X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Проблема повышения октанового числа бензинов до требуемого уровня во всем мире решается комбинированно: с одной стороны, совершенствованием технологий традиционных процессов переработки нефти – каталитического крекинга, алкилирования, изомеризации, обеспечивающих получение высокооктановых компонентов топлив, с другой, применением октаноповышающих добавок и присадок.

Одной из основных задач в улучшении экологических характеристик ав­томобильных бензинов является сокращение применения бензинов, содержащих тетраэтилсвинец (ТЭС) в качестве антидетонатора. Эта задача пока ре­шена в Японии, США и Канаде. В некоторых странах: Голландии, Австрии, Дании, Бельгии, Швейцарии, Швеции, Финляндии, Норвегии и Германии разрешено вводить этиловую жидкость толь­ко в специальные высокооктановые сорта.

Переход на неэтилированные топлива не только предотвраща­ет эмиссию свинца с продуктами сгорания, но и сокращает на 60-90% другие вредные выбросы путем использования каталитиче­ских нейтрализаторов, для которых свинец является ядом.

Но отказ от этилирования влечет за собой проблемы, связанные с обеспечением требуе­мого октанового числа бензина.

Одно из направлений расширения производства высокооктановых неэтилированных бензинов - применение кислородсодержащих компонентов (оксигенатов). Кислородсодержащие присадки повышающие октановое число бензина представлены сложными и простыми эфирами монокарбоновых кислот, высшими спиртами, окисленными фракциями углеводородов, содержащими смеси кислот, спиртов и эфиров, оксиэтилированными соединениями. Наиболее перспективными среди них, как показал опыт их использования, оказались кислородсодержащие добавки, или оксигенаты: метанол метил-трет-бутиловый (МТБЭ), метил-трет-амиловый эфиры, (МТАЭ), и др. [1-4].

В то же время, до сих пор не исследованы антидетонационные свойства третичных циклических ацетиленовых спиртов. Третичные ацетиленовые спирты интересны тем, что они, как и все известные антидетонаторы в составе молекулы имеют третичные алкильные радикалы, гидроксильный радикал и ацетиленовую непредельную группу..

Целью настоящей работыявляется исследование и разработка новых инновационных технологий получения кислородсодержащих присадок, повышающих октановое число бензина на основе третичных ацетиленовых спиртов.

Методы исследования. Циклический ацетиленовый спирт нами получен конденсацией циклогексанона с ацетиленом в условиях модифицированной реакции Фаворского, под давлением в присутствии порошкообразного едкого калия в среде диэтилового, петролейного эфира по следующей схеме:

Константы синтезированного спирта, приведена в таблице 1, соответствуют литературным данным [5.6]. Строение синтезированного ацетиленового спирта подтверждается ИК- и ПМР-спектрами (таблица 2).

Таблица 1

Физико-химические свойства 1-этинилцикло -гексанола-1

Наименование	Выход	Брутто формула	Найдено, %			Вычислено, %			Тпл, 0С
			С	Н	С		Н
1-этинилцикло-гексанол-1	80	С8Н12О	77,30	9,60	77,41		9,67	29-30

Таблица 2

Частота валентных колебаний в ИК-спектрах и величины химических сдвигов в спектрах ПМР 1 этинилцикло гексанола-1

Наименование	ИК-спектр, см-1					ПМР-спектр, δ м.д.
	-ОН	СН	-СС-	-СН3	-СН2-		СН	-ОН
1-этинилцикло-гексанол-1	3330	3210	2118	-	1,58		2,56	4,34

Определение октанового числа бензиновых композиций, содержащих предлагаемые добавки, проводили экспресс методом на измерителе детонационной стойкости бензинов на Октанометре SHATOX SX-100K (Фирма изготовитель НПО «SHATOX», ИХН СО РАН ). При этом в качестве эталонов сравнения использованы параметры, которые соответствует ГОСТ Р 51866-2002(ЕН 228-99), ТУ 4215-002-60283547-2006.

Результаты и дискуссия. Влияние этинилциклогексанола на повышение октанового число бензина нами определялось по приросту октанового числа бензина УЗК (установки замедленного коксование) производства ТОО «Атырауский нефтеперерабатывающий завод».

В таблице 3 и 4 представлены результаты добавки этинилциклогексанола и метил-трет-амилового эфира (МТАЭ) на бензин с установки замедленного коксование (УЗК) производства ТОО «Атырауский нефтеперерабатывающий завод».

Таблица 3

Изменение октанового числа бензина УЗК, при добавлении МТАЭ

Бензин	МТБЭ кол-во, %	Октановое число, ИМ				Октановое число, ММ
		без добав-ки	с добав-кой	прирост ОЧИ	без добав-ки		с добав кой	прирост ОЧМ
УЗК	3 5 7 11 15	65,2 -//- -//- -//- -//-	68,0 68,4 69,0 70,5 73,4	+2,8 +3,2 +3,8 +5,3 +8,1	61,0 -//- -//- -//- -//-		63,5 63,6 63,7 65,2 68,0	+2,5 +2,6 +2,7 +4,2 +7,0

Таблица 4

Изменение октанового числа бензина УЗК, при добавлении этинилциклогексанола

Бензин

ЭЦГ кол-во, %

Октановое число, ИМ

Октановое число, ММ

без добав-ки

с добав-кой

прирост ОЧИ

без добав-ки

с добав- кой

прирост ОЧМ

УЗК =0.7106г/см3

3 5 7 11 15

65,2 -//- -//- -//- -//-

68,4 70,2 70,5 73,5 75,0

+3,2 +4,2 +5,3 +8,3 9,8

61,0 -//- -//- -//- -//-

63,6 64,1 65,2 68,2 69,9

+2,6 +3,1 +4,2 +7,2 +8,9

Из рисунков 1 и 2 видно, что этинилциклогексанол повышает октановое число бензина УЗК лучше, чем метил-трет-амиловый эфир.

Таким образом, нами показано, что третичный ацетиленовый спирт – этинилциклогексанол можно использовать как кислородсодержащую добавку, который позволит увеличить выпуск высококачественного товарного бензина для автомобильных двигателей и обеспечит чистоту топливной системы и экономию топлива.

Рисунок 1- Изменение октанового числа бензина УЗК при добавлении этинилциклогексанола и МТАЭ по ИМ

Рисунок 2 - Изменение октанового числа прямогонного бензина при добавлении этинилциклогексанола и МТАЭ по ММ

Выводы. Впервые исследована антидетонационные свойства третичного циклического ацетиленового спирта. Третичный ацетиленовый спирт этинилциклогексанол интересен тем, что он как все известные антидетонаторы в составе молекулы имеет третичный алкильный радикал, гидроксильный радикал и ацетиленовую непредельную группу. Поэтому исследование и разработка новых кислородсодержащих присадок повышающих октановое число бензина на основе третичных ацетиленовых спиртов является актуальным в плане инноваций..

Результаты исследование об эффективности метил-трет-амилового эфира и этинилциклогексанола показало, что этинилциклогексанол во всех случаях повышает октановое число бензина УЗК лучше, чем метил-трет-амиловый эфир.

Список литературы

Емельянов В.У. Проблемы производства автомобильных бензинов и пути их решения // Мир нефтепродуктов. 2010. №3. С 10-13.

Данилов А.М.. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. М.: Химия, 1996, с.102-108.

Simultaneous enhancement of ethanol supplement 3n gasoline and its quality improvement/ Kiatkittipong Worapon, Thipsunet Piaporn, Goto Shigeo And others// Fuel Process. Tecnol. – 2009. -89,№ 2. – P.1365-1370.

Oxygenated gasoline additives: saturated heat capacities between (227 and 355) K/ Paramo R., Zouine M., Sobron F., Casanova C.// J. Chem. And Eng. Date. -2004.-49, № 1. – P.58-61.

Назаров И.Н. Избранные труды. М., Наука, 1961, 690 с.

Гилажов Е.Г. Синтез и превращение метакриловых эфиров циклических, гетероциклических ацетиленовых спиртов: Диссертация кандидата химических наук Алматы, 1988. 147 с.

Код для цитирования: Скопировать