Автомобильные
бензины.
Бензины предназначены для применения в поршневых
двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от
искры). В зависимости от назначения их разделяют на
автомобильные
и авиационные. Несмотря
на различия в условиях применения автомобильные и авиационные
бензины характеризуются в основном общими показателями качества,
определяющими их физико-химические и эксплуатационные
свойства. Современные автомобильные и авиационные бензины должны
удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную
работу двигателя, и требованиям эксплуатации: иметь хорошую
испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь
оптимального состава при любых температурах;иметь групповой
углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный
процесс сгорания на всех режимах работы двигателя; не изменять
своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать
вредного влияния на детали топливной системы, резервуары,
резинотехнические изделия и др. В последние годы экологические
свойства топлива выдвигаются на первый план.
Ассортимент, качество и состав
автомобильных бензинов
Основную массу автомобильных бензинов в России
вырабатывают по ГОСТ 2084–77 и ГОСТ Р51105-97 и ТУ 38.001165-97. В
зависимости от октанового числа ГОСТ 2084–77 предусматривает пять
марок автобензинов: А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95. Для
первых двух марок цифры указывают октановые числа, определяемые по
моторному методу, для последних — по исследовательскому. В связи с
увеличением доли легкового транспорта в общем объеме автомобильного
парка наблюдается заметная тенденция снижения потребности в
низкооктановых бензинах и увеличения потребления высокооктановых.
Бензин А-72 практически не вырабатывается ввиду отсутствия техники,
эксплуатируемой на нем. Наибольшая потребность существует в
бензине А-92, который вырабатывается по ТУ 38.001165–97, хотя
доля бензина А-76 в общем объеме производства остается очень
высокой. Указанные ТУ предусматривают также марки бензинов А-80
и А-96 с октановыми числами по исследовательскому методу
соответственно 80 и 96. Эти бензины предназначены в основном для
поставки на экспорт. Бензин АИ-98 с октановым числом 98 по
исследовательскому методу производится по ТУ 38.401-58-122–95 и ТУ
38.401-58-127–95. Бензины А-76, А-80, АИ-91, А-92 и А-96 допускается
вырабатывать с использованием этиловой жидкости. Малоэтилированный
бензин АИ-91 с содержанием свинца 0,15 г/дм3 выпускается по
отдельным техническим условиям (ТУ 38.401-58-86–94). При
производстве бензинов АИ-95 и АИ-98 использование алкилсвинцовых
антидетонаторов не допускается. Требования
ГОСТ 2084–77 к качеству автомобильных бензинов приведены в
таблице.Все бензины, вырабатываемые по ГОСТ 2084–77, в
зависимости от показателей испаряемости делят на летние и зимние.
Зимние бензины предназначены для применения в северных и
северо-восточных районах в течение всех сезонов и в остальных
районах с 1 октября до 1 апреля. Летние — для применения во всех
районах кроме северных и северо-восточных в период с 1 апреля по 1
октября; в южных районах допускается применять летний бензин в
течение всех сезонов. Параметры автомобильных бензинов,
вырабатываемых по ГОСТ 2084–77, существенно отличаются от принятых
международных норм, особенно в части экологических требований. В
целях повышения конкурентоспособности российских бензинов и
доведения их качества до уровня европейских стандартов разработан
ГОСТ Р 51105–97 “Топлива для двигателей внутреннего сгорания.
Неэтилированный бензин. Технические условия”, который вводится в
действие с 01.01.99 г. Этот стандарт не заменяет ГОСТ 2084–77,
которым предусмотрен выпуск как этилированных, так и неэтилированных
бензинов. В соответствии с ГОСТ Р 51105–97 будут вырабатываться
только неэтилированные бензины (максимальное содержание свинца не
более 0,01 г/дм3).
Характеристики автомобильных
бензинов (ГОСТ 2084–77) |
Показатели |
А-72 |
А-76 неэтил. |
А-76
этил. |
АИ-91 |
АИ-93 |
АИ-95 |
Детонационная стойкость: октановое число, не
менее: |
моторный
метод |
72 |
76 |
76 |
82,5 |
85 |
85 |
исследовательский метод |
Не нормируется |
91 |
93 |
95 |
Массовое содержание
свинца, г/дм3, не более |
0,013 |
0,013 |
0,17 |
0,013 |
0,013 |
0,013 |
Фракционный состав: температура начала перегонки
бензина, °С, не ниже: |
летнего |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
30 |
зимнего |
Не нормируется |
10 % бензина перегоняется при температуре, °С, не
выше: |
летнего |
70 |
70 |
70 |
70 |
70 |
75 |
зимнего |
55 |
55 |
55 |
55 |
55 |
55 |
50 %
бензина перегоняется при температуре, °С, не выше: |
летнего |
115 |
115 |
115 |
115 |
115 |
120 |
зимнего |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
105 |
90 %
бензина перегоняется при температуре, °С, не выше: |
летнего |
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
зимнего |
160 |
160 |
160 |
160 |
160 |
160 |
Конец
кипения бензина, °С, не выше: |
летнего |
195 |
195 |
195 |
205 |
205 |
205 |
зимнего |
185 |
185 |
185 |
195 |
195 |
195 |
Остаток в колбе, %, не
более |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
Остаток и потери, %, не
более |
4,0 |
4,0 |
4,0 |
4,0 |
4,0 |
4,0 |
Давление
насыщенных паров бензина, кПа: |
летнего, не более |
66,7 |
66,7 |
66,7 |
66,7 |
66,7 |
66,7 |
зимнего |
66,7-93,3 |
66,7-93,3 |
66,7-93,3 |
66,7-93,3 |
66,7-93,3 |
66,7-93,3 |
Кислотность, мг КОН/100
см3, не более |
3,0 |
1,0 |
3,0 |
3,0 |
0,8 |
2,0 |
Содержание фактических смол, мг/100см3, не
более: |
на
месте производства |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
на
месте потребления |
10,0 |
10,0 |
10,0 |
10,0 |
10,0 |
10,0 |
Индукционный период на
месте производства бензина, мин, не менее |
600 |
1200 |
900 |
900 |
1200 |
900 |
Массовая доля серы, %,
не более |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
Цвет |
- |
- |
Желтый |
- |
- |
- |
Примечания. 1. Для бензинов всех марок:
испытание на медной пластинке — выдерживают; содержание
водорастворимых кислот и щелочей, механических примесей и воды
— отсутствие; плотность при 20 °С — не нормируется,
определение обязательно. 2. Для городов и районов, а также
предприятий, где Главным санитарным врачом запрещено
применение этилированных бензинов, предназначаются только
неэтилированные. 3. Допускается вырабатывать бензин,
предназначенный для применения в южных районах, со следующими
показателями по фракционному составу: 10 % перегоняется при
температуре не выше 75 °С; 50 % перегоняется при температуре
не выше 120 °С; 4. Для бензинов, изготовленных с
применением компонентов каталитического риформинга,
допускаемая температура конца кипения не выше 205 °С — для
летнего и не выше 195 °С — для
зимнего. |
В зависимости от октанового числа по
исследовательскому методу установлено четыре марки бензинов:
“Нормаль-80”, “Регуляр-91”, “Премиум-95”, “Супер-98”. Бензин
“Нормаль-80” предназначен для использования на грузовых автомобилях
наряду с бензином А-76. Неэтилированный бензин “Регуляр-91”
предназначен для эксплуатации автомобилей взамен этилированного
А-93. Автомобильные бензины “Премиум-95” и “Супер-98” полностью
отвечают европейским требованиям, конкурентоспособны на нефтяном
рынке и предназначены в основном для зарубежных автомобилей,
ввозимых в Россию. С целью ускорения перехода на производство
неэтилированных бензинов взамен этиловой жидкости допускается
использование марганцевого антидетонатора в концентрации не более –
5 мг Мn/дм3 для марки “Нормаль-80” и не более 18 мг Мn/дм3 для марки
“Регуляр-91”. В соответствии с европейскими требованиями по
ограничению содержания бензола введен показатель “объемная доля
бензола” — не более 5 %. Установлена норма по показателю “плотность
при 15 °С”. Ужесточена норма на массовую долю серы — до 0,05 %. Для
обеспечения нормальной эксплуатации автомобилей и рационального
использования бензинов введено пять классов испаряемости для
применения в различных климатических районах по ГОСТ 16350 – 80.
Наряду с определением температуры перегонки бензина при заданном
объеме предусмотрено определение объема испарившегося бензина при
заданной температуре 70, 100 и 180 °С. Введен показатель “индекс
испаряемости”. В ГОСТ Р 51105–97 наряду с отечественными включены
международные стандарты на методы испытаний (ISO, EN, ASTM). Нормы
и требования к качеству автомобильных бензинов и характеристики
испаряемости по ГОСТ Р 51105–97 приведены в
таблице.
Нормы и требования к
качеству автомобильных бензинов по ГОСТ Р
51105–97 |
Показатели |
Нормаль-80 |
Регуляр-91 |
Премиум-95 |
Супер-98 |
Октановое число, не
менее: моторный метод |
76,0 |
82,5 |
85,0 |
88,0 |
Октановое число, не
менее: исследовательский метод |
80,0 |
91,0 |
95,0 |
98,0 |
Содержание свинца,
г/дм3, не более |
0,010 |
Содержание марганца,
мг/дм3, не более |
50 |
18 |
- |
- |
Содержание фактических
смол, мг /100 см3, не более |
5,0 |
Индукционный период
бензина, мин, не менее |
360 |
Массовая доля серы, %,
не более |
0,05 |
Объемная доля бензола,
%, не более |
5 |
Испытание на медной
пластине |
Выдерживает, класс
1 |
Внешний вид |
Чистый,
прозрачный |
Плотность при 15 °С,
кг/м3 |
700-750 |
725-780 |
725-780 |
725-780 |
Примечания. 1. Содержание марганца определяют
только для бензинов, с марганцевым антидетонатором
(МЦТМ). 2. Автомобильные бензины, предназначенные для
длительного хранения (5 лет) в Госрезерве и Министерстве
обороны, должны иметь индукционный период не менее 1200
мин. |
По составу автомобильные бензины представляют собой
смесь компонентов, получаемых в результате различных технологических
процессов: прямой перегонки нефти, каталитического риформинга,
каталитического крекинга и гидрокрекинга вакуумного газойля,
изомеризации прямогонных фракций, алкилирования, ароматизации
термического крекинга, висбрекинга, замедленного коксования.
Компонентный состав бензина зависит, в основном, от его марки и
определяется набором технологических установок на
нефтеперерабатывающем заводе. Базовым компонентом для выработки
автомобильных бензинов являются обычно бензины каталитического
риформинга или каталитического крекинга. Бензины каталитического
риформинга характеризуются низким содержанием серы, в их составе
практически отсутствуют олефины, поэтому они высокостабильны при
хранении. Однако повышенное содержание в них ароматических
углеводородов с экологической точки зрения является лимитирующим
фактором. К их недостаткам также относится неравномерность
распределения детонационной стойкости по фракциям. В составе
бензинового фонда России доля компонента каталитического риформинга
превышает 50 %. Бензины каталитического крекинга характеризуются
низкой массовой долей серы, октановыми числами по исследовательскому
методу 90–93 единицы. Содержание в них ароматических углеводородов
составляет 30–40 %, олефиновых — 25–35 %. В их составе практически
отсутствуют диеновые углеводороды, поэтому они обладают относительно
высокой химической стабильностью (индукционный период 800–900 мин.).
По сравнению с бензинами каталитического риформинга для бензинов
каталитического крекинга характерно более равномерное распределение
детонационной стойкости по фракциям. Поэтому в качестве базы для
производства автомобильных бензинов целесообразно использовать смесь
компонентов каталитического риформинга и каталитического
крекинга. Бензины таких термических процессов, как крекинг,
замедленное коксование имеют низкую детонационную стойкость и
химическую стабильность, высокое содержание серы и используются
только для получения низкооктановых бензинов в ограниченных
количествах. При производстве высокооктановых бензинов
используются алкилбензин, изооктан, изопентан и толуол. Бензины
АИ-95 и АИ-98 обычно получают с добавлением кислородсодержащих
компонентов: метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) или его смеси с
трет-бутанолом, получившей название фэтерол. Введение МТБЭ в бензин
позволяет повысить полноту его сгорания и равномерность
распределения детонационной стойкости по фракциям. Максимально
допустимая концентрация МТБЭ в бензинах составляет 15 % из-за его
относительно низкой теплоты сгорания и высокой агрессивности по
отношению к резинам. Для достижения требуемого уровня
детонационных свойств этилированных бензинов к ним добавляют
этиловую жидкость (до 0,15 г свинца/дм3 бензина). К бензинам
вторичных процессов, содержащим непредельные углеводороды, для их
стабилизации и обеспечения требований по индукционному периоду
разрешается добавлять антиокислители Агидол-1 или Агидол-12. В целях
обеспечения безопасности в обращении и маркировки этилированные
бензины должны быть окрашены. Бензин А-76 окрашивается в желтый цвет
жирорастворимым желтым красителем К, бензин АИ-91 — в
оранжево-красный цвет жирорастворимым темно-красным красителем Ж.
Этилированные бензины, предназначенные для экспорта, не
окрашиваются. Примерные
компонентные составы автомобильных бензинов различных марок
приведены в таблице.
Средние компонентные составы
автомобильных бензинов |
Компонент |
А-76 (А-80) |
А-76* |
АИ-91 |
А-92 |
А-92* |
АИ-95 |
АИ-98 |
Бензин
каталитического риформинга: |
мягкого режима |
40-80 |
70-60 |
60-90 |
60-88 |
50-100 |
- |
- |
жесткого режима |
- |
- |
40-100 |
40-100 |
10-40 |
5-90 |
25-88 |
Ксилольная
фракция |
- |
- |
10-20 |
10-30 |
- |
20-40 |
20-40 |
Бензин каталитического
крекинга |
20-80 |
10-60 |
10-85 |
10-85 |
10-85 |
10-50 |
10-20 |
Бензин прямой перегонки
|
20-60 |
40-100 |
10-20 |
10-20 |
10-80 |
- |
- |
Алкилбензин |
- |
- |
5-20 |
5-20 |
- |
10-35 |
15-50 |
Бутаны+изопентан
|
1-7 |
1-5 |
1-10 |
1-10 |
1-7 |
1-10 |
1-10 |
Газовый бензин
|
5-10 |
5-10 |
5-10 |
5-10 |
5-10 |
- |
- |
Толуол |
- |
- |
0-7 |
0-10 |
- |
8-15 |
10-15 |
Бензин коксования
|
1-5 |
5-10 |
- |
- |
- |
- |
- |
Гидростабилизированный
бензин пиролиза |
10-35 |
10-20 |
10-30 |
10-30 |
10-30 |
10-20 |
10-20 |
МТБЭ |
<=8 |
- |
5-12 |
5-12 |
- |
10-15 |
10-15 |
* -
Этилированный. |
В последнее время ассортимент автобензинов
значительно пополнился за счет новых марок, выпускаемых по
техническим условиям. Это обусловлено резким ростом производства
неэтилированного бензина и сокращением производства бензина
этилированного. При этом тетраэтилсвинец заменяется на различные
нетрадиционные присадки и добавки, ранее выпускаемыми химической и
микробиологической промышленности в иных целях. К таким веществам
относятся различные эфиры, спирты, металлоорганические соединения и
т.д. Необходимость производства таких бензинов по техническим
условиям диктуется тем, что все присадки и добавки могут вводиться в
строго определенных концентрациях. Для контроля содержания этих
компонентов в технических условиях предусматриваются специальные
показатели и вводятся дополнительные методики контроля. Все
бензины, выпускаемые по техническим условиям, должны соответствовать
требованиям
ГОСТ Р 51313-99 "Бензины автомобильные. Общие технические
требования", который вводится с 01 июля 2000г. Соответствие
бензинов, выпускаемых по техническим условиям, требованием ГОСТ Р
51313-99 проверяется при их сертификации, которая является
обязательной.
Бензины автомобильные. Общие
технические условия. |
Наименование
показателя |
Значение показателя
для типов бензинов |
Метод
испытания |
I |
II |
III |
IV |
Детонационная стойкость: |
октановое число по исследовательскому
методу, не менее |
80 |
91 |
95 |
98 |
по ГОСТ 8226 |
октановое число по моторному методу,
не менее |
76 |
- |
- |
- |
по ГОСТ 511 |
Концентрация свинца, г/дм3, не более, для
бензина: |
неэтилированного |
0,013 |
0,013 |
0,013 |
0,013 |
по ГОСТ 28828 |
этилированного |
0,17 |
- |
- |
- |
|
Давление насыщенных
паров, кПа |
35-100 |
35-100 |
35-100 |
35-100 |
по ГОСТ 1756 |
Фракционный состав: |
90%
бензина перегоняется при температуре, °С, не выше |
190 |
190 |
190 |
190 |
|
конец
кипения бензина, °С, не выше |
215 |
215 |
215 |
215 |
|
остаток в колбе, %, не
более |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
Массовая доля серы, %,
не более |
0,1 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
по ГОСТ 19121 или ГОСТ
Р50442 |
Объемная доля бензола,
%, не более |
5 |
5 |
5 |
5 |
по ГОСТ
29040 |
|