Антидетонационные добавки к моторному топливу

Углеводороды входят в состав бензинов, который является топливом для двигателей внутреннего сгорания. В двигателе пары топлива подвергаются максимальному сжатию; при воспламенении входящие в его состав углеводороды мгновенно разлагаются с взрывом, образуя продукты полного сгорания (СО2, пары Н2О).

Однако этот процесс может сопровождаться детонацией, т.е. преждевременным взрывом горючего до достижения максимального сжатия. При этом происходит неполное сгорание (с образованием СО, H2 и осколков углеводородов), энергия топлива используется не полностью, нарушается ритм работы двигателя.

Выяснено, что детонационные свойства углеводородов зависят от их строения: чем больше разветвлена цепь углеводорода (т.е. чем больше в его молекуле третичных и четверичных углеродных атомов), тем меньше он склонен к детонации и тем выше его качество как горючего; чем меньше разветвлена цепь, тем склонность к дентонации больше.

Например, высокими антидетонационными свойствами обладает входящий в состав бензина углеводород 2,2,4-триметилпентан (изооктан); крайне склонен к детонации н-гептан :

Изооктан н-Гептан

Из изооктана и н-гептана готовят стандартные смеси, с детонационными свойствами которых сравниваются детонационные свойства различных горючих смесей (бензинов и т.п.). Детонационные свойства характеризуют так называемым октановым числом (о.ч.). Например, если о.ч. топлива равно 85, то это значит, что оно по детонационным свойствам подобно смеси, содержащей 85% изооктана и 15% н-гептана. Высококачественные топлива для авиационных и автомобильных моторов должно иметь октановое число выше 90. Иначе говоря, высококачественные бензины должны быть более богаты углеводородами с разветвленной углеродной цепью. Антидетонационные свойства бензинов могут быть повышены добавлением к ним различных веществ (антидетонаторов), например тетраэтилсвинца (ТЭС), метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ), этил-трет-бутилового эфира (ЭТБЭ).

МТБЭ и ЭТБЭ относят в свою очередь к так называемым кислород содержащим добавкам к моторному топливу, поскольку являются эфирами и в их химической формуле содержится кислород. Кислород помогает бензину сгорать полностью, что снижает содержание СО (угарного газа) и NO (оксида азота) в выхлопных газах, сгорание в цилиндрах двигателя смеси этих присадок и стандартного бензина увеличивает антидетонационные свойства моторного топлива. Этим достигается соответствие отечественного бензина требованиям европейского стандарта Евро-3, который также выборочно введен в Москве Постановлением Мосгордумы.

МТБЭ и ЭТБЭ вносят в стандартный бензин на нефтебазах. Применение этих антидетонационных присадок до 15% к объему не требует изменения в настройках двигателя.

Законодательство ЕС требует от продавцов топлива наличия в последнем добавок, выработанных из возобновляемых ресурсов. К 2010 году общее содержание добавок в моторное топливо из возобновляемых ресурсов должна соответствовать не менее чем 5,75% по объему, при этом специального обозначения на этикетке не требуется. Эти требования направлены на снижение зависимости экономики ЕС от импортного топлива (нефть) и роста перерабатывающих отраслей экономики ЕС и имеют законодательную поддержу в части снижения налогообложения на топливо из возобновляемых ресурсов (этиловый спирт и рапсовое масло).

Крупные Российские поставщики топлива для автомобилей (ЛУКОЙЛ, ТНК ВР) также начали применение подобных смесей под собственными брендами. На автозаправочных станциях в Москве и нескольких областных центрах появилось топливо ЭКТО и ULTIMATE, соответственно. Поскольку акцизная политика Российского государства на этиловый спирт (как возобновляемый сырьевой ресурс) не поддерживает его применение в качестве добавки к моторному топливу, а также поскольку Российское Законодательство не устанавливает жестких норм к содержанию в моторном топливе таких вредных антидетонационных добавок, как тетра-этил-свинец и МТБЭ, то Потребитель, который покупает новые бензиновые бренды всегда должен помнить, что

Тетраэтилсвинец (С2Н5)4Pb.

Относится к свинцеорганическим соединениям. Получается при взаимодействии хлористого этила со сплавом натрия и свинца

4 С2Н5 – Сl + 4Na + Pb (C2H5)4Pb + 4NaCl

хлористый тетраэтилсвинец

этил

Тэтраэтилсвинец – бесцветная тяжёлая жидкость, со слабым фруктовым запахом; d4 =1,653. Тэтраэтилсвинец очень ядовит: проникает в организм не только при вдыхании его паров, но и всасывается через кожу, вызывая серьёзные отравления. Тетраэтилсвинец применяется в качестве добавки к низкосортным бензинам (антидетонатор). Известен под сокращенным названием – ТЭС, а также под названием этиловая жидкость.

Метил-трет-бутиловый-эфир C5H12O.

Полезные физические и химические свойства смотри здесь.

Тем не менее, в настоящее время, по соображениям безопасности в США применение МТБЕ запрещено. Смотри здесь.

К тому же, В США, он использовался в бензине в небольших количествах с 1979, чтобы заменить тетраэтилсвинец, увеличить октановое число и предохранить детонацию в двигателе. Кислород помогает бензину сгорать более полно, уменьшает эмиссии вредных газов из выхлопной трубы для автомобилей изготовленных до 1984 года. В более современных машинах, уменьшение эмиссий незначительное. В одном отношении, кислород разбавляет или смещает бензиновые компоненты как например, ароматические вещества (например, бензол) и сера. В другом, кислород оптимизирует окисление в течение горения. Большинство нефтепереработчиков первоначально выбрали MTBE , а не другие оксигенаты (содержащие кислород присадки к моторному топливу), в связи с его хорошим смешиванием с бензином и по экономическим причинам. Производится из природного газа или продуктов переработки нефти (метанол и изобутилен), которые дешевле чем нефть.

Видео. Этиловый спирт - антидетонационная добавка.

Вернуться на главную страницу сайта.