Одним из основных показателей, определяющих качество товарных бензинов, является их детонационная стойкость. Выпуск высокооктановых бензинов может быть осуществлен двумя путями: первый – изменение углеводородного состава бензина за счет оптимизации соотношения продуктов различных процессов, имеющих разную детонационную стойкость; второй – применение специальных антидетонационных присадок и добавок.

Продукты, полученные в результате алкилирования, изомеризации и полимеризации, имеют октановые числа в пределах 85-100 (по моторному методу), а отдельные представители и >100. Смешением перечисленных фракций и компонентов с бензиновыми фракциями прямой перегонки в разных соотношениях можно получать товарный бензин с достаточно высокой детонационной стойкостью. Однако имеющийся на сегодня в России комплекс промышленных мощностей не способен полностью удовлетворить потребности в высокооктановом бензине. Поэтому наиболее простым по технологии и экономически целесообразным является второй способ.

Все используемые ранее и сейчас антидетонационные добавки можно разделить на три группы: маталлсодержащие, беззольные и оксигенаты.

Металлсодержащие антидетонационные присадки

Всего носителями антидетонационного эффекта являются десятки химических элементов. Также антидетонационные свойства выявлены у органических соединений многих металлов: калия, лития, никеля, железа, марганца и др. Однако большая часть этих соединений вследствие высокой токсичности, плохой растворимости и отрицательного влияния на топливо или конструкционные материалы не может быть использована в качестве антидетонаторов. Наибольшее распространение получили присадки на базе свинца (ТЭС), марганца (цимантрен) и железа (ферроцен).

Циклопентадиенилтрикарбонил железа (ЦТМ) – ферроцен – широко использовался в России. Было установлено, что по эффективности действия в товарных топливах он даже превосходит ТЭС (тетраэтилсвинец). Однако растворы ЦТМ в бензинах нестабильны при хранении, особенно на свету, что объясняется его окислением, поэтому к нему необходимо добавлять стабилизатор.

Метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца (МЦТМ) – цимантрен – более стабилен в топливах, но тоже требует добавок стабилизатора, в качестве которых используют – дикетоны, лецитины и др. Соединения марганца и свинца при вдыхании обладают нейротоксичным действием. Поэтому железосодержащие присадки на базе производных ферроцена вызывают больший интерес, так как они нетоксичны, сравнительно дешевы и эффективны.

Однако, все специалисты едины во мнении, что вводить в бензин металлсодержащие антидетонаторы нежелательно. Во избежание нагарообразования на свечах и изнашивания двигателя, необходима тщательная дозировка присадки, которая, однако, легко может быть нарушена на пути от производителя к его потребителю. Установлено, что бензины с марганецсодержащими присадками нестабильны, а с железосодержащими присадками увеличивают износ двигателя. Кроме того, свинец-, марганец- и железосодержащие присадки отравляют катализаторы нейтрализации выхлопных газов. Согласно современным экологическим требованиям применение металлсодержащих антидетонационных присадок в большинстве случаев ограничено или вовсе невозможно.

Беззольные антидетонационные присадки

Исходя из представлений о механизме действия антидетонаторов, был обнаружен антидетонационный эффект у известных антиокислителей – аминов. Анилин первым из ароматических аминов нашел применение в качестве антидетонатора. Однако при высоких концентрациях анилин способен выпадать в осадок из-за ограниченной растворимости в бензине. В связи с этим на практике стали применять не анилин, а его производное – Монометиланилин (ММА).

Согласно проведенным исследованиям, монометиланилин является наиболее эффективной антидетонационной добавкой из широкого ряда алифатических, гетероциклических, первичных и вторичных ароматических аминов, подвергнутых испытаниям.

Присадки на базе ММА обладают неприятным запахом, токсичны, однако в меньшей степени, чем металлсодержащие антидетонаторы. Достоинством монометиланилина является то, что он хорошо совмещается с антидетонаторами других типов, при этом прирост октанового числа составляет до 10 единиц. Поэтому на базе него разработано несколько смесевых антидетонационных присадок.

Но при передозировке ММА вызывает повышенные отложения в камере сгорания двигателя и увеличивает износ деталей, вследствие чего его концентрация в бензинах класса «Евро 3» и «Евро 4» ограничена до 1%, а в бензине «Евро 5» его применение вообще запрещено.

Оксигенаты

Во многих странах, в том числе и в России, одним из перспективных направлений повышения детонационной стойкости бензинов считают использование оксигенатов. Последние позволяют сохранить ресурсы нефти для производства товарного бензина, понизить требования к октановым характеристикам традиционных бензиновых компонентов и улучшить экологические характеристики автомобилей. Диизоалкиловые эфиры

Это высокооктановые добавки к бензину, допущенные к производству и применению в зарубежных и российских бензинах, их максимальная концентрация составляет 8-15%. Они обладают высокой растворимостью в бензине и низкой растворимостью в воде, обеспечивают более полное сгорание топлива, за счет кислорода, присутствующего в молекулах эфиров. К таким эфирам относятся: метил-трет-бутиловый (МТБЭ), метил-трет-амиловый (МТАЭ), этил-трет-бутиловый (ЭТБЭ), диизопропиловый эфир (ДИПЭ) др.

МТБЭ производится в мире в значительно большем количестве, чем другие эфиры, его концентрация может доходить в бензинах до 10-15%. Основные недостатки МТБЭ – это плохая биоразлагаемость, заметная растворимость в воде, которые приводят при проливах бензина к накоплениям МТБЭ в водных подземных и наземных источниках. С 2006г. МТБЭ запрещен к применению в США из-за случаев попадания в питьевую воду и замещен на ЭТБЭ.

Спирты

Наиболее перспективной альтернативой эфирам считаются низшие алифатические спирты (метанол, этанол, изопропанол).

Метанол является наиболее крупнотоннажным продуктом из исследованных в качестве высокооктановой добавки к бензинам. Однако низкая стабильность бензино-метанольных смесей, особенно при контакте с водой, не позволила осуществить их промышленное производство.

Использовать этанол в качестве моторного топлива впервые предложил Генри Форд, создавший в 1880 г. первый автомобиль, работающий на спирте. Этанол характеризуется высоким октановым числом, низкой токсичностью, удовлетворительной физической стабильностью в смесях с бензином, слабым воздействием на резиновые и полимерные детали топливных систем двигателей. Однако из-за высокой стоимости широкого применения этанол в качестве моторного топлива в то время не получил.

Однако в конце 1970-х – начале 1980-х годов интерес к спиртобензиновым смесям в связи с резким ухудшением экологической обстановки и нефтяным кризисом возник снова, и с 1980 г. началось массовое производство обезвоженного спирта и его использование в виде спиртобензиновой смеси E10 (газохол) в США, Канаде, Швеции, Франции и Колумбии, а также в некоторых странах западной Европы: Швеции, Франции, Германии и Испании.

В чистом виде спирты не находят применения взамен бензина из-за особых физико-химических и эксплуатационных свойств. В частности, они имеют относительно низкую теплоту сгорания, высокое давление насыщенных паров (ухудшают пусковые свойства топлив при низких температурах), образуют при сгорании альдегиды и карбоновые кислоты, также отмечается повышенный износ цилиндропоршневой группы. Спирты – химически активные соединения, поэтому обладают коррозионной агрессивностью. Поэтому спирты следует рассматривать лишь как высокооктановые добавки в бензин.

Современные октаноповышающие присадки для Вашего производства.

Высокооктановый компонент к автомобильным бензинам BSK-31

Высокооктановый компонент к автомобильным бензинам BSK-63