Бензин

Химическая стабильность бензинов различного состава

Один из определяющих факторов высокой химической стабильности бензинов — компонентный состав. Все основные базовые и высокооктановые компоненты по химической стабильности можно условно разделить на химически стабильные и химически нестабильные продукты.  К химически стабильным компонентам относятся бензины каталитического риформинга, прямогонные бензины, алкилат (алкилбензин), толуол, рафинат деароматизированный бензин каталитического риформинга, бензин гидрокрекинга, изомеризат, изопентан, бутан, метил-трет-бутиловый эфир; химически нестабильные компоненты включают бензины термического и каталитического крекинга и бутан-бутиленовую фракцию.
Бензины, получаемые из химически стабильных компонентов свежей выработки, не нуждаются в дополнительной стабилизации: показатели их химической стабильности обычно имеют 3-4-кратный запас качества по сравнению с действующими нормами.
Химически нестабильные продукты используются в качестве компонентов бензинов, как правило, только при их стабилизации специальными противоокислительными присадками. В нашей стране в качестве таких присадок наибольшее распространение получили композиции, содержащие различные алкилфенолы, а также соединения аминного типа. Эти присадки, добавляемые к нестабильным компонентам в незначительных количествах, могут существенно повышать их химическую стабильность.
В качестве примера высокой эффективности противоокислительных присадок можно привести данные по повышению химической стабильности крекинг-бензинов при введении 0,065% мае. фенолов, выделенных из подсмольных вод при переработке смол полукоксования черемховских углей.
Введение противоокислителей позволяет также значительно снизить смолообразование в бензине при его хранении (рис. 7.3).
Таким образом, использование противоокислительных присадок практически полностью решает проблему повышения химической стабильности бензинов, вырабатываемых на базе компонентов термического и каталитического крекинга.
Химическая стабильность бензинов зависит от содержания и типа сероорганических соединений. Меркаптаны, сульфиды и дисульфиды задерживают развитие процесса окисления бензинов, не содержащих антиокислительных присадок. Наибольший ингибирующий эффект наблюдается при введении в бензин ароматических меркаптанов. Так, при добавке к бензину термического крекинга 0,05 % мае. (считая на S) бензилмеркаптана поглощение кислорода и рост кислотности при окислении в лабораторных условиях при И0°С уменьшаются в 4 раза [13, с. 509, 516].
Ингибирующее действие сероорганических соединений сопровождается их окислением, в результате чего увеличивается оптическая плотность бензинов, содержащих эти соединения (14, 15), что связано с изменением цвета последних. Таким образом, потемнение бензинов в процессе длительного хранения в первую очередь связано с окислением сероорганических соединений, а не с накоплением высокомолекулярных продуктов окисления углеводородов, которые, как правило, не имеют интенсивной окраски. Введение сероорганических соединений в бензин с противоокислителем практически не влияет на длительность индукционного периода. Высказано предположение [12],
что в течение индукционного периода, когда противоокислитель противодействует окислению углеводородов, роль сернистых соединений невелика. Сернистые соединения в этот период при отсутствии инициирующего действия первичных продуктов окислению не подвергаются.
Химическая стабильность автомобильных бензинов в значительной степени зависит и от содержания алкилсвинцовых антидетонационных присадок. При хранении этилированных бензинов, не содержащих непредельные углеводороды, в них в первую очередь образуются осадки соединений свинца, когда содержание смол еще не достигает предельно допустимых величин. При хранении этилированных бензинов, получаемых на базе компонентов термического и каталитического крекинга, вначале происходит ускоренное смолообразование, а свинцовый осадок образуется на последующих более глубоких стадиях окисления. Характерной особенностью окисления этилированных бензинов является также заметное увеличение темпа роста кислотности.
Влияние тетраэтилсвинца (ТЭС) на окисление бензинов, содержащих нестабильные компоненты, зависит и от его концентрации, а также наличия противоокислителя.
Характерно воздействие света на этилированные бензины. Если при окислении без света в первую очередь за пределы установленных требований выходит концентрация фактических смол и только потом начинается разложение ТЭС с образованием осадка свинцовых соединений, то на свету вначале окисляется ТЭС и очень быстро выпадает осадок, содержащий свинец, а затем уже наблюдается увеличение концентрации фактических смол.