За нефта и бензините

Малко информация за нефта и бензините в сбита форма

Нефтът представлява изключително сложна смес от течни органични вещества, в които са разтворени твърди въглеводороди, смолни вещества и др. Думата нефт най - вероятно има персийски произход и най - общо означава просмуквам се ( от нафтата). Думата петрол - петроос - камък, олеум- масло) Основната му съставна част са алкановите, циклоалкановите и ареновите въглеводороди. Всяка от тези три групи се характеризира със специфични свойства и строеж. Освен въглеводороди в нефта се съдържат серни, азотни и кислородни съединения, От серните съединения са застъпени предимно меркаптаните, сулфидите, бисулфитите, тиофаните и др. Кислородните съединения се срещат под формата на нафтови киселини, но е възможно да се съдържат и феноли и наситени мастни киселини. Азотните съединения са главно производни на сложни съединения, които се получават при разлагането на компоненти на кръвта или на хлорофила ( при растенията). Смолно - асфалтовите вещества освен въглерод и водород съдържат още сяра, кислород и азот. Съдържанието им в нефта обикновено не е голямо, но понякога може да достигне 20 - 30 %. Нефтът е познат на човечеството още от древни времена. Вавилонците и византийците са го използвали като запалителна смес, включително и при различно бойни действия.През XVIII век керосинът е бил източник за осветление на улици и жилища. През XIX век с изобретяването на двигателите с вътрешно горене, нефтът се явява основна суровина за получаване на висококачествени моторни горива. В днешно време в световен мащаб нефтът и газът са основните източници на енергия. Във втората половина на миналият век се забелязва трайна тенденция за увеличеното използване на тези изкопаеми като суровини за нуждите на органичните химични технологии, особено в западна Европа САЩ и Япония. И все пак нефтът и природният газ си остават основен енергиен източник. Независимо, че през седемдесетте години на ХХ век се е разразила нефтена криза. На конгреса в Истанбул (1977) след продължителни дебати относно световните енергийни ресурси за период от 35 години (1985 - 2020г.) е посочено, че нефтът и газът като източници на енергия ще участват с не по малко от 40% в сумарния световен топлинен баланс. Установено е че световните запаси от природен газ са концентрирани главно в десет страни, като най-голям добив в последно време се пада на Русия.

Бензините представляват сложна смес от леки алканови, алкенови, циклоаканови и аренови въглеводороди и техните производни с брой на въглеродните атоми от 4 до 10, средна молекулна маса 100, кипяща в температурния интервал от 35 до 205°С. Основните количества бензини се произвеждат при преработването на нефта и нефтените газове. Незначителни количества бензини се получават при преработването на твърдите горива.

Бензините трябва да отговарят на редица изисквания, по – важните от които, според значението им за експлоатация на двигателите, могат да се групират по следния начин:

Показатели, определящи детонационната стабилност и обезпечаващи бездетонационнна работа на двигателя в най-тежки експлоатационни условия;

Показатели, обезпечаващи добра изпаряемост на бензина, а оттам – лесно пускане, добра пъргавост и ускоряемост на двигателя (това са фракционен състав и парен натиск);

Показатели, определящи химическата стабилност на бензините. Последните при експлоатация не трябва да образуват смолисти отложения в карбуратора и нагар в горивната камера, а при съхранение не трябва да отделят смоли и утайки (фактически смоли, индукционен период, фракционен състав, съдържание на анти-детонатори). Показатели, отнасящи се до корозивното действие на бензина върху металите при съхранение, транспортиране и експлоатация (съдържание на обща и активна сяра, органични и неорганични киселини).

Детонация се нарича особен режим на изгаряне на горивото в двигателите. Тя се появява в тези случаи, когато след възпламеняването на гориво – въздушната смес изгаря само част от горивото. Остатъка (до 20%) от горивото мигновено се само-възпламенява, при което скоростта на разпространение на пламъка достига до 1500 – 2500 m/s вместо 20 – 30 m/s, а налягането нараства лавинообразно.

Това води до образуване на детонационна вълна, която се удря по стените на цилиндрите на двигателя. Детонационното горене довежда до повишаване на разхода на гориво, намаляване на мощността на двигателя, прогаряне на лагерите и клапаните, и в крайна сметка бързо излизане на двигателя от употреба. Склонността на окисление на въглеводородите е различна, следователно и горенето е различно. Затова много важен фактор е химическия състав на горивата. Детонационната стабилност се характеризира с октаново число (ОЧ). Това е условна единица за измерване на детонационната стабилност, числено равна на обемните проценти изооктан ( 2,2,4 – триметилпентан ) в смес с нормален хептан. За изооктана детонационната стабилност се приема за 100, а за нормалния хептан за 0.

Високата детонационна стабилност се постига по три основни начина:

- използване, в качество на базови бензини, най – високо октановите вторични продукти от преработката на нефта.
- използване на високо октанови компоненти.
- използване на антидетонационни добавки.

Едно от направленията за разширяване на производството на неетилирани бензини е използването на кислород съдържащи компоненти (оксигени ). Към тях се отнасят алкохоли, етери и смес между тях.

Добавянето на оксигени повишава детонационната устойчивост, особено на леки фракции, подобрява изгарянето на бензина, снижава разхода на гориво и намалява токсичността на димните газове. Концентрацията на оксигени в бензините е от 3 до 15% и се избира с такава стойност, че концентрацията на кислорода в горивото да не превишава 2.7%. Установено е, че такова количество на добавката не оказва отрицателно влияние върху мощностните характеристики на двигателите . Принципът на действие на тези добавки, използвани като анти детонатори, се заключава в предотвратяването на взривното разлагане на продуктите от пред пламенното окисление на горивото, произхождащо до началото на горене на горивната смес. При нейното нагряване, в горивната камера, се развива висока температура, въглеводородите започват да се окисляват и да образуват голямо количество хидрооксиди и перооксиди. Поради химическата си неустойчивост, перооксидите взривно се разлагат. Анти детонаторите, а такива са кислород съдържащите добавки, разрушават перооксидите и възпрепятстват тяхното натрупване.

Метилтретичният бутилов етер (МТБЕ) се счита за един от най – перспективните анти детонатори. През 1998г. в САЩ са произведени 60 млн. метрични тона. През 1970г. МТБЕ е бил на 39 – то място от произвежданите органични химични съединения. Понастоящем е на 4 – то място. Метилтретичният бутилов етер представлява безцветна течност с температура на кипене 55 °С, плътност 0,74 g/cm3 и има остра задушлива миризма. Структурната му формула е следната:

Етерът съдържа кислороден атом, който е свързан с два въглеродни атома.

Единия въглероден атом е от метилната група – СН3, а другият е централният атом в третичната бутилова група – С(СН3 )3.

Октановото число на МТБЕ по моторния метод е 101, а определено по изследователския метод е 117.

Защо всъщност се използва МТБЕ? МТБЕ е добавка, която съдържа кислород. Този кислород може да се използва като окислител при горенето на бензините. Допълнителното количество на кислород подобрява горенето и намалява изпускането в атмосферата на вредни емисии от въглероден диоксид. Освен това, намалява и вредните емисии от летливи органични съединения, азотни оксиди и твърди частици. Намаляването на тези вещества подобрява качеството на въздуха.

В крайна сметка за МТБЕ може да се обобщи следното:

МТБЕ е високо октанова добавка, която има следните предимства:

- възприемчивостта на бензина към МТБЕ е по - голяма от тази на метанола;
- разтворимостта на МТБЕ във вода е незначителна;
- не се нарушава старта в студено и горещо време.

МТБЕ прибавен към бензините повишава общото и фронталното октаново число, подобрява фракционния състав. Прибавянето на 10% от тази добавка към бензините повишава октановото число по изследователския метод с 2.1 до 5.9 единици. Дотук добре с положителните качества на МТБЕ. В сравнение с другите въглеводороди МТБЕ има по – голяма разтворимост във вода, по – ниска топлина на изгаряне (35160 kj/kg), има висока корозивна активност спрямо гума. В последните години от направените изследвания и получените резултати се оказва, че гореизложените проблеми с МТБЕ са много по – големи и опасни.

Етилтретичния бутилов етер (ЕТБЕ), е кислород съдържаща добавка, която може да се прибавя към бензините, като подобрява горенето и качеството на въздуха. Анти детонационният индекс на ЕТБЕ е 109 – 113. При МТБЕ той е 106 – 110. Температурата му на кипене е 176 °F. ЕТБЕ е добавка, която повишава октановото число. При допустими 2% mass кислород към бензините, можем да добавим до 12.5 %vol ЕТБЕ. При газохолите са допустими 3.5%mass кислород. Там ЕТБЕ може да е до 23%vol. Този етер намалява емисиите от летливи газове. Може да намали количеството на ароматни съединения и олефини, които се съдържат в горивото. Освен това, намалява и общата летливост в бензиновия резервоар .

Както може да се види от таблицата ЕТБЕ има по – ниска летливост, което му спомага по – лесно да се използва в летните марки бензини. ЕТБЕ може да обезпечи до 23% повишение на октановото число. Това означава, че могат да се намалят инвестициите свързани с намаляване на летливостта и ароматните съединения. Това, че ЕТБЕ може да се добавя към автомобилните бензини, гарантира по – добро горене и намаляване на вредните съединения, като бензен, сяра, олефини с повече от 15 % . На пръв поглед, е логично да се помисли, че МТБЕ и ЕТБЕ, имат идентични характеристики. Това, обаче, не е така. Много ясно се наблюдава, особено при устойчивостта им, ако попаднат в околната среда. ЕТБЕ е много по – малко устойчив от МТБЕ, а и технологиите за извличането му от източника на замърсяване са много по – ефективни .

Друг етер използван като добавка повишаваща октановото число е диизопропиловия етер. Той притежава октаново число по изследователския метод 110, а по моторния 100. Температура на кипене 68°С.

ДИПЕ е не по – малко добър от МТБЕ и ЕТБЕ . Налягането му на наситените пари е по – ниско от това на бензина. ДИПЕ също намалява съдържанието на летливи органични вещества, които се изхвърлят в атмосферата с 15 – 25 %. Друга кислород съдържаща добавка е третичния амил метилов етер ( ТАМЕ ). Този етер има анти детонационен индекс 105. Това е малко, по – малко от споменатите до сега добавки. ТАМЕ е въведен като добавка повишаваща октановото число в средата на 70 – те , почти едновременно с МТБЕ .

Други безпепелни кислород съдържащи добавки повишаващи октановото число са алкокси заместените бензалдехиди и естери на бензоената киселина. Като R може да бъде с права или разклонена верига. Тези съединения имат висока топлина на изгаряне. Конкретен пример за такова съединение е р – анисалалдехид . Направен е експеримент, чрез който се цели да се определи, с колко ще се увеличи октановото число и това при каква концентрация на р – анисалалдехида ще стане За разлика от р – анисалалдехида, неговите орто и пара изомери не увеличават октановото число с толкова много.

Други такива подобни изомери, които могат да се използват в качество на анти детонатори са 2–метил–р– анисалалдехид

3 – метил –р – анисалалдехид и т.н, 2,3 – диметил – р – анисалалдехид и др.

Друг тип съединения, използвани в качество на анти детонатори, са алкокси заместените бензоени естери. Те имат следната структурна формула

Такива съединения са: метил – 4 – метоксибензоат, етил – 4 метоксибензоат (етиланисат); метил – 2 - метиланисат; н-бутиланисат, етилендианисат и др. От тях, най – подходящи за нашия случай са метиланисата и етиланисата. Този тип добавки се прибавят в концентрация от 0.5 до 15% ( 5000 – 150000 ррм ), за предпочитане е 1 до 5 % (10000 – 50000).

Друг, много интересен, тип съединения, които могат да се използват, в качество на безпепелни анти детонатори са феноксиалкохолите.

Феноксиалкохолите, използвани като безпепелни анти детонатори са: 2 – феноксиетанол, 4 – р метилфеноксиетанол, 1 - (р-метилфенокси) – 2 – пропанол , р – метоксибензилалкохол и сместа между тях. Тези безпепелни антидетонатори се прибавят в концентрация 0,5 до 10 % ( 5000 – 100000 ррм ). За предпочитане е да е 1 до 5 % (10000 – 50000 ррм). Ето и пример, с който ще се илюстрира повишението на октановото число, ако се използва анти детонатора 2 – фенокси етанол.

Друг вариант за повишаване на октановото число на автомобилните бензини е да се използва третичния – хексилметилов етер.

ИОЧ – 108.1
МОЧ – 96.8
RVP – 7.3 kPa

Това че октановото число на МДМБ, определено по изследователския и моторния метод, е сравнимо с това на МТБЕ го прави изключително привлекателен като добавка. Етерите с по – висока молекулна маса имат налягане на парите по – ниско от това на МТБЕ. Такъв етер е и изопропилтретичния бутилов етер (ИПТБЕ). Той повишава октановото число както и ЕТБЕ. Освен това, изопропилтретичния бутилов етер има по - ниско съдържание на кислород в молекулата си и това му позволява да не превишава допустимото съдържание на кислород.

Основните преимущества на алкохолите се явяват високата им анти детонационна устойчивост, изгаряне без образуване на вредни вещества. Недостатъци са ниската им топлина на изгаряне, високо налягане на наситените пари, разслояване с бензина при наличие на вода, хигроскопичност способстваща тяхното превръщане в смола образуващи алдехиди. Наблюдават се трудности при потегляне и пускане, при зимни условия, на автомобила, дължащи се на високата топлина на изгаряне на алкохола. Алкохолите имат и увеличена корозионност, а и трябва да се направят изменения по конструкцията на двигателя, ако искаме да увеличим концентрацията на алкохола с над 15 – 20 %.

Метанолът, поради редица предимства: суровини, ресурси, технология за получаване и други фактори, е най – подходящ за използване, като гориво, в двигателите с вътрешно горене, а и като добавка за автомобилните бензини. Незначителни количества вода са причина за разслояване на бензиновата смес съдържаща метанол. Добавянето на стабилизиращ агент – изобутанол или друг алкохол, повишават стабилността на сместа бензин – метанол, но не решава напълно проблемите с разслояването. Съдържанието на въглероден оксид в отработените газове намалява с увеличение на концентрацията на метанола в бензина, но съдържанието на въглеводороди и азотни оксиди се променя незначително, а съдържанието на алдехиди даже нараства. Икономичността на двигателя се намалява с 2.7% при използване на смеси съдържащи 10% метанол.

Като добавки повишаващи октановото число се използват и други кислород съдържащи съединения. В Русия са предложени антидетонатори на основата на естерни съединения. Съдържат органични радикали с големина 0т 1 до 20 въглеродни атома, а именно дипропил, диетил, дифенилманолат. Единият радикал може да е алкилова или алкенилова група, а другият метил фенил или третичен бутил фенилкарбонат. Добавките от този тип се прибавят към бензините в количество 3.8 до 7.6 %. Увеличават октановото число от 1.6 до 2.8 единици.

Получаване на МТБЕ

МТБЕ се получава чрез алкилиране на алкени. Метанолът се алкилира с изобутен съдържащ се в С4 фракцията от пиролизата, или каталитичния крекинг, след като се извлече бутадиена. За отстраняване на остатъците от бутадиен, който в условията на алкилиране полимеризира, се прилага селективно хидриране в присъствие на 0.2 – 0.3 % Pd, нанесен на Аl2О3.

Реакцията е равновесна и равновесието се измества надясно при повишаване на налягането, понижение на температурата и излишък от метанол. Най – ефективни катализатори са катионообменни смоли, с които процесът се провежда при 50 – 60 °С. Алкилирането се осъществява в каскада от два тръбни реактора, работещи в изотермичен режим и два адиабатни реактора с неподвижен слой катализатор.

Получаване на ЕТБЕ

ЕТБЕ се получава при алкилирането на етанол с изобутен. Много от заводите в САЩ, за производство на МТБЕ, са модифицирани за производство на ЕТБЕ. Забелязва се малка разлика в параметрите на процеса, но като се направят необходимите изменения процеса се провежда гладко [62] . Катализаторът може да е от 0.5 до 7% mass. Той e р-трифлорметансулфонова киселина, включен в киселинна форма на y – зеолита. Може да се използва инертен носител бентонит. Частиците на зеолита отново са около 7 А . Според други източници трифлорметан сулфоновата киселина може да е под 3 % mass. Катализаторът може да е фиксиран в ректора или да флуидизира. Има и комбиниран метод за синтез на МТБЕ и ЕТБЕ.

Производство на ТАМЕ

Третичния амилметилов етер (TAME ) се произвежда от С5 компоненти, които се получават от различни нефтопреработвателни заводи. За получаване на ТАМЕ се използва катализатор който представлява йонообменна смола и техните кисели форми, известни под названието Amberlyst 15 или аналога им Bayer k2631. Целта е суровинния поток да не съдържа много диолефини, защото се наблюдава много бързо деактивиране на катализатора.

Във Финландия е разработена технология за производство на ТАМЕ, в която се използва друга подредба на реакторите. Производителността на завода е 110 000 т /год. Особеното тук е, че има регенерация на метанола.

Производство на ДИПЕ

ДИПЕ е кислород съдържаща добавка, която може да се получи от ацетоновия суровинен поток. Процесът включва два стадия:

а) хидрогенизация на ацетоновия поток над метални катализатори, най – често никел, до получаване на изопропанол;
б) обезводняване на изопропанола в присъствие на сярна киселина и зеолити като Б – зеолит.

Изопропилтретичния бутилов етер (ИПТБЕ) се получава аналогично на ДИПЕ. Има отново хидрогенизиране на ацетоновия поток, над никелови катализатори, до изопропанол и последваща етерификация в присъствие на киселина или катионообменни смоли, ?-зеолит. Температурата е 120 – 180 °С. Ако се използва модифициран зеолит Т е 250 °С.

Азот съдържащи добавки

Начин на действие

Друг клас безпепелни добавки, повишаващи октановото число, са азот съдържащите съединения. Като такива се използват азиди и техните производни, амини, нитросъединения. Тези съединения се окисляват с многократно по – големи скорости, отколкото съответните въглеводороди. По този начин протичат процеси на спрегнато окисление на по – лесно окисляващите се компоненти, съдържащи функционални групи и на по – трудно окисляващите се въглеводороди . Ароматните амини имат високи антидетонационни характеристики, но се допускат да се използват само монометаноланилин или N – анилин C6H5NHCH3. Това е масло подобна прозрачна течност с плътност 980 kg/m3, разтворим е в бензини, алкохоли, етери. Има високи антидетонационни, антиокислители, стабилизиращи и антиконституционни свойства. Недостатък на ароматните амини се явява повишената склонност към смолообразуване и увеличаване на износване на детайлите, от цилиндро – лагерната група. Концентрацията им в бензините е ограничена и следователно е ограничен и максималния прираст на октаново число. Зависимостта октаново число - концентрация на анти детонатора не е линейна, и затова няма смисъл от увеличение на концентрацията на азот съдържащата добавка над максимума . Добавката монометаноланилин и добавките на негова основа се използват в автомобилните бензини за подобряване на екологичните и експлоатационни свойства на автомобилните бензини, а и за повишаване на октановото число. Монометаноланилина е най – ефективен в ниско октановите бензини на парафинова основа. Физикохимиите и експлоатационни свойства на ММА отговарят на съвременните изисквания.

ИОЧ =280
МОЧ =250

Използването на ММА позволява да се понижи токсичността на отработените газове. Снижава се съдържанието на въглеводороди с 8 % и на въглероден оксид с 30% в отработените газове. Снижава се разхода на бензин на 100 км с 5 – 7%. Подобрява се стабилността на бензина при транспорт и съхранение, увеличава се индукционния период на бензина. Концентрацията, с която се прибавя ММА е 1 – 1.3%. Като безпепелни антидетонатори в двигателите с вътрешни горене, могат да се използват 1, 4 – диаминобутан, 2,3 – диаминопропан, етилендиамин, както и сместа между тях. Концентрацията на тези добавки в бензините трябва да е от 0.5 до 10% ( 5000 – 100000 ррм ). За предпочитане е тя да е от 1 до 5 % (10000 – 50000 ррм ). Друг тип азот съдържащи съединения са диметиламинометил фенолите. Такива съединения са 2 – диметиламинометил – 4 – метоксифенол и 2 – диметиламинометил – 4 – флуорофенол и сместа между тях. Направен е експеримент, с който се цели да се увеличи октановото число. Използвани са следните съединения:

І - 2 – диметиламинометил – 4 – метоксифенол
ІІ - 2 – диметиламинометил – 4 – флуорофенол
ІІІ – р – хидроксианисол
ІV – анисол
V – фенол
VI – N –N диметилбензиламин
VII – р – флуорофенол

Съединенията са прибавени по единично към ,,чистия” бензин и са с концентрация 0.1М. Оказва се че N –N диметилбензиламин не увеличава октановото число, а напротив - понижава го. Друг тип безпепелни антидетонатори са N – алкил – 2 аминопиридин. Важното тук е, че алкилната група е заместена с пръстена на аминопридина и това спомага тази добавка да е добър антидетонатор. Концентрацията на добавката в бензините трябва да е между 0,5 и 10 % (5000 – 100000 ррм ), за предпочитане е тя да е от 1 до 5%. Ако се направи опит с 0.1М разтвор на 2 – метиламинопиридин прибавен към ,,чист” бензин октановото число определено по изследователския метод нараства с 1.3 единици . Ароматните амини, като например анилин, аминофенол и други, където азотния атом е извън пръстена, са широко известни като добавки за автомобилните бензини. Цикличните амини, където азотния атом е част от пръстена, обаче, не са известни много като добавки за горива, т.е цикличните амини ( хетероциклични) не са много използвани като антидетонатори. Линейните алифатни амини като триетилентетраамин, пиперазин ( 1,4 – диазоциклохексан) се използват и като оцветители в бензините.

Пиперадина може да се използва в бензините за предотвратяване на появата ма микроорганизми. Пиперазина може да се използва и като антиокислител . Въпреки това, никой до началото на 80 – те не използва 1,4 – диазоциклоалканите като безпепелни антидетонатори във въглеводородните горива.

Ето и някои примери за 1,4 диазоциклоалкани :

1,4 – диазоциклохексан (пиперазин)
1,4 – диазо –2 – метилциклохексан (2 – метилпиперазин)
1,4 – диазо – 2,2 – диметилциклохексан, и др.

Тези добавки могат да се считат за най – ефективни като антидетонатори, когато са с концентация 0.1до 10% mass. (1000 – 100000 ррм.). За предпочитане е да е 0.5 – 5 % mass. (5000 – 50000 ррм.).

Със следващия пример ще се илюстрира ефективността на 1,4 – диазоциклоалканите, като безпепелни антидетонатори. В експеримента са използвани съединения съдържащи един азотен атом. Добавките са с концентрация 0,1М. Обикновено те са с концентрация 1,5 – 2,5% mass., и това зависи от молекулната маса на добавката. Използван е бензин от Канзас, който съдържа 15 –16% олефини. Експеримента е извършен от фирмата ,,Aldrich Chemical Co”, като са използвани методите на ASTM за определяне на разликата в октановото число по изследователския метод.

Антидетонаторите съдържащи само един азотен атом повишават октановото число с много малко, а и дори го намаляват. Цилкичните съединения съдържащи два азотни атома, особено ако са на 1 или 4 позиция имат много добри свойства като антидетонатори. С – алкил групите са по ефективни от N – алкил групите .

Друг тип азотсъдържащи безпепелни антидетонатори са бензиламините. Представители на този тип съединения са дибензиламин и N – метилбензиламин . Тези съединения имат добри характеристики, и могат да се използват както поотделно така и в смес помежду им. Концентрацията им в бензините трябва да е от 0.5 до 10% mass. (5000 – 100000 ррм ), за предпочитане тя трябва да е 1 до 5 %(10000 – 50000 ррм). За експеримента свързан с определянето на октановото число е използван бензин съдържащ парафини 69.03%, олефини 15,01% Резултатите показват, че ca добри като антидетонатори .

Друг вид азотсъдържащи антидетонатори са N – субститyираните аминопроизводни на 3 – хидрооксипиридина. Такива съединения са:

І – 2 – диметиламинометил – 3 – хидрооксипиридин
ІІ – 2 – диетиламинометил - 3 – хидрооксипиридин
ІІІ – 2 – пиролидинометил – 3 – хидрооксипиридин
ІV – 2 – пиперидинометил – 3 – хидрооксипиридин
V – 2 – морфинометил – 3 – хидрооксипиридин

Тези съединения имат малка разтворимост в бензините. Освен това, дори и малко количество на инхибитори ги прави неефективни. Необходимата им концентрация е 0.5 – 10% mass. (5000 – 100000 ррм). За предпочитане e тя да е от 1 до 5 % mass. (10000 – 50000). Проведен е експеримент, като се използва 0,1 М разтвор на съединенията, прибавен към бензините, и се е определило повишаването на октановото число. Някои от тези съединения (2 – диметиламинометил – 3 – хидрооксипиридин) повишават октановото число, определено по изследователския метод, много добре, а и това е основа те да се използват като антидетонатори

Получаване на азотсъдържащи добавки

Една от последните технологии за получаване на монометиланилин (ММА) е разработена в Русия в ,,Киришинефтеорсинтез” и ,,Лукойл”. За да се подобри синтеза е разработен нов катализатор, който представлява CuO 9.0 – 15.0%, MnO 2.0 – 2.9 % и Al2O3. Катализаторът се получава като се пропуснат гранули от Al2O3 през разтвор на Cu(NO3)2 и манганов нитрат и последващо изпаряване на водата, и сушене при температура 220°С. N –алкилирането на анилина с метанол, в присъствието на катализатор, се осъществява при атмосферно налягане и температура 220 - 270°С в присъствие на водород. Катализаторът е ефективен около 3000 часа . Разработен е математически модел за синтез на монометанол амин, като се използват тръбни реактори. По този начин се намаляват енергийните разходи и се увеличава срока на експлоатация на катализатора . Пиперазина се получава, като алканоламин и алкилендиамин - такъв е етилендиамин, диетилентриамин, се нагряват при темоература 150 –400 °С при налягане 65 – 225 атм. в излишък от амоняк и водород. Катализаторът съдържа Cu, Ni, Co и техните оксиди.

Други безпепелни добавки повишаващи октановото число на автомобилните бензини

Различни агенти могат да се използват в качеството на антидетонатори в течните въглеводородни горива, използвани в двигателите с вътрешно горене. Освен досега споменатите кислородсъдържащи и азот съсържащи съединения ще разгледаме и други такива, които могат да се използват, за да се повиши октановото число на автомобилните бензини.

В качество на безпепелни антидетонатори могат да се използват бициклични диолефини. Техен представител е норбордиена и алкил или арил производните му. Не е необходимо тези алкил и арил групи да бъдат много големи. Ето и възможните производни на норбордиена, които могат да се използват :

1 – метилнорбодиен

2 – метилнорбордиен

7 – метилнорбордиен

Могат да се използват поотделно, както и в смес между тях. Все още, обаче, не е установено какви различия се пораждат от различията в строежа. Освен това, малко количество инхибитор дезактивира добавките. Добавките се прибавят в бензините с концентрация 0.5 – 10%( 5000 – 50000 ррм). За предпочитане тя да е 1 –5 %. Ето и един специфичен пример свързан с увеличението на октановото число.

0,1М разтвор на норбордиен е прибавен към чист бензин и е определено увеличението на октановото число по методите на ASTM. Ефективността на тези добавки е добра и те могат да се използват като безпепелни антидетонатори. Изоалкените също са клас съединения, които се използват като безпепелни антидетонатори, повишаващи октановото число. Например триетилпентана има октаново число определено по изследователския метод 100 – 110 и това го прави много добър антидетонатор, а и суровините за тяхното получаване са много, и това е едно от направленията за тяхната употреба .

С3 и С4 алкените могат също да се използват самостоятелно като антидетонатори, но тяхната основна роля е да служат за синтез на МТБЕ, ЕТБЕ и други подобни съединения. В Лондонския университет през 2003г. са направени опити да се използват органосилициеви съединения в качество на антидатонатори. Те имат аналогични свойства на антидетонатори, като 2 – метилпентана и някой азот съдържащи съединения. Основен проблем е, че образуват много силиций съдържащи съединения, които са твърди и водят до разрушаване на двигателя.

Източник: http://diabolikkant.blogspot.com/


Печат   Е-мейл