Ассортимент топлив для двс с искровым зажиганием

Исходным материалом для производства товарных бензинов являются фракции нефти, выкипающие в диапазоне температур от 30 до 185…215 °C. При компаундировании в бензиновые дистилляты с целью увеличения детонационной стойкости добавляют высокооктановые компоненты и антидетонаторы, а также в небольших количествах различные присадки, улучшающие те или иные свойства товарного топлива.

Маркировка бензина представляет собой сочетание буквенного и числового индексов: А – обозначает автомобильный бензин, Б – авиационный. Числовой индекс указывает на октановое число топлива. Буква И (если она присутствует в марке бензина) означает, что октановое число определено по исследовательскому методу, если ее нет, а ОЧИ бензина менее 80 ед. – по моторному. В современных марках бензинов букву И не ставят, а октановые числа (80 ед. и более) определяют исследовательским методом. Автомобильные бензины, как правило, выпускают двух видов – зимний и летний, различающихся по фракционному составу и давлению насыщенных паров. Зимние виды топлива реализуются в период с 1 октября по 1 апреля, в остальное время – летние. Некоторые высокооктановые бензины могут выпускаться только одного вида, обеспечивающего всесезонную эксплуатацию автомобилей.

Ассортимент бензинов для карбюраторных автомобильных и мотоциклетных двигателей и технические требования к ним регламентируются действующим ГОСТ 2084–77 (последние изменения в него введены в 2003 и 2006 гг.). Согласно изменениям, могут вырабатываться пять марок топлива: А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95. Бензин А-76 может содержать (до 0,17 г/дм³) или не содержать ТЭС, что определяется условиями его применения (в России применение этилированных бензинов запрещено). Бензин А-72 в настоящее время практически не вырабатывается ввиду отсутствия потребителей. Основные характеристики товарных бензинов приведены в табл. 8.

Таблица 8. Характеристики товарных бензинов по ГОСТ 2084–77

Показатель качества	А-76*	А-76	АИ-91	АИ-93	АИ-95
ОЧМ, не менее			82,5
ОЧИ, не менее	–	–
Массовое содержание свинца, г/дм^3, не более	0,17	0,013	0,013	0,013	0,013
t 10, не более: летний зимний
t 50, не более: летний зимний
t 90, не более: летний зимний
	t кк, не более: летний зимний
	Остаток в колбе, %, не более	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
	P нп, кПа: летний, не более зимний	66,7 66,7...93,3	66,7 66,7...93,3	66,7 66,7...93,3	66,7 66,7...93,3	66,7 66,7...93,3
	Кислотность, мг KOH на 100 см^3, не более	3,0	1,0	3,0	0,8	2,0
	Содержание фактических смол, мг/100 см^3, не более на месте производства на месте потребления	5,0 10,0	5,0 10,0	5,0 10,0	5,0 10,0	5,0 10,0
	Индукционный период, мин, не менее
	Массовая доля серы, %, не более	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10

* Этилированный бензин (подкрашивается в желтый цвет).

Плотность бензинов при 20 °C находится в пределах 710…760 кг/м³ (не нормируется, но определяется обязательно). Гарантийный срок хранения – пять лет. Все бензины должны выдерживать испытание на медной пластинке при полном отсутствии содержания водорастворимых кислот и щелочей, а также механических примесей.

Бензины А-80, А-92 и А-96, предназначенные в основном для экспорта, вырабатываются в соответствии с ТУ 38.001165–97. В них допускается наличие ТЭС. Бензин АИ-98 производится по ТУ 38.401-58-122–95 и ТУ 38.401-58-127–95. Все бензины, выпускаемые по указанным ТУ, всесезонные, основные их характеристики приведены в табл. 9.

Таблица 9. Характеристики экспортных бензинов и АИ-98

Показатель качества	А-80	А-92	А-96	АИ-98
Плотность, кг/м^3, при 20 °С, не более				Не норм.
ОЧМ, не менее
ОЧИ, не менее
Массовое содержание свинца, г/дм^3, не более: этилированный бензин неэтилированный бензин	0,15 0,013	0,15 0,013	0,15 0,013	– 0,013
t 10, не более
t 50, не более
t 90, не более
t кк, не более
P нп, кПа, не более	79,9	79,9	79,9	79,9
Кислотность, мг KOH на 100 см^3, не более	3,0	3,0	3,0	3,0
Содержание фактических смол, мг/100 см^3, не более	5,0	5,0	5,0	5,0
Массовая доля серы, %, не более	0,05	0,05	0,05	0,10
Массовая доля меркаптановой серы, %, не более	0,001	0,001	0,001	–
Содержание бензола, об. %, не более	–	–	–	5,0
Массовая доля МТБЭ, %, не более	–	–	–

Бензины, вырабатываемые по ГОСТ 2084–77 и по указанным выше ТУ, не удовлетворяют современным международным нормам, особенно в части показателей, отвечающих за экологические характеристики топлив. С целью приближения показателей отечественных бензинов к действующим европейским нормам c 01.01.99 введен в действие ГОСТ Р 51105–97, в соответствии с которым выпускаются только неэтилированные бензины с предельным содержанием свинца 0,01 г/дм³ топлива.

В зависимости от октанового числа, полученного исследовательским методом, стандарт определяет четыре марки товарных бензинов: Нормаль-80, Регуляр-92, Премиум-95 и Супер-98. В стандарт введены новые показатели и методы испытаний. При производстве этих бензинов допускается применение оксигенатов, антиокислительных и моющих присадок, улучшающих экологические свойства бензинов (табл. 10).

Таблица 10. Характеристики товарных бензинов по ГОСТ Р 51105 – 97

Показатель качества	Нормаль-80	Регуляр-92	Премиум-95	Супер-98
Плотность, кг/м^3, при 15 °С	700…750	725…780	725…780	725…780
ОЧМ, не менее
ОЧИ, не менее
Массовое содержание свинца, г/дм^3, не более	0,010	0,010	0,010	0,010
t 10, не более
t 50, не более
t 90, не более
t кк, не более
P нп, кПа	35…70	55…90	60…95	80…100
Содержание фактических смол, мг/100 см^3, не более	5,0	5,0	5,0	5,0
Массовая доля серы, %, не более	0,05	0,05	0,05	0,10
Индукционный период, мин, не менее
Содержание бензола, об. %, не более (по ГОСТ 29040–91)	5,0	5,0	5,0	5,0

На начальном этапе вхождения в обращение ГОСТ Р 51105–97
(до 1 января 2003 г.) разрешалось применение бензина с ОЧИ 91 вместо 92 и марганцевых антидетонаторов в концентрации не более 18 мг/дм (до 31 декабря 2007 г.). Гарантийный срок хранения автомобильного бензина всех марок с индукционным периодом 360 мин – 1 год со дня изготовления. Индукционный период у бензинов, поставляемых в Госрезерв и Министерство обороны, предназначенных для длительного хранения (5 лет), должен составлять не менее 1200 мин.

Отдельно следует отметить экологически чистые бензины, производимые по различным ТУ и предназначенные к использованию в густонаселенных районах и городах, таких как Москва, Санкт-Петербург и др. ОАО “Московский НПЗ” в соответствии с ТУ 38.401-58-171–96 выпускает “городские” марки бензинов, имеющие приставку “ЭК”. Ярославский НПЗ (ОАО “Славнефть”) выпускает бензины “ЯрМарка” в соответствии с ТУ 38.301-25-41–97. По сравнению с ГОСТ Р 51105–97 в этих ТУ установлены более жесткие требования к содержанию бензола, введено нормирование ароматических углеводородов (методы определения – по ГОСТ 6994–74 и ГОСТ 29040–91), предусмотрено добавление моющих присадок.

Однако к концу XX столетия на бензиновом рынке России сложилась ситуация, при которой практически каждый региональный НПЗ производит бензины по своим ТУ, удобным исключительно для него. При этом только ведущие крупные компании-производители могут гарантировать относительно хорошее качество своей продукции. Сотни других поставщиков, занимающихся в лучшем случае компаундированием, а то и просто перепродажей, не могут обеспечить требуемых качеств топлива. Такая ситуация привела к необходимости принятия стандарта, который бы определял минимальный набор требований, подлежащих к обязательному включению во все виды документации на выпускаемые бензины.

Таким образом, ГОСТ Р 51313–99 разделил бензины на четыре типа объединил в себе общие требования к ним (табл. 11). Методы испытаний, определенные стандартом, подлежат обязательному включению в документацию на автомобильные бензины конкретных марок. Нормы по указанным в таблице 11 показателям должны устанавливаться в документации на конкретные марки автомобильных бензинов в пределах минимальных и максимальных значений, предусмотренных стандартом.

Таблица 11. Показатели качества бензинов по ГОСТ Р 51313–99

Показатель качества	Тип бензина
I	II	III	IV
ОЧМ, не менее		–	–	–
ОЧИ, не менее
Массовое содержание свинца, г/дм^3, не более	0,013	0,013	0,013	0,013
P нп, кПа:	35…100	35…100	35…100	35…100
t 90, не выше:
t кк, не выше
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
Содержание бензола, об. %, не более	5,0	5,0	5,0	5,0

В большинстве стран мира выпускают бензины двух видов: обычные (они могут называться нормальными – “normal” или регулярными – “regular”) и премиальные (могут называться “super”). В каждой стране существуют свои национальные стандарты качества. Однако в Европе действует единый Европейский стандарт качества EN 228, содержащий единые требования (и методы испытаний) к неэтилированным бензинам, предназначенным для транспортных средств [31]. Для повышения эксплуатационных свойств разрешается применение присадок, не оказывающих побочных воздействий на двигатель и окружающую среду. Для защиты каталитических систем нейтрализации в бензин не должны добавляться соединения, содержащие фосфор. Основные требования Европейского стандарта 1999 г. приведены в табл. 12.

Требования европейских стандартов постоянно возрастают в направлении обеспечения оптимальной испаряемости, снижения токсичности ОГ, снижения содержания бензола, серы, ароматиков, олефинов, обязательного применения моющих присадок и увеличения концентрации синтетических кислородсодержащих компонентов в комплексе со стабилизирующими присадками.

 

Таблица 12. Требования к бензинам стандарта EN 228:1999Е

Показатель качества	Обычное качество	Высшее качество
min	max	min	max
Плотность, кг/м^3, при 15 °С
ОЧМ	Нац.*	–		–
ОЧИ	Нац.	–		–
Содержание свинца, мг/л	–		–
Содержание серы, мг/кг	–		–
Устойчивость к окислению, мин		–		–
Содержание смол, мг/100 мл	5,0	5,0	5,0	5,0
Содержание бензола, об. %	–	1,0	–	1,0
Содержание кислорода, вес. %	–	2,7	–	2,7
Содержание углеводородов, об. %: олефины ароматика	– –		– –
Содержание оксигенатов, об. %: метанол этанол изопропанол изобутанол трет-бутанол эфиры (5 и более атомов) другие	– – – – – – –		– – – – – – –

* Нац. – определяется национальными стандартами.

В отечественном производстве автомобильных бензинов наблюдаются аналогичные тенденции. С 2002 г. в России действует ГОСТ Р 51866, который (с изменением №1 от 01.05.2007 г.) соответствует действующей европейской нормали EN 228-2004. Согласно данному стандарту, предусмотрен выпуск следующих марок бензинов – Регуляр Евро-92, Премиум Евро-95 и Супер Евро-98 трех видов – I, II, III (табл. 13). Все бензины по данному стандарту должны быть прозрачными, светлыми и выдерживать испытание на медной пластинке.

Таблица 13. Показатели качества бензинов по ГОСТ Р 51866-2002

Показатели качества	Регуляр Евро-92	Премиум Евро-95	Супер Евро-98
ОЧИ	92,0	95,0	98,0
ОЧМ	83,0	85,0	88,0
Концентрация свинца, мг/дм	Не более 5
Плотность при 15 °С, кг/м	720…775
Концентрация серы, мг/кг, не более: вид I вид II вид III	10 (отсутствие)
Устойчивость к окислению, мин.	Не менее 360
Концентрация смол, мг/100 см	Не более 5
Углеводороды, об. %, не более: олефиновые ароматические: вид I вид II вид III	21,0 18,0 18,0 42,0 35,0 35,0
Объемная доля бензола, %	Не более 1,0
Массовая доля кислорода, %	Не более 2,7
Оксигенаты, об. %, не более: метанол этанол изопропиловый спирт изобутиловый спирт третбутиловый спирт эфиры (С и выше) другие оксигенаты с температурой кипения не выше t кк бензина

Несмотря на жесткие требования, отдельные положения рассмотренного стандарта весьма обоснованно подвергаются критике [45] за несовпадение отечественных и европейских методов оценки физико-химических свойств (по которым, согласно данному стандарту, их следует определять), из-за неточности либо отсутствия некоторых требований и формулировок, присутствовавших в более ранних нормативных документах, а также из-за расплывчатости отдельных требований стандарта (например по оксигенатам).

В ближайшей перспективе в России планируется введение “Технического регламента” на топлива, опубликованного в марте 2008 г., значительно сокращающего ассортимент бензинов (см. Приложение 4). Однако обилие всевозможных неточностей, неопределенность и даже необоснованность некоторых требований делают обсуждение положений этого документа в данном учебном пособии весьма преждевременным.

Авиационные бензины предназначены для использования в авиационных поршневых двигателях (см. табл. 14). Требования к ним определяются более жесткими условиями применения (высокой удельной мощностью этих двигателей, впрысковым способом смесеобразования и т.д.).

Таблица 14. Характеристики авиационных бензинов

Показатель качества	Б-91/115	Б-92	Б-95/130	Б-100/130
ОЧМ, не менее		91,5
Сортность, не менее		–
Содержание ТЭС, г на 1 кг бензина, не более	2,5	2,0	3,1	1,0
Q н, МДж/кг, не менее	42,947	42,737	42,947	43,000
t 10, не более
t 50, не более
t 90, не более
t 97,5, не более
P нп, кПа	29,3…48,0	29,3…48,0	33,3…45,4	38,0…49,0
Кислотность, мг KOH на 100 см^3, не более	0,3	1,0	0,3	0,3
Содержание фактических смол, мг/100 см^3, не более	3,0	3,0	4,0	3,0
Массовая доля серы, %, не более	0,03	0,05	0,03	0,05
Йодное число, г I2 на 100 г бензина, не более	2,0	2,0	6,0	–

Согласно ГОСТ 1012–72, выпускаются две марки авиационных бензинов – Б-91/115 и Б-95/130. В числителе марки указывается октановое число топлива, определенное моторным методом, в знаменателе – сортность на богатой смеси. С целью расширения топливных ресурсов авиационных бензинов разработан бензин Б-92 (ТУ 38.401-58-47–92) без нормирования параметра сортности, полностью заменяющий бензин Б-91/115 при уменьшении содержания тетраэтилсвинца.

В конце 90-х годов прошлого столетия разработаны технические
условия ТУ 38.401-58-197–97 на авиационные бензины Б-100/130 и
Б-100/130 малоэтилированный (см. табл. 14). Качества указанных бензинов соответствуют американским требованиям ASTM D 910 и европейским спецификациям на бензины марок 100 и 100LL.

Для всех авиационных бензинов температура начала кристаллизации не должна превышать минус 60 °С. Для стабилизации этиловой жидкости в условиях длительного хранения к авиабензинам добавляют антиокислители – параоксидифениламин или Агидол-1. В качестве базовых компонентов авиационных бензинов используются высокооктановые продукты переработки нефти и синтез-процессов.