Автомобильные бензины являются одним из наиболее распространенных видов топлива в мире. В настоящее время существует разнообразие методов и технологий для производства высокооктановых бензинов. Одним из наиболее распространенных методов является использование антидетонаторов и катализаторов, которые позволяют увеличить октановое число топлива. Чем выше октановое число, тем больше сжатия может выдержать топливо без воспламенения и детонации в двигателе. Эта особенность делает высокооктановый бензин популярным выбором для спортивных и гоночных автомобилей, а также для автомобилей с высокой степенью компрессии двигателя. В последнее время было активно проведено много исследований по созданию экологически чистых высокооктановых бензинов, что позволяет получить эффективное топливо при минимальном негативном воздействии на окружающую среду.
В настоящий момент в городе Тюмени в свободной продаже доступно только два вида высокооктановых автомобильных бензинов АИ-100 – это G-Drive 100 (АИ-100-К5) и бензин ЭКТО 100 (АИ-100-К5). Данные образцы бензинов полностью соответствуют нормам экологического класса К5 (ЕВРО-5).
Целью работы является получение высокооктановых спортивных бензинов с добавлением высокооктановых компонентов, таких как МТБЭ и толуол, и исследование полученных образцов бензинов.
Современные автомобильные и авиационные бензины должны соответствовать высоким стандартам качества, чтобы обеспечивать безопасные и эффективные эксплуатационные характеристики для двигателей. Для достижения этих стандартов требуется, чтобы бензин обладал рядом характеристик. Например, оптимальные антидетонационные свойства необходимы, чтобы соответствовать степени сжатия двигателя при работе на бедных и богатых смесях в зависимости от режимов работы. Безопасность эксплуатации и минимизация вреда окружающей среде также являются ключевыми характеристиками, которым должен соответствовать бензин. А также он должен обладать высокой испаряемостью, чтобы обеспечивать легкий запуск двигателя при низких температурах, стабильную работу и хорошую приемистость двигателя.
Также важно, чтобы бензин не образовывал паровых заторов в топливной системе при пониженном давлении и повышенной температуре. Бензин должен быть надежным в различных условиях эксплуатации и не выделять твердых осадков при отрицательных температурах. Стабильность в процессе хранения является очень важным качеством, и бензин не должен окисляться, осмоляться или разлагаться на составные компоненты. Кроме того, важно, чтобы бензин не образовывал отложений в системе питания двигателей и не вызывал коррозии в топливной системе и камере сгорания. Наконец, для производства бензина важно иметь широкую и стабильную сырьевую базу.
Параметры качества бензина, такие как октановое число, температура вспышки, плотность, вязкость, содержание серы и других примесей, также должны соответствовать определенным стандартам качества. Некачественный бензин может повредить двигатель и негативно повлиять на экологическую ситуацию [1].
Данные показатели представлены в таблице 1.
Бензин G-Drive 100 (АИ-100-К5) «Компания № 1»:
- плотность – 737,2кг/м3;
- ДНП – 86,6 кПа;
- октановое число – 100,3;
- общее количество компонентов бензина – 224;
- массовый групповой углеводородный химический состав и распределение компонентов в бензине представлены в таблице 3 и на рисунке 4. График ИТК представлен на рисунке 3.
Бензин ЭКТО 100 (АИ-100-К5) «Компания № 2»:
- плотность – 739,1 кг/м3;
- ДНП – 78,9 кПа;
- октановое число – 100,26;
- общее количество компонентов бензина – 211;
- массовый групповой углеводородный химический состав и распределение компонентов в бензине представлены в таблице 4 и диаграмме 6.
График ИТК представлен на рисунке 5.
Далее для исследований используем исходные бензины и высокооктановые компоненты для получения пробы спортивного бензина с высоким октановым числом. Для каждого образца рассчитываем необходимое количество МТБЭ и толуола, чтобы удержаться в пределах допустимых значений содержания ароматических углеводородов и оксигенатов. МТБЭ и толуол хорошо растворимы в бензине, так что нет необходимости использовать дополнительные аппараты для их перемешивания при приготовлении проб в лаборатории.
Исходя из полученных данных анализа исходных бензинов готовим пробы со следующими показателями по содержанию высокооктановых присадок, представленных в таблице 5.
Проанализировав два образца бензина с помощью хроматографического анализатора «Хроматэк-Кристалл-5000.2» и стандартных методов, получили следующие результаты:
1. Бензин G-Drive 100 (АИ-100-К5) «Компания № 1» с добавлением высокооктановых присадок:
- октановое число по исследовательскому методу – 102,5, прирост 2,5 пункта;
- давление насыщенных паров – 84,1 кПа;
- плотность бензина – 742,2 кг/м3;
- общее количество компонентов бензина – 224;
- массовый групповой углеводородный химический состав и распределение компонентов в бензине представлены в таблице 6 и на рисунке 8. График ИТК представлен на рисунке 
Бензин АИ-98-К5 «Компания №3» с добавлением высокооктановых присадок:
- октановое число по исследовательскому методу – 102,5, прирост 4,5 пункта;
- давление насыщенных паров – 56,5 кПа;
- плотность бензина – 746,2 кг/м3;
- общее количество компонентов бензина – 145;
- массовый групповой углеводородный химический состав и распределение компонентов в бензине представлены в таблице 7 и на рисунке 10.
График ИТК представлен на рисунке 9.
Сравнение распределения углеводородных компонентов по фракционному составу исходных бензинов с бензинами с присадками представлены на рисунках 11 и 12.
Проведя анализ полученных данных, пришли к следующим выводам:
- в работе рассмотрена возможность получения высокооктанового спортивного бензина, соответствующего нормам К5 (ЕВРО-5).
- за основу для получения высокооктанового бензина выбраны товарные бензины, реализуемые на территории города Тюмень, а именно АИ-98-К5 «Компания № 3», G-Drive 100 (АИ-100-К5) «Компания № 1» и бензин ЭКТО 100 (АИ-100-К5) «Компания № 2». Высокооктановые компоненты для получения спортивного бензина – МТБЭ и толуол.
- проведен анализ товарных бензинов для выявления образцов, пригодных для получения высокооктановых спортивных бензинов. По результатам исследования выбраны две марки бензина, а именно АИ-98-К5 «Компания № 3», G-Drive 100 (АИ-100-К5) «Компания № 1».
- путем добавления высокооктановых компонентов МТБЭ и толуола в испытуемые образцы бензинов АИ-98-К5 ООО «Компания № 3» и G-Drive 100 (АИ-100-К5) «Компания № 1» получили высокооктановые спортивные бензины без превышения норм содержания ароматических углеводородов, олефинов и оксигенатов, соответствующих нормам экологического класса К5 (ЕВРО-5).
- достигнута основная цель работы: получение высокооктанового спортивного бензина, соответствующего экологическим нормам К5 (ЕВРО-5).
Литература
1. ГОСТ 1510-1984. Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение. Общие положения: межгосударственный стандарт: издание официальное: утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 07 августа 1984 г. № 2776: введен впервые: дата введения 1986-01-01 / разработан Министерством нефтяной промышленности. – Москва: Стандартинформ, 2010. – Текст: непосредственный.
2. ГОСТ Р 51105 -2020. Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Бензин неэтилированный. Общие положения: национальный стандарт Российской Федерации: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2020 г. № 725-ст: введен впервые: дата введения 1999-01-01 / разработан Техническим комитетом по стандартизации ТК 31 «Нефтяные топлива и смазочные материалы» (ВНИИ НП). – Москва: Стандартинформ, 2020. – Текст: непосредственный.
