Застосування 1,3-дифенілтріазена як антидетонаційної присадки до автомобільних бензинів

Abstract

В статті надано аналіз наявних уявлень щодо механізму дії антидетонаційних присадок, котрі на сьогоднішній день широко застосовуються в автомобільних бензинах. Розглянуто найімовірніші реакції, які протікають з вуглеводнями паливно-повітряної суміші при її потраплянні до камери згоряння двигуна внутрішнього згоряння. Означені реакції, головним чином, репрезентовано крекінгом з утворенням активних радикалів, які в свою чергу вступають у реакції окиснення киснем повітря. Утворені таким чином гідропероксиди приймають участь в ланцюгових реакціях окиснення, що сприяє виникненню ефекту детонаційного згоряння паливно-повітряної суміші. З огляду на ці реакції, як антидетонаційну присадку до автомобільних бензинів запропоновано використовувати 1,3-дифенілтріазен, який входить до класу діазосполук. Принцип антидетонаційної дії цієї речовини полягає, насамперед, в можливості її термічного розкладання в діапазоні температур 130-160 °С. При цьому будуть утворюватися азот, радикали фенілу і аніліну. Радикал фенілу, який є однією з найнестабільніших частинок, через свою підвищену реакційну здатність миттєво реагує з найбільш активними радикалами палива: атомарним воднем; метильним і гідроксильним радикалами. При цьому велика імовірність утворення серед продуктів подібних взаємодій молекулярного водню, толуолу та фенолу. Це стабільні сполуки, які не здатні продовжувати та підтримувати ланцюгові реакції окиснення, що виникають при згорянні паливно-повітряної суміші в камері згоряння двигуна. Таким чином, у зоні реакції за безпосередньої участі фенільних радикалів відбувається зниження концентрації радикалів-ініціаторів ланцюгових окисних реакцій, що веде до обриву ланцюга. Також, дуже позитивним моментом від використання 1,3-дифенілтріазену є те, що цю речовину можливо використовувати у композиції зі спиртами або з метил-трет-бутиловим ефіром у прямогінних бензинових фракціях нафти, їх суміші з фракціями каталітичного крекінгу та риформінгу. Використання запропонованої добавки у складі автомобільних бензинів повністю відповідає вимогам стандарту екологічної безпеки Євро-5.

The article presents an overview of the chemical principle of anti-detonation additives, which are now widely used in gasolines. The most probable reactions that occur with hydrocarbons in the fuel-air mixture when it enters the combustion chamber of an internal combustion engine are considered. These reactions are mainly represented by cracking with the formation of active radicals, which in turn enter into the oxidation reaction with oxygen. Formed in this way, hydroperoxides take part in chain oxidation reactions, which contributes to the effect of detonation combustion of the fuel-air mixture. In view of this reaction, it is proposed to use 1,3-diphenyltriazene, which belongs to the class of diazocompounds, as an anti-detonation additive for motor gasolines. The principle of anti-detonation effect of this substance is, first of all, the possibility of its thermal decomposition in the temperature range 130-160 °C. In this case, nitrogen, phenyl and aniline radicals will be formed. The phenyl radical, which is one of the most unstable particles, due to its increased reactivity reacts instantly with the most active fuel radicals: atomic hydrogen; methyl and hydroxyl radicals. At the same time, there is a high probability of formation of molecular hydrogen, toluene and phenol among the products of such interactions. These are stable compounds that are not able to continue and maintain the chain oxidation reactions that occur during the combustion of the fuel-air mixture in the combustion chamber of the engine. Thus, in the reaction zone with the direct participation of phenyl radicals there is a decrease in the concentration of radicals initiating chain oxidative reactions, which leads to chain breakage. Also, a very positive aspect of the use of 1,3-diphenyltriazene is that it can be used in compositions with alcohols or with methyl tert-butyl ether in straight-run gasoline fractions of oil, their mixtures with the fractions of the catalytic cracking and of the riforming. The using of the proposed additive in the composition of gasoline fully meets the requirements of the environmental safety standard Euro-5.