Результат интеллектуальной деятельности: КОМПОЗИЦИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО БЕНЗИНА

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.

Одним из основных нормативных документов, регламентирующих качество применяемых автомобильных бензинов для спортивных и гоночных автомобилей является Технический регламент Международной автомобильной федерации (FIA). В соответствии со Статьей 252 «Общие предписания для серийных автомобилей (Группа N), автомобилей туризма (Группа В), п. 9, Топливо», указано, что топливо должно соответствовать следующим техническим требованиям: 102,0 RON (октановое число по исследовательскому методу 102,0 единиц) и 90,0 MON (октановое число по моторному методу 90,0 единиц) максимум, 95,0 RON (октановое число по исследовательскому методу 95,0 единиц) и 85,0 MON (октановое число по моторному методу 85 единиц) минимум для неэтилированного бензина.

Технический регламент Международной ассоциации мотоспорта (FIM) имеет дополнительные требования в соответствии с пунктом 63.01.2 по сравнению с Техническим регламентом FIA.

Неэтилированный бензин будет соответствовать требованиям FIM, если

b) «общая концентрация нафтенов, олефинов и ароматических соединений, классифицированных количеством углерода, не должна превышать значений», приведенных ниже:

Кроме этого п. 63.01.2, b) предусматривает, что «Общая концентрация бициклических нафтенов и бициклических олефинов не может быть выше чем 1% (m/m)».

Поэтому все спортивные соревнования, проводимые под эгидой FIA и FIM, проводятся с применением автомобильных бензинов, соответствующих данным требованиям.

Известен ряд композиций автомобильного бензина для спортивных и гоночных машин, как то:

- Экто - Sport (Стандарт ОАО «Лукойл», СТО: 004 4434-000-2005), который имеет октановое число по моторному методу 88 и октановое число по исследовательскому методу 98. По остальным показателям данное топливо полностью соответствует ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН-228-2004) (Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия).

- Бензин для гоночных автомобилей «Спортивное топливо», СТ-100 (ТУ 0251-009-74148923-2007 с изм. 1 ОАО «Пушкинский завод». Имеет октановое число по моторному методу 88 и октановое число по исследовательскому методу 100. Топливо не соответствует ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН-228-2004) по объему испарившегося бензина при температуре 100°C - 34,7% об. (паспорт качества от 05.09.2014 г., норматив по ТУ 30-70% об.) при требованиях ГОСТ не менее 46% об. Имеет ограниченное распространение, так как не соответствует требованиям ГОСТ для вида III по содержанию серы 50 ррм при норме не более 10 ррм и метиланилина - не более 1% масс. при норме отсутствия.

Наиболее близким к заявляемому является топливо для гоночных автомобилей, которое содержит, % масс: 1-35 изооктана, 0,05-0,5 масла моторного для двухтактных двигателей, 10-30 высокооктанового оксигената, 10-45 ароматических углеводородов, до 25 изомеризата, до 10 алкилата и до 100% масс. бензина каталитического риформинга. В качестве ароматических углеводородов топливо предпочтительно содержит фракцию ароматических углеводородов С₇-С₉, в качестве высокооктанового оксигената - диалкиловый эфир С₅-С₆ или его смесь с алифатическими спиртами С₁-С₅ (пат. РФ №2337128, 2008).

Образцы 1-3 по данному патенту имеют октановое число по исследовательскому методу 100,3-102,0, а по моторному методу 88,7-89,0 и соответствуют по фракционному составу ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН-228-2004). Однако данный автомобильный бензин не соответствует указанному ГОСТ, вид III по следующим показателям:

- содержанию ароматических углеводородов 40-42% об. при требовании не более 35% об.

- по содержанию кислорода - 3,4-3,7% масс. при норме не более 2,7% масс.

Задачей настоящего изобретения является разработка композиции автомобильного бензина для современных гоночных, спортивных автомобилей, скутеров, мотоциклов, картов, а также форсированных внедорожников, обладающей высокими антидетонационными свойствами и одновременно полностью соответствующей как Техническим регламентам FIA и FIM, так и ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-2004), в том числе вид III.

Поставленная задача осуществляется разработкой композиций автомобильного бензина, включающей изомеризат, ароматические углеводороды, метил-трет-бутиловый эфир, алкилбензин, бензиновую фракцию, которая отличается тем, что в качестве изомеризата используют концентрат изопарафиновых углеводородов С₅-С₆ установки изомеризации легких бензиновых фракций с рециклом нормального гексана или изомеризата с полным рециклом нормального пентана и нормального гексана, в качестве ароматических углеводородов используют толуол, в качестве бензиновой фракции используют бензин, полученный каталитическим крекингом глубоко гидроочищенного вакуумного дистиллата и дополнительно содержит изобутан и антиокислительную присадку Агидол при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Композиция автомобильного бензина в отдельных случаях дополнительно может содержать масло моторное для двухтактных двигателей, красители и присадки (моющие, антистатические и другие).

При разработке данной композиции особое внимание уделялось применению в ней бензина каталитического крекинга. По стандартной схеме бензин каталитического крекинга получали каталитическим крекингом вакуумных дистиллатов, прошедших гидроочистку с применением катализаторов гидроочистки под давлением в системе около 50 кг/см² (при парциальном давлении водорода около 40 кг/см²). При этом октановые числа бензина составляли обычно 92 пункта по исследовательскому методу и 82 пункта по моторному методу, содержание серы 60-100 ppm, а ароматических углеводородов 30-35% об.

Ужесточение требований к автомобильным бензинам создало процессы гидродоочистки бензина каталитического крекинга, при этом содержание серы снизилось до 5-15 ppm, содержание ароматических углеводородов осталось прежним, однако это привело к снижению октанового числа на 1,0-1,4 пункта. Поэтому рассмотрение данного бензина при производстве бензинов с октановым числом более 98 по исследовательскому методу не представляло интереса.

Однако в последнее время появились установки каталитического крекинга, перерабатывающие глубоко гидроочищенные вакуумные дистиллаты при давлении в системе гидроочистки не менее 75 кг/см² (парциальное давление водорода не менее 70 кг/см²), что позволило получать бензины каталитического крекинга с содержанием серы до 10 ppm, и значительно более низким содержанием ароматических углеводородов - 25-27% об., вместо 30-33% об. у обычных бензинов каталитического крекинга.

Аналогичные результаты получаются и при каталитическом крекинге остатков гидрокрекинга вакуумных дистиллатов.

В опытах использовался бензин каталитического крекинга глубоко гидроочищенного вакуумного дистиллата нефти сорта «Юролс» с показателями качества, представленными в табл. 1.1.

В таблице 1.2 представлены показатели качества концентрата изопарафиновых углеводородов C₅-С₆ установки изомеризации легких бензиновых фракций с рециклом нормального гексана или изомеризата с полным рециклом нормального пентана и нормального гексана, и алкилбензина.

Состав приготовленных образцов бензина представлен в примерах 1-10 таблицы 2.

Предлагаемую композицию автомобильного бензина готовят путем смешения компонентов в указанных выше соотношениях при комнатной температуре в емкости с перемешивающим устройством.

В таблице 3 представлена характеристика полученных образцов бензина (1-12).

Все полученные образцы автомобильного бензина полностью соответствуют ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-2004), вид III, а также Техническому регламенту FIA и имеют октановые числа по исследовательскому методу от 101,0 до 101,5, и октановые числа по моторному методу от 89,0 до 89,9.

Учитывая, что Технический регламент Международной ассоциации мотоспорта (FIM) имеет дополнительные требования в соответствии с пунктом 63.01.2 по сравнению с Техническим регламентом FIA, неэтилированный бензин будет соответствовать требованиям FIM, если b) «общая концентрация нафтенов, олефинов и ароматических соединений, классифицированных количеством углерода, не должна превышать значений», приведенных ниже:

Авторами были проведены дополнительные исследования полученной композиции бензина, содержащей максимальное количество бензина каталитического крекинга (пример №12 - 25% мас.).

При этом были получены следующие результаты:

Как видно из представленных данных, результаты дополнительных исследований соответствуют требованиям FIM.

Кроме этого п. 63.01.2, b) предусматривает, что «Общая концентрация бициклических нафтенов и бициклических олефинов не может быть выше чем 1% (m/m)».

Анализ, выполненный методом газовой хроматографии, показал, что суммарное содержание данных углеводородов составляет 0,06% масс., что также соответствует требованиям FIM.

Таким образом, разработана композиция автомобильного бензина для современных гоночных, спортивных автомобилей, скутеров, мотоциклов, картов, а также форсированных внедорожников, которая обладает высокими антидетонационными свойствами и полностью соответствует Техническим регламентам FIA и FIM, а также ГОСТ Р 51866-2002 (ЕН 228-2004) на автомобильные бензины.