Improving the performance of motor gasolines by optimizing their knock resistance distribution factor

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The growth of gasoline consumption worldwide is imposing stricter operational and environmental requirements on fuel quality. These requirements include not only a high knock resistance of gasoline, but also a uniform distribution of the octane number by fractions. The latter property is of great importance for reliable operation of the engine at variable modes. At the same time, most of the currently used oxygenates and additives produced on their basis exhibit a narrow boiling point range and are unevenly distributed over the fuel fractions. In this work, we study industrially available oxygenates, including methyl-tert-butyl ether, isobutyl alcohol, and a mixture of saturated hydrocarbons obtained in the process of sulfuric acid alkylation of olefins (alkylate). A composite mixture of alkylate, methyl tert-butyl ether, and isobutyl in the ratio of 50-70 wt%, 15-25 wt%, and 15-25 wt%, respectively, is proposed. This composition allows an equal increase in the octane number of narrow low-boiling and high-boiling fractions in the gasoline mixture, with the factor of knock resistance distribution being close to the maximum value of 1. The effect of the studied three-component mixture on the performance of respective motor gasolines was investigated. It was found that the addition of the studied mixture as a high-octane oxygencontaining fuel component in the concentration range from 25.0 to 45.5 wt% provides for a uniform distribution of knock resistance over the fractions and improves the energy efficiency of the fuel by increasing its specific heat of combustion.

About the authors

E. B. Kovaleva

Irkutsk National Research Technical University

Email: K0valevaEB@yandex.ru

S. G. D'yachkova

Irkutsk National Research Technical University

Email: dyachkova@istu.edu

A. A. Ganina

Angarsk Petrochemical Company

Email: GaninaAA@anhk.rosneft.ru

Zh. N. Artemyeva

Angarsk Petrochemical Company

Email: ArtemevaZN@anhk.rosneft.ru

I. E. Kuzora

Angarsk Petrochemical Company

Email: KuzoraIE@anhk.rosneft.ru

T. N. Gerspiegel

Angarsk Petrochemical Company

Email: GershpigelTN@anhk.rosneft.ru

D. A. Oleinik

Angarsk Petrochemical Company

Email: DA_Oleynik@anhk.rosneft.ru

References

  1. Сафина Т.А. Анализ предпочтений потребителей на рынке автомобильного бензина // Статистика и экономика. 2014. N 4. С. 174-178. https://doi.org/10.21686/2500-3925-2014-4-174-178.
  2. Чиркова Ю.Н., Архипов И.В. Современные требования к автомобильному бензину // Аллея науки. 2018. N 5. С. 401-407.
  3. Царев А.В., Карпов С.А. Повышение экологических и эксплуатационных характеристик автомобильных бензинов введением оксигенатов // Химическая технология. 2007. N 7. С. 324-329.
  4. Ганина А.А. Современные автомобильные бензины с присадками на основе отечественного сырья // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2017. N 10. С. 42-48.
  5. Ганина А.А., Дьячкова С.Г., Деркач Д.С. Современные автомобильные бензины с присадками на основе отечественного сырья // Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России: XII Всероссийская научно-техническая конференция (г. Москва, 12-14 февраля 2018 г.). М.: РГУНГ, 2018. С. 220-224.
  6. Дубровский Д.А., Семёнов И.А., Кузора И.Е., Старикова О.В., Артемьева Ж.Н., Дьячкова С.Г.. Расширение ассортимента присадок к базовым топливам в АО «АНХК». Проблемы и перспективы // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2018. N 12. С. 4-13.
  7. McCormick R.L., Ratcliff M.A., Christensen E.D., Fouts L., Luecke J., Chupka G.M., et al. Properties of oxygenates found in upgraded biomass pyrolysis oil as components of spark and compression ignition engine fuels // Energy & Fuels. 2015. Vol. 29, no. 4. P. 24532461. https://doi.org/10.1021/ef502893g.
  8. Abdellatief T.M.M., Ershov M.A., Kapustin V.M., Chernysheva E.A., Savelenko V.D., Abdelkareem M.A., et al. Uniqueness technique for introducing high octane environmental gasoline using renewable oxygenates and its formulation on fuzzy modeling // Science of the Total Environment. 2022. Vol. 802. P. 149863. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149863.
  9. Ershov M.A., Savelenko V.D., Makhova U.A., Kapustin V.M., Abdellatief T.M.M., Potanin D.A., et al. New insights on introducing modern multifunctional additives into motor gasoline // Science of the Total Environment. 2022. Vol. 808. P. 152034. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152034.
  10. Емельянов В.Е., Крылов И.Ф. Все о топливе. Автомобильный бензин и другие виды топлива: свойства, ассортимент, применение. М.: Астрель, 2003. 79 с.
  11. Costa D.R. Gasoline octane number determination // Combustion. 1968. Vol. 39, no. 9. P. 18.
  12. Abdellatief T.M.M., Ershov M.A., Kapustin V.M., Ali Abdelkareem M., Olabi A.G., Kamil M. Recent trends for introducing promising fuel components to enhance the anti-knock quality of gasoline: a systematic review // Fuel. 2021. Vol. 291. P. 120112.
  13. Хамидуллин Р.Ф., Харлампиди Х.Э., Никулин Р.М., Пучкова Т.Л., Бадрутдинова А.Р., Галиуллина М.М.. Технологичность, экологичность и экономичность оксигенатных добавок к моторному топливу // Neftegaz. 2015.
  14. Микишев В.А., Трухина А.А., Андриянов М.В., Глазкова М.С. Промышленный опыт работы установки синтеза МТБЭ в АО «АНХК» // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2015. N 9. С. 29-31.
  15. Пат. N 1838383, СССР, C10L 1/185, C10L 1/18. Композиция углеводородного топлива / О.А. Бурмистров, С.Р. Лебедев, Л.Н. Кузнецова, Г.П. Хотулев, Е.А. Платковский, В.П. Белянский, Г.А. Лесовой, В.В. Бевз, Р.Ш. Саримов; заявитель и патентообладатель Государственный научно-исследовательский институт по химмотологии. Заявл. 17.01.1992; опубл. 30.08.1993. Бюл. N 32.
  16. Пат. N 2620083, Российская Федерация, C10L 1/185, C10L 1/182, C10L 10/10, C10L 1/00. Способ получения антидетонационной добавки к автомобильным бензинам и топливная композиция, содержащая добавку, полученную разработанным способом / М.А. Ершов, Д.А. Потанин, В.М. Капустин, Е.В. Александрова, Р.В. Хакимов; заявитель и патентообладатель АО «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти». Заявл. 29.06.2016; опубл. 23.05.2017. Бюл. N 15.
  17. Пат. N 2616606, Российская Федерация, C10L 1/06, C10L 1/18, C10L 1/182, C10L 1/185, C10L 1/16. Высокооктановый автомобильный бензин и антидетонационная добавка для его получения / М.А. Ершов, Г.Н. Романова, Е.В. Александрова, Д.А. Потанин; заявитель и патентообладатель АО «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти». Заявл. 14.04.2016; опубл. 18.04.2017. Бюл. N 11.
  18. Георгиева Э.Ю., Сундуров А.В. Изучение возможности применения спиртов в качестве высокооктанового компонента бензина каталитического крекинга // Аллея Науки. 2018. N 6. С. 220-224.
  19. Nikulin R.M., Kharlampidi Kh.E., Khamidullin R.F., Sitalo A.V., Sharaf F.A. Synergistic blend based on glycol ethers as antiknock additives to motor // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2017. Vol. 52, no. 6. P. 762-772.
  20. Стряхилева М.Н., Крымова Г.Н., Чаплиц Д.Н., Павлова И.П., Баунов А.М. Производство метил-трет-алкиловых эфиров - высокооктановых компонентов бензинов. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1988. 72 с.
  21. Пат. N 2473670, Российская Федерация, C10L 1/182, C10L 1/185, C10L 1/19, C10L 1/223. Комплексная добавка к автомобильным бензинам / С.А. Галактионов, К.П. Черняев, С.А. Еровиченков, В.В. Чубриков, С.И. Киреев, А.Н. Пономарев, И.А. Строков; заявитель и патентообладатель С.А. Галактионов, К.П. Черняев, С.А. Еровиченков, В.В. Чубриков, С.И. Киреев, А.Н. Пономарев, И.А. Строков. Заявл. 28.10.2011; опубл. 27.01.2013. Бюл. N 3.
  22. Пат. N 2603644, Российская Федерация, C10L 1/18, C10L 1/182, C10L 10/10. Октаноповышающая добавка к автомобильным бензинам и топливная композиция, ее содержащая / М.А. Ершов, Е.В. Григорьева, В.Е. Емельянов, М.А. Брыксина, Л.А. Смирнова; заявитель и патентообладатель АО «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти». Заявл. 21.10.2015; опубл. 27.11.2016. Бюл. N 33.
  23. Ecklund E.E., Parker A.J., Timbario T.J., Mecallum P.W. Use of alcohol-based fuels // Energy Converse. 1978. Vol. 1. P. 226-232.
  24. Дмитриченко О.И., Березин В.А., Бородин Е.В., Перин В.Н. Алкилат - идеальный компонент современных автомобильных бензинов // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2010. N 7. С. 18-19.
  25. Ахмадова Х.Х., Магомадова М.Х., Ахмадова А.Р. Алкилат - основной компонент высококтановых бензинов // Вестник ГГНТУ. Технические науки. 2019. Т. 15. N 4. С. 49-59. https://doi.org/10.34708/GSTOU.2019.18.4.006.
  26. Ершов М.А., Емельянов Е.В., Климова Т.А. Биобутанол в сравнении с другими оксигенатами // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2012. N 2. С. 3-6.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).