RU2137814C1 - Internal combustion engine fuel composition - Google Patents

Abstract

FIELD: gasoline production. SUBSTANCE: composition based on mixture of gasoline fractions boiling away N-methylaniline within a range of 20 to 240 C and consisting of straight-run gasoline, thermal cracking and/or coking gasoline, and catalytic reforming gasoline to which N- methylaniline and oxygenates are added is distinguished by that the latter are methyl-tert-butyl ether or its mixture with tert-butyl alcohol (up to 30% in this mixture) and that composition additionally contains methanol and hydrogenated C₆-C₈-pyrolysis fraction at following weight percentage of components: methyl-tert-butyl ether or its mixture with tert-butyl alcohol straight-run gasoline 5-35, thermal cracking and/or coking gasoline 5-30, hydrogenated C₆-C₈-pyrolysis fraction up to 20, N- methylaniline 0.3-1.5, methanol 0.1-2.0, methyl-tert-butyl ether or its mixture with tert-butyl alcohol 3-15, catalytic reforming gasoline - the balance. EFFECT: enlarged choice of commercial lead-free gasolines containing no ash components. 3 tbl

Description

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, конкретно к составу топливной композиции, предназначенной для использования в автомобильных двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием. The invention relates to oil refining and petrochemicals, specifically to the composition of the fuel composition intended for use in automotive internal combustion engines with spark ignition.

Наиболее перспективным в настоящее время является использование топливных композиций, содержащих в своем составе комплексные антидетонационные добавки. The most promising at the present time is the use of fuel compositions containing complex antiknock additives.

Известна, например, топливная композиция на основе бензиновых фракций, содержащая в качестве октаноповышающих добавок метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) 0.6 - 12% об., N-монометиланилин 0,1 - 2,1% об., метанол 0,8 - 36% об. , смесь спиртов C₂-C₁₂ 0,3 - 8,2% об. и 0,001 - 0,2% об. металлоорганических соединений (Патент ПНР N 108076, кл. C 10 L 1/10, 1980). Недостатком этой композиции является высокая токсичность и гигроскопичность вследствие высокой концентрации метанола и содержание большого количества металлоорганических компонентов, снижающих работоспособность свечей зажигания и каталитических дожигателей отработавших газов.A fuel composition based on gasoline fractions is known, for example, containing methyl tert-butyl ether (MTBE) 0.6-12% vol., N-monomethylaniline 0.1-2.1% vol., Methanol 0.8 - 36% vol. a mixture of alcohols C ₂ -C ₁₂ 0.3 - 8.2% vol. and 0.001 - 0.2% vol. organometallic compounds (Patent NDP N 108076, class C 10 L 1/10, 1980). The disadvantage of this composition is its high toxicity and hygroscopicity due to the high concentration of methanol and the content of a large number of organometallic components that reduce the performance of spark plugs and catalytic exhaust gas afterburners.

Известна топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания (Патент РФ N 2114900, кл. C 10 L 1/18, 1/22, 1997) на основе бензина прямой перегонки до 50% мас., бензина термического крекинга и/или коксования 5 - 30% мас. , N-монометиланилина 0,2 -2,0% мас., циклопентадиенилтрикарбонилмарганца или его алкил-производного в количестве 10 - 100 мг/л (в расчете на марганец) и бензина каталитического риформинга до 100% мас. Эта композиция содержит большое количество дефицитного и дорогостоящего металлоорганического производного, повышающего стоимость бензина и снижающего его эксплуатационные свойства. Known fuel composition for internal combustion engines (RF Patent N 2114900, class C 10 L 1/18, 1/22, 1997) based on gasoline direct distillation up to 50 wt.%, Gasoline thermal cracking and / or coking 5 - 30% wt. , N-monomethylaniline 0.2 -2.0% wt., Cyclopentadienyltricarbonyl manganese or its alkyl derivative in an amount of 10 - 100 mg / l (calculated on manganese) and catalytic reforming gasoline up to 100% wt. This composition contains a large amount of scarce and expensive organometallic derivative, which increases the cost of gasoline and reduces its operational properties.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является топливная композиция на основе бензина прямой перегонки НК-180^oC 35% мас., добавки, представляющей собой продукт этерификации метилового спирта бутиленами, содержащей 50 - 85% МТБЭ и 15-50% третичного бутилового спирта (ТБС) 3-15% мас., бензина коксования и бензина термического крекинга в соотношении 1:1 в количестве 2 - 20% мас. , фракции парафиновых углеводородов, выкипающей в интервале НК-160^oC 15-25% мас. , N-монометиланилина 0,3 - 3,0% мас., толуола до 20% мас. и бензина каталитического риформинга - остальное (Патент РФ N 2077550, кл. C 10 L 1/18, 1995, прототип). Эта композиция имеет в своем составе большое количество N-монометиланилина и оксигенатов и, следовательно, обладает высокой склонностью к образованию отложений в системе подачи топлива и кристаллов льда при низких температурах из-за высокой гигроскопичности. Кроме того, она содержит большое количество дорогостоящего толуола, что приводит к повышению цены бензина.Closest to the proposed invention is a fuel composition based on gasoline direct distillation NK-180 ^o C 35% wt., Additives representing the product of the esterification of methyl alcohol with butylenes containing 50 - 85% MTBE and 15-50% tertiary butyl alcohol (TBS) 3-15% wt., Coking gasoline and thermal cracking gasoline in a ratio of 1: 1 in an amount of 2 - 20% wt. , fractions of paraffin hydrocarbons, boiling in the range of NK-160 ^o C 15-25% wt. , N-monomethylaniline 0.3 - 3.0% wt., Toluene up to 20% wt. and gasoline catalytic reforming - the rest (RF Patent N 2077550, CL C 10 L 1/18, 1995, prototype). This composition contains a large amount of N-monomethylaniline and oxygenates and, therefore, has a high tendency to form deposits in the fuel supply system and ice crystals at low temperatures due to high hygroscopicity. In addition, it contains a large amount of expensive toluene, which leads to an increase in the price of gasoline.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и расширение ассортимента выпускаемых беззольных неэтилированных автомобильных бензинов. The aim of the invention is to remedy these disadvantages and expand the range of manufactured ashless unleaded motor gasoline.

Поставленная цель достигается тем, что предлагается топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания, содержащая в качестве основы смесь бензиновых фракций, выкипающую в интервале 20 - 240^oC, состоящая из бензина прямой перегонки, бензина термического крекинга и/или коксования и бензина каталитического риформинга с добавлением N-монометиланилина и оксигенатов, содержит в качестве оксигенатов МТБЭ или смеси МТБЭ с ТБС с содержанием ТБС до 30% мас., и дополнительно содержит метанол и фракцию C₆-C₈ пиролиза, гидрированную при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бензин прямой перегонки - 5-35
Бензин термического крекинга и/или коксования - 5-30
Фракция C₆-C₈ пиролиза гидрированная - до 20
N-монометиланилин - 0,3-1,5
Метанол - 0,1-2,0
МТБЭ или смесь МТБЭ с ТБС с содержанием ТБС до 30% мас. - 3 -15
Бензин каталитического риформинга - до 100
Отличие предлагаемого технического решения состоит в дополнительном введении в состав предлагаемого изобретения метанола, фракции C₆-C₈ пиролиза гидрированной и использовании МТБЭ или смеси МТБЭ и ТБС с более высоким содержанием МТБЭ.This goal is achieved by the fact that the proposed fuel composition for internal combustion engines, containing as a basis a mixture of gasoline fractions, boiling in the range of 20 - 240 ^o C, consisting of gasoline direct distillation, gasoline thermal cracking and / or coking and gasoline catalytic reforming with the addition of N-monomethylaniline and oxygenates, contains MTBE as oxygenates or a mixture of MTBE with TBS with a TBS content of up to 30% by weight, and additionally contains methanol and a C ₆ -C ₈ pyrolysis fraction hydrogenated in the following the ratio of components, wt.%:
Direct distillation gasoline - 5-35
Thermal cracking and / or coking gasoline - 5-30
Hydrogenated fraction C ₆ -C ₈ pyrolysis - up to 20
N-monomethylaniline - 0.3-1.5
Methanol - 0.1-2.0
MTBE or a mixture of MTBE with TBS with a TBS content of up to 30% wt. - 3 -15
Catalytic reforming gasoline - up to 100
The difference of the proposed technical solution lies in the additional introduction of methanol into the composition of the proposed invention, hydrogenated C ₆ -C ₈ pyrolysis fraction and the use of MTBE or a mixture of MTBE and TBS with a higher MTBE content.

Введение в предлагаемый состав гидрированной фракции С₆-С₈ пиролиза, содержащей до 60% ароматических углеводородов и выпускаемой по ТУ 5126-034-00208428-98 взамен толуола, используемого в прототипе, проведено с целью снижения его стоимости.Introduction to the proposed composition of the hydrogenated fraction With ₆ -C ₈ pyrolysis containing up to 60% of aromatic hydrocarbons and produced according to TU 5126-034-00208428-98 instead of toluene used in the prototype, was carried out in order to reduce its cost.

В качестве метил-трет- бутилового эфира в предлагаемом составе может быть использован МТБЭ по ТУ 38.103704-90 или его смесь с Фэтеролом по ТУ 2421-009- 04749189-95, представляющем собой смесь МТБЭ и ТБС, с содержанием последнего до 50% мас. Смесь МТБЭ и Фэтерола берется в таком соотношении, чтобы содержание ТБС в ней было не более 30% мас. Эта смесь является синергетической и позволяет повысить антидетонационную эффективность вводимой добавки, снизить содержание ее в топливе и, следовательно, цену бензина. MTBE according to TU 38.103704-90 or its mixture with Feterol according to TU 2421-009-04749189-95, which is a mixture of MTBE and TBS, with the content of the latter up to 50% wt. Can be used as methyl tert-butyl ether in the proposed composition. A mixture of MTBE and Feterol is taken in such a ratio that the content of TBS in it is not more than 30% wt. This mixture is synergistic and allows you to increase the antiknock efficiency of the introduced additives, reduce its content in the fuel and, therefore, the price of gasoline.

Известно, что введение оксигенатов в состав топлива повышает их влагопоглощающую способность и может приводить к их расслоению. Введение метанола в состав предлагаемой добавки в небольших количествах (0,1 - 2,0% мас.) необходимо для повышения низкотемпературных свойств автомобильных топлив, предотвращения их расслоения и кристаллизации льда. It is known that the introduction of oxygenates in the fuel composition increases their moisture absorption capacity and can lead to their stratification. The introduction of methanol in the composition of the proposed additives in small quantities (0.1 - 2.0% wt.) Is necessary to increase the low-temperature properties of automotive fuels, to prevent their separation and crystallization of ice.

Технология получения предлагаемой топливной композиции состоит в смешении компонентов при повышенной температуре и перемешивании. The technology for producing the proposed fuel composition consists in mixing the components at elevated temperature and mixing.

Предлагаемая топливная композиция может быть использована для получения товарных бензинов, например А-76, АИ-80, АИ-92, АИ-95, примеры образцов составов которых представлены в таблице 1 (образцы 1 - 7). Качество исходных компонентов, использованных для приготовления образцов топливной композиции, приведено в таблице 2. Для приготовления образцов топливной композиции был использован Фэтерол с содержанием трет-бутилового спирта - 50% мас. The proposed fuel composition can be used to produce marketable gasolines, for example, A-76, AI-80, AI-92, AI-95, examples of sample compositions of which are presented in table 1 (samples 1 to 7). The quality of the starting components used for the preparation of the fuel composition samples is shown in Table 2. For the preparation of the fuel composition samples, Pheterol with a content of tert-butyl alcohol of 50% wt.

Результаты испытаний образцов бензинов предлагаемого состава, представленные в таблице 3, показывают что они полностью соответствуют требованиям ТУ на соответствующие бензины. The test results of gasoline samples of the proposed composition, presented in table 3, show that they fully comply with the requirements for technical specifications for the corresponding gasolines.

Снижение содержания оксигенатов в предлагаемой топливной композиции, реализуемое за счет использования синергетической смеси МТБЭ и ТБС, иллюстрируется примерами 1, 2. Использование смеси 50% МТБЭ и 50% ТБС, выходящей за пределы заявляемых соотношений, в образце топлива, аналогичного составу образца 1, приводит к снижению антидетонационной эффективности топливной композиции (образец 8). The reduction in oxygenates in the proposed fuel composition, implemented through the use of a synergistic mixture of MTBE and TBS, is illustrated by examples 1, 2. The use of a mixture of 50% MTBE and 50% TBS, which goes beyond the claimed ratios, in a fuel sample similar to the composition of sample 1, leads to reduce the antiknock efficiency of the fuel composition (sample 8).

Результаты испытаний низкотемпературных свойств образцов предлагаемой топливной композиции показали, что они сохраняют однородность без выделения второй фазы или кристаллов льда при охлаждении до минус 50^oC.The test results of the low-temperature properties of the samples of the proposed fuel composition showed that they maintain uniformity without separation of the second phase or ice crystals when cooled to minus 50 ^o C.

Использование заявляемого технического решения позволяет вырабатывать широкий ассортимент неэтилированных товарных бензинов, не содержащих зольных компонентов. Using the proposed technical solution allows you to produce a wide range of unleaded commercial gasoline that does not contain ash components.

Claims (1)

Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания на основе смеси бензиновых фракций, выкипающих в интервале 20 - 240^oC, состоящая из бензина прямой перегонки, бензина термического крекинга и/или коксования и бензина каталитического риформинга с добавлением N-монометиланилина и оксигенатов, отличающаяся тем, что в качестве оксигенатов содержит метил-трет-бутиловый эфир или его смесь с трет-бутиловым спиртом с содержанием трет-бутилового спирта до 30 мас.% и дополнительно содержит метанол и фракцию C₆ - C₈ пиролиза гидрированную при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бензин прямой перегонки - 5 - 35
Бензин термического крекинга и/или коксования - 5 - 30
Фракция C₆ - C₈ пиролиза гидрированная - До 20
N-Монометиланилин - 0,3 - 1,5
Метанол - 0,1 - 2,0
Метил-трет-бутиловый эфир или его смесь с трет-бутиловым спиртом с содержанием трет-бутилового спирта до 30 мас.% - 3 - 15
Бензин каталитического риформинга - До 100A fuel composition for internal combustion engines based on a mixture of gasoline fractions boiling in the range of 20 - 240 ^° C, consisting of direct distillation gasoline, thermal cracking gasoline and / or coking gasoline and catalytic reforming gasoline with the addition of N-monomethylaniline and oxygenates, characterized in that as oxygenates comprises methyl tert-butyl ether or its mixture with t-butyl alcohol with a content of tert-butyl alcohol to 30% by weight and additionally contains methanol and the fraction c ₆ -. c ₈ pyrolysis with hydrogenated cl blowing ratio, wt.%:
Direct distillation gasoline - 5 - 35
Thermal cracking and / or coking gasoline - 5 - 30
Hydrogenated fraction C ₆ - C ₈ pyrolysis - Up to 20
N-Monomethylaniline - 0.3 - 1.5
Methanol - 0.1 - 2.0
Methyl tert-butyl ether or its mixture with tert-butyl alcohol containing tert-butyl alcohol up to 30 wt.% - 3 - 15
Catalytic Reform Gasoline - Up to 100

Images