Дослідження випаровуваності бензинової фракції, отриманої при піролізі полімерів після компаундування з оксигенатами

Abstract

В статті розглянуто основні фізичні властивості антидетонаційних присадок до бензину – оксигенатів, представлених спиртами (СН3ОН, С2Н5ОН) та метил-третбутиловим ефіром (CH3OC4H9), а також їх вплив на такий показник якості автомобільного бензину як випаровуваність. Запропоновано оцінювати випаровуваність автомобільного бензину за фракційним складом (Vt=f(tк.), % (об.)) і тиском насичених парів (P 37,8, кПа), який зазвичай вимірюється при 37,8°C (100°F). Саме ці фізико-хімічні показники якості разом з температурою початку кипіння (tп.к.) та вмістом (Х, % (об.)) оксигенатів є основними для характеристики випаровуваності окремих фракцій та сумішей. Представлені результати експериментальних досліджень, які свідчать про зменшення (на 6 кПа) величини показника P 37,8 в залежності від збільшення (від 55 °С до 70 °С) величини показника tп.к. фракції п.к. – 180 °С. Показник P 37,8 означеної фракції має досить низьке значення (45 кПа), що свідчить про необхідність компаундування фракції п.к. – 180 °С низькокиплячими вуглеводнями (наприклад, ізобутан та ізопентан). Компаундування фракції п.к. – 180 °С з 15 % (об.) CH3OC4H9, сприяє зниженню величини показника tп.к. суміші на 9,0 °С, а з спиртами СН3ОН та С2Н5ОН, не впливає на величину показника tп.к. суміші. Із збільшенням вмісту оксигенатів, підвищується значення P 37,8 (від 11 кПа до 17 кПа). Вміст 15 % (об.) CH3OC4H9 та СН3ОН збільшує об'ємну частка випаровування суміші за температури до 70 °С, а вміст 15 % (об.) С2Н5ОН збільшує об'ємну частку випаровування за температур до 100 °С. Встановлено, що для виробництва зимових автомобільних бензинів перспективними оксигенатами можуть вважатися СН3ОН та CH3OC4H9 (взимку необхідно підви щувати випаровуваність автомобільного бензину, щоб забезпечити швидкий пуск двигуна при низьких температурах навколишнього середовища), для виробництва літнього автомобільного бензину – С2Н5ОН (етанол має вищу температуру кипіння, ніж більшість вуглеводнів бензину, що сприяє запобіганню утворення парових пробок в системі живлення двигуна).

The article considers the main physical properties of anti-knock additives to gasoline - oxygenates, represented by alcohols (CH3OH, C2H5OH) and methyl-tert-butyl ether (CH3OC4H9), as well as their influence on such an indicator of the quality of automobile gasoline as evaporation. It is proposed to estimate the evaporation of automobile gasoline by the fractional composition (Vt=f(tk.), % (vol.)) and the saturated vapor pressure (P37.8, kPa), which is usually measured at 37.8 °C (100 °F). It is these physicochemical quality indicators, together with the initial boiling point (tb.p.) and the content (X, % (vol.)) of oxygenates, that are the main ones for characterizing the volatility of individual fractions and mixtures. The results of experimental studies are presented, which indicate a decrease (by 6 kPa) in the value of the P37.8 indicator depending on the increase (from 55 °C to 70 °C) in the value of the tb.p. index of the b.p.-180 °C fraction. The P37.8 indicator of the specified fraction has a rather low value (45 kPa), which indicates the need to compound the b.p.-180 °C fraction with low-boiling hydrocarbons (for example, iso-butane and iso-pentane). Compounding the b.p.-180 °C fraction with 15 % (vol.) CH3OC4H9 contributes to a decrease in the value of the tb.p. mixture by 9.0 °C, and with alcohols СН3ОН and С2Н5ОН, does not affect the value of the tb.p. indicator of the mixture. With an increase in the content of oxygenates, the value of P37.8 increases (from 11 kPa to 17 kPa). The content of 15 % (vol.) CH3OC4H9 and СН3ОН increases the volume fraction of evaporation of the mixture at temperatures up to 70 °C, and the content of 15 % (vol.) С2Н5ОН increases the volume fraction of evaporation at temperatures up to 100 °C. It has been established that for the production of winter automobile gasolines, promising oxygenates can be considered CH3OH and CH3OC4H9 (in winter, it is necessary to increase the evaporation of automobile gasoline to ensure quick engine start-up at low ambient temperatures), for the production of summer automobile gasoline – CH2H5OH (ethanol has a higher boiling point than most gasoline hydrocarbons, which helps prevent the formation of vapor locks in the engine supply system).