ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИЕ ДОБАВКИ (ОКСИГЕНАТЫ) из "Справочник Применение присадок в топливах для автомобилей" Назначение. Оксигенаты - общее название низших спиртов и простых эфиров, применяемых в качестве высокооктановых компонентов моторных топлив, принятое в химмотологической литературе. Их вырабатывают из альтернативного топливам сырья метанола, этанола, фракций бутиленов и амиленов, получаемых из угля, газа, растительных продуктов и тяжелых нефтяных остатков. Использование оксигенатов расширяет ресурсы топлив и часто позволяет повысить их качество. Бензины с оксигенатами характеризуются улучшенными моющими свойствами, характеристиками горения, при сгорании образуют меньше оксида углерода и углеводородов. [c.54] Мировое потребление оксигенатов в 1996 г. составило около 21,5 млн т. Предполагается, что в 2000 г оно достигнет 25 млн т [54]. [c.54] Рекомендуемая концентрация оксигенатов в бензинах составляет 3 - 15% (об.) и выбирается с таким расчетом, чтобы содержание кислорода в топливе не превышало 2,7%. Установлено, что такое количество оксигенатов, несмотря на их более низкую по сравнению с бензином из нефти теплотворную способность, не оказывает отрицательного влияния на мощност-ные характеристики двигателей. [c.55] Показатели эффективности. Оксигенаты как компоненты автомобильных бензинов характеризуются прежде всего октановыми числами смешения, давлением насыщенных паров (Рнас) теплотворной способностью. Эти показатели определяются стандартными методами. Однако при определении Р ас бензинов со спиртами следует учитывать хорошую растворимость спиртов в воде. В России используются два метода определения ас в бомбе по Райду (ГОСТ 1756-52) и на приборе Валявского-Бударова (ГОСТ 6668-53). Для исследования топлив с оксигенатами пригоден метод Райда, так как во втором методе бензин контактирует с водой, используемой в качестве напорной жидкости. [c.55] Имеет практическое значение также гигроскопичность оксигенатов, т. е. способность притягивать влагу из воздуха. Она влияет на фазовую стабильность содержащих оксигенаты топливных смесей, что проявляется в виде помутнения топлив при пониженных температурах. [c.55] Ассортимент. На практике используют спирты, простые эфиры, их смеси и спиртсодержащие отходы пищевых и нефтехимических производств. Последнее практикуется на малых предприятиях, выпускающих сравнительно небольшие количества топлива, хотя и не бывает обосновано необходимыми испытаниями. [c.55] Примечание в различных источниках могуг встретиться значения показателей, несколько отличающиеся от приведенных выше. [c.56] Октановые числа смешения спиртов понижаются с увеличением длины углеводородного радикала (рис. 27) [55]. [c.56] Метанол (МеОН) выпускают по ГОСТ 2222-78Е (метанол технический синтетический) в виде двух марок А - как сырье для органического синтеза и поставок на экспорт и Б - для других целей. Показатели качества метанола, нормируемые стандартом, мы не рассматриваем. [c.56] В качестве добавки к бензинам метанол используется нечасто. Этому препятствуют его токсичность, плохая растворимость в углеводородах и высокая гигроскопичность. Как и все спирты, он отрицательно действует на уплотнительные материалы и коррозионно агрессивен по отношению к цветным металлам. Последнее приводит, с одной стороны, к снижению ресурса деталей двигателя, а с другой - к ухудшению качества топлива. В бензин можно вводить около 5% (об.) метанола при этом бензометанольная смесь (БМС) остается гомогенной. [c.56] БМС-5 в принципе может использоваться в двигателях, но его стабильность невысока срок хранения наиболее оптимальных составов, содержащих около 50% ароматических углеводородов, не превыщает 3 мес. При этом должны обеспечиваться условия, исключающие попадание влаги. Если же БМС-5 хранится в контакте с атмосферным воздухом, то расслаивание наблюдается уже через несколько суток [56]. Перед расслаиванием БМС мутнеет. Температура помутнения также зависит от содержания ароматических углеводородов (рис. 28). На рис. 29 представлено предельное содержание воды в бензометанольных смесях при разных температурах в зависимости от содержания метанола в смеси [57]. Надо иметь в виду, что для приготовления БМС-5 следует использовать метанол, практически не содержащий влаги. [c.57] Все сказанное свидетельствует о невозможности использования БМС-5 как топлива для автомобилей. [c.57] Чистый метанол также может использоваться как топливо для двигателей внугреннего сгорания, однако для этого они должны быть специально приспособлены. [c.59] Этанол (ЕЮН) в России выпускается по нескольким нормативно-техническим документам. Технический этанол вырабатывают по ГОСТ 17299-78 (марки А и Б), требования которого мы не рассматриваем. [c.59] В качестве добавки к топливам этанол представляет больший интерес, чем метанол, так как лучше растворяется в углеводородах и менее гигроскопичен. Широко известно применение газохола (смеси бензина с 10-20% этанола) в США и Бразилии, располагающей большими ресурсами спирта, вырабатываемого из сахарного тростника. Вообще этанол представляет интерес в качестве добавки к топливу в странах, богатых растительными ресурсами, например в Украине. В России ВНИИ НП совместно с АвтоВАЗом проведены испытания автобензинов типа АИ-95 с 5-10% этанола. Было установлено, что добавка 5% этанола к бензину не приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик двигателя и не требует предварительной регулировки карбюратора. Одновременно наблюдается существенное снижение выбросов СО и небольшое -углеводородов. Увеличение концентрации этанола в бензине до 10% приводит к обеднению бензовоздушной смеси и ухудшает ездовые характеристики автомобиля практически на всех режимах [61]. Недостатком бензинов с этанолом является сравнительно низкая фазовая стабильность (температура помутнения составляет около минус 30 °С). Тем не менее, бензин типа АИ-95 с 5% этанола был рекомендован рабочей группой научной экспертизы к применению. На основе этих результатов разработана присадка ВОКЭ (ТУ 9291-001-32465440-98), представляющая собой технический этанол с содержанием воды до 5% и сивушных масел до 10%. [c.59] Температура кипения МТБЭ - около 55 °С. В определенной степени это недостаток. Желательные температуры кипения оксигенатов - 70-90 °С, поскольку в этих пределах выкипают фракции товарных бензинов с наименьшим 04. Этим требованиям удовлетворяет МТАЭ (метил-/и/ е/и-амиловый эфир), который к применению в российских бензинах пока не допущен, хотя и испытан с положительным результатом. Технология производства МТАЭ освоена в ПО Нижнекамскнефтехим . [c.60] Смеси спиртов и простых эфиров. [c.61] Под торговым названием Октан-115 фэтерол можно встретить в розничной продаже. [c.61] Ограничения и недостатки. Общим для всех оксигенатов является то, что их теплота сгорания ниже, чем углеводородов, поэтому их количество в топливе ограничивается возможностью работы двигателя без дополнительной регулировки. Эта концентрация в расчете на кислород не превыщает 2,7%. Несколько уменьщается и пробег автомобиля на одной заправке, однако это уменьшение невелико. [c.61] Вернуться к основной статье