Фальсификация бензинов (стр. 3 из 4)

Рассмотрен способ получения метил-трет-С₄-С₅-алкиловых эфиров как компонента высокооктанового бензина. Синтез ведётся реакцией МеОН с соответствующим изоолефином при молекулярном соотношении (0.3-0.5):1 в прямоточном реакторе при 40-80⁰С и давлении 5-7 атм. Рассмотрены условия, повышающие конверсию изоалкана до 100%.

Ещё одной кислородсодержащей высокооктановой присадкой является метиловый спирт. Последний обладает хорошей стабильностью, топливо на его основе содержит 85-95%_об. МеОН; 3-15%_об. Н₂О; 0.0005-0.001% солей щелочных металлов; 0.01-0.05% фтористого ПАВ и красителя. Разработаны различные варианты использования метанола в качестве моторного топлива, перспективы его применения и способы синтеза синтетического жидкого топлива на основе МеОН.

Таким образом, на основании годичного опыта использования новых высокооктановых кислородсодержащих добавок в бензинах Optane 95 и 98 , разработанных ведущей французской фирмой ELF, делается вывод, что их применение для 12 стран ЕЭС позволит обеспечить выполнение жёстких стандартов по лимитированию выбросов CO и NO_x в атмосферу.

3) Высокооктановые добавки, не вошедшие в первую и вторую группы;

В качестве альтернативы ТЭС и МТБЭ применяют:

- Железосодержащие органические соединения. Это присадки типа ФК-4; ДАФ; ДАФ-2; Фероз. Разработаны на Ачинском НПЗ.

- Присадки на основе Mn-органики. Это присадки ЦТМ; МЦТМ. Разработаны компанией ЛукОйл.

- добавки на основе N-метил-анилина. Это присадки АДА, Экстралин. Разработаны на Комсомольском и Ачинском НПЗ.

- Депарафинизированный рафинат. После извлечения ароматики из бензина риформинга остаётся рафинатная фаза, включающая алканы С₄ – С₈ и имеющая октановое число 67.8 с содержанием ароматики не более 0.1%. Этот продукт было предложено использовать как компонент автомобильного бензина. В этом случае его предложено подвергнуть изомеризации, ректификации, извлекать из него н-Alk с помощью молекулярных сит. Депарафинизированный рафинат в этом случае трансформируется в высокооктановый компонент бензина. Показано, что компаундирование изоалканов в состав бензина позволяет получать этилированный А-98 и неэтилированный А-96 бензины.

- Предложено применять в качестве антидетонационной добавки толуольный концентрат (90% толуола).

-

Вода в топливной системе в больших количествах вредно сказывается на работу двигателя. Вода накапливается в топливном баке, в поплавковой камере карбюратора и других элементах системы питания, попросту выпадая в осадок, поскольку тяжелее бензина. Своим появлением здесь она обязана присутствием влаги в воздухе, которая может конденсироваться на поверхности бензина при его хранении или транспортировке. А вот удалить ее из бензина или системы питания автомобиля весьма сложно. Представлена возможность использования присадки, способной связывать воду. Она позволяют образовать относительно устойчивое соединение воды с бензином и как следствие повышают октановое число.

Химические процессы, протекающие в двигателе при сгорании топлива

С момента запуска двигателя в камере сгорания топлива происходят множество химических прессов. Причём получаемые продукты прямо зависят от состава бензина и от природы антидетонационной добавки. В случае использования кислородсодержащих присадок в процессе горения будет образовываться преимущественно вода, и вред экологии будет минимальный. Но, если в бензине содержится ароматика, то продуктами горения такого бензина будут полициклические ароматические соединения, которые являются канцерогенами.

Особенно большой вред экологии и двигателю автомобиля наносят этилированные топлива. При сгорании топлива ТЭС разлагается, при этом образуются активные радикалы:

Pb(C₂H₅)₄ ® Pb(C₂H₅)₃^· + C₂H₅^·

Эти радикалы имитируют окисление углеводородов, обычно стабильных в отсутствии ТЭС. Образующиеся гидроперекиси способствуют более мягкому горению. Но побочными продуктами при использовании ТЭС зачастую являются продукты его окисления. Например, (C₂H₅)₂Pb(OH)₂; (C₂H₅)₂Pb(OR)₂; (C₂H₅)₂PbOROH; PbO. Эти вещества накапливаются в двигателе и приводят к его поломке. Кроме того, они наносят большой вред экологии, так как свинец является канцерогеном.

Вредные химические вещества,

образующиеся при сгорании топлива в двигателе

Классификация вредных веществ выхлопного газа.

Оксид углерода СО (угарный газ). Образуется в результате неполного сгорания углерода в моторном топливе. Ядовитый газ без цвета и запаха.

При вдыхании связывается с гемоглобином крови, вытесняя из нее кислород, в результате чего наступает кислородное голодание, сказывающееся, прежде всего, на центральной нервной системе.

Диоксид углерода СО₂(углекислый газ) обладает наркотическим действием, раздражающе действует на кожу и слизистые оболочки. Выброс СО₂ автомобилями вносит свой вклад в усиление парникового эффекта и кислотные осадки, вызывающие разрушение строительных материалов и другие нежелательные последствия.

Сернистый газ SО₂ с парами воды в атмосфере образует аэрозоли сернистой кислоты или в результате фотохимического окисления превращается в серный ангидрид SO₃. В обоих случаях в конечном итоге образуются аэрозоли серной кислоты – один из главных компонентов кислотных осадков.

Альдегиды относятся к отравляющим веществам, раздражающе действующим на глаза, дыхательные пути, поражающим центральную нервную систему, почки и печень.

Канцерогенные вещества (в частности, бензпирен) чрезвычайно опасны для человека даже при их малой концентрации, поскольку обладают свойством аккумулироваться в организме до критических концентраций.

Сажа. Окрашенность дыма отработанных газов двигателя автомобиля зависит от содержания частиц сажи, – чем больше сажи, тем чернее дым. Как любая мелкая пыль, сажа действует на органы дыхания, но главная опасность заключается в том, что на поверхности частиц сажи адсорбируются канцерогенные вещества.

Свинцовые соединения – яды, поражающие органы и ткани организма, нервную систему, желудочно-кишечный тракт, а также нарушающие обменные процессы. По данным Госкомэкологии, в десятках городов России концентрация свинца в воздухе превышает принятые в стране нормы (ПДК по свинцу 0,3 мкг/м³). Опасность отравления соединениями свинца усугубляется тем, что они, как и канцерогенные вещества, не удаляются из организма, а задерживаются в нем до опасных концентраций. Вблизи автомагистралей свинец накапливается в почве и растениях.

Оксиды азота NO_x образуются при сгорании любых видов топлива – природного газа, угля, бензина или мазута. Приблизительно 90% годового выброса в атмосферу оксидов азота – результат сжигания ископаемого топлива, половина этого количества выбросов приходится на автотранспорт.

Углеводороды С_хН_y – несгоревшие химические составляющие топлива, они токсичны. Выбросы этих веществ на перекрестках и у светофоров в несколько раз больше, чем при движении по магистрали. Вместе с диоксидом азота под действием солнечного света углеводороды образуют вторичные загрязняющие вещества.

Экологический аспект. Мировое и Российское законодательство.

При производстве топлива важным требованием к нему является экологическая безопасность при его применении.

По данным Государственного комитета Российской Федерации по охране окружающей среды (Госкомэкологии), в России ежегодно образуется около 10 млрд. т отходов производства и потребления, при этом в атмосферный воздух стационарными источниками и автотранспортом выбрасывается в год около 100 млн. т вредных веществ, а со сточными водами в водоемы поступает почти 40 млн. т загрязнителей. Доля автотранспорта по всем видам загрязнения составляет 30%. В загрязнение воздуха крупных городов вклад автотранспорта еще значительнее – от 50 до 90%.

Из комплекса экологических проблем, связанных с ростом всеобщей автомобилизации, можно выделить две главные:

- проблему автомобильных энергоресурсов (топлива), включая добычу сырья и переработку его в топливо;

- проблему загрязнения биосферы вредными веществами, содержащимися в выхлопных газах автомобилей.

Основные загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу НПЗ, – углеводороды, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота. Вклад прочих вредных веществ в валовой выброс невелик, но они более токсичны.

По экспертным оценкам Москомприроды, разработанные и действующие в Москве экономические и административные механизмы природопользования в рамках «Комплексной экологической программы Москвы» и «Основных направлений сохранения и развития природного комплекса Москвы», принятых правительством Москвы, позволили значительно снизить выбросы загрязняющих веществ промышленных предприятий и автотранспорта в природную среду.