В настоящие время в стране наблюдается резкое снижение объемов потребления автобензинов АИ-80(А-76) и повышение спроса на высокооктановые бензины АИ-92 и АИ-95.
Производство экологически чистых высокооктановых бензинов – сложная проблема для ряда отечественных НПЗ, которые были спроектированы и построены с целью выпуска бензинов А-72 и А-76.
Важнейшее условие выведения отечественной нефтеперерабатывающей промышленности на современный технологический уровень – повышение качества нефтепродуктов и доведение их до принятых экологических стандартов, в том числе и по уровню октанового числа. Повышение октанового числа бензина возможно двумя путями: увеличением выработки высокооктановых фракций и использованием альтернативных добавок – антидетонаторов.
Некоторые НПЗ, располагающие достаточным количеством средств, выбрали первый путь, требующий инвестиций в модернизацию или на строительство новых установок каталитического крекинга, изомеризации, алкилирования и др. Однако из-за отсутствия капиталовложений большинство НПЗ пошло путем применения октаноповышающих добавок: МТБЭ и N-метиланилина.
С целью установления возможности применения ароматических аминов в качестве высокооктановых добавок ОАО «ВНИИ НП» с участием заинтересованных организаций и предприятий были проведены широкомасштабные испытания автобензинов, содержащих N-метиланилин, на автомобильной технике, а также токсикологические, санитарно-гигиенические, онкологические и др.
В результате проведенных исследований установлено, что введение в бензин N-метиланилина не более 1,3% масс. не оказывает влияния на показатели испаряемости бензина (фракционный состав и давление насыщенных паров), массовую долю серы, содержание механических примесей и воды, а также не повышает его вредность и экологическую опасность.
Эта концентрация, исключающая загрязнения деталей впускной системы и цилиндро-поршневой группы, была принята за предельно допустимую, при которой обеспечивается повышение октанового числа от 4 до 6 единиц.
В результате комплексных испытаний N-метиланилина в составе автомобильных бензинов ВНИИ НП разработал первую антидетонационную добавку на базе ароматических аминов – АДА, промышленное производство которой было освоено в 1993 году ОАО «ПИГМЕНТ».
Широкое применение добавок АДА, БВД, АвтоВЭМ и др. позволило отказаться от применения этиловой жидкости в составе отечественных автобензинов. Предъявляя более высокие требования к качеству бензинов, во ВНИИ НП ведется непрерывная работа по совершенствованию высокооктановых добавок и в 2006 году была разработана добавка с содержанием основного вещества (N-метиланилина) более 98,5% с минимальным содержанием примесей.
Имеются официальные санитарно-эпидемиологические заключения Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в которых добавки, содержащие N-метиланилин, отнесены к 3–ему (умеренно опасные) и 4-ому (малоопасные) классам опасности в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76. Для сведения, пищевая лимонная кислота относится к 3-ему классу опасности.
В результате плодотворного сотрудничества различных институтов, учитывая хорошую совместимость N-метиланилина с кислородсодержащими соединениями – оксигенатами, был разработан ряд высокооктановых добавок, в том числе и добавка АДА-Крата. По результатам токсикологических испытаний в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 она относится к 4 классу опасности (малоопасные вещества).
Имеющийся в настоящее время на большинстве НПЗ набор процессов обеспечивает высокое содержание ароматических углеводородов в товарных высокооктановых бензинах. Если повышение содержание в них бензола влияет, прежде всего, на экологическую безопасность как потенциальный источник канцерогенных бенз-α-пиренов, то высокое содержание высококипящих ароматических углеводородов чревато повышенным нагаробразованием в камерах сгорания и на клапанах двигателей, что ухудшает экономические и экологические характеристики. По этой причине содержание ароматических углеводородов в бензинах для автомобилей Евро-4 и выше не должно превышать 35% об.
Но с другой стороны ароматические углеводороды обладают высокой детонационной стойкостью, и их извлечение из состава бензина ведет к снижению октанового числа.
Применение N-метиланилина позволяет не только повысить детонационную стойкость бензинов, но и уменьшить содержание ароматических углеводородов до требований технического регламента. Введение в состав бензина 1,3% добавки АДА (N-метиланилина) позволяет заменить 15-17% ароматических и олефиновых углеводородов, что скажется не только на лучшей работе двигателя, но и улучшатся экологические характеристики бензина. В целом, добавки на основе N-метиланилина весьма эффективны и недороги. Следует подчеркнуть, что добавки следует вводить в строго дозированном количестве и под строгим контролем.
Технологию получения товарных бензинов, с применением антидетонационной добавки для НПЗ, разрабатывает ВНИИ НП. При этом, подбирается ее количество в соответствии с нормами, под конкретный углеводородный состав бензиновых фракций данного НПЗ. После проведения испытаний выдается документация на производство бензина, соответствующего требованиям Технического регламента по всем показателям, а не только по октановому числу.
Разработанные ОАО «ВНИИ НП» автомобильные бензины, содержащие N-метиланилин, защищены Патентом РФ №2374303.
Все законодательные инициативы, жестко регламентирующие экологические показатели топлив, в итоге направлены на снижение токсичности отработанных газов транспортных средств.
Хотя на токсичность отработанных газов автомобиля влияют и другие факторы, такие как организация дорожного движения, техническое состояние автомобиля, качество смазочных материалов и т.п., в государственном масштабе решающими, безусловно, являются конструкция двигателя и качество применяемых топлив.
В центре лабораторного анализа и технических измерений по центральному федеральному округу (филиал ЦЛАТИ) были проведены сравнительные исследования отработавших газов в соответствии с ГОСТ 52033-2003 на автомобиле ВАЗ 21074, заправленном бензином АИ-92 без добавки и бензином с добавкой, содержащей 1,3% АДА (N-метиланилин) и 2,7% кислородсодержащих соединений.
Сравнительные исследования показали снижение выбросов оксида углерода на малых оборотах коленчатого вала более чем в 5 раз, а на повышенных оборотах в 2 раза.
Таким образом, применение антидетонационных добавок на основе N-метиланилина с кислородсодержащими соединениями позволит обеспечить выполнение жестких стандартов по лимитированию выбросов оксида углерода в атмосферу, образующихся в результате неполного сгорания углерода в моторном топливе.
В связи с этим вызывает большое недоумение подготовленные Минэнерго РФ изменения к техническому регламенту «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту», в которых предлагается запретить при производстве автобензинов использование добавок, содержащих ароматические амины.
