топливная композиция авиационного бензина
Классы МПК: | C10L1/06 для искрового воспламенения C10L1/04 на основе смесей углеводородов |
Автор(ы): | Булатников Владимир Валентинович (RU), Зайнутдинов Рустам Амирович (RU), Волгин Сергей Николаевич (RU), Юхнев Владимир Анатольевич (RU), Шуверов Владимир Михайлович (RU) |
Патентообладатель(и): | Шуверов Владимир Михайлович (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-12-21 публикация патента:
10.01.2014 |
Изобретение относится к композициям авиационного бензина с октановым числом не менее 91 и сортностью по богатой смеси не менее 115 на основе автомобильного бензина, которая содержит смесь изопарафиновых углеводородов С6-C 8 15-40% масс., гидрированную фракцию C8 с остаточным содержанием бензола (не более 3% масс.) до 10% масс., тетраэтилсвинец 0,15-0,35% масс. и бензин с октановым числом не менее 92 по ОЧИ до 100% масс. Заявленная композиция авиационного бензина на основе автомобильного бензина соответствует всем требованиям к авиационному бензину по ТР ТС 013/2011, главными из которых являются октановое число не менее 91 и сортность по богатой смеси не менее 115. 1 з.п., 2 табл.
Формула изобретения
1. Композиция авиационного бензина с октановым числом не менее 91 и сортностью не менее 115 на основе автомобильного бензина, содержащая, мас.%:
Смесь изопарафиновых углеводородов С 6-C8 | 15-40 |
Гидрированная фракция С6 с остаточным содержанием | |
бензола не более 3 мас.% | до 10 |
Тетраэтилсвинец | 0,15-0,35 |
Бензин с октановым числом не менее 92 по ОЧИ | до 100 |
2. Композиция по п.1, содержащая тетраэтилсвинец в растворе изопарафиновых углеводородов С 6-C8, или в этиловой жидкости, или в их смеси в количестве 0,15-0,35 мас.%, в пересчете на тетраэтилсвинец.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, а именно к композиции авиационного бензина.
Авиационный бензин применяется в самолетах авиации общего назначения с небольшими поршневыми двигателями, например, в частных и учебных самолетах, самолетах авиационных клубов и сельскохозяйственной авиации. Основной принцип действия поршневых двигателей тот же, что и в автомобильных двигателях с искровым зажиганием, но при этом требования к рабочим характеристикам гораздо выше.
Известны композиции неэтилированного бензина, используемого в качестве автомобильного и авиационного бензинов, которые включают углеводородные фракции предельных углеводородов нормального и изостроения C4-C12, и/или бензиновые фракции нефтепереработки, 1-25% ароматических углеводородов С6 -С12, 1-25% олефиновых углеводородов С4 -С12, а также различных эфиров, полученных этерификацией метанолом различных фракций.
Так, в патенте РФ № 2167916, 2001 г., в качестве эфиров предлагается 1-25% смеси основания Манниха с фракцией эфиров, полученных в процессе этерификации метанолом С4-С6 фракции углеводородов, содержащей пиперилен, изоамилены и изобутилен, или смеси основания Манниха и метил-трет-бутилового эфира с фракцией эфиров, полученных этерификацией метанолом изоамиленпипериленсодержащей С5 фракции углеводородов.
В патенте РФ № 2167917, 2001 г., в качестве эфиров предлагается 1-25% эфиров, полученных в процессе этерификации метанолом изоамиленпипериленсодержащей С5 фракции углеводородов.
В патенте РФ № 2167918, 2001 г., в качестве эфиров предлагается 1-25% фракции эфиров, полученных в процессе этерификации метанолом С4-С6 фракции углеводородов, содержащей пиперилен, изоамилены и изобутилен, или смешением МТБЭ с фракцией эфиров, полученных в процессе этерификации метанолом изоамиленпипериленсодержащей С5 фракции углеводородов.
Недостатком указанных композиций топлив является недопустимость их в качестве авиационных топлив из-за многокомпонентного состава, т.к. к авиационным топливам предъявляются более жесткие требования, чем к автомобильным бензинам, в их состав должны входить компоненты ограниченного числа технологических процессов. (Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочник под редакцией Школьникова В.М., М. Изд. Центр «Техинформ», 1999, с.39).
Кроме того, недостатком указанных композиций является наличие оксигенатов в виде эфиров, в том числе метил-трет-бутилового эфира, которые влияют на гигроскопичность и антикоррозионные свойства. Также при использовании оксигенатов наблюдается увеличение массового и удельного расхода топлива из-за низкой теплоты сгорания оксигенатов.
Также недопустимо наличие непредельных углеводородов, т.к. они являются источником образования смолистых веществ в бензине.
Наиболее близкими композициями авиационного бензина являются композиции авиационных топлив, выпускаемых промышленностью до распада СССР. Это бензины марок Б-95/130 и Б-91/115 по ГОСТ 1012-72. (Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочник под редакцией Школьникова В.М., М. Изд. Центр «Техинформ», 1999, с.42).
Согласно ГОСТ 1012-72 у авиационных бензинов Б-95/130 и Б-91/115 нормировались, соответственно, следующие основные показатели:
- Содержание тетраэтилсвинца, г/1 кг бензина, не более | 3,1 | 2,5 | |
- Детонационная стойкость: | |||
октановое число по моторному методу, не менее | 95 | 91 | |
сортность по богатой смеси, не менее | 130 | 115 | |
- Фракционный состав: | |||
Температура начала перегонки, °С, не ниже | 40 | 40 | |
10% | 82 | 82 | |
50% | 105 | 105 | |
90% | 145 | 145 | |
97,5% | 180 | 180 | |
остаток, %, не более | 1,5 | 1,5 | |
- Кислотность, мг КОН/100 см3, не более | 0,3 | 0,3 | |
- Температура начала кристаллизации, °С, не выше | -60 | -60 | |
- Массовая доля ароматических углеводородов, %, не более | 35 | 35 | |
- Содержание фактических смол, мг/100 см3 бензина, не более | 4,0 | 3,0 | |
- Массовая доля серы, %, не более | 0,03 | 0,03 | |
- Период стабильности, ч, не менее | 12 | 12 |
Однако в настоящее время авиационное топливо по ГОСТ 1012-72 не выпускается вследствие закрытия и сноса ряда установок, производивших его необходимые компоненты. Самолеты авиации общего назначения с небольшими поршневыми двигателями вынуждены летать на автомобильных бензинах, что приводит к поломкам самолетов и различным аварийным ситуациям.
Задачей изобретения является получение топливной композиции авиационного бензина с использованием автомобильного бензина, которая отвечала бы техническим регламентам «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» в редакции Постановлений Правительства РФ от 30.12.2008 № 1076, от 21.04.2010 № 268, от 07.09.2011 № 748, а также Таможенного союза от 18 октября 2011 г.(TP ТС 013/2011).
Согласно регламенту, Утвержденному Постановлениями Правительства РФ, (п.26) авиационный бензин может содержать тетраэтилсвинец, однако количество тетраэтилсвинца не регламентируется.
Авиационный бензин должен соответствовать требованиям, изложенным в приложении 6 п.4.10 TP ТС 013/2011 и иметь следующие характеристики:
- Октановое число по моторному методу, не менее | 91 |
- Сортность (богатая смесь), не менее | 115 |
- Температура начала кристаллизации, °С, не выше | -60 |
- Содержание механических примесей и воды | отсутствие |
- Давление насыщенных паров, кПа | 29,3-49 |
- Фракционный состав: | |
10% отгоняются при температуре, °С, не выше | 82 |
50% отгоняются при температуре, °С, не выше | 105 |
90% отгоняются при температуре, °С, не выше | 170 |
- Остаток от разгонки, %, не более | 1,5 |
- Потери от разгонки, %, не более 1,5 | |
- Содержание фактических смол, мг/100 см3, не более | 3 |
- Массовая доля общей серы, %, не более | 0,05 |
- Цвет | зеленый |
Поставленная задача решается предлагаемой композицией авиационного бензина с октановым числом не менее 91 и сортностью по богатой смеси не менее 115 на основе автомобильного бензина, которая содержит, % масс:
Смесь изопарафиновых углеводородов C 6-C8 | 15-40 |
Гидрированная фракция С6 с остаточным содержанием | |
бензола не более 3% масс. | до 10 |
Тетраэтилсвинец | 0,15-0,35 |
Бензин с октановым числом не менее 92 по ОЧИ | до 100 |
Следует отметить, что тетраэтилсвинец используют в композиции в растворе изопарафиновых углеводородов С6-С8, или в этиловой жидкости, или в их смеси, в количестве 0,15-0,35% масс, в пересчете на тетраэтилсвинец.
В составе композиции используют следующие компоненты:
- бензины марки АИ-92 и АИ-95 по ГОСТ Р51866.
- смесь изопарафиновых углеводородов С6 -С8 фирмы OMV, Австрия.
- тетраэтилсвинец фирмы AFTON (США).
В композиции может быть использована гидрированная фракция С6 с остаточным содержанием бензола не более 3% масс, в конкретном примере (образец 1), выделенная в качестве кубового продукта из деизогексанизатора установки изомеризации углеводородов С5-С6 Пермского завода «Пермнефтеоргсинтез».
Для упрощения перевозки тетраэтилсвинец предлагается вводить в композицию в растворе изопарафиновых углеводородов С6-С8 , или в этиловой жидкости, или в их смеси, в количестве 0,15-0,35% масс, в пересчете на тетраэтилсвинец, что также упростит процесс производства авиационного бензина.
Предлагаемую композицию авиационного бензина готовят с использованием стандартного оборудования путем смешения компонентов до получения однородного раствора.
Для иллюстрации заявляемого технического решения было приготовлено 3 образца предлагаемой композиции авиационного бензина (табл.1). Результаты испытаний приготовленных образцов представлены в табл.2.
Определение октанового числа по моторному методу композиций авиационного бензина проводили по ГОСТ Р52946-2008 (ЕН И СО 5163:2005).
Настоящий стандарт устанавливает метод оценки детонационных характеристик авиационных бензинов для двигателей с искровым зажиганием с помощью условной шкалы октановых чисел, используя одноцилиндровый четырехтактный карбюраторный двигатель с переменной степенью сжатия типа УИТ-85М. Определение октанового числа по моторному методу предусматривает измерение детонационных характеристик авиационных топлив в авиационных поршневых двигателях, применяя уравнение корреляции к октановому числу по авиационному методу.
Определение сортности по богатой смеси композиций авиационного бензина проводили по ГОСТ 3338-68, который характеризует детонационную стойкость авиационного бензина на богатой смеси.
Сущность метода заключается в сравнении мощности двигателя, ограниченной начальной детонацией, при работе на испытуемом и эталонном топливах в стандартных условиях испытания на установке ИТ9-1.
Из результатов, приведенных в табл.2 следует, что испытанные образцы композиций авиационного бензина имеют октановое число по моторному методу 91-92 и сортность по богатой смеси 132-137.
По другим показателям заявленные композиции авиационного бензина также соответствуют требованиям к авиационному бензину по TP ТС 013/2011.
Таким образом, заявленная композиция авиационного бензина на основе автомобильного бензина соответствует всем требованиям к авиационному бензину по TP ТС 013/2011, главными из которых является октановое число не менее 91 и сортность по богатой смеси не менее 115.
Таблица 1 | ||||
Состав образцов предлагаемой композиции авиационного бензина | ||||
№ п/п | Наименование компонентов | Содержание компонентов, % масс. | ||
Образец 1 | Образец 2 | Образец 3 | ||
2 | Смесь изопарафиновых углеводородов С 6-C8 | 15 | 30 | 40 |
3 | Гидрированная фракция С6 с остаточным содержанием бензола не более 3% масс. | 10 | - | 0 |
4 | Тетраэтилсвинец в виде этиловой жидкости | 0,35 | - | - |
6 | Тетраэтилсвинец в растворе смеси изопарафиновых углеводородов С6-C8 | - | - | 0,15 |
Тетраэтилсвинец в растворе смеси изопарафиновых углеводородов С6-C8 и этиловой жидкости | 0,20 | |||
7 | Бензин АИ-95 | - | до 100 | - |
8 | Бензин АИ-92 | до 100 | - | до 100 |
Таблица 2 | ||||
Результаты испытаний композиций авиационного бензина | ||||
№ п/п | Наименование показателя | Образец 1 | Образец 2 | Образец 3 |
1 | Октановое число по моторному методу | 92 | 91 | 92 |
2 | Сортность по богатой смеси | 137 | 132 | 135 |
Класс C10L1/06 для искрового воспламенения
Класс C10L1/04 на основе смесей углеводородов