Томин, Александр Викторович. Комплексная оценка эффективности оксигенатов в автомобильных бензинах

brief description

Томин, Александр Викторович. Комплексная оценка эффективности оксигенатов в автомобильных бензинах : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.07 / Томин Александр Викторович; [Место защиты: Всерос. науч.-исслед. ин-т по переработке нефти].- Москва, 2013.- 107 с.: ил. РГБ ОД, 61 14-5/416

ОАО «Ангарская нефтехимическая компания»
Испытательный Центр - Управление контроля качества
На правах рукописи
Томин Александр Викторович
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
ОКСИГЕНАТОВ В АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНАХ
Специальность 05.17.07 - Химическая технология топлива и высокоэнерге¬
тических веществ
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель:
д.т.н, профессор В.Е. Емельянов
Москва-2013
СОДЕРЖАНИЕ
ВВДЕНИЕ 4
1 СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕ¬НЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ 13
1.1 Развитие законодательных требований к качеству автомо¬бильных бензинов 13
1.2 Влияние качества автомобильных бензинов на эффектив¬ность работы двигателей внутреннего сгорания автотранспорта 14
1.3 Применение оксигенатов в составе автомобильных
бензинов 22
1.4 Основные технологические процессы производства компо¬нентов автомобильных бензинов 26
1.4.1 Каталитический риформинг 27
1.4.2 Изомеризация парафиновых углеводородов 29
1.4.3 Алкилирование изобутана олефиновыми углеводородами ... 31
1.4.4 Каталитический крекинг 32
1.4.5 . Производство эфиров из олефиновых углеводородов и
Спиртов 36
1.5 Современные методы исследований физико-химических и
эксплуатационных свойств автомобильных бензинов 40
1.6 Постановка задач для исследований 44
2 МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 46
2.1 Методы исследования 46
2.1.1 Стандартные методы исследования 46
2.1.2 Разработка лабораторного стенда исследования комплексной
эффективности оксигенатов в составе автомобильных бензи¬нов 49
1.1.2.1 Разработка конструктивных решений и регламентных проце¬дур испытаний 49
1.1.2.2 Настройка совместной работы моторной установки УИТ-85 и четырехканального газоанализатора BOSCH-BEA 050 52
1.1.2.3 Планирование эксперимента 57
1.1.2.4 Объекты исследования 59
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ДЕТОНА¬ЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОМПОНЕНТОВ И ИХ СМЕСЕЙ С ОКСИГЕНАТАМИ В УСЛОВИЯХ ПРОИЗВОДСТВА АВ¬ТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ НА НПЗ 61
3.1 Исследование поведения компонентов при производстве ав¬томобильных бензинов с оксигенатами 61
3.2 Исследование влияния оксигенатов и монометиланилина на детонационную стойкость автомобильных бензинов приго¬товленных с использованием Б-95 и Б-98 66
4 КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ОКСИГЕ¬НАТОВ В АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНАХ 75
4.1 Исследование влияния оксигенатов и ММА в составе автомобильных бензинов на эмиссию агрессивных компонентов отработавших газов ДВС 75
4.2 Оценка влияния массового содержания кислорода вносимого оксигенатами на детонационные свойства автомобильных бензинов 81
ВВЫВОДЫ 93
ЛИТЕРАТУРА 96
Список использованных сокращений 107

bibliography

ВЫВОДЫ
1. Разработанная методика комплексной оценки эффективности оксиге- натных бензиновых композиций на базе установки УИТ-85 с четырех ка¬нальным газоанализатором позволяет определить степень влияния состава бензинов, природы и содержания оксигенатов на эффективность работы ДВС.
2. Установлена общая зависимость прироста октанового числа от массо¬вого содержания кислорода в бензинах с октановым числом выше 95 ед. по ИМ. Показано, что по приросту октанового числа оксигенаты распределяют¬ся на 2 ряда, которые описываются уравнениями:
1. ряд - МТБЭ, ТАМЭ, ДИПЭ:
АОЧБС+Ок=1,461п(СокЛ1)+1,2б , (R2 = 0,88),
2. ряд - метиловый, этиловый, изопропиловый, изобутиловый спирты :
ЛОЧБС.О^1,41П(СО^0,48 , (R2=0,85),
3. Эмиссия NOX при использовании оксигенатов в составе высокоок¬тановых автомобильных бензинов зависит от коэффициента избытка воздуха в топливовоздушной смеси (к): В условиях свободного изменения X для кар-бюраторного двигателя, оксигенаты способствуют увеличению эмиссии NOX в следсвие эффекта обеднения топливовоздушной смеси. При Х=1 оксигена¬ты способствуют кратному снижению эмиссии NOX. Выявлено, что опреде¬ляющее влияние на эмиссию NOX, в сравнимых условиях работы двигателя, оказывает массовое содержание кислорода в оксигенате.
4. В составе автомобильных бензинов с октановым числом выше 95 ед. ИМ монометиланилин в смеси с оксигенатами способствует приросту ок¬танового числа на 1,5 -1,8 единиц и не вызывает увеличения эмиссии NOX и других агрессивных компонентов в составе ОГ.
5. Для достижения наибольшей эффективности применения оксигенатов в составе автомобильных бензинов рекомендуется повысить
максимальный предел содержания кислорода в бензиновых композициях до ~4% масс и установить минимального предел на уровне —1,5% масс..
6. Полученные данные могут быть использованы для расчета опти¬мальных рецептур современных автомобильных бензинов с октановым чис¬лом более 95 ед. ИМ, включающих продукты технологических установок : каталитического риформинга, каталитического крекинга, изомеризации, ал¬килирования и оксигенаты: МТБЭ, ТАМЭ, ДИПЭ, метиловый, этиловый, изопропиловый, изо-бутиловый спирты.