Добавка к автомобильным бензинам

Применение изобутилового масла, являющегося отходом производства метанола, в качестве добавки к автомобильным бензинам.

Изобретение относится к химическому производству моторных топлив.
Известно применение смеси спиртов, состоящей из трет-бутилового, изопропилового и метилового спиртов в качестве добавки к автомобильным бензинам.
Однако известная добавка требует специального процесса ее получения, что усложняет и удорожает производство бензина.
Целью изобретения является уменьшение стоимости бензина, а также повышение его детонационной стойкости в отсутствие в составе бензина тетраэтилсвинца (ТЭС).
Поставленная цель достигается применением в качестве добавки к бензину изобутилового масла, являющегося отходом производства метанола.
В настоящее время изобутиловое масло, являющееся отходом производства метанола, промышленного применения не находит.
Применяемое в качестве добавки к бензинам изобутиловое масло представляет собою смесь спиртов с преобладающим содержанием спиртов с разноветвленной структурой, благодаря чему они обладают высокой детонационной стойкостью и теплотой сгорания, близкой к теплоте сгорания углеводородов, содержащихся в бензинах. Присутствие в изобутиловом масле значительного количества изобутилового спирта (пример 50%) способствует хорошей растворимости в бензине всех компонентов, содержащихся в изобутиловом масле, в том числе метанола и воды в небольших концентрациях.
Экспериментально установлено, что добавление в бензины изобутилового масла существенно повышает октановое число смеси и позволяет отказаться от использования тетраэтилсвинца при производстве некоторых бензинов. При этом теплота сгорания, а следовательно, и расход смеси по сравнению с чистым бензином остаются практически неизменными.
Так как изобутиловое масло является отходом химической промышленности (производства метанола), то добавление его в бензин снижает стоимость бензина и позволяет решить проблему утилизации отходов химического производства метанола, которые в настоящее время сжигаются.
Применение изобутилового масла в качестве добавок к бензинам стало возможным благодаря исследованию свойств изобутилового масла.
Анализируя эффективность добавок изобутилового масла к бензинам в зависимости от исходного октанового числа, учитывая результаты предварительных испытаний на двигателе, а также учитывая количественный выход изобутилового масла на заводах страны, наиболее целесообразным представляется добавление 10-20% чистого изобутилового масла, имеющего примерно следующий состав,
Вода 11,2
Метанол 4,0
Изобутанол 51,2
Пропанол 12,6
Бутанол 3,7
Х-компонент (С-5) 11,4
Изопентанол 3,9
Прочие (после изопентанола) 2,0
к неэтилированному базовому бензину, имеющему октановое число порядка 65-70 по моторному методу. При этом процентное содержание изобутилового масла в смеси окончательно должно определяться из расчета, чтобы смесь имела октановое число, соответствующее по ГОСТ 2084-57 товарному бензину А-76.
Предварительные испытания смеси неэтилированного бензина А-72 с изобутиловым маслом (15%) на стационарной силовой установке с двигателем ЗИЛ-130 показывают, что эксплуатационные параметры работы двигателя по сравнению с его работой на этилированном бензина А-76 не изменяются, двигатель работает несколько мягче. Преимуществом предложенной добавки является то, что она в отличие от ТЭС полностью сгорает в двигателе и не дает в отработавших газах (ОГ) токсичных компонентов, в то время как ТЭС участвует только в промежуточных звеньях цепной реакции при сгорании и почти полностью выбрасывается в атмосферу, образуя стойкие токсичные соединения свинца. Уменьшение токсичности ОГ происходит также за счет более полного сгорания.
Влияние предложенной добавки на октановое число по моторному методу (ОЧМ) показано в табл.1.
Из таблицы видно, что наибольший эффект повышения ОЧМ добавка дает, если в качестве основы берут неэтилированный низкооктановый (что экономически особенно выгодно) бензин. При этом, если добавка ИБМ составляет 45% от общего объема смеси, то ОЧМ повышается на 25 пунктов или на 45% от исходного ОЧМ основного бензина. Наиболее рекомендуемая (экономически целесообразная), доля добавки 10-20% При этом для низкооктанового неэтилированного бензина повышение ОЧМ составит 5-11 пунктов или 8-18% от исходного ОЧМ основного бензина.
Следует заметить, что эффективность добавки выше в случае, если в качестве основы берут неэтилированный бензин. Наличие ТЭС в основном бензине снижает эффективность предложенной добавки.
Варьирование количественного соотношения добавки и основного бензина позволяет получить стандартные значения ОЧМ смеси. Так, если основной неэтилированный бензин имеет ОЧМ-62, то добавление в него 18% ИБМ дает ОЧМ смеси, равное 72, как стандартный бензин А-72. Добавление 25% ИБМ дает ОЧМ смеси, равное 76, что соответствует стандартному этилированному бензину А-76.
Приведенные данные позволяют сделать вывод, что предложенное изобутиловое масло в качестве антидетонационной добавки в бензин удовлетворяет основной цели предложить вместо ТЭС экономически выгодную (недорогую и недефицитную) и не дающую токсичных компонентов в ОГ добавку в бензин, сохраняющую антидетонационные и эксплуатационные качества стандартного товарного бензина.
Применение изобутилового масла, являющегося отходом производства метанола, в качестве добавки к автомобильным бензинам.