Введение. 
Совмещенный синтез метанола и высших спиртов для применения в моторных топливах

Бензин — смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 °C. Плотность около 0,75 г/смі. Теплотворная способность примерно 10 500 ккал/кг (46 МДж/кг). Горючая жидкость. Предназначен для применения в качестве топлива. Получается путём перегонки нефти, гидрокрекингом и, при необходимости дальнейшей ароматизации — каталитическим крекингом и риформингом. Для специальных бензинов характерна дополнительная очистка от нежелательных компонентов и смешение с полезными добавками.

Известны особые случаи, когда для производства бензинов применяется и иное углеводородное сырьё. Возможен отгон бензиновых фракций из смол полукоксования и коксования с дополнительной их очисткой (например в Эстонии бензин производился из горючих сланцев). Производятся бензины и из синтез-газа (продукт газификации угля, конверсии метана) при помощи синтин-процесса (синтез Фишера — Тропша), продукты такой технологии — синтин и когазины.

«Классическая» технология производства автомобильного бензина на современных НПЗ предполагает его компаундирование (смешение) из нескольких составляющих, главными из которых являются:

• ?прямогонный бензин (легкая нафта)
• ?изомеризат (продукт изомеризации предыдущего)
• ?риформат (продукт риформинга тяжелой нафты)
• ?бензин каталитического крекинга (продукт разложения тяжелых фракций первичной перегонки)
• ?алкилат (продукт алкилирования предыдущего)
• ?бензин гидрокрекинга (продукт разложения наиболее тяжелых жидких фракций, уцелевших после атмосферной, а затем вакуумной перегонки)
• ?модифицирующие присадки и добавки

Простейшая схема получения автомобильного бензина включает отбор легких фракций при грубой перегонке нефти кустарным способом (в т. н. «самоварах») с последующим повышением октанового числа введением большого количества присадок («бодяжничество»).

Моторные бензины Основными качественными показателями моторных бензинов являются:

• ?Испаряемость и смесеобразование
• ?Детонационная стойкость
• ?Склонность к неуправляемому воспламенению (калильное зажигание)
• ?Нагарообразование и склонность к отложениям
• ?Химическая стабильность (индукционный период)
• ?Коррозионная активность
• ?Экологичность
• ?Токсичность

Основными характеристиками влияющим на данные показатели являются:

• ?Фракционный состав бензина, определяемый температурами начала и конца кипения, выкипания 10, 50 и 90% бензина
• ?Углеводородный состав (учитывая и их строение)
• ?Содержание серы, кислородсодержащих соединений, растворённых смол, металлов

Моторные бензины подразделяются на автомобильные (А) и авиационные (Б). Авиационные бензины отличаются тем, что включают больше лёгких фракций и имеют более высокое октановое число. Различают также летние и зимние сорта автомобильных бензинов. В зимних сортах больше легкокипящих фракций, что улучшает холодный пуск двигателя. В основу классификации бензинов положено так называемое октановое число. Бензины с большим числом обладают более высокой стойкостью к детонации и позволяют использовать двигатели с более высокой степенью сжатия.

Прямогонный бензин, полученный путём перегонки нефти, не обладает детонационной стойкостью, необходимой для работы современного двигателя. Бензин марки А-72 и ниже использовался только в моторах, разработанных до 1950 года.

Основные компоненты высококтановых бензинов получают каталитическим крекингом и риформингом. Дополнительно используются различные присадки и антидетонаторы. Их использование ограничено стандартами, ограничено содержание свинца (токсичный тетраэтилсвинец), марганца и железа (нагарообразующие трикарбонилмарганец и ферроцен), смолообразующего монометиланилина (до 1,3%). Так же возможно применение добавок повышающие октановое число смешения. Таким добавками являются кислородсодержащие соединения (спирты и эфиры). Так например: октановое число этилового спирта около 120 пунктов, а МТБЭ около 130 пунктов. Однако их содержание ограничено из-за низкой теплотворной способности и температуры кипения до 15%. Часто для повышения октанового числа используют побочный продукт нефтехимии толуол с ОЧИ 115 пунктов.

В России применяются следующие марки автомобильных бензинов:

• ?АИ-80 (А-76) («стандарт»)
• ?АИ-92 («регуляр»)
• ?АИ-93 («регуляр»)
• ?АИ-95 («премиум»)
• ?АИ-98 («супер»)

На Российском рынке встречаются различные по качествам бензины, например на МНПЗ по техническим условиям выпускаются бензины марок АИ-92ЭК, АИ-95ЭК с повышенными экологическими показателями. Отмечаются факты, когда заправщики самостоятельно изготавливают топливо более дешёвого состава с довольно низкими качествами.

В США широкое применение получили смеси бензинов с этанолом до 20% (марка Е20) (см. биоэтанол). А в Бразилии 20% содержание этанола является общепринятым и довольно распространены смеси до чистого спирта, применяемые на автомобилях с адаптированными двигателями.

Обозначение бензинов: «А» — автомобильный бензин; «Б» — авиационный бензин; «76» — числовой индекс — октановое число; «И» — метод определения октанового числа (исследовательский). Если буква И отсутствует — моторный метод.

Чтобы повысить октановое число бензина добавляют в него специальные вещества — антидетонаторы.

Антидетонаторы — химические соединения, добавляемые в небольших количествах к моторным топливам для уменьшения детонации.

Наиболее эффективными и дешевыми антидетонационными (октаноповышающими) присадками являются органические соединения свинца — тетраэтилсвинец и тетраметилсвинец. Но от их использования в развитых странах отказались еще в середине 90-х, с введением норм Euro 2 (этиловая жидкость — канцерогенное вещество).

Были разработаны другие, менее токсичные антидетонаторы, например, трикарбонил (232-циклопентадиенил) марганец Mn (CO)₃(C₅H₅), димер карбонил (232-циклопентадиенил) никеля [Ni (CO)(C₅H₅)]₂, ферроцен Fe (C₅H₅)₂, монометиланилин (ММА). К сожалению, эти антидетонаторы образуют твердый нагар на стенках цилиндров в значительно больших количествах, чем тетраэтилсвинец.

В качестве антидетонатора применяется также ароматический компонент КМТА, вырабатываемый из угля, сланцев и других источников.

В настоящее время в качестве антидетонатора широко применяется метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) (СН₃)₃СОСН₃.

Международная практика использования реформулированных бензинов и эксплуатации автомобилей показывает, что значительную экономию нефти и одновременного повышения октанового числа можно обеспечить за счет введения в бензин различных высокооктановых компонентов. В частности кислородсодержащих соединений (КСС): диалкиловых эфиров — метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), метил-трет-амиловый эфир (МТАЭ), днизопропиловый эфир (ДИПЭ), этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ), и.т.д., и алифатических спиртов — метанол, этанол и другие. В этой работе, рассматриваю использование метанола как антидетонатор (добавка к бензину).