Состояние вопроса
Российский парк легковых автомобилей насчитывает около 26 млн единиц, из которых более 50% находятся в эксплуатации свыше 10 лет. По экологическим характеристикам 75% легковых автомобилей соответствуют нормам Евро-1 и Евро-2; 60% грузовых автомобилей - Евро-0. По прогнозам Федерального дорожного агентства, количество автомобилей к 2015 г. увеличится до 42-47 млн штук, в основном за счет иномарок. Требования к выбросам вредных (загрязняющих) веществ автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, определены Техническим регламентом, принятым 12.10.2005 г., и установлены сроки введения технических нормативов: Евро-2 - 22 апреля 2006 г.; Евро-3 -1 января 2008 г.; Евро-4 - 1 января 2010 г.; Евро-5 -1 января 2014 г. Сегодня Россия отстает от Европы в части реализации требований по токсичности выбросов. Обеспечение и сохранение в процессе эксплуатации экологических характеристик автомобиля возможно только при условии применения высококачественных моторных топлив.
Обновление автопарка процесс длительный, и в этой ситуации применение на российском автотранспорте бензинов с моющими и многофункциональными присадками позволит обеспечить существенное сокращение вредных выбросов в атмосферу и оздоровление экологической обстановки. Влияние моющих присадок на эксплуатационную экономичность работы двигателя и токсичность отработавших газов доказано многими работами и испытаниями, проведенными не только за рубежом, но и в России. Результаты дорожных испытаний, проведенных фирмой БАСФ на автомобилях Западной Европы, показали, что применение автомобильных бензинов с многофункциональными присадками обеспечивает в среднем снижение содержания в отработавших газах: углеводородов - на 20, СО - на 24, (N0)x - на 13 и С02 - на 2% [1].
За рубежом широко распространено добавление моющих и многофункциональных присадок в автомобильные бензины. В соответствии с законом о чистом воздухе, с января
1995 г. все автомобильные бензины, применяемые в США, должны содержать моющие присадки. В европейских странах требования по обязательному добавлению моющих присадок отсутствуют. Технический комитет производителей присадок в Европе (АТС) не видит необходимости в законодательном нормировании применения топливных присадок, так как опыт США показал, что законодательное регулирование по эффективности уступает рыночному [2]. Несмотря на отсутствие такого регулирования в Европе моющие и многофункциональные присадки там широко применяются; как правило, их добавляют в бензины на терминалах непосредственно в бензовозы при отправке топлива на АЗС.
Работы по созданию моющих и многофункциональных присадок к автомобильным бензинам в России проводятся более тридцати лет. На протяжении ряда лет в промышленных масштабах вырабатывались отечественные многофункциональные присадки Афен и Автомат, используемые для карбюраторных двигателей. В НОРСИ тоже было организовано производство бензинов с этими присадками. В настоящее время из-за отсутствия сырья присадки Афен и Автомат не вырабатываются.
В целях оздоровления экологической обстановки в Москве и Татарстане были приняты решения о производстве автомобильных бензинов с моющими присадками. Так, в соответствии с распоряжением Мэра Москвы с января 1998 г. все автомобильные бензины, реализуемые в Москве, должны были содержать моющие присадки. В этих целях на городские бензины были разработаны ТУ, проведены испытания бензинов Московского НПЗ с многофункциональными присадками и оформлены допуски к их производству. Однако принятые решения не наши своей реализации отчасти из-за отсутствия производства отечественных присадок, но в большей степени, на наш взгляд, из-за отсутствия экономических стимулов.
Российские, как и европейские, спецификации на автомобильные бензины допускают добавление присадок, в том числе моющих, улучшающих их эксплуатационные свойства, но законодательно это не закреплено
В приложении к техническому регламенту «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ» наряду с другими характеристиками топлива введен показатель «Отложения на впускных клапанах и камере сгорания». По этому показателю бензин для автомобилей класса Евро-3 и Евро-4 должен соответствовать европейским бензинам аналогичного класса. В настоящее время в России, как и в Европе, не существует ни временных, ни постоянных норм, характеризующих моющие свойства товарных бензинов.
До последнего времени автомобильные бензины с моющими и многофункциональными присадками в России практически не вырабатывались, хотя многие предприятия имеют допуски на их производство. Перечень основных присадок, допущенных МВК к применению в составе автомобильных бензинов в России, приведен в табл. 1. 
Особенно актуальны вопросы экологии для Москвы, как для любого мегаполиса с высокой концентрацией автотранспорта. Правительством Москвы было принято постановление (№ 952-ПП от 28 XII 2004 г.), в соответствии с которым все высокооктановые автомобильные бензины, реализуемые в городе с 1 января 2006 г. должны содержать моющие присадки. Несмотря на то, что в прессе до настоящего времени обсуждается законность этого постановления, оно помогло привлечь внимание производителей к моющим присадкам и проблеме повышения экологичности выпускаемых топлив.
Реализация программ по производству конкурентоспособных моторных топлив
Нефтяные компании ВР-ТНК, ЛУКОЙЛ, ЮКОС приняли к реализации программы, направленные на организацию производства бензинов для автомобилей классов Евро-3 и Евро-4, в том числе с моющими присадками. С учетом различных толкований понятия «моющая присадка» следует отметить, что речь сегодня идет о многофункциональных пакетах присадок, содержащих в своем составе моющий компонент, ингибиторы коррозии, деэмульгаторы и иные компоненты, а также несущую жидкость на минеральной, синтетической или полусинтетической основе.
Последние годы в российских НИИ заметно активизировались исследования в области моющих присадок. ОАО «ВНИИ НП» совместно с зарубежными фирмами-производителями присадок к топливам проводит работы по организации в России промышленного производства автомобильных бензинов с моющими и многофункциональными присадками.
В 2004 г. в институте разработан стендовый метод оценки склонности бензинов, в том числе с присадками, к образованию отложений во впускной системе двигателя (СТО АНН 40488460-001-2004). Испытания по этому методу проводятся на полноразмерном двигателе ВАЗ-2101 в сравнении с исходным бензином. Длительность испытаний - 12 ч (два шестичасовых цикла с перерывом 18 ч). Условия испытаний и принятые критерии оценки обеспечивают четкое выявление эффекта от введения моющей присадки [3].
С целью организации производства современных конкурентоспособных моторных топлив, используя этот метод, для ряда нефтеперерабатывающих предприятий были разработаны рекомендации по получению автомобильных бензинов с моющими присадками. При этом были рекомендованы широко представленные на российском рынке зарубежные присадки: Keropur 3430 N и Keropur 3458 N (фирмы BASF), HITEC 6430 (фирмы Afton Chemical) и отечественная - АлькорАВТО.
НК ЮКОС одна из первых компаний, которая откликнулись на постановление правительства Москвы. В 2005 г. на Новокуйбышевском НПЗ разработана технология, проведены испытания и поставлены на производство бензины Регу-ляр Евро-92 и Премиум Евро-95 с многофункциональными присадками АлькорАВТО и Keropur 3430 N (фирмы BASF) [4] для автомобилей класса Евро-3. В 2006 г. проведены квалификационные и стендовые испытания бензинов производства Куйбышевского и Сызранского НПЗ с присадками Keropur 3458 N, HITEC 6430 и АлькорАВТО для автомобилей класса Евро-4.
Положительные результаты получены при испытании бензинов Регуляр Евро-92/4, Премиум Евро-95/4 и Супер Евро-98/4 Рязанской НПК и Премиум Евро-95/4 производства ПО «Киришинефтеоргсинтез» с присадками Keropur 3430 N и Keropur 3458 N для автомобилей класса Евро-4.
Влияние моющих присадок на склонность бензинов к образованию отложений в карбюраторе, на впускных клапанах и камере сгорания иллюстрируется результатами стендовых испытаний, приведенными в табл. 2. 
В табл. 3 приведены компонентные составы базовых бензинов. Результаты испытаний подтверждают высокую способность присадок Keropur 3430 N, Keropur 3458 N, HITEC 6430 и АлькорАВТО поддерживать чистоту карбюратора и впускных клапанов, в то же время их добавление в бензины приводит к увеличению количества нагара в камере сгорания двигателя. Необходимо отметить, что все современные моющие присадки представляют собой высокомолекулярные соединения в композиции с маслом-носителем и, обладая хорошими моющими свойствами, приводят к возрастанию нагара в камере сгорания. Как видно из табл. 2, для всех испытанных присадок величина нагара в камере сгорания, по отношению к базовым бензинам, превышает 140%, что соответствует рекомендациям Всемирной топливной хартии.
Кроме высокой функциональной эффективности, присадки должны удовлетворять требованиям, определяющим возможность их введения в бензин и применения его в условиях эксплуатации. Присадка не должна ухудшать физико-химические и эксплуатационные свойства бензина, быть полностью совместимой с другими присадками.
Квалификационные испытания опытных образцов показали, что добавление присадок Keropur 3430 N, Keropur 3458 N, HITEC 6430 и АлькорАВТО не оказывает отрицательного влияния на физико-химические и эксплуатационные свойства бензинов с присадками и их качество полностью соответствует требованиям ГОСТ, ТУ (табл. 4). В то же время испытания бензинов с присадками по методам, предусмотренным комплексом методов квалификационной оценки автомобильных бензинов (КМКО), выявили ряд особенностей. Добавление в бензины испытанных присадок приводит к увеличению суммарного содержания продуктов окисления (ГОСТ 22054-76) и содержания фактических смол, определяемых после контакта с резинами (метод утвержден решением
ГМК № 23/1-122 от 05.07.85 г.)
Как упоминалось выше, все моющие и многофункциональные присадки последних поколений представляют собой высокомолекулярные соединения в композиции с маслом-носителем. После выпаривания бензина любые присадки, имеющие высокую молекулярную массу, частично остаются в остатке. Изменение суммарного содержания продуктов окисления и фактических смол после контакта с резиной связано с тем, что при этих испытаниях используется метод определения фактических смол по Бударову (ГОСТ 8489). Для анализа бензинов методы, аналогичные ГОСТ 8489, в настоящее время нигде не используются. Фактические смолы, определяемые по этому ГОСТ, представляют собой неиспарившийся остаток, так как промывка его гептаном не производится, как это предусмотрено ГОСТ 1567. 
Присутствие присадок в бензинах также вызывает увеличение количества отложений во впускной системе (метод утвержден решением ГМК № 23/1-78 от 17.05.78 г.). Это увеличение связано с образованием адсорбционной пленки на пластине после испарения бензина, при этом количество адсорбируемой присадки сравнимо с количеством отложений, определяемых по указанному методу.
Таким образом, не все методы испытаний, включенные в КМКО, позволяют дать достоверную оценку в том случае, если в бензине присутствует моющая присадка. Анализ норм и методов действующего КМКО автомобильных бензинов показывает, что они базируются на требованиях техники 25-30 летней давности и требуют пересмотра. На основании проведенных исследований и испытаний бензины производства Рязанской НПК, Куйбышевского, Новокуйбышевского, Ново-Уфимского нефтеперерабатывающих заводов, Ангарской НХК и ПО «Киришинефтеоргсинтез» с зарубежными присадками Keropur 3430 N, Keropur 3458 N, HITEC 6430 и отечественной АлькорАВТО допущены МВК к производству и применению на автомобильной технике. Московский НПЗ и Рязанская НПК уже приступили к производству автомобильных бензинов с моющими присадками для автомобилей класса Евро-3 и Евро-4.
С целью производства конкурентоспособных моторных топлив российские нефтяные компании, как и европейские производители, для создания топливных «брендов» начали использовать моющие присадки. Разработаны и уже поступили на рынок бензины марки Ultimate от компании ТНК-ВР и ЭКТО от компании ЛУКОЙЛ. Сегодня в России создана необходимая нормативно-техническая база, позволяющая обеспечить выпуск товарных автомобильных бензинов с моющими присадками, соответствующих современным европейским требованиями.
Список литературы
1.Никитина Е.А., Голованов М.Л. // Мир нефтепродуктов. 2006. № 5. С. 12-19.
2.Никитина Е.А., Емельянов В.Е., Андреев С.В. // Мир нефтепродуктов. 2006. № 2. С. 25 29.
3.Нечаев В.К., Манаенков В.М., Бакалейник A.M. // Мирнефтепродуктов. 2006. № 2. С. 30-32.
4.Никитина Е.А., Емельянов В.Е., Алексеева С.И. и др. // Мир нефтепродуктов. 2006. № 1. С. 2 Е.А. НИКИТИНА, канд. техн. наук,
В.Е.ЕМЕЛЬЯНОВ, д-р техн. наук,
В.М. МАНАЕНКОВ,
A.M. БАКАЛЕЙНИК, канд. техн наук,
С.И. АЛЕКСЕЕВА
(ОАО «ВНИИ НП») Журнал «Мир Нефтепродуктов» №1, 2007 |
