DEVELOPMENT AND INVESTIGATION OF THE METHOD FOR IMPROVING PHASE STABILITY OF MIXTURED MOTOR FUELS TO ENHANCING THEIR ECOLOGICAL AND OPERATIONAL CHARACTERISTICS
The paper shows the relevance of the use of mixed gasoline, which includes oxygenates, in particular, bioethanol, which will reduce the consumption of petroleum products, significantly reduce the number of harmful substances in the products of combustion and increase the production of high-octane fu...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2018
|
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/172 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103196993159168 |
|---|---|
| author | Budko, M. Stepanov, D. Vasylkevych, O. |
| author_facet | Budko, M. Stepanov, D. Vasylkevych, O. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "M. Budko",
"institution": "National Technical University of Ukraine \"Igor Sykorsky Kyiv Polytechnic Institute\""
},
{
"author": "D. Stepanov",
"institution": "National Technical University of Ukraine \"Igor Sykorsky Kyiv Polytechnic Institute\""
},
{
"author": "O. Vasylkevych",
"institution": "National Technical University of Ukraine \"Igor Sykorsky Kyiv Polytechnic Institute\""
}
] |
| author_sort | Budko, M. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:12Z |
| description | The paper shows the relevance of the use of mixed gasoline, which includes oxygenates, in particular, bioethanol, which will reduce the consumption of petroleum products, significantly reduce the number of harmful substances in the products of combustion and increase the production of high-octane fuels. However, its use has significant disadvantages, the main of which is the probability of phase separation in combination with water. Proceeding from this the developed method of studying the bundle of watered blended gasoline. On its basis, the method of phase stabilization of alcohol-based types of gasoline with the use of various surfactants (SAPs) was proposed. In the work, the complex surface-active additive for solubilizing and its further possibility of addition in automobile engines are developed and tested. The required concentrations of an additive-stabilizer are determined, which increase aggregate stability and allow the use of fuel mixtures with biosolids at low temperatures. The study of the influence of the additive-stabilizer on the physical and chemical parameters of fuel does not go beyond the normative documents (gasoline meets the requirements of DSTU 4839-2007), which indicates their suitability for use in automobiles. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:37:29Z |
| format | Article |
| fulltext |
БІОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 77
УДК 620.92.579.66
РОЗРОБКА І ДОСЛІДЖЕННЯ СПОСОБУ ЗБІЛЬШЕННЯ ФАЗОВОЇ СТАБІЛЬНОСТІ
СУМІШЕВИХ МОТОРНИХ ПАЛИВ ДЛЯ ПОКРАЩЕННЯ ЇХНІХ ЕКОЛОГІЧНИХ
ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК
М.О. Будько1,2, кандидат технічних наук, старший викладач, Д.М. Степанов1, студент,
О.І. Василькевич1, кандидат технічних наук, доцент
1Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського»
03056 м. Київ, пр-т Перемоги, 37
2Інститут відновлюваної енергетики НАН України,
02094 м. Київ, вул. Гната Хоткевича, 20А
В роботі розроблена методика дослідження розшарування обводнених сумішевих бензинів. Запропонована комплексна ба-
гатофункціональна присадка-стабілізатор на основі ПАР. Перевірено її дію на фізико-хімічні показники сумішевих спир-
товмісних обводнених бензинів. Бібл. 7, табл. 1, рис. 2.
Ключові слова: біоетанол, сумішеві спиртовмісні обводнені бензини, оксигенат, солюбілізація, присадка-стабілізатор.
DEVELOPMENT AND INVESTIGATION OF THE METHOD FOR IMPROVING PHASE
STABILITY OF MIXTURED MOTOR FUELS TO ENHANCING THEIR ECOLOGICAL
AND OPERATIONAL CHARACTERISTICS
M. Budko1, 2, D. Stepanov2, O. Vasylkevych1
1National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
03056, 37 Peremohy Avenue, Kyiv, Ukraine
2Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine
02094, 20A Hnata Khotkevycha Street, Kyiv, Ukraine.
In the work the method of studying the bundle of watered mixed gasoline has been developed. A complex multifunctional additive-
stabilizer based on surfactant is proposed. Its effect on the physicochemical indices of the mixture of alcohol-containing gasoline
mixed with watered has been checked. References 7,tables 1, figures 2.
Keywords: bioethanol, alcohol-containing water-fused gasoline, oxygenate, solubilization, additive-stabilizer.
М.O. Будько
M. Budko
Відомості про автора: кандидат техніч-
них наук, старший викладач кафедри
відновлюваних джерел енергії факульте-
ту електроенерготехніки та автоматики
Національного технічного університету
України «Київський політехнічний ін-
ститут ім. І. Сікорського», старший нау-
ковий співробітник відділу відновлюва-
них органічних енергоносіїв Інституту
відновлюваної енергетики НАН України.
Освіта: Національний технічний універ-
ситет України «Київський політехнічний
інститут», інженер-біотехнолог за спеці-
альністю «Промислова біотехнологія».
Наукова сфера: підвищення ефективно-
сті застосування рідких біопалив як в
чистому вигляді, так і в суміші з тради-
ційним пальним; удосконалення техно-
логій виробництва рідких біопалив із
рослинної сировини.
Information about the author: philosophy
doctor, senior lecturer of the Department of
Renewable Energy Sources of the Faculty of
Electric Power Engineering, and Automatics
of the Faculty of Electrical Engineering, and
Automation, of the National Technical
University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv
Polytechnic Institute», senior researcher of
Renewable Organic Energy Sources De-
partment of the Institute of Renewable En-
ergy of the National Academy of Sciences
of Ukraine.
Education: National Technical University
of Ukraine «Kiev Polytechnic Institute»,
engineer-biotechnologist in the specialty
«Industrial biotechnology».
Research area: Improving the efficiency of
the use of liquid biofuels, both in pure form
and in combination with traditional fuels;
improvement of technologies for the
© М.О. Будько, Д.М. Степанов, О.І. Василькевич, 2018
БІОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 78
Публікації: 20.
ORCID: 0000-0003-0928-1657
Контакти: +38 (044) 204-81-91
e-mail: fialka93@gmail.com
production of liquid biofuels from plant raw
materials.
Publications: 42.
ORCID: 0000-0003-0928-1657
Contacts: +38 (044) 204-81-91
e-mail: fialka93@gmail.com
Д.М. Степанов
D. Stepanov
Відомості про автора: студент кафедри
інженерної екології Інституту енергозбе-
реження та енергоменеджменту Націона-
льного технічного університету України
«Київський політехнічний інститут
ім. І. Сікорського».
Освіта: Національний технічний універ-
ситет України «Київський політехнічний
інститут», інженер-еколог за фахом
«Екологія, охорона навколишнього сере-
довища та збалансоване природокорис-
тування».
Наукова сфера: розробка способів зни-
ження токсичності вихлопних газів авто-
мобільного транспорту. Підвищення
ефективності застосування автомобіль-
них палив.
Публікації: 18.
ORCID: 0000-0003-1780-361
Контакти: +38 (044) 204-85-54
e-mail: stepa200628@gmail.com
Information about the author: student of
the Engineering Ecology Department of the
Institute of Energy Saving and Energy
Management of the National Technical
University of Ukraine «Igor Sikorsky Kiev
Polytechnic Institute».
Education: National Technical University
of Ukraine «Kiev Polytechnic Institute»,
Environmental engineer, specialty
«Ecology, environmental protection, and
sustainable use of nature».
Research area: developing methods for
reducing the toxicity of exhaust gases in
road transport. Improving the efficiency of
automotive fuels.
Publications: 18.
ORCID: 0000-0003-1780-361
Contacts: +38 (044) 204-85-54
e-mail: stepa200628@gmail.com
О.І. Василькевич
O. Vasylkevych
Відомості про автора: доцент кафедри
органічної хімії та технології органічних
виробництв Національного технічного
університету України «Київський політе-
хнічний інститут ім. І. Сікорського»,
кандидат технічних наук.
Освіта: Київський політехнічний інсти-
тут, кваліфікація – інженер хімік-
технолог, спеціальність «Основні проце-
си хімічних виробництв та хімічна кібер-
нетика».
Наукова сфера: механізми органічних
реакцій.
Публікації: 51.
ORCID: 0000-0003-0253-9926
Контакти: +38 (066) 787-87-81
e-mail: vasylkevych@ukr.net
Information about the author: philosophy
doctor, docent of the Department of Organic
Chemistry and Technology of Organic Pro-
duction of the Faculty of Chemical Technol-
ogy, the National Technical University of
Ukraine «Igor Sikorsky Kiev Polytechnic
Institute».
Education: Kiev Polytechnic Institute, en-
gineer-biotechnologist, specialty «Industrial
biotechnology».
Research area: mechanisms of organic
reactions.
Publications: 51.
ORCID: 0000-0003-0253-9926
Contacts: +38 (066) 787-87-81
e-mail: vasylkevych@ukr.net
Перелік використаних позначень та скорочень:
ПАР- поверхнево-активні речовини; А-95Е – бензин марки А- 95 з додаванням біоетанолу;
Е – біоетанол; ТНП – тиск насиченої пари.
Підвищення цін на бензин, можливість прак-
тичного вичерпання нафтових джерел, а також
екологічний аспект при використанні автомо-
більних бензинів змушує задуматися про пошук
інших джерел енергії для транспортних засобів.
Непогана альтернатива традиційному автомо-
більному пальному є спирт. Не дивлячись на но-
вітні розробки світових автомобільних компаній,
в даний момент, існує замало автомобілів, адап-
тованих до використання формально 100% спир-
https://orcid.org/0000-0003-1780-361
http://gmail.com/
https://orcid.org/0000-0003-1780-361
http://gmail.com/
tel:+380667878781
tel:+380667878781
БІОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 79
ту. На чистому спирті (біоетанолі) їздять прак-
тично тільки в Бразилії. Це власники автомобілів
Flexible Fuel (тобто з можливістю вибору пали-
ва). На сьогоднішній день, у Бразилії таких ма-
шин продається вже до 90%. В інших країнах
спирт змішують з бензином в різних пропорціях.
Використання етилового спирту в якості палива
не є новиною. Як відомо, перший автомобіль,
здатний їздити на етанолі сконструював у
1920 році Генрі Форд (Ford Model T) [1]. Проте
пізніше інтерес до таких сумішей згас. Частково
тому, що спирт ректифікат містить приблизно 5%
води, яка в бензині не розчиняється, а веде до
розшарування складових рідин, при низьких тем-
пературах замерзає, утворюючи крижані «проб-
ки» в трубопроводах і каналах карбюратора. От-
римання безводного (абсолютизованого) спирту в
ті часи було дуже дорогим. Тільки в 70-х роках
ХХ сторіччя, у зв’язку із суттєвим погіршенням
екологічного стану та через нафтову кризу поча-
лося відродження інтересу до спиртів і, особливо,
до етанолу. З 1980 року почалося масове вироб-
ництво зневодненого спирту та його використан-
ня в США, Канаді, Швеції, Франції і Колумбії.
На сьогодні Бразилія та США є домінантними
індустріальними країнами у виробництві таких
біопалив. У Бразилії етанол отримують із цукро-
вої тростини, в США – переважно з кукурудзи.
Займаються його виробництвом Іспанія, Франція,
Швеція, Німеччина, а також Англія. Основною
сировиною виробництва є пшениця та цукрові
буряки. У кожній країні є власні законнодавчі ак-
ти та економічні можливості, що регулюють виро-
бництво та реалізацію біоетанольного палива.
В Україні велика частина рухомого складу
автомобільного транспорту в якості палива вико-
ристовує автомобільний бензин. Співвід-
ношення споживання різних видів палива в
Україні: автомобільний бензин становить 70%,
дизельне паливо – 29%, газ – 1%. Сучасні авто-
мобільні бензини, як правило, представляють со-
бою суміш компонентів, що виробляються за
рахунок різних технологічних процесів. У бензи-
нах, в залежності від вуглеводневого складу си-
ровини і технології отримання, може міститися
більше 200 індивідуальних вуглеводнів різної
будови, склад яких, а також їхню взаємодію між
собою визначають властивості бензину [2]. Ав-
томобільний транспорт дає негативний вплив на
навколишнє середовище. В результаті експлуата-
ції автомобілів відбувається:
надмірне споживання природних ресурсів;
забруднення атмосферного повітря;
утворення виробничих відходів;
акустичне забруднення;
забруднення водного басейну та прилеглих до
автомагістралей територій.
Викиди відпрацьованих газів автомобілів
складають дуже значні обсяги. Велика частина
викидів відбувається у безпосередній зоні життя
людей і на дуже низькій висоті.
Серед основних тенденцій розвитку сучасної
паливної промисловості можна виділити поси-
лення екологічних вимог до палива і, як наслідок,
– необхідність у виробництві високооктанових
автомобільних бензинів з поліпшеними еко-
логічними характеристиками. Одним зі шляхів
вирішення цих питань стало широке використан-
ня оксигенатів як добавок до сумішевих авто-
мобільних бензинів. Найбільш поширеним окси-
генатом, який використовується для цього, є
біоетанол чи етиловий спирт біологічного по-
ходження [3].
До числа переваг біоетанолу, в порівнянні з
бензином, належать такі властивості:
пари етанолу розсіюються швидше, ніж пари
бензину;
біоетанол менш токсичний, ніж бензин, і не
містить канцерогенних компонентів;
пари етанолу менш вогненебезпечні, ніж па-
ри бензину, через більш високу температуру са-
мозаймання;
в’язкість етанолу вища за в’язкість бензину,
завдяки чому немає проблем у роботі двигунів у
спекотну погоду;
електропровідність етанолу значно вище, ніж
у бензину, що знижує можливість накопичення
статичної електрики під час руху палива, в тому
числі, в паливній системі;
октанове число етанолу істотно вище, ніж у
бензину [4].
Якщо розглядати біоетанол з позиції вимог,
що висуваються до автомобільного палива, то
БІОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 80
можна констатувати його придатність для цього,
зокрема етиловий спирт:
є леткою рідиною;
є однорідним;
має постійну температуру кипіння;
має високу антидетонаційну стійкість;
має досить високу теплоту згорання.
Проте існує також низка негативних власти-
востей етанолу в сумішевих бензинах:
1. Спирт як гігроскопічна полярна структу-
ра адсорбує воду накопичену в паливному баку
автомобіля чи в резервуарі зберігання. При цьому
ймовірність поділу рідини на фази стає дуже ви-
сокою, особливо при низьких температурах. Як
наслідок, паливо розшаровується на водно-
етанольний шар знизу і бензин зверху. При цьо-
му розшарування палива призводить до перебоїв
в роботі двигуна та його зупинки.
2. За рахунок неоднорідності змішування па-
лива знижується його теплота згорання та з’явля-
ються проблеми в електронному управлінні пали-
вною апаратурою інжектора чи карбюратора.
3. Водний розчин етанолу має значну елект-
ропровідність і тому може провокувати гальваніч-
ну корозію металу двигуна та паливної апаратури.
4. Етанол та його водний розчин мають не-
гативний вплив на гуми та пластмаси.
5. Погіршуються змащувальні та протизно-
сні властивості палива.
Тому зараз існують певні проблеми в експлу-
атації автомобілів на паливі з домішками спирту.
Але найголовнішим негативним фактом є те,
що у спирті необмежено розчиняється вода. В
реальних умовах зберігання і транспортування і
використання бензино-етанольного палива неми-
нуче його обводнення за рахунок потрапляння
води в паливо різними шляхами.
Основними джерелами потрапляння води до
палив може бути:
волога у транспортних лініях;
волога, яка просочується в сховище палив за
рахунок конденсації з повітря при темпера-
турних коливаннях;
вода, яка вноситься обводненим етиловим
спиртом.
Вода може потрапити в бензин під час розді-
лення в ректифікаційних колонах на нафтопере-
робних заводах, які працюють з введенням водя-
ної пари. Кількість води, в такому разі, є невели-
кою і відповідає розчинності води у вуглеводнях
при температурі певного технологічного процесу.
Розчинність води в бензинових фракціях зале-
жить від їхнього вуглеводневого складу, особли-
во від вмісту в них ароматичних вуглеводнів,
причому, чим легшою є вуглеводнева фракція і
чим вища температура, тим вищою є розчинність
води у вуглеводнях (рис. 1).
Наявність води в автомобільних бензинах є
причиною цілої низки негативних явищ, які по-
гіршують їхні експлуатаційні властивості. У разі
охолодження бензинів, що містять воду, утво-
рюється водяна дисперсія і бензин мутнішає.
Подальше зниження температури призводить до
утворення кристаликів льоду, що осідають на
фільтрі і перешкоджають нормальному руху бе-
нзину паливною системою двигуна. Ця пробле-
ма не настільки актуальна для бензинів, що міс-
тять спирти або етери, оскільки вони, розчиня-
ючись у воді, значно знижують температуру по-
мутніння бензинів. Вода, що знаходиться у ви-
гляді краплинок, може стати причиною корозії
металів, внаслідок чого руйнуються металічні
поверхні, а паливо забруднюється продуктами
корозії. Вода також може стати причиною роз-
витку мікроорганізмів у паливі, що спричиняє
біокорозію, утворення осадів та шламів, руйну-
вання присадок до бензинів. Отже, наявність у
бензинах оксигенатів, особливо спиртів, є при-
чиною загострення проблеми обводнення пали-
ва. Додавання до бензинів 5% етанолу спричи-
няє зростання розчинності води до 3000–
3500 ppm. Під час зниження температури сумі-
шевого бензину, зменшується взаємна розчин-
ність компонентів, що зумовлює утворення двох
фаз (шарів). Верхня фаза складається з бензину
та невеликої кількості етанолу, а нижня – з води,
в якій розчинено до 75% етанолу, та незначною
кількістю вуглеводнів (в основному ароматич-
них). Це явище є результатом обмеженої роз-
чинності етанолу в бензині та необмеженою ро-
зчинністю у воді [5, 6].
БІОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 81
Рис. 1. Розчиність води в різних нафтових дистилятах в залежності від температури.
Fig. 1. Water solubility in various oil distillates depending on temperature.
Здатність спиртобензинових сумішей до ро-
зшарування залежить від складу бензину, вмісту
спирту і води в паливній композиції. З підвищен-
ням концентрації ароматичних сполук в бензині і
збільшенням вмісту в паливі спирту температура
помутніння знижується. Однак кількість води в
системі є значно важливішим фактором.
Бензинова фаза, що знаходиться в рівновазі з
водно-спиртовою фазою, характеризується по-
ниженим октановим числом, що спричиняє дето-
націю під час її спалювання у двигунах. Потрап-
ляння водно-спиртової фази у камеру згоряння
може стати причиною припинення роботи двигу-
на. Отже, основним недоліком бензино-
етанольних палив є їхній фазовий поділ, обумов-
лений наявністю в них певної кількості води, і, як
наслідок, обмеженою взаємною розчинністю
компонентів. Це є причиною недостатньо швидко-
го впровадження сумішевих палив на ринок нафто-
продуктів і повної заміни традиційних класичних
бензинів на більш екологічні та дешеві палива.
Ця робота присвячена розробці та дослі-
дженню одного зі шляхів підвищення фазової
стабільності сумішевих автомобільних палив.
На сьогоднішній день, роботи, спрямовані на
пошук і впровадження нових ефективних спо-
собів підвищення фазової стабільності водопа-
ливних систем, є дуже актуальними. Нині така
задача вирішується за допомогою таких способів:
1. Кавітаційна обробка водопаливних
емульсій дає змогу на деякий час за допомогою
потужної гідродинамічної дії гомогенізувати си-
стему і привести її до стану, коли водопаливна
емульсія не розшаровується і може нормально
згоряти у двигуні автомобіля. Але стабільність
обробленої таким чином емульсії у часі дуже не-
велика і через деякий проміжок часу система
знову повертається до попереднього стану. Але
складність апаратури і великі енергетичні витра-
ти такого роду обробки палива не дають можли-
вості використовувати цей спосіб у широких
масштабах. Також, на цей час, немає надійних
дешевих і малогабаритних кавітаційних при-
строїв, які можна було б використовувати у па-
ливній системі бензинового двигуна.
2. Введення в водопаливні емульсії
стабілізаторів [7]. В якості стабілізаторів спирто-
бензинових сумішей можна використовувати
аліфатичні спирти С2-С3, нормальної і розгалу-
женої будови, феноли, алкілацетати, етери і есте-
ри та їхні металоорганічні похідні, кетони, аміни,
ПАР, а також гликолі та їхні ефіри, альдегіди,
БІОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 82
кеталі, карбонові кислоти і суміші зазначених
речовин. Дієвими і при цьому дешевими
стабілізаторами є сивушні масла, що забезпечу-
ють гомогенність палива за температури вищої
ніж -25°С.
3. Солюбілізація – процес отримання стій-
кого ізотропного розчину субстрату – со-
любілізату, який в даному розчиннику не розчи-
няється або розчиняється незначно.
Для проведення дослідження впливу поверх-
нево-активних речовин на стабільність обвод-
нених сумішевих автомобільних бензинів були
обрано в якості досліджуваного бензину
(сумішеве паливо) бензин марки А-95Е, до скла-
ду якого входить 10% біоетанолу.
Результати попередньо проведеного до-
слідження дозволили нам сформулювати таку
концепцію: найбільш ефективним шляхом
поліпшення якості моторних палив з точки зору
забезпечення фазової стабільності сумішевих об-
воднених бензинів є введення у паливо присадки-
стабілізатора поліфункціонального призначення.
Така присадка повинна відповідати вимогам:
1) ефективно підвищувати фазову стійкість
сумішевих обводнених автомобільних бензинів
при низьких і мінусових температурах, забезпе-
чуючи солюбілізацію водно-спиртової частини у
вуглеводневій основі бензину;
2) мати високу поверхневу активність для
покращення сумішоутворення;
3) присадка не повинна бути корозійно-
безпечною;
4) мати миючі властивості, - це має забез-
печити чистоту паливної апаратури та камер зго-
ряння двигуна автомобіля;
5) знижувати нагароутворення в двигунах та
знижувати вимоги до октанового числа бензину;
6) сприяти зниженню обсягів продуктів
неповного згоряння вуглеводнів палива, а також
викидів оксидів нітрогену і карбону;
7) мати абсолютну розчинність в паливах у
будь-яких температурних умовах застосування;
8) вироблятися з доступної сировини і не
збільшувати суттєво вартість палива.
Авторами були проведені попередні до-
слідження щодо розробки багатофункціо-нальної
присадки-стабілізатора на основі ПАР.
У зв’язку з відсутністю універсальних стан-
дартних методик для вивчення і дослідження
впливу ПАР на стабілізацію обводнених бензи-
нів, була розроблена методика експерименталь-
ного дослідження.
В якості контрольної проби було взято суміш
бензину з певною кількістю дистильованої води
(попередньо зафарбована водорозчинним барв-
ником), а інші зразки, – розшаровані проби об-
водненого бензину і присадки, – стабілізатору в
кількості (0,1–1,0)% об. В роботі був обраний
спеціальний склад присадки, яка містила як
неіонгенний ПАР, так і іоногенний аніонактив-
ний. Також у її склад були введені допоміжні та
активуючі компоненти, розчинник та регулятор
рН. Отже при розшаруванні контрольної проби
наглядно та контрастно видно обидва шари.
Синій шар, зафарбований знизу, – спиртоводний
та безбарвний бензиновий – зверху рис. 2а.
Експеримент повторювали, додаючи більшу
кількість присадки до тих пір, поки в мірному
циліндрі не з’являлась прозора не розшарована в
часі рідина синього кольору стабілізованого об-
водненого бензину рис. 2б.
Присадка-стабілізатор достатньо розчинна в
бензинах та в її склад не входять токсичні та за-
боронені речовини. Її компоненти є однорідними
прозорими рідинами з різним кольоровим відтін-
ком і розчиняються у великій кількості як у по-
лярних, так і в неполярних рідинах. ПАР, які були
обрані при розробці присадки широко використо-
вуються в різних рецептурах технічних миючих та
технологічних засобах у промисловості.
Після визначення необхідної кількості при-
садки-стабілізатора, була проведена робота з до-
слідження її впливу на різні фізико-хімічні по-
казники сумішевих спиртовмісних обводнених
бензинів. Роботи проводились у спеціалізованих
установах, які займаються випробовуванням та
сертифікацією нових видів паливо-мастильних
матеріалів.
БІОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 83
а) б)
Рис. 2. Вигляд зразків та зображення цих станів сумішей рідин під мікроскопом: а) розшарований вихідний обводнений
бензин (контроль); б) застабілізований обводнений бензин після введення достатньої кількості присадки-стабілізатору.
Fig. 2. View of samples and images of these states of mixtures of fluids under a microscope: a) split output of flooded gasoline
(control); b) stabilized flooded gasoline after the introduction of a sufficient amount of an additive stabilizer.
В таблиці 1 наведені основні фізико-хімічні
показники вихідного бензину А95Е та бензину
А95Е обводненого з додаванням присадки
стабілізатора.
Аналізуючи дані таблиці 1 можна зазначити,
що, за перевіреними показниками, зразки бен-
зинів – як вихідний, так і обводнений з додаван-
ням присадки-стабілізатора – відповідають вимо-
гам ДСТУ 4839-2007 «Бензин автомобільний
підвищеної якості. Технічні умови».
Таблиця 1. Результати аналізів фізико-хімічних показників вихідного сумішевого палива та обводненого
з додаванням присадки-стабілізатора
Table 1. Results of analyzes of physicochemical parameters of the initial mixed fuel and flooded with the addition
of a stabilizer additive
Назва фізико-хімічного
показника
Значення згідно з
ДСТУ
Вихідний бензин
А95Е
Вихідний А95Е+
10% Н2О+0,5%
присадки
Метод контролю
Детонаційна стійкість:
– октанове число за дослід-
ним методом, не менше
– октанове число за мотор-
ним методом, не менше
95,0
85,0
95,0
85,0
98,0
88,0
EN ISO 5164
EN ISO 5163
Концентрація свинцю,
мг/дм3, не більше
5 2,5 2,5 EN 237
Густина за температури
15 ˚С, кг/м3
720–775
740
749
ДСТУ ГОСТ 31072
Вміст сірки, мг/кг, не більше:
– Євро5 /вид І
10
9,8
9,8
ДСТУ ISO 7536
Стійкість до окиснення (ін-
дукційний період), не менше
360 вище за 360 вище за 360 EN ISO 7536
Концентрація фактичних
смол, мг/100 см³, не більше
5 2 2 ДСТУ ГОСТ 1567
Зовнішній вигляд прозорий та
світлий, без мех.
дом.
прозорий та
світлий, без мех.
дом.
прозорий та
світлий, без мех.
дом.
візуально, згідно з
п.9.3 ДСТУ
БІОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 84
Назва фізико-хімічного
показника
Значення згідно з
ДСТУ
Вихідний бензин
А95Е
Вихідний А95Е+
10% Н2О+ 0,5%
присадки
Метод контролю
Обʼємна частка вуглеводнів,
%, не більше:
– олефінових
– ароматичних
18
35
13,8
24,3
13,8
26,0
EN 14517
ГОСТ 29040
Тиск насиченої пари, кПа,
(ТНП)
60,0–90,0 83,4 72,5 ДСТУ 4160
Фракційний склад:
За температури 70˚С випаро-
вується, % об., В70
22,0–50,0 43,5 36,0 ГОСТ 2177
За температури 100 ˚С випа-
ровується, % об., В100
46,0–71,0 60,0 71,0
За температури 150 ˚С випа-
ровується, % об., В150, не
менше
75,0 82,0 89,0
Кінець кипіння, ˚С, не вище
Залишок у колбі, % об., не
більше
210
2
188
0,8
191
1,2
Показники зразка обводненого бензину з до-
даванням присадки не виходять за межі нормати-
вних документів і, за даними аналізів, такий бен-
зин можна використовувати в двигунах
внутрішнього згоряння. Слід також зазначити,
що деякі показники такого бензину кращі, ніж
вихідного. Так, аналіз детонаційної стійкості по-
казав підвищення октанового числа як за до-
слідним методом, так і за моторним методом на 3
одиниці.
Висновки. 1. Проведено аналіз способів
підвищення фазової стабільності водопаливних
систем, та обрано найефективніший спосіб – на
основі солюбілізованих систем. Отримати таку
систему можна за допомогою спеціально піді-
браного комплексу ПАР та допоміжних речовин.
2. Для вивчення і дослідження впливу запро-
понованої комбінації ПАР на стабілізацію обвод-
нених бензинів розроблена методика досліджен-
ня розшарування обводнених сумішевих бен-
зинів.
3. Визначено потрібні концентрації присад-
ки-стабілізатора, що підвищує агрегатну
стійкість і дозволяє використовувати сумішеві
палива в умовах знижених температур.
4. Проведена перевірка фізико-хімічних по-
казників сумішевих спиртовмісних бензинів із
додаванням присадки-стабілізатора: показники
зразка обводненого бензину з додаванням при-
садки не виходять за рамки нормуючих доку-
ментів (бензин відповідає вимогам ДСТУ 4839-
2007), а аналіз детонаційної стійкості експери-
ментального бензину показав підвищення окта-
нового числа як за дослідним методом, так і за
моторним – на 3 одиниці у порівнянні з
вихідним.
1. Двигуни внутрішнього згорання. Екологізація
ДВЗ. Марченко А.П., Парсаданов І.В., Товажнянський Л.Л.,
Шеховцов А.Ф. – 2007.
2. [Електронний ресурс]. – Режим доступу до дже-
рела:http://www.benzina.com.ua/laboratory.
3. Капустин В.М. Биоэтанол и его применение в ка-
честве кислородсодержащей добавки в моторное топливо //
Первый Международный Конгресс по биоэтанолу 26 апреля
2006г. – М.
4. Степаненко О.М. Загальна та неорганічна хімія
Ч.1./ Степаненко О.М., Рейтер Л.Г., Ледовських В.М., Іванов
С.В. – К.: Педагогічна преса, 2000 – 776 с.
5. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти
и газа. Часть третья: очистка нефтепродуктов и производ-
ство специальных продуктов. – М.: Химия, 1967. – 360 с.
6. Сайдахмедов С.И., Карпов С.А., Коханов С.И.,
Капустин В.М. Повышение фазовой стабильности бензино-
спиртовых смесей. Сб. материалов 6-го Международного
форума «Топливно-энергетический комплекс России». С.–
Петербург, 11-13 апреля 2006 г., с. 160-161.
7. Емульсии/ Под ред.А.А Абрамзона: Пер. с англ. –
Л:Химия,1972.–448с.
БІОЕНЕРГЕТИКА ISSN 1819-8058
Відновлювана енергетика. 2018. № 3 85
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ
УВЕЛИЧЕНИЯ ФАЗОВОЙ СТАБИЛЬНОСТИ
СМЕСЕВЫХ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ ИХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ И
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
М.А. Будько1,2, кандидат технических наук, старший пре-
подаватель, Д.М. Степанов1, студент,
О.И. Василькевич1, кандидат технических наук, доцент
1Национальний технический университет Украины «Киев-
ский политехнический институт им. И. Сикорского»
03056 г. Киев, пр-т Перемогы, 37
2Институт возобновляемой энергетики НАН Украины,
02094 г. Киев, ул. Гната Хоткевича, 20А
В работе разработана методика исследования расслоения
обводненных смесевых бензинов. Предложена комплексная
многофункциональная присадка-стабилизатор на основе
ПАВ. Проверено ее действие на физико-химические показа-
тели смесевых спиртосодержащих обводненных бензинов.
Библ. 7, табл. 1, рис. 2.
Ключевые слова: биоэтанол, смесевые спиртосодержащие
обводненные бензины, оксигенаты, солюбилизация, присад-
ка-стабилизатор.
REFERENCES
1. Internal combustion engines. Ecologization of ICE.
Marchenko A. P., Parsadanov I. V., Tovazhnyansky L. L.,
Shekhovtsov A. F. – 2007.
2. [Electronic resource]. – Access to the source: http:
//www.benzina.com.ua/laboratory.
3. Kapustin V.М. Bioethanol and its use as an oxygen-
containing additive in motor fuel // The First International Con-
gress on Bioethanol April 26, 2006 – M.
4. Stepanenko O.M. General and inorganic chemistry,
Ch.1. / Stepanenko O.M., Reiter L.G., Ledovsky V.M., Ivanov
S.V. – K .: Pedagogical Press, 2000 – 776 pp.
5. Chernozukov N.I. Technology of oil and gas processing.
Part three: cleaning of petroleum products and the production of
special products. – Moscow: Chemistry, 1967. – 360 p.
6. Saydakhmadov SI, Karpov S.A., Kokhanov SI, Kapustin
V.M. Increase in the phase stability of gasoline-alcohol mixtures.
Sat materials of the 6th International Forum "Fuel and Energy Com-
plex of Russia". St. Petersburg, April 11-13, 2006, p. 160-161.
7. Emulsions / Under Ed.A.A. Abramzon: Per. from eng-
lish –L: Chemistry, 1972.–448c.
SYNOPSES
The paper shows the relevance of the use of mixed gasoline,
which includes oxygenates, in particular, bioethanol, which will
reduce the consumption of petroleum products, significantly
reduce the number of harmful substances in the products of
combustion and increase the production of high-octane fuels.
However, its use has significant disadvantages, the main of
which is the probability of phase separation in combination with
water. Proceeding from this the developed method of studying
the bundle of watered blended gasoline. On its basis, the method
of phase stabilization of alcohol-based types of gasoline with the
use of various surfactants (SAPs) was proposed. In the work, the
complex surface-active additive for solubilizing and its further
possibility of addition in automobile engines are developed and
tested. The required concentrations of an additive-stabilizer are
determined, which increase aggregate stability and allow the use
of fuel mixtures with biosolids at low temperatures. The study of
the influence of the additive-stabilizer on the physical and chem-
ical parameters of fuel does not go beyond the normative docu-
ments (gasoline meets the requirements of DSTU 4839-2007),
which indicates their suitability for use in automobiles.
РЕФЕРАТ
В роботі показана актуальність використання сумішевих
бензинів, до складу яких входять оксигенати, зокрема біое-
танол, які дозволять знизити споживання нафтопродуктів,
істотно скоротити кількість шкідливих речовин в продуктах
згоряння та збільшити випуск високооктанових палив. Ра-
зом з цим, його використання має суттєві недоліки, голов-
ним із яких є ймовірність поділу фаз під час поєднання з водою.
Виходячи з цього, розроблено методику дослідження
розшарування обводнених сумішевих бензинів. На її основі
було запропоновано метод фазової стабілізації спир-
товмісних бензинів з використанням різних поверхнево-
активних речовин (ПАР). В роботі розроблена та випробу-
вана комплексна поверхнево-активна присадка для отри-
мання солюбілізату та її подальша можливість додавання в
автомобільні двигуни. Визначено потрібні концентрації
присадки-стабілізатора, що підвищують агрегатну стійкість і
дозволяють використовувати суміші палива з біоспиртами
за низьких температур. Дослідження впливу присадки-
стабілізатора на фізико-хімічні показники палива не вихо-
дять за межі нормативних документів (бензин відповідає
вимогам ДСТУ 4839-2007), що свідчить про їхню при-
датність для використання у автомобілях.
Стаття надійшла до редакції 06.06.18
Остаточна версія 31.08.18
|
| id | veorgua-article-172 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:04:22Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/de/0a8d672fc5de8a41b5d9e1645dd17fde.pdf |
| spelling | veorgua-article-1722026-07-18T06:32:12Z DEVELOPMENT AND INVESTIGATION OF THE METHOD FOR IMPROVING PHASE STABILITY OF MIXTURED MOTOR FUELS TO ENHANCING THEIR ECOLOGICAL AND OPERATIONAL CHARACTERISTICS РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ УВЕЛИЧЕНИЯ ФАЗОВОЙ СТАБИЛЬНОСТИ СМЕСЕВЫХ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ИХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РОЗРОБКА І ДОСЛІДЖЕННЯ СПОСОБУ ЗБІЛЬШЕННЯ ФАЗОВОЇ СТАБІЛЬНОСТІ СУМІШЕВИХ МОТОРНИХ ПАЛИВ ДЛЯ ПОКРАЩЕННЯ ЇХНІХ ЕКОЛОГІЧНИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК Budko, M. Stepanov, D. Vasylkevych, O. The paper shows the relevance of the use of mixed gasoline, which includes oxygenates, in particular, bioethanol, which will reduce the consumption of petroleum products, significantly reduce the number of harmful substances in the products of combustion and increase the production of high-octane fuels. However, its use has significant disadvantages, the main of which is the probability of phase separation in combination with water. Proceeding from this the developed method of studying the bundle of watered blended gasoline. On its basis, the method of phase stabilization of alcohol-based types of gasoline with the use of various surfactants (SAPs) was proposed. In the work, the complex surface-active additive for solubilizing and its further possibility of addition in automobile engines are developed and tested. The required concentrations of an additive-stabilizer are determined, which increase aggregate stability and allow the use of fuel mixtures with biosolids at low temperatures. The study of the influence of the additive-stabilizer on the physical and chemical parameters of fuel does not go beyond the normative documents (gasoline meets the requirements of DSTU 4839-2007), which indicates their suitability for use in automobiles. В работе разработана методика исследования расслоения обводненных смесевых бензинов. Предложена комплексная многофункциональная присадка-стабилизатор на основе ПАВ. Проверено ее действие на физико-химические показатели смесевых спиртосодержащих обводненных бензинов. В роботі показана актуальність використання сумішевих бензинів, до складу яких входять оксигенати, зокрема біоетанол, які дозволять знизити споживання нафтопродуктів, істотно скоротити кількість шкідливих речовин в продуктах згоряння та збільшити випуск високооктанових палив. Разом з цим, його використання має суттєві недоліки, головним із яких є ймовірність поділу фаз під час поєднання з водою. Виходячи з цього, розроблено методику дослідження розшарування обводнених сумішевих бензинів. На її основі було запропоновано метод фазової стабілізації спиртовмісних бензинів з використанням різних поверхнево-активних речовин (ПАР). В роботі розроблена та випробувана комплексна поверхнево-активна присадка для отримання солюбілізату та її подальша можливість додавання в автомобільні двигуни. Визначено потрібні концентрації присадки-стабілізатора, що підвищують агрегатну стійкість і дозволяють використовувати суміші палива з біоспиртами за низьких температур. Дослідження впливу присадки-стабілізатора на фізико-хімічні показники палива не виходять за межі нормативних документів (бензин відповідає вимогам ДСТУ 4839-2007), що свідчить про їхню придатність для використання у автомобілях. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2018-09-11 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/172 Vidnovluvana energetika ; No. 3 (54) (2018): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 77-85 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 3 (54) (2018): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 77-85 Відновлювана енергетика; № 3 (54) (2018): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 77-85 2664-8172 1819-8058 uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/172/114 Copyright (c) 2018 M. Budko, D. Stepanov, O. Vasylkevych https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | Budko, M. Stepanov, D. Vasylkevych, O. DEVELOPMENT AND INVESTIGATION OF THE METHOD FOR IMPROVING PHASE STABILITY OF MIXTURED MOTOR FUELS TO ENHANCING THEIR ECOLOGICAL AND OPERATIONAL CHARACTERISTICS |
| title | DEVELOPMENT AND INVESTIGATION OF THE METHOD FOR IMPROVING PHASE STABILITY OF MIXTURED MOTOR FUELS TO ENHANCING THEIR ECOLOGICAL AND OPERATIONAL CHARACTERISTICS |
| title_alt | РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ УВЕЛИЧЕНИЯ ФАЗОВОЙ СТАБИЛЬНОСТИ СМЕСЕВЫХ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ИХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РОЗРОБКА І ДОСЛІДЖЕННЯ СПОСОБУ ЗБІЛЬШЕННЯ ФАЗОВОЇ СТАБІЛЬНОСТІ СУМІШЕВИХ МОТОРНИХ ПАЛИВ ДЛЯ ПОКРАЩЕННЯ ЇХНІХ ЕКОЛОГІЧНИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК |
| title_full | DEVELOPMENT AND INVESTIGATION OF THE METHOD FOR IMPROVING PHASE STABILITY OF MIXTURED MOTOR FUELS TO ENHANCING THEIR ECOLOGICAL AND OPERATIONAL CHARACTERISTICS |
| title_fullStr | DEVELOPMENT AND INVESTIGATION OF THE METHOD FOR IMPROVING PHASE STABILITY OF MIXTURED MOTOR FUELS TO ENHANCING THEIR ECOLOGICAL AND OPERATIONAL CHARACTERISTICS |
| title_full_unstemmed | DEVELOPMENT AND INVESTIGATION OF THE METHOD FOR IMPROVING PHASE STABILITY OF MIXTURED MOTOR FUELS TO ENHANCING THEIR ECOLOGICAL AND OPERATIONAL CHARACTERISTICS |
| title_short | DEVELOPMENT AND INVESTIGATION OF THE METHOD FOR IMPROVING PHASE STABILITY OF MIXTURED MOTOR FUELS TO ENHANCING THEIR ECOLOGICAL AND OPERATIONAL CHARACTERISTICS |
| title_sort | development and investigation of the method for improving phase stability of mixtured motor fuels to enhancing their ecological and operational characteristics |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/172 |
| work_keys_str_mv | AT budkom developmentandinvestigationofthemethodforimprovingphasestabilityofmixturedmotorfuelstoenhancingtheirecologicalandoperationalcharacteristics AT stepanovd developmentandinvestigationofthemethodforimprovingphasestabilityofmixturedmotorfuelstoenhancingtheirecologicalandoperationalcharacteristics AT vasylkevycho developmentandinvestigationofthemethodforimprovingphasestabilityofmixturedmotorfuelstoenhancingtheirecologicalandoperationalcharacteristics AT budkom razrabotkaiissledovaniesposobovuveličeniâfazovojstabilʹnostismesevyhmotornyhtoplivdlâulučšeniâihékologičeskihiékspluatacionnyhharakteristik AT stepanovd razrabotkaiissledovaniesposobovuveličeniâfazovojstabilʹnostismesevyhmotornyhtoplivdlâulučšeniâihékologičeskihiékspluatacionnyhharakteristik AT vasylkevycho razrabotkaiissledovaniesposobovuveličeniâfazovojstabilʹnostismesevyhmotornyhtoplivdlâulučšeniâihékologičeskihiékspluatacionnyhharakteristik AT budkom rozrobkaídoslídžennâsposobuzbílʹšennâfazovoístabílʹnostísumíševihmotornihpalivdlâpokraŝennâíhníhekologíčnihtaekspluatacíjnihharakteristik AT stepanovd rozrobkaídoslídžennâsposobuzbílʹšennâfazovoístabílʹnostísumíševihmotornihpalivdlâpokraŝennâíhníhekologíčnihtaekspluatacíjnihharakteristik AT vasylkevycho rozrobkaídoslídžennâsposobuzbílʹšennâfazovoístabílʹnostísumíševihmotornihpalivdlâpokraŝennâíhníhekologíčnihtaekspluatacíjnihharakteristik |