Бензин

Антидетонационная эффективность ТЭС

Зависит от состава углеводородной и неуглеводородной частей бензина. Способность углеводорода или бензина повышать детонационную стойкость при добавлении антидетонаторов принято называть приемистостью. Наибольшей приемистостью к ТЭС обладают парафиновые углеводороды, наименьшей — олефиновые и ароматические. Нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение. При этом приемистость к ТЭС практически всех углеводородов (за исключением ароматических) снижается по мере повышения их октанового числа. Отмечено также, что наиболее эффективны первые порции ТЭС. При последующем добавлении октановое число углеводородов увеличивается в меньшей степени. Такое действие ТЭС характерно для всех углеводородов независимо от строения.
Приемистость к ТЭС автомобильных бензинов определяется содержанием различных углеводородов. Бензины прямой перегонки обычно обладают наибольшей приемистостью. Разница в приемистости к ТЭС для различных бензинов меньше при определении октанового числа по исследовательскому методу, чем по моторному.

Приемистость топлив раэличиого происхождения к ТЭС

 

 

очим

очмм

Топливо

 

с 0,41

с 0,82

 

с 0,41

с 0,82

 

без ТЭС

г/кг

г/кг

без ТЭС

г/кг

г/кг

 

 

ТЭС

ТЭС

 

ТЭС

ТЭС

Бензин прямой

 

 

 

 

 

 

перегонки:

 

 

 

 

 


ромашкинской

 

 

 

 

 

 

нефти

41,6

49,0

56,0

41,0

50,0

57,0

туймазинской

 

 

 

 

 

 

нефти

43,0

47,0

53,0

41,0

48,0

56,0

краснокамской

 

 

 

 

 

 

нефти

50,0

56,8

61,4

48,6

56,8

60,8

Бензин термического

 

 

 

 

 

 

крекинга мазута

 

 

 

 

 

 

Саратовского НПЗ

73,4

75,8

78,3

66,4

69,2

71,4

Бензин каталитичес-

 

 

 

 

 

 

кого крекинга

 

 

 

 

 

 

тяжелого дистиллят-

 

 

 

 

 

 

ного сырья:

 

 

 

 

 

 

Новоуфимского

 

 

 

 

 

 

НПЗ

84,8

87,0

89,0

76,4

78,5

79,6

Омского НПЗ

82,0

85,5

88,0

75,3

78,3

80,0

Бензин каталити-

 

 

 

 

 

 

ческого риформинга:

 

 

 

 

 

 

обычного режима

83,0

86,7

89,0

76,0

81,0

84,8

жесткого режима

96,0

99,0

100,1

86,0

89,5

91,0

Бензин гидро-

 

 

 

 

 

 

крекинга

75,0

80,8

85,0

71,0

79,6

84,0

Алкилбензин

91,6

96,5

98,8

90,0

98,0

100,4

Полимербензин

100,0

100,0

100,0

85,0

86,0

87,0

Изопентаи

93,0

99,0

iO3,O

90,0

97,0

100,0

Пснтан-амиленовая

 

 

 

 

 

 

фракция

90,0

96,0

100,0

87,0

88,0

89,0



Добавление ТЭС по-разному влияет также на чувствительность углеводородов. Так, чувствительность низкооктановых парафиновых и нафтеновых углеводородов при добавлении ТЭС снижается; парафиновых и нафтеновых углеводородов с октановым числом выше 80 — возрастает; наличие ТЭС в олефиновых и диеновых углеводородах вызывает повышение чувствительности, а в ароматических— понижение. Чувствительность бензинов прямой перегонки при добавлении ТЭС, как правило, снижается, бензинов термических и каталитических процессов — повышается. При этом отмечено снижение приемистости топлив по мере повышения их чувствительности [1].
Эффективность антидетонаторов в значительной степени зависит от содержания и характера неуглеводородных примесей в бензинах и наличия в них других присадок. Соединения, влияющие на приемистость бензинов к антидетонаторам, принято делить на две группы. К первой относят соединения, снижающие приемистость бензинов к антидетонаторам,— антагонисты (сероорганические соединения, некоторые галоиды, фосфорные соединения, органические кислоты, сложные эфиры и т.д.) [32]. Во вторую группу входят соединения, усиливающие действие антидетонаторов, — промоторы.
Влияние сероорганических соединений на детонационную стойкость бензинов, не содержащих антидетонаторов, относительно невелико. При содержании серы до 0,05% сероорганические соединения практически не влияют на детонационную стойкость углеводородов. В больших концентрациях сероорганические соединения вызывают снижение октанового числа на 1—2 единицы.
Антагонистический эффект сероорганических соединений в отношении ТЭС различен. В среднем при содержании серы 0,05% примерно половина добавляемого ТЭС расходуется непроизводительно на взаимодействие с сероорганическими соединениями [7, 33]. Наиболее агрессивны некоторые меркаптаны, дисульфиды и полисульфиды. Отмечена характерная особенность: доля ТЭС, антидетонационное действие которого подавляется сероорганическим соединением, постоянна независимо от общей концентрации ТЭС в топливе. При этом общее количество ТЭС, деактивированное данным количеством сернистого соединения, непрерывно возрастает, а относительное количество остается примерно постоянным.
С увеличением концентрации сероорганических соединений их антагонистическое действие возрастает, однако наибольшее действие оказывают первые их порции. Эту зависимость можно использовать для экономических расчетов, чтобы обосновать оптимальную степень очистки бензинов от серы.
Фактическая детонационная стойкость сернистых бензинов, содержащих ТЭС, на полноразмерном двигателе оказалась ниже, чем на одноцилиндровых установках, как по моторному, так и по исследовательскому методам [34]. С увеличением концентрации серы в бензине с ТЭС фактическое октановое число топлива монотонно уменьшается.
В соответствии с перекисной теорией детонации по цепному механизму действие сероорганических соединений, очевидно, заключается в обрыве реакционной цепи вследствие взаимодействия с активными соединениями свинца:

PbO+R,S -> PbS + R,0

Кроме сероорганических соединений, антагонистическим действием в отношении ТЭС обладают некоторые соединения хлора, брома, фосфора и др. [26]. Соединения хлора, брома и фосфора в бензинах не содержатся, однако они могут входить в состав присадок и добавляться в бензин для улучшения выноса свинца и снижения калильного зажигания. Но для этих целей их вводят в столь малых количествах, что снижение октанового числа не превышает одной единицы.
С повышением концентрации ТЭС в бензине и октанового числа базового бензина эффективность третбутилацетата увеличивается. В срЪднем оптимальная концентрация mpem-бутилацетата в бензине составляет 0,75% об.