-толуидина ограничена 2% мас, что позволяет поддерживать температуру конца кипения и показатели химической стабильности на уровне, не превышающей нормативные требования к авиабензинам. В предлагаемом изобретении использован образец м-толуидина производства компании Lanxess.M-toluidine is a representative of aromatic amines, characterized by high antiknock efficiency. Produced by nitration of toluene followed by reduction. Used in the manufacture of dyes. As mentioned above, at high concentrations, it reduces the chemical stability of fuel compositions containing it and increases their end-boiling point. In the proposed invention, the proportion of m-toluidine is limited to 2% wt, which allows you to maintain the final boiling point and chemical stability indicators at a level not exceeding the regulatory requirements for aviation gasoline. In the present invention, a sample of m-toluidine manufactured by Lanxess was used.
Метилциклопентадиенилтрикарбонилмарганец (МЦТМ) является металлоорганическим соединением, ранее применявшимся в качестве антидетонационной присадки к автомобильным бензинам. По сравнению с ТЭС, при добавлении в бензин в эквивалентном количестве в пересчете на металлы, обеспечивает сравнимый уровень антидетонационной эффективности при значительно меньшей токсичности. Среди недостатков его содержащих бензинов отмечается повышенная склонность к накоплению нагара в камерах сгорания. Поэтому совместно с ним необходимо применять выносители - соединения, уменьшающие количество нагара, или способствующих его преобразованию и удалению из камеры сгорания в ходе работы двигателя. В качестве таких выносителей могут выступить различные элементоорганические соединения, содержащие фосфор, серу, галогены, молибден или кремний. В предлагаемом изобретении использован МЦТМ в виде антидетонационной присадки HITEC 3000 производства Afton Chemical Company.Methylcyclopentadienyltricarbonylmanganese (MCTM) is an organometallic compound previously used as an antiknock additive in motor gasolines. Compared to TES, when added to gasoline in an equivalent amount in terms of metals, it provides a comparable level of anti-knock efficiency with significantly lower toxicity. Among the disadvantages of its containing gasolines, there is an increased tendency to accumulate carbon deposits in the combustion chambers. Therefore, together with it, it is necessary to use scavengers - compounds that reduce the amount of carbon deposits, or contribute to its transformation and removal from the combustion chamber during engine operation. Various organoelement compounds containing phosphorus, sulfur, halogens, molybdenum or silicon can act as such scavengers. In the present invention, MCTM is used in the form of an antiknock additive HITEC 3000 manufactured by Afton Chemical Company.
Анализ данных по эффективности, физико-химических и токсикологических свойств доступных соединений фосфорорганических и сераорганических соединений показывает, что наиболее перспективным выглядит пара трет-бутилфосфата и диметилсульфоксида. Оба соединения относительно малотоксичны, хорошо растворяются в бензине, имеют относительно низкие температуры кипения и кристаллизации. В предлагаемом изобретении использован выноситель, состоящий из трет-бутилфосфата и диметилсульфоксида в количестве 60% и 40% соответственно. Выноситель добавляли в количестве 50% от массы добавляемого МЦТМ.An analysis of data on the efficiency, physicochemical, and toxicological properties of available compounds of organophosphorus and organosulfur compounds shows that the pair of tert-butyl phosphate and dimethyl sulfoxide looks the most promising. Both compounds are relatively low-toxic, readily soluble in gasoline, and have relatively low boiling and crystallization temperatures. In the present invention, a scavenger is used, consisting of tert-butyl phosphate and dimethyl sulfoxide in the amount of 60% and 40%, respectively. The scavenger was added in an amount of 50% by weight of the added MCTM.
Антиокислительная присадка в авиационных бензинах не является обязательной, тем не менее ее рекомендуется использовать постоянно для гарантированного выполнения требований по устойчивости авиабензина к окислению. Среди ряда антиокислителей, которые указаны в нормативных документах к авиационным бензинам, наиболее целесообразно использовать 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, который в России выпускается в ОАО «Стерлитамакский Нефтехимический завод» в виде присадки Агидол-1. Максимально-допустимая концентрация антиокислителя в авиабензине для марки Avgas 100LL составляет 16 мг/кг, а для марок Б-91/115, Б-92 - 50 мг/кг. В работе использован образец присадки Агидол-1 технический марки А по ТУ 38.5901237-90.An antioxidant additive is not required in aviation gasolines, but it is recommended that it be used at all times to ensure that the oxidation stability requirements of aviation gasolines are met. Among a number of antioxidants that are specified in the regulatory documents for aviation gasoline, it is most advisable to use 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, which is produced in Russia at OAO Sterlitamak Petrochemical Plant in the form of Agidol-1 additive. The maximum allowable concentration of an antioxidant in aviation gasoline for the Avgas 100LL brand is 16 mg/kg, and for the B-91/115, B-92 brands - 50 mg/kg. We used a sample of additive Agidol-1 technical grade A according to TU 38.5901237-90.
Согласно требованиям ТР ТС 013, ГОСТ 1012 ГОСТ 55493, авиационные бензины должны содержать краситель. Могут применяться следующие синие красители: жирорастворимый зеленый 6Ж, жирорастворимый зеленый антрахиноновый в количестве не более 6,0 мг/кг для марок Б-91/115, Б-92; органический жирорастворимый ярко-синий антрахиноновый или 1,4-диалкиламино-антрахинон для Avgas 100LL в количестве не более 2,7 мг/л. В работе использован синий краситель Oil Blue B Liquid, согласно данным производителя, представляет собой раствор 1,4-диалкиламино-антрахинона в ксилоле и допущен для применения в составе авиационного бензина Avgas 100LL. Максимальная концентрация синего красителя Oil Blue B Liquid за счет разбавления основного вещества составляет 5,6 мг/л.According to the requirements of TR TS 013, GOST 1012 GOST 55493, aviation gasoline must contain a dye. The following blue dyes can be used: fat-soluble green 6Zh, fat-soluble green anthraquinone in an amount not exceeding 6.0 mg/kg for grades B-91/115, B-92; organic fat-soluble bright blue anthraquinone or 1,4-dialkylamino-anthraquinone for Avgas 100LL in an amount not exceeding 2.7 mg/l. The blue dye Oil Blue B Liquid was used in the work, according to the manufacturer, it is a solution of 1,4-dialkylamino-anthraquinone in xylene and is approved for use in Avgas 100LL aviation gasoline. The maximum concentration of the blue dye Oil Blue B Liquid due to the dilution of the basic substance is 5.6 mg/l.
Антистатическая присадка не является обязательной для авиабензинов и добавляется при необходимости по согласованию с потребителем. Нормы на содержание антистатической присадки установлены ГОСТ 55493 для марки Avgas 100LL. Единственной допущенной антистатической присадкой, образец которой представлен в предлагаемом изобретении, является Stadis 450, ее максимально-допустимая концентрация составляет 3 мг/дм3.An antistatic additive is not mandatory for aviation gasolines and is added if necessary in agreement with the consumer. The standards for the content of antistatic additives are established by GOST 55493 for the Avgas 100LL brand. The only approved antistatic additive, a sample of which is presented in the present invention, is Stadis 450, its maximum allowable concentration is 3 mg/dm 3 .
В табл. 1 представлены основные характеристики компонентов, использованных для приготовления образцов неэтилированного авиационного бензина.In table. 1 shows the main characteristics of the components used to prepare samples of unleaded aviation gasoline.
В качестве примеров предлагаемого изобретения было приготовлено 4 образца неэтилированного авиационного бензина. Результаты испытаний приготовленных образцов представлены в табл. 2, в которой также приведены нормы для этилированных авиационных бензинов Б-91/115 и Б-92 по ГОСТ 1012 и Avgas 100LL по ГОСТ 55493.As examples of the invention, 4 samples of unleaded aviation gasoline were prepared. The test results of the prepared samples are presented in table. 2, which also contains the standards for leaded aviation gasolines B-91/115 and B-92 in accordance with GOST 1012 and Avgas 100LL in accordance with GOST 55493.
Образцы №1 и №2 содержат ИПС в максимальной заявленной концентрации 5% мас. Повышенная концентрация ИПС сказывается на давлении насыщенных паров, значение которого для образцов №1 и №2 превышает значение для образцов №3 и №4, которые содержат такие же концентрации МТБЭ - наиболее легкого компонента, сильнее всего влияющего на давление насыщенных паров композиций. Поскольку ИПС имеет сравнительно низкое значение удельной низшей теплоты сгорания, образцы №1 и №2 также имеют сниженное ее значение. Samples No. 1 and No. 2 contain IPA in the maximum declared concentration of 5% wt. The increased concentration of IPA affects the saturated vapor pressure, the value of which for samples No. 1 and No. 2 exceeds the value for samples No. 3 and No. 4, which contain the same concentrations of MTBE - the lightest component that most strongly affects the saturated vapor pressure of the compositions. Since ICC has a relatively low value of the specific lower calorific value, samples No. 1 and No. 2 also have a reduced value.
Образцы №1 и №2 содержат м-толуидин в концентрации 2% мас. Поскольку данное соединение является наиболее высококипящим, оно сильно влияет на температуру конца кипения топливной композиции. Уровень качества моторных топлив определяется, в том числе, наиболее низкими значениями температуры конца кипения, поэтому по возможности, необходимо стремиться к наиболее низким концентрациям высококипящих соединений в них. За счет низкого содержания м-толуидина, температура конца кипения представленных образцов не превышает 187°C, что в сравнении с многими прототипами говорит о преимуществе предлагаемого изобретения. Образцы №3 и №4, содержащие на 0,5% меньше м-толуидина показывают еще более низкие значения температуры конца кипения. На снижение температуры конца кипения также влияет кумол, композиции с повышенным содержанием которого (№1 и №3) имеют меньшее ее значение. Samples No. 1 and No. 2 contain m-toluidine at a concentration of 2% wt. Since this compound is the highest boiling point, it greatly influences the end point of the fuel composition. The quality level of motor fuels is determined, among other things, by the lowest values of the end boiling point, therefore, if possible, it is necessary to strive for the lowest concentrations of high-boiling compounds in them. Due to the low content of m-toluidine, the final boiling point of the presented samples does not exceed 187°C, which, in comparison with many prototypes, indicates the advantage of the present invention. Samples #3 and #4 containing 0.5% less m-toluidine show even lower end point values. The decrease in the end point of boiling is also affected by cumene, compositions with a high content of which (No. 1 and No. 3) have a lower value.
Антидетонационные свойства, выраженные ОЧМ находятся на высоком уровне за счет наличия комбинации эффективных антидетонаторов - МЦТМ и м-толуидина. ОЧМ образцов №3 и №4 выше, чем у образцов №1 и №2 за счет большего содержания МЦТМ, не смотря на более низкое содержание м-толуидина.The anti-knock properties expressed by MON are at a high level due to the presence of a combination of effective anti-knock agents - MCTM and m-toluidine. The MON of samples No. 3 and No. 4 is higher than that of samples No. 1 and No. 2 due to the higher content of MCTM, despite the lower content of m-toluidine.
Остальные показатели удовлетворяют нормам, установленным для марок Б-91/115, Б-92 и Avgas 100LL. Присутствие в составе композиций оксигенатов - МТБЭ и изопропанола не увеличивает в значительной степени склонность представленных композиций к обводнению, что выражается удовлетворительными значениями характеристики «взаимодействие с водой» - изменение объема фаз в результате анализа не превысило 0,5 мл. The remaining indicators meet the standards established for the grades B-91/115, B-92 and Avgas 100LL. The presence of oxygenates in the compositions - MTBE and isopropanol does not significantly increase the tendency of the presented compositions to watering, which is expressed by satisfactory values of the "interaction with water" characteristic - the change in the volume of the phases as a result of the analysis did not exceed 0.5 ml.
Присутствие относительно легко окисляющихся соединений - м-толуидина и МЦТМ не снизили стабильность представленных композиций - значения фактических и потенциальных смол менее 2 мг/100 см3, а также периода стабильности более 12 ч показывает отличный уровень химической стабильности.The presence of relatively easily oxidized compounds - m-toluidine and MCTM did not reduce the stability of the presented compositions - the values of actual and potential resins of less than 2 mg/100 cm 3 , as well as a stability period of more than 12 hours, show an excellent level of chemical stability.
Основные характеристики компонентов для приготовления авиационного неэтилированного бензинаTable 1
The main characteristics of the components for the preparation of aviation unleaded gasoline
п/пNo.
p/p
октановое число по моторному методуDetonation resistance:
engine octane number
температура начала перегонки, °С
10% отгоняется при температуре, °С
50% отгоняется при температуре, °С
90 % отгоняется при температуре, °С
температура конца кипения, °С
выход, %
остаток, %
потери, %Fractional composition:
distillation start temperature, °С
10% is distilled off at a temperature, °С
50% is distilled off at temperature, °С
90% is distilled off at a temperature, °С
end boiling point, °C
exit, %
remainder, %
losses, %
93,0
105,0
117,0
170,0
98,5
1,0
0,540.0
93.0
105.0
117.0
170.0
98.5
1.0
0.5
Компонентный состав образцов предлагаемой композиции авиационного бензина и результаты их испытанийtable 2
Component composition of the samples of the proposed composition of aviation gasoline and the results of their tests
п/пNo.
p/p
п/пNo.
p/p
октановое число по моторному методу, не менее
сортность на богатой смеси, не менееDetonation resistance:
octane number according to the motor method, not less than
grade on a rich mixture, not less than
10091.5
100
11591
115
-99.6
-
-101.8
-
-102.5
-
-103.2
-
-102.9
-
температура начала кипения, °С, не ниже
10% отгоняется при температуре, °С, не выше
40% отгоняется при температуре, °С, не ниже
50% отгоняется при температуре, °С, не выше
90 % отгоняется при температуре, °С, не выше
97,5% отгоняется при температуре, °С, не выше
температура конца кипения, не выше
остаток, %, не более
потери, %, не болееFractional composition:
boiling point, °С, not lower
10% is distilled off at a temperature, °С, not higher
40% is distilled off at a temperature, °C, not lower
50% is distilled off at a temperature, °С, not higher
90% is distilled off at a temperature, °C, not higher
97.5% is distilled off at a temperature, °С, not higher
end boiling point, not higher
balance, %, no more
loss, %, no more
82,0
-
105,0
145,0
180,0
-
1,5
1,540.0
82.0
-
105.0
145.0
180.0
-
1.5
1.5
75
75
103
135
-
170
1,5
1,5specify
75
75
103
135
-
170
1.5
1.5
71,5
85,4
95,0
129,0
160,0
184,0
1,0
1,040.5
71.5
85.4
95.0
129.0
160.0
184.0
1.0
1.0
73,5
86,0
97,0
128,0
153,0
187,0
1,0
1,041.0
73.5
86.0
97.0
128.0
153.0
187.0
1.0
1.0
75,0
90,0
95,5
130,0
161,0
180,0
1,0
1,040.0
75.0
90.0
95.5
130.0
161.0
180.0
1.0
1.0
71,0
92,0
97,0
128,0
154,5
182,0
1,0
1,040.5
71.0
92.0
97.0
128.0
154.5
182.0
1.0
1.0
потенциальные смолы, мг/100 см3, не болееOxidation resistance (5 h):
potential resins, mg/100 cm 3 , no more
- без антистатической присадки
- с 3 мг/кг антистатической присадки Stadis 450Electrical conductivity, pS/m:
- without antistatic additive
- with 3 mg/kg antistatic agent Stadis 450
50-600-
50-600
56190
561
528113
528
550104
550
544130
544
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2023/050249 WO2024091145A1 (en) | 2022-10-27 | 2023-10-26 | Unleaded aviation gasoline fuel composition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2786223C1 true RU2786223C1 (en) | 2022-12-19 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994004636A1 (en) * | 1992-08-24 | 1994-03-03 | Orr William C | Unleaded mmt fuel composition |
RU2569311C1 (en) * | 2015-02-27 | 2015-11-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (ОАО "ВНИИ НП") | Fuel composition of unleaded aviation petrol |
RU2581464C1 (en) * | 2015-03-20 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "ИВХИМПРОМ" (ОАО "ИВХИМПРОМ") | Composition of motor petrol |
RU2671218C2 (en) * | 2013-10-31 | 2018-10-30 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | High-octane unleaded aviation gasoline |
RU2671220C2 (en) * | 2013-10-31 | 2018-10-30 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | High-octane unleaded aviation gasoline |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994004636A1 (en) * | 1992-08-24 | 1994-03-03 | Orr William C | Unleaded mmt fuel composition |
RU2671218C2 (en) * | 2013-10-31 | 2018-10-30 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | High-octane unleaded aviation gasoline |
RU2671220C2 (en) * | 2013-10-31 | 2018-10-30 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | High-octane unleaded aviation gasoline |
RU2569311C1 (en) * | 2015-02-27 | 2015-11-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (ОАО "ВНИИ НП") | Fuel composition of unleaded aviation petrol |
RU2581464C1 (en) * | 2015-03-20 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "ИВХИМПРОМ" (ОАО "ИВХИМПРОМ") | Composition of motor petrol |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20080244963A1 (en) | Lead-Free Aviation Fuel | |
EP0609089B1 (en) | Unleaded aviation gasoline | |
US10683462B2 (en) | Aviation gasoline composition, its preparation and use | |
US2734808A (en) | P-phenylenediamine gasoline stabilizers | |
US11407951B2 (en) | Aviation gasolines containing mesitylene and isopentane | |
US20160194571A1 (en) | Tritylated alkyl aryl ethers | |
CN113736526A (en) | Alkane composition, No. 100 unleaded aviation gasoline composition containing alkane composition and production method thereof | |
CN113736525B (en) | No. 91 leadless aviation gasoline and production method thereof | |
RU2400529C1 (en) | Multi-functional additive to automobile petroleum, and fuel composition which contains it | |
RU2786223C1 (en) | Fuel composition of aviation unleaded gasoline | |
RU2600112C1 (en) | Fuel composition of unleaded aviation petrol | |
SA519402550B1 (en) | Alcohol and ether fuel additives for lead-free gasoline | |
JP5285221B2 (en) | Unleaded gasoline composition | |
CN113736527B (en) | No. 94 lead-free aviation gasoline and production method thereof | |
US2275175A (en) | Motor fuel | |
WO2024091145A1 (en) | Unleaded aviation gasoline fuel composition | |
CN115074161A (en) | Aviation gasoline composition, aviation gasoline and preparation method thereof | |
RU2569311C1 (en) | Fuel composition of unleaded aviation petrol | |
RU2802183C1 (en) | Fuel composition of aviation unleaded gasoline | |
JP5285222B2 (en) | Unleaded gasoline composition | |
RU2556692C1 (en) | Method of producing aviation fuel b95/130 | |
US3085002A (en) | Motor fuel compositions | |
CN113845944B (en) | No. 100 ultralow-lead aviation gasoline and production method thereof | |
RU2613087C1 (en) | Method for producing unleaded aviation gasoline b-92/115 | |
RU2614764C1 (en) | Process for unleaded aviation gasoline preparation |