Как повысить октановое число топлива
Среди всевозможных присадок для топлива наибольшей популярностью среди водителей пользуются так называемые октан-корректоры. Как повысить октановое число топлива, знают даже новички, только вышедшие с автошкол. Автолюбители полагают, что такая добавка в бак для горючего пойдет на пользу автомобилю и существенно сэкономит расход топлива на километр пробега и, соответственно, деньги при заправке авто. Но так ли уж все радужно при использовании этих добавок, так ли уж это безопасно и для самого человека, и для двигателя автомобиля?
Говоря языком энциклопедическим, октановое число это стойкость топлива к воспламенению. При использовании бензина с низким октановым числом, при условии, что производитель машины предполагал другое качество горючего, неизменно приведет к детонации и поломке двигателя. Чаще всего страдают клапаны и седла, образуется очень сильный нагар.
Тем не менее производством присадок занимаются в промышленных масштабах. Активно подключают рекламу, обещая шоферам сказочный результат.
Увеличение октанового числа топлива происходит в основном из-за добавления в горючее парафиновых и ароматических углеводородов разветвленной структуры. Эти присадки добавляют на заводах в специальных условиях для лучшего хранения бензина. Но многие добавляют присадки самостоятельно. Не говоря уже о мошенниках, которые химичат с топливом прямо на АЗС.
Наиболее вредны, но популярны следующие химические добавки
Тетраэтилсвинец
Это очень ядовитое металлоорганическое вещество. С него, по сути, все начиналось. Наши папы и дедушки еще во времена СССР активно использовали тетраэтилсвинец. Но современный автопром сегодня выпускает машины, не совместимые с этим соединением. Будьте крайне осторожны. Это самый верный способ загубить авто и получить химический ожог самому. Присадка запрещена. Но ведь нам законе неписан.
Нафталин
Нафталин – наше все, куда только мы его не добавляем! Парадокс в том, что да, он действительно увеличивает октановое число топлива. На десять литров достаточно полкилограмма и – вуаля, у вас уже не 92, а 95 в баке плещется. Но готовьтесь полностью заменить систему подачи топлива. Выбросить придется и бензонасосы, и форсунки, и шланги.
Марганцевые присадки
Также старожилы на автомобильном рынке. Из-за колоссального вреда для экологии их использование официально запрещено. Не намного безопаснее тетраэтилсвинца. Вред в основном наносят мотору.
Спирт
Если в бензин добавить от пяти до двадцати процентов спирта, из 92тможно получить даже 98. Понятно, что процесс сгорания улучшится. А вот прокладки в двигателе спасибо не скажут. Кроме того, при несоблюдении нужной пропорции в цилиндре компоненты топлива не смешаются и октановое число понизится. Детонация гарантирована.
Ферроцен
Эти присадки рассчитаны на бензин. В них повышенное содержание железа. Оно-то и помогает поднять значение октанового числа. Использование ферроцена – смерть для свечей. В результате химической реакции на свечах образуется губительный токопроводящий налет. Готовьтесь поменять свечи.
Бензол и толуол
Эти добавки обеспечивают рост октанового числа на десять процентов. Но в качестве «бонуса» вы получите разъеденные кислотой практически все эластичные детали двигателя. Да и коррозии не избежать.
В малых количествах, не более полутора процентов, условно безопасными можно назвать монометиланилин и метилтретбутиловый эфир. Эти виды присадок популярны сегодня не только у нас, но и за границей. Но если и с ними переборщить, то все их достоинства сойдут на нет.
Вам решать, стоит ли химичить с топливом. Может дешевле обойдется, если заправиться на автозаправке у проверенного продавца?
Современные методы повышения октанового числа
Кутовый, А. Н. Современные методы повышения октанового числа / А. Н. Кутовый, В. С. Власенко, Р. Р. Фатхулов. — Текст : непосредственный // Технические науки: проблемы и перспективы : материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, июль 2016 г.). — Санкт-Петербург : Свое издательство, 2016. — С. 108-109. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/166/10847/ (дата обращения: 08.10.2023).
Октановое число — мера детонационной стойкости бензина и моторных масел. То есть, она равна процентному (за объемом) содержания изооктана (2,2,3-триметилпентан) в смеси с нормальным гептаном, эквивалентные по детонационной устойчивости топлива, что испытывается при стандартных условиях.
Причина детонации — выделение энергии при повышенном образовании гидропероксидов ROOH в парах бензина при их окислении кислородом воздуха. Если концентрация гидропероксидов превысит некоторый предел, произойдет их взрывной распад. Взрыв пероксидов протекает по механизму разветвленно-цепных реакций. Для повышения детонационной стойкости есть два пути. Первый — повысить в составе бензина долю разветвленных и ароматических соединений. Второй — ввести в топливо небольшие количества специальных добавок.Чтобы определить антидетонационные свойства полученной смеси, в 1930-х была предложена специальная шкала, в соответствии с которой стойкость данного бензина к детонации сравнивается со стойкостью стандартных смесей. В качестве стандартов были выбраны два вещества: гептан нормального строения и один из изомеров октана — 2,2,3-триметилпентан (его называют «изооктаном»). Смесь паров гептана с воздухом при сильном сжатии легко детонирует, поэтому качество гептана как топлива считается нулевым. Изооктан, будучи разветвленным углеводородом, устойчив к детонации, и его качество принимают равным 100. Октановое число определяют так. Готовят смесь из нормального гептана и изооктана, которая по своим характеристикам эквивалентна испытуемому бензину. Процентное содержание изооктана в этой смеси и есть октановое число бензина.То есть, если в нормальных условиях испытания бензин эквивалентен по детонационной стойкости смеси, содержащей 95 % изооктана и 5 % н-гептана, то октановое число такого бензина равно 95. Именно это число написано на всех бензозаправках, и от него зависит качество и цена бензина. Для автомобильных бензинов октановое число определяют двома методами — моторным и исследовательским. В первом случае моделируют работу двигателя в условиях больших нагрузок (движение по шоссе с высокой скоростью), во втором — в городских условиях (скорость движения невелика и происходят частые остановки). Буква «И» в марке бензина АИ-93 как раз и означает, что октановое число этого бензина получено исследовательским методом. А если указано, что октановое число бензина равно просто 76, то это означает, что оно получено моторным методом.
Методы повышений октанового числа в бензине
Для повышения октанового числа в бензин вводят также так называемые высокооктановые компоненты. К ним относятся ароматические углеводороды с короткой разветвленной боковой цепью, например, кумол 
. Другая добавка — так называемый алкилат (алкилбензин), смесь насыщенных углеводородов изостроения, получаемая алкилированием изобутана непредельными углеводородами — алкенами, в основном бутиленами. В результате образуется смесь изооктанов [1, с. 114]:
(2,2,3-триметилпентан); 
(2,2,4-триметилпентан). Алкилат имеет октановое число не менее 90–91,5.
Одним из наиболее широко используемых средств для увеличения уровня октанового числа считается метилтретбутиловый эфир (МТБЭ) 
, представляющий собой бесцветную легковоспламеняющуюся жидкость со свойственным ей запахом. МТБЭ характеризуется высоким октановым числом и нетоксичностью. При добавлении 10–15 % МТБЭ в состав бензина, рост октанового числа составляет порядка 6–12 единиц. Большинство высокооктановых бензинов производится с применением этой или других аналогичных добавок эфирного класса. К недостатка МТБЭ можно отнести его высокую летучесть и возможность испарения из бензина в жаркую погоду.Чтобы повысить октановое число бензина, широко используют антидетонаторы. Самым первым из них был сравнительно недорогой тетраэтилсвинец. Тетраэтилсвинец (ТЭС) признан одним из самых эффективных антидетонаторов. Он представляет собой маслянистую бесцветную жидкость, с температурой кипения около 200°С. В чистом виде тетраэтилсвинец не добавляется, так как при сгорании образовывается оксид свинца, который осаждается на клапанах, поршнях и т. д. в виде нагара. Для удаления из камеры сгорания оксидов свинца начали применять специальные «вещества — выносители» (бромистый этил, дибромэтан, дибромпропан), который при сгорании образовывали со свинцом летучие соединения, легко удаляемые из камеры сгорания. Смесь тетраэтилсвинца с «веществом — выносителем» и специальным красителем имела название этиловая жидкость, а бензин с данными компонентами — этилированным. Сегодня, производство этилированного бензина запрещено ввиду его высокой токсичности. Свинец способен накапливаться в организме, является ядом и вызывает рассеянный склероз. ТЭС очень ядовит и является канцерогенным веществом. Он может проникать в кровь человека через поры кожи и постепенно накапливаться в ней. Также возможно попадание в организм через дыхательные пути, что может вызвать тяжелые заболевания [3, с. 41].
При высокой температуре в молекулах этого соединения легко рвутся связи Pb–C, с образованием этильных радикалов: 
. Атомы свинца легко окисляются кислородом до оксидов свинца, а диоксид эффективно разрушает гидропероксиды с образованием малоактивных соединений — альдегидов и спиртов, например: 
Чтобы образовавшиеся при сгорании тетраэтилсвинца оксиды свинца не отлагались на внутренних деталях двигателя, в бензин одновременно вводят специальный «выноситель» свинца (0,3–0,4 %), обычно это этилбромид 
и дибромпропан 
. Тогда свинец выносится вместе с выхлопными газами в виде бромида 
. Этиловая жидкость очень эффективна в повышении антидетонационных свойств топлив. Добавка долей процента этиловой жидкости в бензин позволяет увеличить его октановое число на 5–10 пунктов. Самая эффективная концентрация ТЭС составляет 0,5–0,8 г на 1 кг бензина. Более высокие концентрации ведут к повышению токсичности топлива, тогда как детонационная стойкость возрастает незначительно. Были разработаны и другие, менее токсичные антидетонаторы, например: трикарбонил (2,3,2-циклопентадиенил)марганец 
, анилин 
, ферроцен 
, димер карбонил(2,3,2-циклопентадиенил)никеля
. Эти антидетонаторы слишком дороги, а кроме того образуют твердый нагар на стенках цилиндров в значительно бóльших количествах, чем тетраэтилсвинец [2, с. 187].
Октаноповышающая добавка нового поколения — «R&T®Octane»
Изменение структуры автомобильного парка России повлекло за собой рост требований к октановым числам бензинов.
Изменение структуры автомобильного парка России повлекло за собой рост требований к октановым числам бензинов. В течение последних лет основным бензином в нашей стране является бензин АИ-92, но одновременно ускоряющимися темпами растет потребность в бензине АИ-95. Анализ баланса топливных фракций по стране показывает, что компаундированием углеводородных продуктов нефтепереработки и нефтехимии проблему производства высокооктановых бензинов не решить. Технологические возможности отрасли способны обеспечить октановое число на уровне 93 ед. (по исследовательскому методу). Многие заводы испытывают трудности с выработкой бензина АИ-92 без специальных добавок. Подавляющая часть российских НПЗ не подготовлена к производству качественного бензина, который сможет отвечать новым требованиям.
Современные требования к автомобильным бензинам существенно ограничивают возможности улучшения антидетонационных свойств топлива, поскольку предусматривают запрет на применение металогранических добавок и ограничивают содержание в бензинах высокоактивных ароматических углеводородов. Присутствующие на российском рынке присадки, такие как: «Каскад 3», «Каскад 4», «БВД-премиум», — содержат в своем составе N-метиланилин (ММА), что не позволяет получать бензин марки Регуляр-92 экологического класса 5 согласно ГОСТ Р 51105-97 и бензин марки Премиум-95 согласно ГОСТ Р 51866-2002.
По инициативе Министерства энергетики Российской Федерации с 1 января 2016 года присутствие ММА предполагается запретить во всех марках бензина в соответствии с требованиями Технического регламента Таможенного союза (ТР ТС 013/2011) «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту». Причины запрета N-метиланилина мотивируют экологической опасностью, токсичностью, необходимостью сокращения производства некачественных бензинов.
На сегодняшний день много внимания уделяется топливным присадкам, которые способны компенсировать недостатки продуктов нефтепереработки и обеспечить производство высокооктановых топлив. Широкое распространение на российском рынке получили две топливных добавки: метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) и монометиланилин (ММА).
Прирост октанового числа при введении в бензин максимально допустимого количества МТБЭ (15% об.) составляет 4-6 ед. Можно рассчитать, что доведение ОЧИ бензинового пула страны с 93 до 95 ед. потребует введения в среднем 7,5% МТБЭ (75 кг/т).
Объемы производства МТБЭ в нашей стране не достаточны, чтобы покрыть возрастающие потребности. По различным подсчетам экспертов при переходе на Евро-5 потребность в МТБЭ возрастет до 2-2,5 млн. т. в год, однако российское производство может составить только 1 млн. т.
На данный момент накоплен обширный опыт применения ММА. Прирост октанового числа при введении 1% об. составляет 4-5 пунктов. Эффективность при увеличении ввода снижается. Среди недостатков N-матиланилина токсичность, склонность к смолообразованию, плохие органолептические свойства. В связи с упомянутым выше Техническим регламентом применение ММА ограничивается и с 2016 года будет невозможно.
Проблема усугубляется тем, что, как было показано выше, основными носителями октанового числа в российских бензинах являются фракции риформинга, но их доля будет постепенно снижаться в связи с требуемым ограничением концентрации ароматических углеводородов в топливах. А удалению 5% ароматических углеводородов соответствует «потеря» 1 ед. ОЧ, которую тоже надо восполнять.
Отказ от ММА, сокращение доли бензиновых фракций риформинга, ограничение возможностей МТБЭ должны быть чем-то компенсированы.
На российском рынке появился новый продукт, предназначенный для повышения октанового числа бензина — «R&T®Octane». Добавка обладает высокими антидетонационными свойствами, не содержит в составе железа, свинца, марганца, N-метиланилина, производится по ТУ 0275-006-63538901.
«R&T®Octane» повышает качество топлива и увеличивает полноту его сгорания, существенно сокращает количество вредных выбросов, увеличивает срок хранения топлива, в процессе производства и использования добавки не образуется вторичных опасных соединений.
«R&T®Octane» разработан и производится в России в промышленных объемах, рекомендована для производства неэтилированных бензинов Регуляр-92 и Премиум-95 в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51866-2002 и Техническим Регламентом Таможенного союза (ТР ТС 013/2011). Применяется в концентрации от 1,0 % об. до 3,0 % об. в зависимости от качества топлива.
Таблица 1. Преимущества и недостатки доступных присадок в сравнении с «R&T®Octane»
Увеличивает октановое число бензина. Уменьшение насыщенных паров. Хорошие химические характеристики — Увеличенная химическая стабильность.
Не содержит N- метиланилин.
Свинцовая присадка, высокотоксичная. Увеличивает загрязнения от выхлопных газов. Призыв Международного комитета к полному запрету на использование.
Токсичен. Порча грунтовых вод. Неразлагающийся. Запрещен к использованию в некоторых юрисдикциях.
Таблица 2. Сравнительные характеристики параметров «R&T®Octane» против других доступных присадок
Тесты продукции
Октановое число — один из главных эксплуатационных показателей бензина. Оно характеризует его детонационную стойкость, иначе говоря, способность противостоять самовоспламенению при сжатии в камере сгорания. Чем больше данный параметр, тем выше его «антидетонационные» свойства. Именно поэтому в современных двигателях, рассчитанных на бензин с октановым числом 95, не рекомендуется, а иногда просто запрещается, использовать бензин с меньшим октановым числом. Последнее в значительной мере касается отечественного топлива, качество которого, особенно в регионах, часто оставляет желать лучшего.
Нужны присадки
Для случаев, когда в силу обстоятельств приходится покупать бензин на незнакомой АЗС и есть сомнения в его качестве, специалисты рекомендуют держать в багажнике пару-тройку флакончиков со специальными присадками, так называемыми октанкорректорами. Они позволяют на несколько единиц повысить октановое число заливаемого в бак топлива. Указанные свойства присадок — способность повышать октановое число бензина — мы и решили проверить во время теста, для которого закупили три образца октанкорректоров. Это немецкий Liqui Moly Octane Plus, а также два российских — «Astrohim Октан Плюс» и Lavr Next Octane Plus. В описаниях продуктов указывалось, что прирост октанового числа с их помощью может варьировать от двух до шести единиц.
Выбор метода
Оценка октанкорригирующих присадок, приобретенных для теста, проводилась совместно с порталом www.autoparad.ru в одной из испытательных лабораторий Российского государственного университета нефти и газа имени И. М. Губкина. Ее сотрудники пояснили, что согласно действующим ГОСТам оценка октанового числа может производиться одним из двух методов: исследовательским или моторным. Поскольку каждый имитирует вполне определенные условия работы двигателя, октановое число одного и того же бензина, фиксируемое по упомянутым выше методам, будет иметь разные значения (в частности, при исследовательском процентов на десять выше, чем при моторном). В связи с этим для каждой марки бензина ГОСТ устанавливает два значения октанового числа: одно — для моторного метода, второе — для исследовательского. Мы остановились на последнем, так как он, по мнению специалистов, дает более наглядную картину прироста октанового числа при добавлении соответствующих присадок.
 |
 |
| Индикаторный прибор «ОКТИС-2» российского производства | |
Перед началом испытаний тем же самым исследовательским методом было измерено октановое число исходного топлива — бензина прямого перегона (прямогонной бензиновой фракции), получаемого путем дистилляции нефти. Октановое число «прямогонки», по результатам измерений, составило 64,8.
Выбор именно такого горючего был сделан ради чистоты эксперимента, поскольку в прямогонном бензине нет присадок и компонентов, которые применяют при производстве обычного бензина, реализуемого на АЗС. Таким образом мы полностью исключили их возможное влияние на рабочие свойства октанповышающих препаратов.
Тест показал.
На основе прямогонного бензина лаборанты приготовили три образца топлива, в каждый из которых был добавлен определенный октанкорректор в пропорции, рекомендованной производителем.
Результаты испытаний порадовали — октановое число всех образцов (см. таблицу) топлива, «замешанных» на исходном прямогонном бензине, после добавления проверяемых октанкорректоров увеличилось более чем на две единицы. Это означает: если бы мы при эксперименте использовали не прямогонный, а стандартный бензин с октановым числом 92, то, по мнению экспертов, прирост данного показателя вполне мог составить три единицы и более. Иначе говоря, присадки Liqui Moly Octane Plus, «Astrohim Октан Плюс» и Lavr Next Octane Plus соответствуют заявленным показателям. Все перечисленные октанкорректоры могут с успехом применяться для улучшения эксплуатационных параметров бензина, качество которого вызывает сомнения.
Наименование октан-корригирующих присадок и их характеристики