СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АВИАЦИОННОГО БЕНЗИНА Б-100/130
METHOD FOR OBTAINING AVIATION GASOLINE B-100/130

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии и может быть использовано при производстве высокооктановых авиационных бензинов.
Для получения авиационных бензинов широко используют такие компоненты, как бензин каталитического риформинга, стабилизированные фракции бензина каталитического крекинга, алкилбензин, изомеризат, изопентан, красители, антиаксиданты и этиловую жидкость.
1
5
1
4
Так известна топливная композиция, содержащая: фракции бензина каталитического риформинга, выкипающие в интервалах НК - 85°C, 85-140°C и др., изомеризат, алкилбензин, бензин каталитического крекинга, прямогонную бензиновую фракцию, простые эфиры спиртов C-C или их смеси с низшими спиртами C-C (патент РФ 2153523, C10L 1/4, 2000).
Эта топливная композиция содержит водорастворимые спирты и не может быть использована в качестве авиационного бензина, так как не отвечает требованиям по стабильности фазового состава (расслаивается уже при температурах ~ минус 45°C), октановому числу, фракционному составу и др. характеристикам.
Известна топливная композиция, содержащая бензин каталитического риформинга - фракцию 35-150°C, бензин каталитического риформинга - фракцию 100-190°C, алкилбензин и прямогонную бензиновую фракции, взятые соответственно в соотношении, мас.%:
Фракция бензина риформинга, выкипающая в интервале 35-150°C
55-80
Фракция бензина риформинга, выкипающая в интервале 100-190°C
5-15
Алкилбензин
10-20
Прямогонная бензиновая фракция
5-15
(патент РФ 2009168, C10G 59/00, 1994).
Для получения товарного продукта в состав бензина вводят добавки, такие как тетраэтилсвинец, антиокислительная присадка, краситель.
Недостатком этой композиции является многокомпонентность и высокое содержание ароматических углеводородов и, как следствие, низкая удельная теплота сгорания.
Наиболее близким к предлагаемой композиции является состав авиационного бензина, содержащий, основу, представляющую собой смесь фракции бензина риформинга и/или изомеризата, выкипающих в интервале 40-135°C, и фракции бензина риформинга, выкипающей в интервале 80-190°C, взятых в соотношении 50-80:20-50, и алкилбензин при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.%:
Основа
≤70
Алкилбензин
≥30
Топливная композиция может содержать в своем составе добавки: антиокислительная присадка, тетраэтилсвинец, краситель (патент РФ 2212432, C10L 1/04, 2002).
Недостатком этой композиции является использование нестандартных фракций риформинга и изомеризата (изомеризат на отечественных НПЗ имеет показатель «конец кипения ~75°C, у заявителя 135°C) и дефицитного алкилбензина.
Задачей настоящего изобретения является сокращение используемых компонентов и дефицитных продуктов при производстве авиационного бензина.
Для решения поставленной задачи предлагается топливная композиция, содержащая основу, представляющую собой фракцию, полученную из промышленного автомобильного бензина АИ-95, выкипающую в интервале 40-145°C, и добавок: антиокислительной присадки, этиловой жидкости, красителя.
Отличие предлагаемого технического решения состоит в упрощении производства авиационного бензина за счет использования не дефицитных автомобильных бензинов АИ-95, производимых на ряде НПЗ топливного профиля (Киришинефтеоргсинтез, Лукойл-Ухта, Салаватнефтеоргсинтез и др.). Эти бензины (выпускаемые по нормам евро 4) базируются на бензинах риформинга, изомеризации и алкилирования и почти не содержат олефиновых компонентов, так как не включают нестабильных продуктов каталитического и термического крекинга.
Указанное отличие позволяет получить топливную композицию, обладающую высокой стабильностью и детонационной стойкостью, что позволяет эффективно использовать данную композицию в качестве авиационного бензина.
Приготовление предлагаемой топливной композиции включает следующие стадии: приготовление основы путем отгонки фракции 40-145°C из бензина АИ-95, периодическим или непрерывным способом, с использованием ректификационной колоны эффективностью не менее 3 т.т. Затем в полученную основу в следующей последовательности вводят добавки: антиокислительная присадка, тетраэтилсвинец, и краситель. Фракции, полученные после отгонки основы, могут быть использованы как компоненты автомобильного бензина АИ-92/95.
Для приготовления образцов авиационного бензина Б-100/130 был использован бензин производства «КИНЕФ», характеристики которого приведены в таблице 1.
Описанным способом был приготовлен образец основы топливной композиции и образец авиационного бензина Б-100/130, составы которых приведены в таблицах 2 и 3 соответственно. Результаты испытаний полученных образцов бензина соответствуют требованиям, предъявляемым к авиационному бензину Б-100/130.
При выпуске товарного авиационного бензина в состав топливной композиции вводят добавки: этиловая жидкость, например марки П-2, антиокислительная присадка - 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол (Агидол-1); краситель органический жирорастворимый ярко-синий антрахиноновый.
Пример
1400 мл бензина АИ-95 (свойства в таблице 1) загружают в колбу, снабженную ректификационной колонкой с эффективностью 3 т.т., и последовательно выделяют бензиновые фракции:
1. 35(Нк) - 40, в количестве 58,0 мл.
2. 40-145, в количестве 1158 мл.
3. 145-205 (К.К), в количестве 184,0 мл.
Фракции №1 и №3 соединяются и испытываются на установке УИТ-85, октановое число по моторному методу равно 87,5, в дальнейшем они могут быть использованы в качестве добавки (до 15% об.) к автомобильным бензинам АИ-92/98.
К 1 кг фракции №2 (свойства фракции №2 приведены в таблице 2) в следующей последовательности о добавлены:
антиокислитель - агидол
0,05 г
этиловая жидкость из расчета содержания ТЭС
2,12 г
краситель - органический жирорастворимый ярко-синий антрахиноновый
0,006 г
Свойства полученного бензина (таблица 3) соответствуют требованиям ТУ 38.401-58-197-97 к авиационному бензину Б-100/130.
Таблица 1
Характеристика автомобильного бензина АИ-95-4
Характеристики автомобильного бензина
Единица измерения
Значение по нормативу
Значение по факту
1
2
3
4
Массовая доля серы, не более
мг/кг
50
16
Объемная доля бензола, не более
проценты
1
0,77
Концентрация железа, не более
мг/дм<sup>3</sup>
отсутствие
отсутствие
Концентрация марганца, не более
мг/дм<sup>3</sup>
отсутствие
отсутствие
Концентрация свинца, не более
мг/дм<sup>3</sup>
отсутствие
отсутствие
Массовая доля кислорода, не более
проценты
2,7
0,65
Объемная доля углеводородов не более:
ароматических
проценты
35
34,6
олефиновых
18
0,31
Октановое число:
95
95,7
по исследовательскому методу, не менее
по моторному методу, не менее
85
85,6
Давление паров, не более:
кПа
45-80 (л)
66
Объемная доля оксигенатов, не более:
метанола
проценты
отсутствие
отсутствие
этанола
5
отсутствие
изопропанола
10
отсутствие
третбутанола
7
отсутствие
изобутанола
10
отсутствие
эфиров, содержащих 5 или более атомов углерода в молекуле
проценты
15
3,6
других оксигенатов (с температурой конца кипения не выше 210°C)
10
отсутствие
Плотность при 15°C,
кг/м<sup>3</sup>
725-780
749
Фракционный состав:
температура начала перегонки, °C, не ниже (л)
°C
35
35,0
пределы перегонки, °C, не выше:
10%
°C
65
52
50%
°C
110
99
90%
°C
180
177
конец кипения, °C, не выше
°C
215
205
Концентрация фактических смол, мг на 100 см<sup>3 </sup>бензина, не более
мг
5
1
Испытание на медной пластинке
Выдерживает
Выдерживает
Примечание: требования к характеристикам автомобильного бензина представлены в соответствии с «Техническим регламентом о требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» и ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия».
Таблица 2
Характеристика фракции 40-145 C автомобильного бензина
Характеристики бензина
Единица измерения
Значение по факту
1
2
4
Массовая доля серы
мг/кг
12
Объемная доля бензола
проценты
0,81
Концентрация железа
мг/дм<sup>3</sup>
отсутствие
Концентрация марганца
мг/дм<sup>3</sup>
отсутствие
Концентрация свинца
мг/дм<sup>3</sup>
отсутствие
Массовая доля кислорода
проценты
0,7
Объемная доля ароматических углеводородов
проценты
24,0
Октановое число:
по исследовательскому методу
94,9
по моторному методу
84,8
Давление паров
кПа
44,0
Объемная доля эфиров, содержащих 5 или более атомов углерода в молекуле
проценты
4,1
Концентрация фактических смол на 100 см<sup>3</sup> бензина
мг
отсутствие
Плотность при 15°C
кг/м<sup>3</sup>
744
Фракционный состав:
температура начала перегонки
°C
40
пределы перегонки
°C
10%
°C
62
50%
°C
93
90%
°C
144
конец кипения, °C
°C
170
Таблица 3
Характеристика авиационного бензина Б 100/130
Характеристики бензина
Значение по нормативу для Б-100/130
Значение по факту
Содержание тетраэтилсвинца в г на 1 кг бензина, не более
2,2
2,12
Детонационная стойкость:
- октановое число по моторному методу, не менее
100
102
- сортность на богатой смеси, не менее
130
132
Фракционный состав: потери от разгонки, % не более
1,5
Менее 1,0
- 10% перегоняется при температуре, °C, не выше
75
62
- 40% перегоняется при температуре, °C, не ниже
75
82
- 50% перегоняется при температуре, °C, не выше
105
93
- 90% перегоняется при температуре, °C, не выше
145
144
конец кипения, °C, не выше
180
171
- остаток, %, не более
1,5
Менее 1,0
Давление насыщенных паров, кПа, не менее
38,0
-
- не более
49,0
44,0
Температура начала кристаллизации, °C, не выше
-60
Ниже минус 65
Массовая доля ароматических углеводородов, %, не более
35
33,1
Массовая концентрация фактических смол в мг на 100 см<sup>3</sup> бензина, не более
3
Отсутствие
Массовая доля серы, %, не более
0,05
0,001
Содержание механических примесей и воды
Отсутствие
Отсутствие
Цвет
Голубой
Голубой
Плотность при 15°C, кг/м <sup>3</sup>
Определение обязательно
745
Примечание: требования к характеристикам бензина представлены в соответствии с «Техническим регламентом о требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» и ТУ 38.401-58-197-97 «Бензины авиационные».