Vysokooktanové benzíny: Výroba a studie – Zpracování – Články v časopisech

Článek je věnován výrobě a studiu vysokooktanových motorových benzinů. Předmětem studie je komerční benzín a vysokooktanová aditiva. Účelem práce je získání a studium vysokooktanových motorových benzinů, úkolem je analyzovat výchozí benziny pomocí chromatografického komplexu Chromatek-Kristall-5000.2 a potvrdit výsledky získané standardními metodami; výroba vysokooktanových automobilových benzinů pomocí přísad zvyšujících oktanové číslo a jejich výzkum; srovnání originálních automobilových benzinů s benziny s přísadami; výroba vysokooktanového sportovního benzínu, který splňuje ekologické normy K5 (EURO-5).

Automobilový benzin je jedním z nejrozšířenějších druhů paliv na světě. V současné době existuje celá řada metod a technologií výroby vysokooktanového benzínu. Jednou z nejběžnějších metod je použití antidetonačních činidel a katalyzátorů, které zvyšují oktanové číslo paliva. Čím vyšší je oktanové číslo, tím větší kompresi palivo vydrží, aniž by došlo k jeho vznícení nebo detonaci v motoru. Tato vlastnost dělá z vysokooktanového benzínu oblíbenou volbu pro sportovní a závodní vozy, stejně jako pro vozidla s vysokou kompresí motoru. V poslední době se aktivně provádí mnoho výzkumů na vytvoření ekologického vysokooktanového benzínu, který umožňuje získat účinné palivo s minimálním negativním dopadem na životní prostředí.

V současné době jsou ve městě Ťumeň k volnému prodeji pouze dva typy vysokooktanového motorového benzínu AI-100 – jedná se o benzín G-Drive 100 (AI-100-K5) a benzín EKTO 100 (AI-100-K5) . Tyto vzorky benzinu plně vyhovují normám ekologické třídy K5 (EURO-5).

Cílem práce je získat vysokooktanový sportovní benzin s přídavkem vysokooktanových složek jako MTBE a toluen a studovat výsledné vzorky benzinu.

Moderní automobilové a letecké benziny musí splňovat vysoké standardy kvality, aby byl zajištěn bezpečný a účinný výkon motoru. K dosažení těchto norem musí mít benzín řadu vlastností. Například jsou vyžadovány optimální antidetonační vlastnosti, aby odpovídaly kompresnímu poměru motoru při provozu na chudou a bohatou směs v závislosti na provozních podmínkách. Provozní bezpečnost a minimalizace škod na životním prostředí jsou také klíčové vlastnosti, které musí benzín splňovat. Musí mít také vysokou těkavost, aby bylo zajištěno snadné startování motoru při nízkých teplotách, stabilní provoz a dobrá odezva motoru.

Je také důležité, aby benzín nevytvářel parní zámky v palivovém systému při sníženém tlaku a zvýšené teplotě. Benzín musí být spolehlivý za různých provozních podmínek a nesmí uvolňovat pevné srážky při teplotách pod nulou. Stabilita během skladování je velmi důležitá vlastnost a benzín by neměl oxidovat, dehtovat nebo se rozkládat na své složky. Kromě toho je důležité, aby benzín nevytvářel usazeniny v systému napájení motoru a nezpůsoboval korozi palivového systému a spalovacího prostoru. A konečně, pro výrobu benzinu je důležité mít širokou a stabilní surovinovou základnu.

Parametry kvality benzínu, jako je oktanové číslo, bod vzplanutí, hustota, viskozita, obsah síry a další nečistoty, musí také splňovat určité kvalitativní normy. Nekvalitní benzín může poškodit motor a negativně ovlivnit situaci životního prostředí [1].

Tyto ukazatele jsou uvedeny v tabulce 1.

Benzínový G-Drive 100 (AI-100-K5) „Společnost č. 1“:

— hustota – 737,2 kg/m 3 ;

– oktanové číslo – 100,3;

– celkový počet složek benzínu – 224;

— chemické složení hmotnostní skupiny uhlovodíků a distribuce složek v benzinu jsou uvedeny v tabulce 3 a obrázku 4. Graf ITC je uveden na obrázku 3.

Benzín EKTO 100 (AI-100-K5) “Společnost č. 2”:

— hustota – 739,1 kg/m 3 ;

– oktanové číslo – 100,26;

– celkový počet složek benzínu – 211;

— chemické složení hmotnostní skupiny uhlovodíků a distribuce složek v benzinu jsou uvedeny v tabulce 4 a diagramu 6.

Graf ITC je uveden na obrázku 5.

Dále pro výzkum používáme originální benziny a vysokooktanové komponenty k získání vzorku sportovního benzinu s vysokým oktanovým číslem. Pro každý vzorek vypočítáme potřebné množství MTBE a toluenu, abychom zůstali v přípustných mezích pro obsah aromatických uhlovodíků a oxygenátů. MTBE a toluen jsou vysoce rozpustné v benzínu, takže při přípravě vzorků v laboratoři není potřeba používat další aparaturu pro jejich míchání.

Na základě získaných dat z rozboru výchozích benzinů připravujeme vzorky s následujícími ukazateli obsahu vysokooktanových přísad uvedených v tabulce 5.

Po analýze dvou vzorků benzínu pomocí chromatografického analyzátoru Chromatek-Crystal-5000.2 a standardních metod byly získány následující výsledky:

1. Benzín G-Drive 100 (AI-100-K5) „Firma č. 1“ s přídavkem vysokooktanových přísad:

— oktanové číslo podle výzkumné metody – 102,5, nárůst o 2,5 bodu;

— tlak nasycených par – 84,1 kPa;

– hustota benzínu – 742,2 kg/m 3;

– celkový počet složek benzínu – 224;

— chemické složení hmotnostní skupiny uhlovodíků a distribuce složek v benzínu jsou uvedeny v tabulce 6 a obrázku 8. Graf ITC je uveden na obrázku

Benzín AI-98-K5 “Company No. 3” s přídavkem vysokooktanových aditiv:

— oktanové číslo podle výzkumné metody – 102,5, nárůst o 4,5 bodu;

— tlak nasycených par – 56,5 kPa;

– hustota benzínu – 746,2 kg/m 3;

– celkový počet složek benzínu – 145;

— chemické složení uhlovodíků hmotnostní skupiny a distribuce složek v benzinu jsou uvedeny v tabulce 7 a na obrázku 10.

Graf ITC je uveden na obrázku 9.

Srovnání rozdělení uhlovodíkových složek podle frakčního složení původních benzínů s benzíny s přísadami je uvedeno na obrázcích 11 a 12.

Po analýze získaných dat jsme došli k následujícím závěrům:

— práce zkoumá možnost výroby vysokooktanového sportovního benzínu, který splňuje normy K5 (EURO-5).

— komerční benzíny prodávané ve městě Ťumeň byly vybrány jako základ pro výrobu vysokooktanového benzínu, a to AI-98-K5 „Firma č. 3“, G-Drive 100 (AI-100-K5) „Spol. 1“ a benzín EKTO 100 (AI-100-K5) „Firma č. 2“. Vysokooktanové komponenty pro výrobu sportovního benzínu jsou MTBE a toluen.

— byla provedena analýza komerčního benzinu za účelem identifikace vzorků vhodných pro výrobu vysokooktanového sportovního benzinu. Na základě výsledků studie byly vybrány dvě značky benzinu, a to AI-98-K5 „Firma č. 3“, G-Drive 100 (AI-100-K5) „Společnost 1“.

— přidáním vysokooktanových složek MTBE a toluenu do testovaných vzorků benzinu AI-98-K5 LLC „Firma č. 3“ a G-Drive 100 (AI-100-K5) „Společnost 1“ jsme získali vysokooktan sportovní benzín bez překračování norem pro obsah aromatických uhlovodíků, olefinů a oxygenátů, které splňují normy ekologické třídy K5 (EURO-5).

— hlavní cíl práce byl dosažen: získání vysokooktanového sportovního benzínu, který splňuje ekologické normy K5 (EURO-5).

1. GOST 1510-1984. Ropa a ropné produkty. Etiketování, balení, doprava a skladování. Obecná ustanovení: mezistátní norma: oficiální publikace: schválena a uvedena v platnost vyhláškou Státního výboru pro normy SSSR ze dne 07. srpna 1984 č. 2776: poprvé zavedena: datum zavedení 1986-01-01 / vyvinuta ministerstvo ropného průmyslu. – Moskva: Standardinform, 2010. – Text: přímý.

2. GOST R 51105 -2020. Paliva pro spalovací motory. Bezolovnatý benzín. Obecná ustanovení: národní norma Ruské federace: oficiální zveřejnění: schváleno a uvedeno v platnost nařízením Federální agentury pro technickou regulaci a metrologii ze dne 1. října 2020 č. 725-st: zavedeno poprvé: datum zavedení 1999 -01-01 / vyvinuto Technickým výborem pro standardizaci TC 31 „Ropná paliva a maziva“ (VNII NP). – Moskva: Standardinform, 2020. – Text: přímý.

Článek „Vysokooktanové benzíny: Získávání a studium„publikováno v časopise „Neftegaz.RU“ (č. 12, 2023)