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.

Двигатель данных машин работает в различных режимах работы (торможение, последующий резкий набор скорости, езда на высокой скорости), по большей части в форсированном режиме (в том числе для внедорожников езда по бездорожью), поэтому к топливу, используемому в данных машинах, предъявляются повышенные требования по детонационной стойкости. Разнообразие режимов работы требует высоких октановых чисел не только по исследовательскому, но и по моторному методу.

Известно топливо для гоночных автомобилей марки MS 100. Топливо имеет октановое число по исследовательскому методу 104 пункта и 96 пунктов по моторному методу. Известно топливо для гоночных автомобилей марки Motosport 109. Топливо имеет октановое число по исследовательскому методу 109 пунктов и 101 пункт по моторному методу, однако состав указанных топлив считается коммерческой тайной и нигде не публикуется.

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 (EH 228-2004) по содержанию кислорода и кроме того в составе рецептуры присутствует запрещенный в применении N-метиланилин.

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 (EH 228-2004), однако не может быть реализована на производственной схеме ООО ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез», ввиду отсутствия п-ксилола и изооктена в обращении.

Наиболее близким к заявляемому решению является композиция автомобильного бензина включающая в качестве изомеризата 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 - бензин, полученный каталитическим крекингом глубоко гидроочищенного вакуумного дистиллята и дополнительно содержит изобутан и антиокислительную присадку Агидол. Данная композиция описана в патенте РФ №2573403.

Однако известная композиция автомобильного бензина не может быть получена на производственной схеме ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез», так как на предприятии отсутствует избыток свободной бутановой/изобутановой фракции, ввиду полной ее вовлеченности в процесс фтористо-водородного алкилирования.

Задача предлагаемого решения - разработка композиции автомобильного бензина для современных гоночных, спортивных автомобилей, скутеров, мотоциклов, картов и форсированных внедорожников, обладающего высокими октановыми характеристиками, как по исследовательскому, так и по моторному методам, соответствующей требованиям ГОСТ Р 51866-2002 (EH 228-2004), применительно к схеме производства ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез».

Поставленная задача решается предлагаемой композицией автомобильного бензина, включающей толуол, метил-трет-бутиловый эфир, алкилат, бензиновую фракцию, полученную каталитическим крекингом, антиокислительную присадку Агидол, в соответствии с предлагаемым решением, композиция дополнительно содержит бензин каталитического риформинга, а бензиновая фракция каталитического крекинга представлена фракцией легкого бензина при следующем соотношении компонентов, % масс:

При разработке композиции спортивного бензина особое внимание уделялось подбору компонентов бензина с целью получения продукта с октановым числом по исследовательскому методу не менее 101,5 пункта. На ООО "ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез" катализат с установки каталитического риформинга ЛФ-35/21-1000 является одним из основных высокооктановых бензиновых компонентов. Компонент имеет высокие октановые характеристики - от 100 и более по исследовательскому методу и от 89,0 пунктов по моторному методам.

Вовлечение толуола в состав композиции спортивного бензина позволяет повысить октановые характеристики получаемого топлива и сэкономить ценный ресурс катализата для производства других видов автомобильных топлив. Однако, как катализат с ЛФ-35/21-1000, так и толуол характеризуются высоким содержанием ароматических углеводородов - более 65% об. и 100% об. соответственно, что приводит к необходимости вовлечения в состав композиции компонентов с низким содержанием ароматики. Таким компонентом является алкилат с установки фтористоводородного алкилирования. Алкилат не содержит серу, бензол, ароматику и имеет высокие октановые характеристики - не менее 96,5 по исследовательскому методу и не менее 93,0 по моторному.

Для придания спортивному бензину необходимых свойств по выкипаемости - не мене 26% об. при 70°С и не менее 46% об. при 100°С в состав композиции вовлекают легкий бензин с установки каталитического крекинга.

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 риформирования осуществляют на платиновом катализаторе при стандартных условиях, получают катализат, являющийся компонентом предлагаемой композиции и обладающий качественными характеристиками, указанными в таблице 1.

Широкую фракцию вакуумного газойля 340-570°С «отправляют» на установку каталитического крекинга, полученные фракции алкилата и легкого бензина, являются компонентами предлагаемой композиции, их качественные характеристики представлены соответственно в таблицах 2 и 3.

Для повышения индукционного периода в композицию добавляют антиокислительную присадку Агидол в количестве 0,01% масс.

Вовлечение катализата в состав композиции в дозировке ниже 10% масс. нежелательно, так как при этом происходит снижение октанового числа. Верхняя граница в 48,0% маc. об обусловлена ростом ароматических углеводородов выше нормируемого значения в 35% об. соответственно.

Вовлечение толуола в состав композиции позволяет значительно повысить октановое число получаемого бензина и при этом снизить долю вовлечения ценного компонента смешения бензинов - катализата, используемого при приготовлении других видов автобензинов. Присутствие толуола от 5,5 до 28 масс % позволяет получать продукт с октановым числом от 101,5 пункта до 103,9 пунктов включительно.

Снижение содержания алкилата в композиции ниже 10% масс. ведет к увеличению содержания олефиновых и ароматических углеводородов выше нормируемых значений в 18% об. и 35% об. соответственно.

Увеличение доли легкого бензина свыше 26% масс. приводит к повышению содержания олефиновых углеводородов свыше 18% об.; снижение содержания легкого бензина ниже 17% масс., приводит к уменьшению показателей выкипаемости при 70°С и 100°С.

Для улучшения антидетонационных свойств, в композицию вводятся метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) в количестве от 6 до 14,5% масс. Доля вовлечение МТБЭ ограничена верхним пределом в 15% об. - требование ГОСТ Р 51866-2002 (EH 228-2004), вовлечение МТБЭ в дозировке ниже 6% масс. нецелесообразно, так как это приводит к снижению выкипаемости при 100°С ниже нормы.

Предлагаемое спортивное топливо готовят путем смешения компонентов в потоке, в указанных выше соотношениях, в трубопроводе, с последующим заполнением товарного резервуара. В таблице 4 представлены примеры образцов предлагаемой композиции при различных соотношениях компонентов. В таблице 5 приводятся их качественные характеристики. Все образцы предлагаемой композиции соответствуют ГОСТ Р 51866-2002 (EH 228-2004).

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 101,5 (образец 12) до 103,9 (образец 8).