Оксигенатные добавки в бензины

Кислородосодержащие добавки к бензинам и дизтопливам

(оксигенаты)

В последнее время оксигенаты перестали рассматривать как присадки для топлив, поскольку некоторые из оксигенатов вводятся в очень больших количествах, заменяя углеводородные компоненты и фактически перестают быть добавками улучшающими свойства.

Первой широко применяемой оксигенатной добавкой стал МТБЭ (метил-трет-бутиловый эфир). Его получают из метанола и изобутиленсодержащих фракций каталитического крекинга:

В качестве катализатора обычно применяют сульфированные ионно-обменные смолы (сульфокатиониты) КУ-23, имеющие пространственную структуру, сшитые сополимеры стирола и дивинилбензола, подвергнутые сульфированию.

Реакция (1) равновесная. Вправо равновесие смещают за счет повышения давления до ≈ 0,7 МПа (с уменьшением объема) и использования невысоких температур 60-80 ⁰С (прямая реакция экзотермична). Используется также десятикратный избыток метанола, а также применяются реакционно-ректификационные аппараты, позволяющие вводить МТБЭ из зоны реакции сразу после образования.

В результате достигается выход МТБЭ 95,5% при селективности 99% (см. технологическую схему МТБЭ).

В России мощности по МТБЭ приближаются к 1 млн т/г (Сибур-Холдинг и др.). За рубежом активно ищут другие, более эффективные или удобные для применения оксигенаты.

Т_кип МТБЭ = 55 ⁰С. Желательной является температура 70-90 ⁰С, т.к. в этих пределах выкипают бензиновые фракции с наименьшим октановым числом, т.е. наиболее приемистые для октан-повышающих добавок.

Нужным требованиям по кипению удовлетворяют например МТАЭ (метилтретамиловый эфир)

Т_кип ≈ 86 ⁰С. ОЧ=119,5

В меньших количествах используется диизопропиловый эфир (ДИПЭ). Его достоинством является невысокая стоимость, т.е. он является побочным продуктом при производстве изопропилового спирта. Иногда эфиры применяют в смеси со спиртами. Например отечественная добавка – Фэтерол. Это смесь МТБЭ и ТБС (третбутиловый спирт).

В последние годы за рубежом активно идет процесс вытеснения оксигенатных эфиров этанолом. Поводом для этого стали данные об обнаружении примесей МТБЭ в водоемах и грунтовых водах в Калифорнии, а также информация о канцерогенном действии МТБЭ, не смотря на то, что в 1998 году ВОЗ не классифицировала МТБЭ как канцероген. Более, чем в 20 штатах США он запрещен к применению, во многих странах приняты программы по ограничению его использования.

В качестве замены выступает этанол, производимый из различного растительного сырья. Крупнейшими производителями являются: Бразилия (из сахарного тростника), США и Китай (из кукурузы), в Европе – Германия и Австрия (из рапсового масла).

Однако подробный анализ соотношения общих затрат и выхода энергии при производстве этанола показал, что они превышают энергию полученного топлива на 29% при использовании кукурузы и на 57% при использовании отходной древесной биомассы (ее предполагается использовать в России), поэтому в перспективе ситуация остается неясной.

Дата добавления: 2014-11-20