№11(176) 2016
ТЕМА НОМЕРА

Обзор рынка октаноповышающих добавок к бензинам

Запрет на использование N-метиланилина в бензине 5-го экологического класса согласно ТР ТС 013/2011, по мнению специалистов, привел к вытеснению данной антидетонационной добавки более дорогими, зачастую более опасными и не совсем предназначенными для использования в моторном топливе соединениями. В результате потребители бензина пока только проигрывают. В статье приводятся рекомендации специалистов «Всероссийского научно-исследовательского института по переработке нефти» по решению обозначенной проблемы...



1 июля 2016 г. состоялся полный переход на выпуск в оборот на территории РФ автомобильных бензинов 5-го экологического класса («Евро-5»). В результате запрета на применение в этом классе одной из наиболее дешевых антидетонационных добавок – N-метиланилина, на рынке октаноповышающих добавок наблюдаются существенные изменения.

В первую очередь они касаются использования различных ароматических аминов, по химической структуре отличных от N-метиланилина. Несмотря на их более высокую стоимость, для ряда производителей бензина это все равно оказывается выгоднее, чем потребление других октаноповышающих компонентов, например, оксигенатов.

Причинами запрета на применение N-метиланилина в составе автомобильных бензинов называют высокую токсичность этого соединения, а также, благодаря наличию атома азота, увеличение концентрации его оксидов (NOx) в отработавших газах.

Антидетонационные свойства ароматических аминов известны давно – в бензины они начали вводиться раньше тетраэтилсвинца [1]. Например, патент Великобритании № 631522 описывает возможность применения в качестве антидетонаторов различных изомеров толуидинов, ксилидинов, анизидина и других ароматических аминов [2].

Несмотря на множество соединений из класса ароматических аминов, для которых доказана высокая октаноповышающая способность, запрет согласно Техническому регламенту Таможенного союза (ТР ТС 013/2011) формально коснулся только N-метиланилина. В результате отечественный топливный рынок наполнился предложениями по поставке антидетонационных добавок на базе других ароматических аминов.



В таблице 1 приводятся некоторые характеристики ароматических аминов, которые в настоящее время используются как основа поставляемых в Россию антидетонационных добавок. По сравнению с N-метиланилином эти соединения обладают рядом существенных технических недостатков:
• высокой температурой кристаллизации – отдельные представители при нормальных условиях представляют собой твердые вещества (пара-толуидин, пара-анизидин и N-метил-пара-анизидин), при их введении возможно ухудшение низкотемпературных свойств топлива.
• высокой температурой кипения – отдельные представители кипят при температурах выше максимальной температуры конца кипения автомобильного бензина – 215°С (2,3-ксилидин; 2,6- ксилидин; пара-анизидин и N-метил-пара-анизидин). Их введение в бензин будет способствовать повышению нагарообразования в цилиндре, а также росту концентрации несгоревших углеводородов в отработавших газах.
• повышенной склонностью к окислению в присутствии кислорода воздуха, что особенно свойственно для анилина, но характерно и для толуидинов с ксилидинами. Следствием окисления является изменение цвета добавки и топлива, рост смолообразования в бензине.

Все приведенные в таблице 1 ароматические амины должны оказывать примерно равное влияние на увеличение концентрации NOx в отработавших газах, что объясняется близкими значениями массовой доли азота в их молекулах.

Для сравнительной оценки показателей токсичности ароматических аминов в единых условиях были использованы данные ведущих мировых компаний по производству и продаже реактивов – Sigma-Aldrich и Alfa Aesar, которые в своих материалах по безопасности (SDS) для каждого вещества приводят краткие характеристики опасности согласно глобальной системе классификации и маркировки химических веществ. Кодовые обозначения характеристик опасности ароматических аминов приведены в таблице 1, а их расшифровка в таблице 2. Необходимо отметить, что все соединения токсичны, за исключением N-метил-пара-анизидина, который относится к вредным. Однако стоит учитывать недостаточный объем информации об этом соединении из-за его малой изученности.

Среди приведенных в таблице 1 ароматических аминов к канцерогенам относят: ортотолуидин и пара-анизидин. Потенциальное канцерогенное действие могут также оказывать: анилин, пара-толуидин, 2,4-ксилидин и 2,6-ксилидин.

По основному показателю эффективности – способности повышения детонационной стойкости бензина – сопоставимые по сравнению с N-метиланилином результаты дают только некоторые изомеры ксилидинов.



Исходя из рыночной стоимости ароматических аминов, более дешевым по сравнению с N-метиланилином является только анилин, который к тому же единственный вырабатывается на российских предприятиях (сырье для N-метиланилина), все остальные ароматические амины, как замена N-метиланилину, поставляются в Россию из-за рубежа.

Таким образом, введенный запрет на N-метиланилин привел к вытеснению этой антидетонационной добавки более дорогими, зачастую более опасными и менее предназначенными для использования в моторном топливе соединениями. В результате потребители бензина пока только проигрывают.

В сложившейся ситуации возможны два принципиально различных решения:
• ввести запрет на все аминосодержащие (азотосодержащие) антидетонаторы;
• снять запрет с применения N-метил­ани­лина в бензине 5-го экологического класса.

В случае введения запрета необходимо установить обоснованные пороговые концентрации аминосодержащих (азотосодержащих) соединений, позволяющих использовать другие функциональные присадки на основе азотосодержащих веществ, например, моющие. Кроме того, требуется разработать соответствующие методы определения и контроля содержания аминосодержащих (азотосодержащих) соединений.

Снятие какого-либо запрета, как правило, более тяжелая процедура, чем его введение. В качестве обоснованной отмены запрета на применение N-метиланилина предлагается установить для бензинов 5-го экологического класса совместное нормирование бензола и N-метиланилина в концентрации не более 1% об. Введение такой нормы будет стимулировать производителей к выпуску более экологичных бензинов по сравнению с действующими требованиями 5-го класса за счет снижения концентрации бензола и замены его на менее токсичный продукт – N-метиланилин, обладающий в три раза более высокой антидетонационной эффективностью (характеристики бензола см. в табл. 1). 

М.А. ЕРШОВ, канд. техн. наук,
Т.А. КЛИМОВА, канд. хим. наук
(АО «ВНИИ НП», Москва)

Список литературы
1. Данилов А. М. Применение присадок в топливах: Справочник – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2010. — 368 с.
2. Патент Великобритании № 631522, 04.11.1949
3. Интернет ресурсы: Официальный сайт компании Sigma-Aldrich. URL: http://www.sigmaaldrich.com (дата обращения: 15.07.2016).
4. Интернет ресурсы: Официальный сайт компании Alfa Aesar. URL: https://www.alfa.com (да- та обращения: 15.07.2016).
5. Интернет ресурсы: База данных химических веществ PubChem URL: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/search/ (дата обращения: 15.07.2016).
6. Согласованная на глобальном уровне система классификации и маркировки химических веществ (СГС). Пятое пересмотренное издание. – Организация Объединенных Наций, 2013. – 644 с.

На главную страницу | Вывести на печать | Закрыть окно
© «Современная АЗС» 2002-2017. Все права на материалы, опубликованные на сайте, защищены в соответствии с законом об авторском праве. В случае использования текстовых и фотоматериалов ссылка на «Современную АЗС» обязательна! В случае полной или частичной перепечатки текстовых материалов в Интернете ссылка на «Современную АЗС» обязательна! Адрес электронной почты редакции: perov@sovazs.com