Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООКТАНОВОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к производству моторных топлив, а именно к технологии получения высокооктановых автомобильных топлив, и может быть использовано как на технологических линиях по получению автомобильных топлив, так и на отдельных стандартных установках, обеспечивающих простое перемешивание компонентов.

Необходимое сокращение вредных выбросов в атмосферу с отработанными газами автомобильного транспорта ведет к ужесточению экологических требований к моторным топливам. В первую очередь это касается ограничения использования свинецсодержащих присадок. Возможные пути ограничения - замены их менее токсичными октаноповышающими, например кислородсодержащими добавками, разработка октаноповышающих технологий модификации топлив.

Для получения высокооктанового топлива используются различные технологии обработки бензина и добавки к бензинам. В частности, что для получения высокооктанового топлива в состав его вводят многокомпонентные добавки, содержащие спирт.

Одним из существенных недостатков октаноповышающих технологий получения топлив с использованием этилового спирта является его малая фазовая стабильность в присутствии воды, что приводит к нарушению гомогенности фаз при понижении температуры.

Разделение композиции на бензиновый и водноспиртовой слои затрудняет работу двигателей внутреннего сгорания - двигатель, частично замерзает топливо в баках.

Для устранения указанного недостатка используют ряд приемов:

Удаление воды из спиртово-бензиновой смеси, использование различных сорастворителей и стабилизаторов.

Известны технологии получения высокооктановых топлив без использования этилового спирта и свинцовосодержащих добавок. Например, известен способ получения высооктанового бензина путем каталитического риформинга прямогонной бензиновой фракции, фракционирование 30-90 мас.% бензина каталитического риформинга с выделением фракции, выкипающей в интервале 35-150°С, и последующего смешения выделенной фракции с бензином каталитического риформинга и алкилатом 40-70, 10-30, до 100% от массы смеси соответственно (патент СССР №2009167, МКИ C G 59/0, 1992).

Однако этот способ не позволяет получить бензины с октановым числом 95 и выше без добавления этиловой жидкости. Кроме того, новыми ГОСТами на топливо количество ароматических углеводородов, особенно бензола, образующихся в процессе каталитического риформинга, ограничено.

Известен способ получения высокооктанового бензина, включающий каталитический риформинг бензиновой фракции, фракционирование части бензина каталитического риформинга с последующим получением целевого продукта смешением выделенных фракций с алкилатом. Перед осуществлением каталитического риформинга прямогонную бензиновую фракцию НК-160°С предварительно подвергают гидроочистке и фракционированию с получением фракций НК-85°С и НК-85°-КК, затем фракцию НК-85°С подвергают изомеризации с образованием изомеризата, 10-40 мас.% бензина каталитического риформинга подвергают фракционированию с получением фракции, выкипающей в интервале НК-110°-КК, и целевой продукт получают смешением фракции бензина каталитического риформинга НК-110°-КК, бензина каталитического риформинга, алкилата и изомеризата, взятых в определенных соотношениях (патент РФ №2078792, МКИ С10G 63/00, 1997).

Недостатком этого способа так же, как и предыдущего, является повышенное содержание ароматических углеводородов в целевом продукте, в частности бензола, что ухудшает его экологические характеристики.

Известен способ получения высокооктанового бензина, заключающийся в том, что прямогонную бензиновую фракцию НК-160° подвергают гидроочистке и затем фракционированию с получением фракций НК-85° и -85°-КК, фракцию НК-85° подвергают изомеризации с образованием изомеризата, а фракцию 85°-КК подвергают каталитическому риформингу, затем 10-60 мас.% бензина каталитического риформинга фракционируют с получением фракций НК-85°С, 85-140°С, 140-200°С, 200°С^--КК и для получения целевого продукта выделенные фракции смешивают с изомеризатом в определенных соотношениях. Для снижения доли высокоароматизированных компонентов в этом способе предлагается дополнительно вводить определенные количества алкилбензина, и/или прямогонной фракции НК-85°С, и/или бензина каталитического крекинга, и/или до 15% простых эфиров спиртов С₁-С₅ или их смесей с низшими спиртами C₁-С₄. Без добавления этиловой жидкости могут быть получены только бензины А-76 и АИ-80 (патент РФ№2153523, от 27.07.2000, МКИ С10L 1/04, С10G 69/08).

Недостатком этого способа является многостадийность, относительно небольшое повышение октанового числа и относительно невысокое снижение доли ароматических углеводородов, в том числе бензола.

Известен способ получения высокооктанового автомобильного топлива, включающий смешение исходного прямогонного бензина или бензина А-76 с этиловой жидкостью. Причем в качестве этиловой жидкости берут этиловый спирт концентрацией 92-96%, смешение бензина и этилового спирта проводят в соотношении 75-85 об.% и 15-25 об.% или 15-25 об.% и 75-85 об.% соответственно, полученную смесь нагревают до 40-90°С и выдерживают при этой температуре 20-30 минут, затем охлаждают и выдерживают в течение 10-15 минут (патент РФ №2246526, МКИ С10L 1/18, от 05.11.2003).

Недостатком известного изобретения является недостаточно высокая устойчивость спиртово-бензиновой смеси.

Задачей способа является увеличение времени фазовой стабильности и получение высокооктанового топлива.

Поставленная задача решается путем смешения низкооктанового бензина с этиловым спиртом, который смешивают с полиоксиэтиленовым эфиром алкилфенола, затем дополнительно вводят бутиловый спирт, смешанный с бензином, далее полученную смесь диспергируют. Полученную смесь диспергируют в течение 5-20 мин. Полученную смесь можно диспергировать с помощью ультразвука. Смешение бензина с бутиловым спиртом и смешение этилового спирта с полиоксиэтиленовым эфиром алкилфенола проводят в соотношении 70-80 об.% и 20-30 об.% соответственно.

Предлагаемый способ получения высокооктанового топлива характеризуется параметрами бензино-спиртовых смесей, приведенными в таблице.

Способ получения высокооктанового топлива осуществлялся следующим образом.

Этиловый спирт концентрацией 92-96% смешивался с полиоксиэтиленовым эфиром алкилфенола. Смешения композиции бензина с бутиловым спиртом и этилового спирта с полиоксиэтиленовым эфиром алкилфенола проводят в соотношении 70-80 об.% и 20-30 об.% соответственно. Полученную смесь диспергируют с помощью ультразвукового генератора в течение 5-20 минут для повышения устойчивости фазового расслоения смеси. Время фазовой стабильности смеси составляет более 6 месяцев.

Пример 1 - с низкооктановым бензином А-76.

При смешении первой композиции - бензина А-76 с бутиловым спиртом и второй композиции - этилового спирта и полиоксиэтиленового эфира алкилфенола,

причем композиции, первую и вторую, в дальнейшем смешивали в следующих пропорциях:

первая композиция составляет 70 об./%,

вторая композиция - 30 об./%, при этом были получены следующие характеристики:

- октановое число по моторному методу - 87,6;

- октановое число по исследовательскому методу - 96,5;

- фракционный состав: температура начала перегонки композиции 47°С;

10% бензина перегоняется при температуре - 58°С;

50% бензина перегоняется при температуре - 75°С;

90% бензина перегоняется при температуре - 154°С;

конец кипения композиции - 197°С;

остаток в колбе - 1%;

остаток и потери - 1%;

содержание механических примесей и воды - отсутствует.

Пример 2 - получение композиции при участии бензина Аи-92.

При смешении первой композиции - бензина Аи-92 с бутиловым спиртом и второй композиции - этилового спирта и ПАВ, причем первая композиция составляет 70 об./%, а вторая композиция - 30 об./%, были получены следующие характеристики:

- октановое число по исследовательскому методу - 100,5;

- фракционный состав:

- 10% бензина перегоняется при температуре 57°С;

50% бензина перегоняется при температуре - 76°С;

90% бензина перегоняется при температуре - 163°С;

конец кипения композиции - 211°С;

остаток в колбе - 1,3%;

остаток и потери - 2,0%;

содержание механических примесей и воды - отсутствует.

В результате был разработан способ получения топлива с более высокими октановыми числами и низким содержанием ароматических углеводородов, а также снижение СО и окислов азота в отработанных газах. А также значительно увеличилось время фазовой стабильности и гомогенности спиртово-бензиновой смеси. К несомненным преимуществам спиртосодержащих бензинов относится и возможность увеличения степени сжатия (до ε=12-14), а следовательно, и кпд двигателя.

Полученные смеси исследовались общеизвестными способами в соответствии с ГОСТ 8226-82, ГОСТ 2177-99, ГОСТ 511-82, ГОСТ 2084-77.

Представленные результаты показывают, что для получения топлива с высокими октановыми числами разработан способ, который может быть использован в условиях больших производств, а также на автозаправочных станциях, производящих спирт заводах и т.д. Кроме получения бензинов с высокими октановыми числами с помощью предлагаемого способа увеличивается время фазовой стабильности расслоения смеси, что позволяет увеличить время хранения и сохранения гомогенности фаз.