Многофункциональная добавка к автомобильным бензинам. Присадки к автомобильным бензинам


Способ получения высокооктановой присадки к автомобильным бензинам

Изобретение относится к способу получения алифатических спиртов сернокислотной гидратацией соответствующих олефинов - этилена и пропилена, в частности к применению их в качестве высокооктановой присадки к бензинам. Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения высокооктановой присадки к автомобильным бензинам, включающем сернокислотную гидратацию, сернокислотную гидратацию проводят со смесью этилен- и пропиленсодержащих газов - продуктом пиролиза углеводородного сырья путем подачи ее в первый реактор для гидратации пропилена из смеси газов серной кислотой, с получением изопропилсерной кислоты, дальнейшим гидролизом ее с получением смеси изопропилового спирта и воды, подачей оставшейся смеси газов во второй реактор для гидратации этилена из смеси газов серной кислотой с получением этилсерной кислоты, дальнейшим гидролизом ее с получением смеси этилового спирта и воды, ректификации смеси изопропилового и этилового спиртов и воды с получением целевого продукта. Техническим результатом изобретения является повышение стабильности и антидетонационных свойств высокооктановой присадки, снижение энергетических затрат и уменьшение отходов производства, обеспечивающих повышение рентабельности нефтеперерабатывающего производства. 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

 

Настоящее изобретение относится к способу получения алифатических спиртов сернокислотной гидратацией соответствующих олефинов - этилена и пропилена, в частности к применению их в качестве высокооктановой присадки к бензинам.

Известно, что одним из путей увеличения октанового числа бензина при одновременной токсичности отработавших газов является применение спиртовых добавок (В.П.Бараник, В.В.Макаров, А.А.Петрыкин, А.В.Шамонина «Алифатические спирты - антидетонационные добавки к бензинам», Химия и технология топлив и масел. 2005, №6, с.22-23).

Известно также, что во многих методах переработки углеводородного сырья (атмосферно-вакуумная перегонка нефти и газового конденсата, термокрекинг остаточных дистиллятов и пр.) образуются газы, в состав которых входят такие олефины, как этилен и пропилен, являющиеся сырьем для получения соответствующих алифатических спиртов, а именно этилового и изопропилового.

По способу производства смеси алифатических спиртов из олефинов известны различные способы гидратации олефинов.

Известен способ непрерывной гидратации (заявка РФ №99106235104, С07С 29/04) олефинов водой в паровой фазе до соответствующих спиртов в присутствии соли гетерополикислоты, представляющей собой металлическую соль кремнийвольфрамовой кислоты или фосфорвольфрамовой кислоты, которая растворима в полярном растворителе при температуре ниже 40°С, причем в качестве металла в этой соли содержится щелочной металл или щелочноземельный металл.

Недостатком данного способа является сложность приготовления катализатора и высокие температуры протекания реакции гидратации олефинов (150-350°С).

Известен способ получения изопропилового спирта сернокислотной гидратацией пропилена или пропиленсодержащих смесей с использованием разбавленной (65-75%-ной) серной кислоты (заявка РФ №97106279/04, С07С 31/10), включающий абсорбцию пропилена серной кислотой, гидролиз абсорбата путем добавления воды и двухступенчатое разделение гидролизата в отпарных колоннах с последующей нейтрализацией и ректификацией спирта-сырца.

Недостатком известного способа является то, что при таком способе получения изопропилового спирта из пропилена нельзя проводить гидратацию всей смеси олефинов, а к исходному сырью предъявляются повышенные требования по содержанию пропилена.

Наиболее близким техническим решением является способ получения изопропилового спирта (патент США 2541673, кл.260-639, 1951 г.), в котором абсорбцию пропилена производят 70%-ной серной кислотой при 140-190°F (60-88°С) и давлении 100-500 psig (7-35 атм) с получением абсорбата, которые разбавляют водой до концентрации серной кислоты примерно 45% и выдерживают в течение 10 минут при температуре 190°F (88°C). Полученный гидролизат подают на тарельчатую колонну с выносным испарителем, где при атмосферном давлении отгоняют пары спирта и эфира от серной кислоты с одновременным концентрированием возвратной кислоты к кубе колонны от примерно 45 до 70%. Спирт-сырец содержит примерно 65% (об.) изопропилового спирта, диизопропиловый эфир и углеводородсодержащие газы. В дальнейшем его подвергают нейтрализации и ректификационной чистке.

Недостатком способа является то, что проведение гидролиза при атмосферном давлении и, следовательно, высоких температурах в кубе колонны (до 160-165°С) только ускоряет протекание процессов разложения и полимеризации серной кислоты, кроме того, одновременное получение в колонне гидролиза изопропилового спирта и 70%-ной серной кислоты неизбежно приводит к ухудшению качества продуктов: в серной кислоте накапливаются продукты взаимодействия кислоты и органики - черная смола и шлам, а изопропиловый спирт загрязнен серосодержащими соединениями, например диоксидом серы, ухудшающим его свойства, в том числе запах и кислотность.

Задачей настоящего изобретения является создание способа получения высокооктановой присадки к автомобильным бензинам, обеспечивающей получение компаундированием товарных автомобильных бензинов с требуемыми октановыми числами, фазовой стабильностью спирто-бензиновой смеси при длительном хранении и при пониженных температурах.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение стабильности и антидетонационных свойств высокооктановой присадки, снижение энергетических затрат и уменьшение отходов производства, обеспечивающих повышение рентабельности нефтеперерабатывающего производства.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения высокооктановой присадки к автомобильным бензинам, включающем сернокислотную гидратацию, сернокислотную гидратацию проводят со смесью этилен- и пропиленсодержащих газов - продуктом пиролиза углеводородного сырья путем подачи ее в первый реактор для гидратации пропилена из смеси газов серной кислотой, с получением изопропилсерной кислоты, дальнейшим гидролизом ее с получением смеси изопропилового спирта и воды, подачей оставшейся смеси газов во второй реактор для гидратации этилена из смеси газов серной кислотой с получением этилсерной кислоты, дальнейшим гидролизом ее с получением смеси этилового спирта и воды, ректификации смеси изопропилового и этилового спиртов и воды с получением целевого продукта.

Оптимально гидратацию пропилена проводить серной кислотой с концентрацией 75-85%.

Целесообразно гидратацию пропилена проводить при температуре 50-60°С.

Предпочтительно гидратацию пропилена проводить при давлении 5-6 атм.

Оптимально гидролиз изопропилсерной кислоты проводить при температуре 85-95°С.

Целесообразно гидратацию этилена проводить серной кислотой с концентрацией 96-98%.

Предпочтительно гидратацию этилена проводить при температуре 80-90°С.

Оптимально гидратацию этилена проводить при давлении 20-25 атм.

Целесообразно гидролиз этилсерной кислоты проводить при температуре 92-96°С.

Предпочтительно гидролиз изопропилсерной и этилсерной кислот проводить при давлении 5,5-6 атм.

Оптимально в качестве продукта пиролиза использовать продукты пиролиза бензиновых фракций, газоконденсатов, рафинатов каталитического риформинга, керосино-газойлевых фракций, продукты крекинга мазутов.

Использование предлагаемого способа получения высокооктановой присадки к автомобильным бензинам из смеси этилен- и пропиленсодержащих газов - продукта пиролиза углеводородного сырья обеспечивает в сравнении с существующими способами следующие преимущества:

1. Поэтапное реагирование газов из смеси этилен- и пропиленсодержащих газов - продукта пиролиза углеводородного сырья не требует разделения газов, что приводит к уменьшению затрат и увеличению производительности.

2. По предлагаемому способу получается присадка состава 30-33% изопропанола, 67-70% этанола, а экспериментальные исследования образцов присадок, состоящих из изопропанола и этанола, побочных продуктов производства изопропилового спирта сернокислотной гидратацией показали, что наибольшей стабильностью и влиянием на антидетонационные свойства обладают именно такие присадки.

3. Использование в составе присадки основных и побочных продуктов одного производства - сернокислотной гидратации, приводит как к удешевлению присадки в виду отсутствия необходимости внесения дополнительных компонентов, так и к снижению отходов, тем самым, обеспечивая повышение рентабельности.

4. Сернокислотная гидратация происходит в двух реакторах с определенными условиями для получения нужных компонентов присадки, а в ректификации не требуется четкости погоноразделения, так как полученные смеси спиртов и отходов гидратации пропилена близки по своим физико-химическим свойствам.

По составу газов термической и термокаталитической переработки нефтяного сырья, приведенных в таблице 1 (Химия нефти и газа./Под ред. В.А.Проскурякова. С.-Пб., Химия, 1998, 261 стр.) видно, что они являются сырьем для получения смеси спиртов сернокислотной гидратацией, а способ сернокислотной гидратации этилена и пропилена наиболее подходит для газов пиролиза, но возможен и для остальных газов, так как он не требует высоких содержаний этилена и пропилена, в отличие от способа прямой гидратации. Кроме того, при этом способе отсутствует необходимость разделения продуктов пиролиза, на гидратацию направляется полученная смесь, а гидратация проводится поэтапно - сначала гидратация пропилена (этилен и другие газы не вступят в реакцию из-за мягкости для них условий), затем - этилена. Побочные продукты этих двух процессов (например, диэтиловый эфир) будут сказываться на свойствах получаемой присадки и улучшать антидетонационные показатели получаемых компаундированием топлив.

Таблица 1
Объемный состав газов термической и термокаталитической переработки нефтяного сырья, % (об.)
Компоненты Термический крекинг Коксование Пиролиз Каталитический крекинг
Н2 0,4 1-2 10 1,0-1,5
Алканы
СН4 16-20 20-30 40-45 8-12
С2Н6 19-20 15-20 6-10 8-10
С3Н8 25-28 5-10 1-2 10-15
изо-С4Н10 5-7 3-5 1-2 20-25
С4Н10 9-10 10-15 1-2 8-12
Алкены
С2Н4 2-3 10-15 20-30 2-3
С3Н6 9-10 20-25 12-15 10-15
C4H8 9-10 10-15 1-2 15-20
С4Н6 1-5 - 3-10 -

Технологическая схема производства высокооктановой присадки представлена на чертеже. Схема содержит первый реактор 1, соединенные с ним последовательно циклонный сепаратор 2, второй реактор 3 и циклонный сепаратор 4. К выходам циклонных сепараторов 2 и 4 подключены гидролизеры 5 и 6 соответственно, выходы которых связаны со входами отпарной колонны 7, выходами подсоединенной к выпарной колонне 8 и нейтрализационной колонне 9 соответственно. Выходы выпарной колонны 8 соединены с гидролизером 5, емкостью 10 и емкостью 11. Выход емкости 10 связан со входом первого реактора 1, один из выходов которого соединен со вторым реактором 3. Емкость 11 подключена выходом ко второму реактору 3, один из выходов которого соединен с печью 12 дожига газов. Нейтрализационная колонна 9 через холодильник 13 связана с циклонным сепаратором 14, выходы которого соединены с печью 12 дожига газов и ректификационной колонной 15, выходы которой подключены к печи 12 дожига газов и гидролизеру 6. Выход циклонного сепаратора 4 соединен с печью 12 дожига газов. Один из входов реактора 1 предназначен для подачи продуктов пиролиза. Одни из входов отпарной колонны 7 и нейтрализационной колонны 9 предназначены для подачи пара. Верхний вход нейтрализационной колонны 9 предназначен для подачи NaOH. Все элементы схемы соединены между собой трубопроводами.

Основные аппараты процесса сернокислотной гидратации - реакционные абсорбционные колонны первый реактор 1, второй реактор 3 с развитой внутренней поверхностью. За счет развитой поверхности улучшается барботирование газа через кислоту и реакция протекает более полно. В верхней части колонны расположена насадка, отделяющая брызги жидкости от непрореагировавших газов, отходящих из реакционной колонны.

Циклонные сепараторы 2, 4, 14 служат для отделения продуктов реакции от растворенных в них газов, и выполнены в виде теплоизолированных от внешней среды циклонных испарителей с подогреваемыми, например электронагревателями, вертикальными цилиндрическими стенками (патент РФ №2301250). Их конструкция обеспечивает не только эффективное разделение газовой и жидкой фаз, но и существенно ограничивает выход паров жидкости вместе с газами.

Отпарная колонна 7, выпарная колонна 8, гидролизеры 5 и 6 представлены аппаратами колонного типа.

Печь 12 дожига газов включает в себя топочное пространство, горелку постоянного горения малой мощности (мазутную), горелку диффузионную (газовую).

Ректификационная колонна 15 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, снабженный внутри ректификационными тарелками (насадками) и другими вспомогательными устройствами в виде отбойников различных конструкций, распределителей ввода сырья, перераспределителей ввода потоков.

Схема работает следующим образом.

Продукт пиролиза без предварительного разделения поступает в первый реактор 1 изопропилового спирта, заполненный серной кислотой, например, 80%-ным раствором. После заполнения газами первого реактора 1, их подача прекращается, давление нагнетается тем же раствором серной кислоты, например, до 5-8 атм. При температуре, например, 50°С из смеси газов в реакцию вступает только пропилен (табл.2). После достижения необходимого давления и полноты реакции, смесь через электрозадвижку направляется в циклонный сепаратор 2, из которого непрореагировавшие газы поступают во второй реактор 3 этилового спирта, содержащий, например, 96%-ный раствор серной кислоты, а образовавшаяся изопропилсерная кислота поступает в гидролизер 5. При определенных условиях, например 20-25 атм и 80°С, в реакторе 3 в реакцию вступает этилен. Процесс получения этилсерной кислоты проходит аналогично процессу получения изопропилсерной кислоты. Полученная этилсерная кислота поступает в гидролизер 6. Для гидролиза используется вода, отделенная при ректификации смеси спиртов. Гидролиз проводится, например, при условиях 5,5-6 атм и 92-96°С в случае гидролиза этилсерной кислоты, и 5-6 атм и 90-95°C в случае гидролиза изопропилсерной кислоты. В гидролизате растворены незначительные количества газов, серной кислоты, диэтилового эфира, воды, а также негидролизованные этилсульфаты. Для отгонки побочных веществ и для завершения гидролиза эта смесь направляется в отпарную колонну 7, в которую снизу вводят водяной пар под давлением, например, 1,4-1,5 атм при температуре 125°С. Из кубовой части отпарной колонны 7 отводят 45-47%-ную серную кислоту, которая через фильтр для очистки от смолистых соединений поступает в выпарную колонну 8, где ее упаривают до концентрации 80-90%. Часть этой кислоты поступает в емкость 10, вторая часть направляется в емкость 11 и вновь доводится до концентрации 96% олеумом. Отбираемая из верхней части отпарной колонны 7 парогазовая смесь, содержащая пары воды, спиртов, диэтилового эфира, газы, поступает в нейтрализационную колонну 9. Несколько выше места ввода смеси в нейтрализационную колонну 9 подают 5%-ный водный раствор NaOH. Барботируя через щелочной раствор парогазовая смесь нейтрализуется и далее, на вышележащих тарелках, промывается водой, поступающей сверху. Нейтрализованные пары, отходящие из верхней части нейтрализационной колонны 9, конденсируются в холодильнике 13, далее поступают в циклонный сепаратор 14. Отделенные на циклонном сепараторе 14 газы направляются в печь 12 дожига газов, а водная смесь спиртов поступает на ректификацию в ректификационную колонну 15, где разделяются на смесь спиртов и воду, воду отправляют в гидролизеры 5 и 6.

Полученная смесь спиртов состава 30-33% изопропанола и 67-70% этанола обладает наибольшей фазовой стабильностью, обеспечивая стабильность автомобильного бензина при длительном хранении и при понижении температур.

Предварительными расчетами (материальный баланс) было установлено, что для обеспечения фазовой стабильности (с учетом возможных потерь) смесь, получаемая сернокислотной гидратацией, должна состоять из 30-33% изопропанола и 67-70% этанола.

Для проведения экспериментальных исследований в качестве базового был выбран прямогонный бензин с нефтеперерабатывающей установки циклонного типа «Ц-41» (с. Парабель Томской области). В качестве добавки изучены смеси этилового и изопропилового спирта (ИПС). Приготовление спиртобензиновых композиций осуществлялось простым перемешиванием. Для определения влияния изопропанола на фазовую стабильность были составлены варианты смеси от 40% до 90% (об.) этанола, от 10% до 60% (об.) ИПС. Каждая из добавок вводилась в состав прямогонного бензина в количествах 3%, 6%, 10% (об,). Полученные результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2
Зависимость антидетонационных характеристик прямогонных бензинов с добавками спиртов от состава этой смеси и ее количества (в об.%) в бензине, стабильность полученной бензино-спиртовой смеси
№ п/п Состав смеси: этанол, ИПС % (об.) Количество добавки, % (об.) ОЧМ при 20°С ОЧИ при 20°С Относительная диалектическая проницаемость Расслоение Повышение октанового числа
ОЧМ ОЧИ
1 40%, 60% 3% 76,4 80,4 2,042 есть 8,9 10,2
6% 84,7 94,3 2,156 нет 17,2 24,1
10% 88,6 98,6 2,385 есть 21,1 28,4
2 50%, 50% 3% 77,0 80,9 2,050 нет 9,5 10,7
6% 85,2 95,1 2,181 есть 17,7 24,9
10% 88,5 98,5 2,454 нет 21,0 28,3
3 60%, 40% 3% 76,4 80,5 2,040 есть 9,0 10,3
6% 85,6 94,4 2,157 есть 18,1 24,2
10% 88,6 98,6 2,434 нет 21,1 28,4
4 70%, 30% 3% 76,9 81,2 2,046 есть 9,42 11,0
6% 85,4 95,4 2,178 нет 17,9 25,2
10% 88,7 98,7 2,442 нет 21,2 28,5
5 80%, 20% 3% 77,1 81,3 2,101 нет 9,6 11,1
6% 85,9 95,9 2,187 есть 18,4 25,7
10% 88,6 98,6 2,465 есть 21,1 28,4
6 90%, 10% 3% 76,6 80,6 2,043 есть 9,1 10,4
6% 85,8 95,8 2,193 есть 18,3 25,6
10% 88,6 98,6 2,467 есть 21,1 28,4

Из экспериментальных данных видно, что прирост октанового числа как по моторному методу (ОЧМ), так и по исследовательскому (ОЧИ) примерно равен для всех смесей и составляет от 8,9 до 21,1 единиц по моторному методу и от 10,2 до 28,5 единиц по исследовательскому методу, но наибольшей фазовой стабильностью обладает смесь, состоящая из 30% изопропанола и 70% этанола.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить высокооктановую присадку к автомобильным бензинам, обладающую повышенными стабильностью и антидетонационными свойствами, обеспечивающую получение компаундированием товарных автомобильных бензинов с требуемыми октановыми числами, фазовой стабильностью спиртобензиновой смеси при длительном хранении и при пониженных температурах, а также снижение энергетических затрат и уменьшение отходов производства, обеспечивающих повышение рентабельности нефтеперерабатывающего производства.

1. Способ получения высокооктановой присадки к автомобильным бензинам, включающий сернокислотную гидратацию, отличающийся тем, что сернокислотную гидратацию проводят со смесью этилен- и пропиленсодержащих газов - продуктом пиролиза углеводородного сырья путем подачи ее в первый реактор для гидратации пропилена из смеси газов серной кислотой, с получением изопропилсерной кислоты, дальнейшим гидролизом ее с получением смеси изопропилового спирта и воды, подачей оставшейся смеси газов во второй реактор для гидратации этилена из смеси газов серной кислотой с получением этилсерной кислоты, дальнейшим гидролизом ее с получением смеси этилового спирта и воды, ректификации смеси изопропилового и этилового спиртов, и воды с получением целевого продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидратацию пропилена проводят серной кислотой с концентрацией 75-85%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидратацию пропилена проводят при температуре 50-60°С.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидратацию пропилена проводят при давлении 5-6 атм.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидролиз изопропилсерной кислоты проводят при температуре 85-95°С.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидратацию этилена проводят серной кислотой с концентрацией 96-98%.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидратацию этилена проводят при температуре 80-90°С.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидратацию этилена проводят при давлении 20-25 атм.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидролиз этилсерной кислоты проводят при температуре 92-96°С.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидролиз изопропилсерной и этилсерной кислот проводят при давлении 5,5-6 атм.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве продукта пиролиза используют продукты пиролиза бензиновых фракций, газоконденсатов, рафинатов каталитического риформинга, керосино-газойлевых фракций, продукты крекинга мазутов.

www.findpatent.ru

Присадка к автомобильному бензину

Настоящее изобретение относится к области нефтехимии и автомобильной промышленности, конкретно, к составу присадки, предназначенной для улучшения антидетонационных свойств автомобильных бензинов. Присадка к автомобильному бензину содержит 25-45% абсолютированного изопропилового спирта, до 50% изопентановой фракции и до 100% побочных продуктов производства изопропилового спирта из пропилена. Изобретение позволяет увеличить выпуск автомобильных бензинов А-76 и АИ-92 без значительного повышения их стоимости с высокими октановыми характеристиками. 2 табл.

 

Настоящее изобретение относится к области нефтехимии и автомобильной промышленности, конкретно, к составу присадки, предназначенной для улучшения антидетонационных свойств автомобильных бензинов.

Известно, что для улучшения антидетонационных свойств автомобильных бензинов используют присадки на базе соединений свинца, ароматических аминов, органических соединений марганца или железа, оксигенатов, а также смесевые композиции (А.М.Данилов "Применение присадок в топливах для автомобилей", Москва, Химия, 2000, с.18-46).

Эффективными присадками к бензинам, повышающими октановое число и способствующими уменьшению содержания вредных веществ в отработавших газах, являются кислородсодержащие соединения - оксигенаты.

Известна присадка к бензину, содержащая алифатические спирты С3-С5 и этиловый спирт (Патент США №4541836, С 10 L 1/18, 1985 г.).

Однако высокая стоимость этой присадки ограничивает ее применение.

Известно использование в качестве антидетонационных присадок к бензинам метилового, этилового, изопропилового, трет-бутилового и трет-амилового спиртов (Патент США №3822119, кл. 44-51, 1974 г.).

Однако эффективность этих присадок сравнительно невысока.

Для повышения эффективности используют смесевые присадки.

Так, например, известно использование в качестве присадки к бензинам смеси эфиров (метил-трет-бутилового, изопропил-трет-бутилового и бутил-трет-бутилового) с трет-бутиловым, бутиловым, изопропиловым или метиловым спиртом (Заявка ЕВП №0064253, С 10 L 1/02, 1982 г.).

Известны добавки к автомобильным бензинам, которые наряду с другими компонентами содержат в своем составе простые эфиры алифатических спиртов C1-C5 или их смесь со спиртами C1-C5 (Патенты РФ №2134714, №2205202, №2213126, №2214444).

Высокое содержание высокооктановых компонентов в этих добавках повышает стоимость топлива.

Для удешевления автомобильных бензинов в их состав в качестве антидетонационных присадок иногда вводят отходы различных химических производств, например, побочные продукты производства изопропилового спирта из пропилена, которые содержат в своем составе диизопропиловый эфир, изопропиловый спирт, продукты полимеризации пропилена и воду (Патент РФ №2044033, С 10 L 1/18, 1995 г.).

Однако эта присадка недостаточно эффективна в составах бензинов, содержащих большое количество прямогонных фракций, так как наличие в составе присадки воды снижает ее растворимость в этих фракциях.

Задачей настоящего изобретения является разработка присадки к автомобильному бензину, обладающей повышенными антидетонационными свойствами, на базе недефицитных продуктов нефтехимического производства.

Для решения поставленной задачи предлагается присадка к автомобильному бензину, содержащая, % мас.:

Абсолютированный изопропиловый спирт25-45
Изопентановая фракция до 50
Побочные продукты производства изопропилового
спирта из пропилена до 100

Отличием заявляемого технического решения является содержание в составе присадки абсолютированного изопропилового спирта и изопентановой фракции, а также соотношение компонентов.

Подобранное соотношение указанных выше компонентов обеспечивает присадке хорошую растворимость в прямогонных бензиновых фракциях и улучшенные антидетонационные свойства.

Предлагаемую присадку готовят путем смешения компонентов при перемешивании. Для иллюстрации существа изобретения было приготовлено 5 образцов предлагаемой присадки, состав которых приведен в таблице 1.

Для приготовления образцов присадки были использованы следующие компоненты.

Абсолютированный изопропиловый спирт - ГОСТ 9805-84.

Побочные продуты производства изопропилового спирта из пропилена - ТУ 38.402-62-133-92.

Изопентановая фракция - фракция, выделенная из прямогонной фракции НК-70°С, являющейся сырьем установки изомеризации.

Фракция содержит, % мас.:

изобутан0,86
н-бутан9,56
изопентан83,7
н-пентан5,88
октановое число по исследовательскому методу91,0

Приготовленные образцы присадки были введены в бензиновые смеси, содержащие фракцию бензина каталитического риформинга 85-180°С с октановым числом по исследовательскому методу =93,5 и прямогонную бензиновую фракцию НК - 180°С с октановым числом по исследовательскому методу =62,3.

Результаты оценки октанового числа по исследовательскому методу приготовленных бензиновых смесей, содержащих образцы предлагаемой присадки по примерам 1-5, приведены в таблице 2.

Данные, приведенные в таблицах 1 и 2, подтверждают, что наибольшую эффективность присадка проявляет в том случае, когда компоненты взяты в заявленном соотношении. Введение предлагаемой присадки в базовые бензиновые смеси, содержащие до 70° прямогонных фракций, позволит увеличить выпуск автомобильных бензинов А-76 и АИ-92 без значительного повышения его стоимости.

Таблица 1.Состав образцов предлагаемой присадки к автомобильному бензину.
Наименование компонентов, ПоказателиСодержание компонентов в образцах, % мас.
12345
Абсолютированный изопропиловый спирт5042332522
Изопентановая фракция3540455055
Побочные продукты производства изопропилового спиртадо 100до 100до 100до 100до 100
Октановое число по исследовательскому методу115114112109104
Таблица 2.
Результаты оценки антидетонационных свойств предлагаемой присадки.
Октановое число смеси, содержащей образцы
Наименование компонентовпредлагаемой присадки, по исследователь-
бензиновой смеси и ихскому методу
содержание, % мас.
12345
Фракция бензина каталити-
ческого риформинга - 6092,392,292,192,091,7
Прямогонная фракция - 20
Предлагаемая присадка - 20
Фракция бензина каталити-
ческого риформинга - 1577,076,976,576,175,3
Прямогонная фракция - 65
Предлагаемая присадка - 20

Присадка к автомобильному бензину, включающая побочные продукты производства изопропилового спирта из пропилена, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит абсолютированный изопропиловый спирт и изопентановую фракцию при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Абсолютированный изопропиловый спирт25-45
Изопентановая фракцияДо 50
Побочные продукты производства изопропилового спирта из пропиленаДо 100

www.findpatent.ru

Многофункциональная добавка к автомобильным бензинам

 

Настоящее изобретение относится к области нефтепереработки и автомобильной промышленности, конкретно к многофункциональной добавке, предназначенной для использования в составе автомобильных бензинов. Многофункциональная добавка к автомобильным бензинам содержит до 100% N-монометиланилина, 1-40% оксигенаты, до 4,0% моющей присадки и 0,0005-1% продуктов взаимодействия алкилполиалканоламинов общей формулы R1mN(R2OH)n, где R1=Н, C1-С3; R2=С2-С3; n=0-3; m=3-n, с высшими насыщенными, или ненасыщенными, или смоляными карбоновыми кислотами общей формулы RCOOH, где R=С10-С30. Добавка содержит оксигенаты, выбранные из группы: метиловый спирт, или изопропиловый спирт, или метил-трет-бутиловый эфир или его смесь с трет-бутиловым спиртом; в качестве моющей присадки она содержит продукт взаимодействия высших насыщенных и ненасыщенных кислот с 10-30 атомами углерода и полиэтиленполиамина общей формулы [h3N(C2h5NH)n]Н, где n=1-7. Добавка может дополнительно содержать антиокислительную присадку в количестве 0-0,2 мас.% и органическое соединение марганца в количестве до 0,6 мас.%. Предлагаемая добавка вводится в автомобильный бензин в количестве 1,3-2,5 мас.%. Использование настоящего изобретения позволит увеличить выпуск высококачественных неэтилированных бензинов. 6 з.п. ф-лы, 2 табл.

Настоящее изобретение относится к области нефтепереработки и автомобильной промышленности, конкретно к многофункциональной добавке, предназначенной для использования в составе автомобильных бензинов.

Известно использование в составах автомобильных бензинов антидетонационных присадок на основе N-монометиланилина (А.М. Данилов. Применение присадок в топливах для автомобилей. Справ. изд., М.: Химия, 2000, с. 232) или оксигенатов, к которым относятся низкомолекулярные спирты, их простые эфиры и их смеси (Химия и технология топлив и масел. 1994 г., № 2, с. 35-38).Известны добавки, содержащие в своем составе N-монометиланилин и оксигенаты. Так, например, известна добавка к топливу, содержащая метил-трет-бутиловый эфир, N-монометиланилин, смесь спиртов С3-C8, метиловый спирт и металлорганическое соединение, например нафтенат железа или нафтенат марганца, ферроцен или их смесь (Патент ПНР № 108252, С 10 L 1/30, 1981 г.)Однако эта добавка недостаточно эффективна и при введении в автомобильные топлива требуется ее повышенный расход.Известна многофункциональная добавка к автомобильным бензинам на основе N-монометиланилина, органического производного марганца и моющей присадки “АВТОМАТ”. Добавка может содержать антиокислительную присадку (Патент РФ 2114901, кл. С 10 L 1/18, 1/22, 1998 г.).Повышенный износ деталей двигателя, снижение надежности работы свечей зажигания и высокое (до 5,0%) содержание дорогостоящего соединения марганца ограничивают возможность применения этой добавки.Известна беззольная высокооктановая добавка к автомобильным бензинам, содержащая, мас.%: N-монометиланилин 6,5-70; N,N-диметиланилин 0,5-5,0; третичный бутиловый спирт 0,5-27,0; метанол 0,5-30,0; моющая присадка не более 6,0; метил-трет-бутиловый эфир до 100 (Патент РФ 2139914, кл. С 10 L 1/18, 1/22, 1999 г.).Однако при использовании этой добавки в составе автомобильных бензинов она не обеспечивает требуемой стабильности при хранении и высоких антикоррозионных свойств.Известна добавка к автомобильному бензину на основе оксигенатов с добавлением С6-C8 ароматических аминов 7-94%, экранированных фенолов или бис-фенолов 0,1-2,0%, продуктов взаимодействия С10-С40-алифатических аминов или С6-С8 ароматических аминов, оксиэтилированных С8-С9 алкилфенолов с 4-12 оксиэтильными группами с окисленными углеводородами, или одноосновными С10-С22 жирными кислотами, или двухосновными С10-С20 кислотами или смесь продуктов взаимодействия 0,5-10% и аминофенолов 0,1-2,0%. В качестве оксигенатов добавка содержит метил-требутиловый эфир, его смеси с изо-бутиловым, метиловым или этиловым спиртом или диоксановыми спиртами (Патент РФ 2078118, С 10 L 1/18, 1/22, 1995 г.).Однако эта добавка обладает недостаточно высокими антидетонационными свойствами и, кроме того, технология производства этой добавки энергоемка и практическое использование ее экономически не выгодно.Наиболее близкой к предлагаемой является многофункциональная добавка к автомобильным бензинам, содержащая, мас.%: ферроцен 0,05-3,0; антиокислитель 0,1-0,2; анилин 0,1-10,0; моющая присадка “АВТОМАТ” не более 6,0; оксигенаты, выбранные из группы: алифатические C1-C5 спирты, нормальные или разветвленные, или их смеси, и/или простые эфиры, или их смеси не более 95,0; N-монометиланилин 4,0-98,0 (Патент РФ 2132359, С 10 L 1/18, 1/22, 1999 г.).Однако известная добавка не обеспечивает достижения требуемых моющих и антикоррозионных свойств, поэтому при использовании добавки в автомобильных бензинах в их состав требуется дополнительно вводить ингибитор коррозии.Задачей изобретения является разработка многофункциональной добавки, обладающей улучшенными моющими свойствами и одновременно высокими антидетонационными и антикоррозионными свойствами.Для решения поставленной задачи предлагается многофункциональная добавка, содержащая N-монометиланилин, оксигенаты, моющую присадку и продукт взаимодействия алкилполиалканоламинов общей формулы R1mN (R2OH)n, где R1=H, C1-C3; R2=С2-С3; n=0-3; m=3-n с высшими насыщенными, или ненасыщенными, или смоляными карбоновыми кислотами общей формулы RCOOH, где R=С10-С30 при следующем соотношении компонентов, мас.%:Оксигенаты 1,0-40,0Моющая присадка До 4,0Продукт взаимодействия 0,0005-0,1N-монометиланилин До 100Причем предлагаемая добавка содержит оксигенаты, выбранные из группы: метиловый спирт, или изопропиловый спирт, или метил-трет-бутиловый эфир или его смесь с трет-бутиловым спиртом; в качестве моющей присадки она содержит продукт взаимодействия высших насыщенных и ненасыщенных кислот с 10-30 атомами углерода и полиэтиленполиамина общей формулы [h3N(С2Н4NH)n]H, где n=1-7; также добавка может дополнительно содержать антиокислительную присадку в количестве 0-0,2 мас.% и органическое соединение марганца в количестве до 0,6 мас%. Предлагаемая добавка вводится в автомобильный бензин в количестве 1,3-2,5 маc.%.Отличие заявляемого технического решения состоит в том, что многофункциональная добавка к автомобильным бензинам дополнительно содержит продукт взаимодействия алкилполиалканоламинов и высших карбоновых кислот, которые впервые предлагается вводить в состав добавок к автомобильным бензинам, а также в подобранном соотношении компонентов.Для улучшения стабильности добавки при транспортировке и длительном хранении она может содержать антиокислительную присадку, а для повышения антидетонационных свойств - органическое соединение марганца.Авторами было установлено, что сочетание вышеуказанных компонентов в заявленном соотношении обеспечивает многофункциональной добавке улучшенные моющие, антидетонационные и антикоррозионные свойства. Использование предлагаемой добавки в составах автомобильных бензинов позволяет исключить необходимость дополнительного введения в них ингибиторов коррозии.Предлагаемую добавку готовят путем смешения компонентов при перемешивании. Для иллюстрации существа изобретения было приготовлено 7 образцов многофункциональной добавки. Все компоненты, используемые для приготовления добавки, являются продуктами промышленного производства и выпускаются в соответствии с действующими ГОСТами и ТУ.Компонент А выпускается по ТУ 2415-003-11159873-99 представляет собой продукт взаимодействия алкилполиалканоламинов с высшими карбоновыми кислотами, состоящий из полиэфирамидов, эфирполиамидов, полиамидов, полиэфиров и т.п. соединений, в качестве компонента А могут быть использованы и другие присадки на основе полиалканоламинов, например присадки DCI-6 или DCI 11.Состав приготовленных образцов добавки и их физико-химические характеристики приведены в таблице 1.Испытания образцов добавки на антидетонационную эффективность проведены в “смеси 70” (смесь изооктана и нормального гептана в соотношении 70:30 по объему) по моторному методу ГОСТ 511-82. Чем выше прирост октанового числа (OЧ/м), тем выше антидетонационная эффективность добавки.Определение моющей эффективности образцов добавки проведено на моторной установке ИТ путем определения времени смывания модельным топливом загрязнения, специально сформированного на сетчатом элементе. Чем меньше показатель среднего расчетного времени (т) полного смывания, тем больше моющая эффективность, и чем выше общий эффект смывания (э), тем лучше моющие свойства добавки.Антикоррозионная эффективность образцов добавки определена по методу ASTM D 665 В с использованием отечественного прибора АСМ-1 в среде бензина АИ-92 в присутствии морской воды с использованием специальных стержней (Ст.-45). Оценка степени коррозии поверхности стержня после испытания проведена аналогично методу DIN 515 85.Образец 1 предлагаемой добавки был испытан в составе автомобильного бензина АИ-80 в количестве 1,3; 2,0 и 2,5 мас.%. Результаты испытаний приведены в таблице 2.Моющая и антикоррозионная эффективность образцов автомобильного бензина оценивалась по методам, описанным выше. Из данных, приведенных в таблице 2, следует, что при использовании предлагаемой добавки в составе автомобильного бензина она обеспечивает ему одновременно высокие моющие, антидетонационные и антикоррозионные свойства.Использование настоящего изобретения позволит увеличить выпуск высококачественных неэтилированных бензинов.

Формула изобретения

1. Многофункциональная добавка к автомобильным бензинам, на основе N-монометиланилина, содержащая оксигенаты и моющую присадку, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит продукты взаимодействия алкилполиалканоламинов общей формулы R1mN(R2ОH)n, где R1=Н, C1-С3; R2=С2-С3; n=0-3; m=3-n с высшими насыщенными, или ненасыщенными, или смоляными карбоновыми кислотами общей формулы RCOOH, где R=С10-С30 при следующем соотношении компонентов, мас.%:Оксигенаты 1,0-40,0Моющая присадка До 4,0Продукты взаимодействия вышеуказаннойформулы 0,0005-0,1N-монометиланилин До 1002. Добавка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит оксигенаты, выбранные из группы метиловый спирт, или изопропиловый спирт, или метил-трет-бутиловый эфир или его смесь с трет-бутиловым спиртом.3. Добавка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве моющей присадки она содержит продукт взаимодействия высших насыщенных и ненасыщенных кислот с 10-30 атомами углерода и полиэтиленполиамина общей формулы [h3N(C2h5NH)n]Н, где n=1-7.4. Добавка по пп.1-3, отличающаяся тем, что она содержит антиокислительную присадку в количестве 0-0,2 мас.%.5. Добавка по п.4, отличающаяся тем, что в качестве антиокислительной присадки она содержит экранированные алкилфенолы, предпочтительно 4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол.6. Добавка по пп.1-5, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит органическое соединение марганца, предпочтительно циклопентадиенилтрикарбонилмарганца или алкил(С1-С3)циклопентадиенилтрикарбонилмарганца в количестве до 0,6 мас.%.7. Добавка по пп.1-6, отличающаяся тем, что она вводится в автомобильный бензин в количестве 1,3-2,5 мас.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 27.12.2005

Извещение опубликовано: 10.12.2006        БИ: 34/2006

QZ4A - Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью "Синтез-Инжиниринг"

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): Открытое акционерное общество "Дзержинское оргстекло"

Характер внесенных изменений (дополнений):Срок действия продлен до 31.12.2007.

Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения: 19.12.2005 № РД0005020

Извещение опубликовано: 20.01.2007        БИ: 02/2007

* ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия

PC4A - Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:Общество с ограниченной ответственностью "Синтез-Инжиниринг"

(73) Патентообладатель:Закрытое акционерное общество "Технопарк"

Договор № РД0026360 зарегистрирован 11.09.2007

Извещение опубликовано: 20.10.2007        БИ: 29/2007

www.findpatent.ru

Многофункциональная присадка к автомобильным бензинам

Изобретение относится к многофункциональной присадке к бензину, содержащей добавку к бензину с моющим действием, которая является производным ангидрида полиизобутенилянтарной кислоты, получаемого путем взаимодействия полиизобутенов или полиизобутенов с мол. массой, равной от 300 до 5000, с малеиновым ангидридом, и/или амино-, и/или амидо-, и/или имидогруппами, полученными взаимодействием указанного ангидрида с алифатическими полиаминами, такими как этилендиамин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин или тетраэтиленпентамин, а также добавки, являющиеся ингибиторами коррозии, антиоксидантами, стабилизаторами, деэмульгаторами, антистатиками, содержащая также растворители и разбавители, при этом в качестве компонента-растворителя используется смесь растворителя АР (изомеры и гомологи ароматических углеводородов, температура начала кипения не менее 160°C, температура конца кипения не более 200°C, до 200°C отгоняется не менее 90% мас.), простого полиэфира на основе оксида пропилена и глицерина с мол. массой 500 (Лапрол 503), а также полиметилсилоксана ПМС 200. Технический результат заключается в снижении нагаров в камере сгорания и отложений на клапанах двигателя, а также в снижении содержания вредных веществ в отработавших газах. 1 з.п. ф-лы, 2 пр., 3 табл.

Изобретение относится к нефтепереработке, нефтехимии и автомобильной промышленности, в частности к присадкам для автомобильных бензинов с целью придания им моющих, антикоррозионных, антиокислительных, деэмульгирующих и антистатических свойств, а также для улучшения экологических характеристик.

С целью улучшения эксплуатационных и экологических свойств бензинов разработана присадка Паливин - продукт конденсации технических алкилсалициловых кислот и диэтилентриамина. [Данилов A.M. Применение присадок в топливах для автомобилей. - М.: Химия, 2000. - С. 119-120].

Известен состав многофункциональной присадки к автомобильным бензинам на основе продуктов взаимодействия технических алкилсалициловых кислот (ТАСК) и полиэтиленполиаминов формулы:

Nh3(Ch3Ch3NH)nH, где n=1-7,

взятых в мольном соотношении полиэтиленполиамины : ТАСК, равном от 1:1 до 1:3 в расчете на алкилсалициловые кислоты, и органического растворителя, в качестве органического растворителя содержит нефтяные масла или их смеси с кинематической вязкостью не более 25 мм2/с при 100°C и температурой застывания не выше минус 15°C, синтетические масла или их смеси, полиэфирамины или их смеси [Патент РФ 2288943, C10L 1/22, опубл. 10.12.2006].

Также известна многофункциональная присадка к автомобильным бензинам на основе продуктов взаимодействия алканоламинов или алкилалканоламинов общей формулы R1mN(R2ОН)n, где R1 - H, С1-С3; R2 - С2-С3; m=1-2, n=3-m, с техническими алкилсалициловыми кислотами [Патент РФ 2284345, C10L 1/222, опубл. 27.09.2006].

Недостатком всех этих присадок является сложность и энергоемкость получения, повышенное нагарообразование на поршне двигателя при использовании их в автомобильных бензинах.

Наиболее близким (прототип) является состав топлива [Патент РФ 2238300, C10L 1/22, опубл. 20.10.2004], в который входит карбюраторное топливо с содержанием ароматических углеводородов в количестве, не превышающем 42 об. %, и серы в количестве, не превышающем 150 ppm, а также в меньшем количестве как минимум одна добавка к карбюраторному топливу с моющим действием или добавка, тормозящая процесс износа седла клапана, причем эта добавка к карбюраторному топливу имеет как минимум один гидрофобный углеводородный остаток со средним молекулярным весом (MN) от 85 до 20000 и как минимум одну полярную группу, подобранную из групп производных ангидрида янтарной кислоты и/или амино-, и/или амидо-, и/или имидогруппами. Типичным гидрофобным углеводородным остатком, в частности в сочетании с полярными группами, являются полипропениловый, полибутениловый остатки с MN, равной от 750 до 2250. Добавки, содержащие группы от производных ангидрида янтарной кислоты с и/или амино-, и/или амидо-, и/или имидогруппами (з), представляют собой предпочтительно соответствующие производные ангидрида полиизобутенилянтарной кислоты, которые получаются взаимодействием обычных полиизобутенов или полиизобутенов с высокой реакционной способностью с MN, равной от 300 до 5000, с малеиновым ангидридом. При этом особый интерес представляют производные с алифатическими полиаминами, такими как этилендиамин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин или тетраэтиленпентамин. В качестве растворителей или разбавителей (при подготовке пакетов добавок) подходят алифатические и ароматические углеводороды, например растворитель нафта. Маслом-носителем является минеральное и/или синтетическое масло на основе олефиновых полимеризатов со среднечисловым молекулярным весом (MN) 400-1800. Другие обычные добавки представляют собой ингибиторы коррозии, например, на основе склонных к образованию пленки солей аммония органических карбоновых кислот или на основе гетероциклических ароматических углеводородов в качестве средства для защиты металлов от коррозии, антиоксиданты или стабилизаторы.

Основными недостатками предложенного технического решения является значительный нагар на клапанах двигателя, токсичности составов отработавших газов после использования топлива с данной присадкой. Это связано с другими недостатками, такими как сложность одновременного решения двух задач: варьирования состава карбюраторного топлива и соответствующего подбора к этому бензину состава пакета присадок. В реальных промышленных условиях гибко менять состав бензина представляется крайне затруднительным. Однако введение присадки предлагаемого состава в бензин, состав которого не соответствует заявленному, многократно снижает эффективность ее действия, что явно видно из всех примеров таблицы 2 прототипа. Другим серьезным недостатком предложенного технического решения является использование в качестве носителя минеральных и/или синтетических масел на основе олефиновых полимеризатов со среднечисловым молекулярным весом (MN) 400-1800. Присутствие этих масел в составе присадки является причиной роста отложений на впускных клапанах. Так, согласно таблице 2 прототипа (пример 2) видно, что введение полиизобутенамина в карбюраторное топливо ОК2 приводит к полному предотвращению отложений на впускных клапанах. Для сравнения (пример 8) была введена в состав OK2 присадка, содержащая в дополнение к тому же, как в примере 2, полиизобутенамину минеральные и синтетические масла-носители (а также средство защиты от коррозии Keropur® 3222). Согласно результатам испытаний, приведенным в таблице 2 прототипа (пример 20), применение в бензине присадки такого состава приводит к многократному увеличению отложений на впускных клапанах. Это явным образом свидетельствует о том, что предложенный в прототипе состав масла-носителя неэффективен и даже ухудшает свойства присадки из-за не оптимально сбалансированного структурно-группового состава. Причинами этого является то, что, во-первых, состав минеральных масел по техническим стандартам никак не регламентируется, и, соответственно, оптимизировать структурно-групповой состав технически невозможно. Во-вторых, массовое соотношение минеральных и синтетических масел по прототипу никак не устанавливается. Поэтому, согласно прототипу, получить оптимально сбалансированный структурно-групповой состав масла-носителя представляется невозможным, что приводит к росту отложений на клапанах и снижению экологических характеристик в части токсичности составов отработавших газов после использования топлива с данной присадкой.

Задачей изобретения является:

- снижение нагаров в камере сгорания и отложений на клапанах двигателя;

- снижение содержания вредных веществ в отработавших газах.

Поставленная задача достигается тем, что в состав бензинов вводится многофункциональная присадка на основе моющего компонента, представляющего собой производное ангидрида полиизобутенилянтарной кислоты, содержащее и/или амино-, и/или амидо-, и/или имидогруппы, полученные взаимодействием указанного ангидрида с алифатическими полиаминами, такими как этилендиамин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин или тетраэтиленпентамин, а также добавки компонентов, являющиеся ингибиторами коррозии, антиоксидантами, стабилизаторами, деэмульгаторами, антистатиками, а также компонента-растворителя, представляющего собой смесь растворителя АР (изомеры и гомологи ароматических углеводородов, температура начала кипения не менее 160°C, температура конца кипения не более 200°C, до 200°C отгоняется не менее 90% мас.), простого полиэфира на основе оксида пропилена и глицерина с мол. массой 500 (Лапрол 503), а также полиметилсилоксана ПМС 200.

Соотношение компонентов, % мас.:

- моющий компонент - азотсодержащее производное ангидрида полиизобутенилянтарной кислоты, содержащее и/или амино-, и/или амидо-, и/или имидогруппы (промышленная присадка С-1500) 40-46
- функциональные компоненты - антикоррозионная и антипенная присадка, антиокислитель, деэмульгатор 4-10
- компонент-растворитель - смесь ароматического растворителя АР от 8 до 25 массовых частей, Лапрола - 1 часть и полиметилсилоксана ПМС - 1 часть до 100

В качестве компонентов присадки используются промышленные продукты:

- моющий компонент - промышленная моющее-диспергигующая присадка С-1500 (ТУ BY 390401182.026-2012) - беззольный сукцинимидный дисперсант, полученный на основе полиизобутилена с молекулярной массой 1300;

- в качестве ингредиентов компонента-растворителя используются: ароматический растворитель АР (ТУ 38.102144-90 с изм. 1), простой полиэфир на основе оксида пропилена и глицерина с мол. массой 500 (Лапрол 503, ТУ 2226-009-10488057-94) и полиметилсилоксан ПМС 200 (ГОСТ 13032-77).

Ингредиенты компонента-растворителя присадки, заявляемые в настоящем техническом решении, предложены впервые, что соответствует критерию «новизна».

В отличие от прототипа:

- в качестве компонента-растворителя присадки, усиливающего ее свойства, используется смесь ароматического растворителя АР, простого полиэфира на основе оксида пропилена и глицерина и полиметилсилоксана.

Положительный эффект действия многофункциональной присадки при ее добавке к товарным автомобильным бензинам проявляется в том, что в камере сгорания двигателя образуется существенно меньше отложений.

Таким образом, достигается положительный технический результат - обеспечивается одновременно улучшение моющих свойств и снижение вредных выбросов с отработавшими газами.

Присадка добавляется в бензин в концентрации до 1000 pmm, предпочтительно 700 ppm.

Были приготовлены образцы присадки на основе промышленных функциональных компонентов и компонента-растворителя, соотношения которых приведены в таблице 1.

Для демонстрации сущности изобретения приводятся ряд примеров, при проведении которых использовался товарный бензин АИ 95 («Бензин неэтилированный Премиум Евро-95 ГОСТ P 51866-2002 (ЕН 228-2004). Реальный испытанный образец имел следующий состав и свойства:

Объемная доля углеводородов, %:

- олефиновых 17,6
- ароматических 41,9
Объемная доля бензола, % 0,9
Массовая доля кислорода, % 1,6
Концентрация серы, мг/кг (ppm) 150
Давление пара летом (при 37°C) 71,2

Пример 1 (согласно прототипу). В 1 кг бензина, соответствующего вышеприведенному составу, растворяют 700 мг присадки, представляющей собой очищающее средство, содержащее имидогруппы от производных ангидрида янтарной кислоты согласно функциональной группе (з) соответствующей прототипу. Бензин с растворенной присадкой исследован на предмет его пригодности для обеспечения чистоты впускной системы. Исследование проводилось с помощью стендовых испытаний на двигателе фирмы "Mercedes-Benz" согласно СЕС F-05-A-93.

Пример 2 (согласно прототипу). В 1 кг бензина, соответствующего вышеприведенному составу, растворяют 750 мг присадки, представляющей собой очищающее средство, содержащее имидогруппы от производных ангидрида янтарной кислоты согласно функциональной группе (з), соответствующей прототипу, в количестве 50% мас. и, кроме того, минерального масла 25% мас. и 25% мас. синтетического полиальфаолефинового масла в качестве носителей. Бензин с растворенной присадкой исследован на предмет его пригодности для обеспечения чистоты впускной системы. Исследование проводилось с помощью стендовых испытаний на двигателе фирмы "Mercedes-Benz" согласно СЕС F-05-A-93.

Продукты окисления и распада бензинов, масел и других источников накапливаются на впускных клапанах, образуя отложения, которые вызывают увеличение выбросов вредных веществ, обедняют топливовоздушную смесь и, как следствие, вызывают снижение мощности и неустойчивую работу двигателя. Данный метод является общепринятым для стран ЕЭС и позволяет оценить склонность автомобильных бензинов к предотвращению образования отложений на впускных клапанах и в камере сгорания двигателей. Оценка качества топлива осуществляется в течении 60 часов при специальных циклических режимах, имитирующих городской режим эксплуатации. Система управления, согласно заданным параметрам, задает нагрузку и обороты двигателя в автоматическом режиме.

В таблице 2 приведены результаты моторных стендовых испытаний бензинов с добавлением образцов многофункциональных присадок, состав которых соответствовал описанным в примерах 1-9.

Результаты испытании показали, что в случае применения бензинов с добавлением образцов присадок, состав которых соответствовал описанным в примерах 1-2 (по прототипу), масса отложений на клапанах (в мг/клапан) по сравнению с добавлением образцов присадок, состав которых соответствовал описанным в примерах 3-5 (по предлагаемому способу), оказывается существенно выше как на каждом клапане, так и в среднем. Это свидетельствует о существенном положительном эффекте предлагаемого технического решения и решения поставленной задачи.

Результаты испытаний бензинов с добавлением образцов присадок, состав которых соответствовал описанным в примерах 6 и 7, в которых содержание моющего компонента не соответствует предлагаемому способу, показали повышенное содержание отложений на клапанах.

Аналогичным образом наблюдается рост отложений на впускных клапанах при проведении испытаний бензинов с добавлением образцов присадок, состав которых соответствовал описанным в примерах 8 и 9, в которых соотношение ингредиентов компонента-растворителя не соответствует предлагаемому способу.

Введение многофункциональной присадки позволяет поддерживать в чистоте впускные клапаны, что в конечном итоге снижает количество оксидов азота NOx, которые обычно образуются при пиковых температурах, и обеспечивает сгорание углеводородов топлива до нетоксичного CO2 и воды с соответствующим снижением токсичности выхлопа в целом. Очевидно, определенную роль в этом может играть присутствие в предлагаемом составе кислородсодержащих соединений Лапрола.

Испытания токсичности составов отработавших газов после использования топливных бензиновых композиций проводили на испытательном стенде с двигателем ВА3-2108 в соответствии с требованиями ГОСТ 14846. Стенд оснащен системами, обеспечивающими его функционирование при всех режимах испытаний, а также контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратурой, позволяющей контролировать и регистрировать все необходимые для работы и проведения исследований параметры двигателя и его систем (системы топливоподачи, охлаждения и т.д.), а также датчиками определения химического состава выхлопа. Система выпуска отработавших газов представляет собой трубопровод большого диаметра, обеспечивающий малые потери давления на выпуске, а также включает вытяжную систему вентиляции испытательного бокса.

В качестве сравнительного образца бензина использовался бензин промышленного производства АИ 92 ГОСТ P 51105-97. «Топлива для двигателей внутреннего сгорания». В указанный бензин для сравнения с патентуемой присадкой был добавлен в количестве 750 pmm образец, соответствующий примеру 2 согласно прототипу. Согласно предлагаемому изобретению был добавлен в бензин образец, соответствующий составу примера 3. Результаты исследований приведены в таблице 3.

Экологические характеристики двигателя ВА3-21083, количество оборотов 3000 об/мин, крутящий момент (ньютон-метр) при режиме 1-20 нм, 2-40 нм, 3-60 нм, 4-80 нм, 5-115 нм.

Проведенные испытания экологических характеристик выхлопа показали следующее. На всех использованных режимах работы двигателя наибольшее содержание CO, CH и NOx в отработавших газах обнаружено в случае использования базового бензина Аи-92. Добавка 750 pmm присадки согласно примеру 2 прототипа несколько снижает выход указанных токсичных соединений. Однако наименьшее содержание как CO, так и CH и NOx в выхлопных газах на всех использованных режимах работы двигателя наблюдается в случае использования бензина Аи-92 с добавкой 700 ppm присадки согласно примеру 3 заявки, то есть составу, соответствующему формуле предлагаемого изобретения.

bankpatentov.ru

Композиционная добавка к автомобильным бензинам

 

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, конкретно к составу композиционной добавки, предназначенной для использования в автомобильных бензинах. Добавка имеет состав, мас.%: N-метиланилин 20-25, анилин 0,5-5, N, N-диметиланилин 0,5-5, нитробензол 5-6, этанол 10-15, изо-бутанол (трет-бутанол) 8-12, изо-пентанол 5-10, метил-трет-бутиловый эфир до 100. Добавка увеличивает октаноповышающие и эксплуатационные свойства топлива. 5 табл.

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, конкретно к составу композиционной добавки, предназначенной для использования в автомобильных бензинах.

Известно использование N- метиланилина в качестве антидетонационной добавки к моторному топливу (Лернер М.О. Химические регуляторы горения моторных топлив. -М.: Химия, 1979. -84 с.). В России допущены к применению как чистый N-метиланилин, так и технический, содержащий до 10% анилина и N,N-диметиланилина (экстралин или присадка АДА). Эти добавки наиболее эффективны для прямогонных бензинов с низким содержанием ароматических углеводородов. Однако, из-за легкой окисляемости их содержание в топливе ограничено 1,3 об.%, при этом прирост основного октанового числа не превышает 4-6 пунктов (Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. /А.М. Данилов. -М.:Химия, 1996. - С.102-105. См. табл. 18 и рис. 66). В качестве антидетонаторов используются также кислородсодержащие соединения, которые в химмотологической литературе называются оксигенатами. Эта группа антидетонаторов включает низкомолекулярные спирты, простые эфиры и их смеси (Патент РФ N2102437, МКП C 10 L, 1996; Патент РФ N2110561, МКП C 10 L, 1996). Основным недостатком оксигенатов при их самостоятельном использовании является их невысокая антидетонационная активность и необходимость использования в значительных концентрациях (10-15%), приводящая к удорожанию моторного топлива. Известна также многокомпонентная добавка к углеводородным топливам для двигателей внутреннего сгорания (Патент РФ N2078118, МКП C 10 L, 1995), включающая ароматические амины с 6-8 атомами углерода в молекуле, продукты взаимодействия алифатических аминов с 10-40 атомами углерода в молекуле (или ароматических аминов с 6- 8 атомов углерода в молекуле) с окисленными углеводородами или с высшими жирными кислотами с добавлением метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) в смеси с изо-бутанолом, метанолом или этанолом, маслом или спиртами - производными диоксана. Недостатком, присущим этой присадке, является ее относительно низкая антидетонационная активность (5 единиц - максимальный подъем октанового числа) и чрезмерное содержание N-метиланилина (3-3.7% по массе). Практическое использование диметиланилина ограничивается его содержанием в присадке, составляющим 1.3% (по объему). Кроме того, добавка содержит высокотоксичный и легколетучий метанол. Последний не допущен к применению в России в виде смесей с бензином (Данилов А. М. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. -М.: Химия, 1996, стр. 107). Наиболее близкой по составу к предлагаемой композиционной антидетонационной добавке является беззольная высокооктановая добавка к автомобильным бензинам (БВД) (Патент РФ N2139914 С 1, C 10 L 1/18, 20/10/1999), содержащая до 70% (по массе) N- метиланилина и не менее 30% (по массе) МТБЭ или фэтерола с добавлением моющей присадки АВТОМАГ (прототип). Недостатком этой добавки является ее невысокая антидетонационная активность, составляющая 6 единиц (при добавлении БВД в концентрации 2.5% по массе к эталонной смеси изо-октана (2,2,4-триметилпентана) и н-гептана (70:30 по объему)). Кроме этого, с введением БВД в концентрации 2,5% (по массе) в топливо вводится 1.75% (по массе) N-метиланилина, что выше допустимого уровня на 0.45% (по массе). Целью предлагаемого изобретения является создание композиционной добавки к автомобильным бензинам, обладающей высоким уровнем антидетонационной активности и в то же время сохраняющей высокие эксплутационные и экологические показатели топлива. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая добавка имеет следующий состав, мас.%: N-Метиланилин - 20-25 Анилин - 0,5-5 N,N-Диметиланилин - 0,5-5 Нитробензол - 5-6 Этанол - 1,0-15 Изо-Бутанол(трет-бутанол) - 8-12 Изо-Пентанол - 5-10 Метил-трет-бутиловый эфир - до 100 Отличие предлагаемого технического решения состоит в том, что добавка включает до 6% нитробензола, снижающего образование нагара в двигателе, а также в соотношении компонентов. Повышение антидетонационной активности при использовании предлагаемой композиционной добавки обеспечивается проявлением синергизма в антидетонационном эффекте N-метиланилина и оксигенатов (спирты и МТБЭ) в указанном соотношении. Использование такой смеси позволяет обеспечить прирост октанового числа моторного топлива на 12.5 единиц при введении ее в концентрации 5% (по объему) к эталонному топливу (см. табл. 2). Предлагаемая добавка может вводиться в бензин любых марок в концентрации до 5 об.%. При этом общая концентрация N-метиланилина в топливе не превышает 1,25 мас.%. Снижение концентрации N-метиланилина в бензине, приготовленном с использованием указанной добавки, по сравнению с прототипом позволяет снизить количество отложений в системе подачи топлива и обеспечить более высокий уровень эксплутационных характеристик топлива. В состав предлагаемой добавки может входить и технический N-метиланилин, содержащий примесь анилина (до 5%), который за счет комплексообразования с оксигенатами не снижает химическую и фазовую устойчивость топлива. Использование антиоксидантов в предлагаемой добавке нецелесообразно, так как в составе технического N-метиланилина может содержаться до 5% N.N-диметиланилина. Включение соответствующих спиртов в состав предлагаемой добавки позволяет расширить сырьевую базу, снизить ее себестоимость и повысить антидетонационные и эксплутационные свойства бензина, за счет комплексообразования с анилином, N- метиланилином и N,N-диметиланилином. Предлагаемая добавка может использоваться без моющей присадки, так как функции последней выполняются компонентами, входящими в состав композиционной добавки. Технология получения предлагаемой композиционной добавки к автомобильным бензинам заключается в постадийном механическом смешении компонентов, входящих в ее состав, в адиабатических условиях, при температуре 5-30oC. В таблице 1 приведены составы предлагаемой добавки, в примерах 4, 5 представлены смеси, содержание компонентов в которых выходит за заявляемые пределы. Значение октанового числа смесей определяли на установке УИТ-86 по ГОСТ 511-82 и ГОСТ 8226-82 по моторному и исследовательскому методам. Результаты приведены в таблицах 2, 3, 4 и показывают наличие синергетического эффекта при использовании оксигенатов с N-метиланилином и анилином за счет комплексообразования, что обеспечивает высокие антидетонационные свойства композиционной добавки. Фазовая стабильность добавки и ее смеси с бензином проверялась при их охлаждении до минус 50oC. После охлаждения добавка и ее смесь с бензином не расслаивались и не выделяли осадка. Моющие свойства оценивали по коэффициенту на установке ИТ по методу квалификационной оценки. Определено влияние предлагаемой добавки к товарному бензину на мощность, экономические и экологические показатели двигателя ЗИЛ-508.10. Программа испытания двигателя включала определение следующих характеристик: 1. Скоростной внешней от 800 до 3200 об/мин. 2. Нагрузочных 2000-3200 об/мин. 3. Холостого хода. 4. Первичной детонационной (по ГОСТ 10373-78). Анализ токсичности выхлопа двигателя при работе двигателя на различных топливах проводили по концентрации вредных веществ (монооксида углерода, осколков углеводородов и оксидов азота) в отработанных газах и по их удельным выбросам, которые определяли по 13-ти ступенчатому испытательному циклу, в соответствии с методикой ОСТ 37.001.070-94. Результаты испытаний показали, что при использовании бензина с предлагаемой добавкой, в частности при измерении скоростной внешней характеристики на оптимальном угле опережения зажигания, мощностные показатели двигателя увеличились на 1,5-3,7%, а удельные расходы топлива снизились на 2-4%. При использовании добавки в концентрации 5% (по массе) концентрация монооксида углерода снизилась на 3500-8000 ppm, концентрация осколков углеводородов снизилась на 250-400 ppm, а концентрация оксидов азота практически не изменилась. Таким образом, предложенный состав композиционной добавки к автомобильным бензинам обладает высокой антидетонационной активностью, необходимой фазовой и химической стабильностью и приводит к снижению уровня токсичных компонентов в отработанных газах.

Формула изобретения

Композиционная добавка к автомобильным бензинам на основе метилтрет-бутилового эфира с добавлением N-метиланилина, N,N-диметиланилина и спиртов, отличающаяся тем, что в качестве спиртов она содержит смесь этанола, изобутанола и трет-бутанола, изопентанола и дополнительно содержит анилин и нитробензол при следующем соотношении компонентов, мас.%: N-метиланилин - 20 - 25 Анилин - 0,5 - 5,0 N,N-диметиланилин - 0,5 - 5,0 Нитробензол - 5 - 6 Этанол - 10 - 15 Изо-бутанол или трет-бутанол - 8 - 12 Изо-пентанол - 5 - 10 Метил-трет-бутиловый эфир - До 100и

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

www.findpatent.ru

моющая присадка к автомобильным бензинам - патент РФ 2235119

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности к составам моющих присадок. Присадка содержит 40-60% продукта взаимодействия дистиллированного таллового масла и/или фракции жирных кислот таллового масла с диэтаноламином, не более 30% алкилбензолов и до 100 минерального масла с вязкостью не более 15 сСт при 50моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С и температурой застывания не выше минус 30моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С. Моющая присадка используется в составе автомобильных бензинов в концентрации 0,03-0,2 мас.%. Присадка эффективно снижает отложения в топливоподающей системе двигателя, улучшает эксплуатационные характеристики бензинов и снижает токсичность отработавших газов автомобилей. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности к составам моющих присадок к автомобильным бензинам.Использование моющих присадок в составе автомобильных бензинов необходимо с целью снижения отложений в топливоподающей системе двигателя, улучшения эксплуатационных характеристик бензинов и снижения токсичности отработавших газов автомобилей. В России были предложены моющие присадки, получаемые на базе продуктов реакции карбоновых кислот и аминов или полиаминов различного строения (Лыков О.П. Улучшение эксплуатационных характеристик моторных топлив с помощью поверхностно-активных присадок. “Химия и технология топлив и масел”, 1992, № 1, с. 16-25). Недостатком этих присадок является малая моющая эффективность 25-35%.Известна детергентная присадка (патент США № 4729769, кл. 44/71, 1988) на основе продукта реакции моно- или ди-(С2-С4)-алканоламинов и сложных эфиров полиспиртов и С6-С20-карбоновых кислот. В качестве кислотного компонента используют растительные масла - кокосовое, оливковое, пальмовое и друге. Молярное соотношение исходных продуктов (1:1) берется из расчета получения амидов исходных алканоламинов. Недостатком этой присадки является дефицит сырьевых ресурсов - природных растительных масел, используемых для ее получения.Известна добавка к автобензину (патент США № 6183524, кл. 44-385, 2001), содержащая высший С9-С11-спирт 46-60%, амид, представляющий собой продукт конденсации метиловых эфиров жирных кислот, содержащих не менее 9 атомов углерода в алкильной цепи, с моно-, ди- или триэтаноламином в эквимолекулярном соотношении (1:1) 20-30% и этоксиэтилированную С11-жирную кислоту 20-28%. Эта присадка имеет сложную технологию получения содержащихся в ней компонентов и использование ее будет приводить к повышению цены бензина.Наиболее близкой к заявляемой является присадка (заявка Германии № 2559480, кл. C 10 L 1/14, 1977, прототип), в состав которой входят сложные эфиры вторичных циклоалифатических C5-C7-спиртов и жирных кислот, продукт конденсации 1 моль глицерина или 1 моль полиэтаноламинов с 1-2 моль жирных кислот, содержащих 10 и более атомов углерода в углеводородной цепи или их смесью и рафинат минеральных масел с вязкостью от 1,6моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119Е при 20моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С до 15моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119Е при 50моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С. Эта присадка обладает низкими моющими свойствами в топливоподающей системе двигателя. Использование в ее составе высоковязких минеральных масел приводит к повышению фактических смол в бензинах. Кроме того, дефицитность и сложность технологии компонентов, входящих в ее состав, будет приводить к повышению цены бензинов при промышленном использовании этой присадки.Известна присадка аналогичного состава в сочетании с железоорганическим антидетонатором (патент Швейцарии № 599464, кл. F 02 В 51/02, 1978).Целью настоящего изобретения является создание состава моющей присадки к автомобильным бензинам на доступном сырье, обладающей высокими моющими свойствами в топливоподающей системе двигателя и высоким уровнем эксплуатационных и экологических свойств.Для достижения поставленной цели предлагается присадка к автомобильным бензинам на основе продукта взаимодействия дистиллированного таллового масла и/или фракции жирных кислот таллового масла с диэтаноламином, взятых в молярном соотношении кислота : амин, равном 3:1, минерального масла с вязкостью не более 15 сСт при 50моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С и температурой застывания не выше минус 30моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С с добавлением алкилбензолов индивидуальных или их смесей с температурой кипения 138-184моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:Продукт взаимодействиядистиллированного талловогомасла и/или фракции жирныхкислот таллового маслас диэтаноламином 40-60Алкилбензолы Не более 30Минеральное масло До 100Использование в составе предлагаемой присадки в качестве основного моющего компонента продукта взаимодействия дистиллированного таллового масла и/или фракции жирных кислот таллового масла с диэтаноламином, взятых в молярном соотношении кислота : амин, равном 3:1, в смеси с минеральным маслом с вязкостью не более 15 сСт при 50моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С и температурой застывания не выше минус 30моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С в заявленном соотношении обеспечивает высокие моющие свойства бензинов в системе подачи топлива. При этом эксплуатационные и экологические свойства бензинов находятся на высоком уровне и отвечают требованиям действующей нормативно-технической документации.Алкилбензолы выполняют в составе предлагаемой присадки роль растворителя, снижающего вязкость присадки и повышающего скорость растворения ее в бензине.Использование в составе предлагаемой присадки минерального масла с вязкостью не более 15 сСт при 50моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С и температурой застывания не выше минус 30моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С необходимо для предотвращения залипания клапанов вследствие образования твердых отложений на их поверхности при охлаждении двигателя.Предлагаемая присадка может добавляться в бензины любых марок в концентрации 0,03-0,2%.Для получения продукта взаимодействия может быть использован, например, диэтаноламин по ТУ 6-02-2652, дистиллированное талловое масло по ТУ 13-00281074-26 или фракция жирных кислот таллового масла по ГОСТ 148-45. В качестве минерального масла в предлагаемом составе может быть использовано, например, масло веретенное АУ по ТУ 38.101-12-58 или индустриальное масло И12А1 по ГОСТ 20799. В качестве алкилбензолов может быть использован ксилол нефтяной по ГОСТ 9410, представляющий собой смесь трех изомеров ксилола и этилбензола.Технология получения предлагаемой присадки состоит в следующем. В смесителе с внешним обогревом смешивают дистиллированное талловое масло или фракцию жирных кислот таллового масла с диэтаноламином в заявленном соотношении и растворитель - алкилбензолы в количестве от 0,5 до 1,5 раз кратном весу таллового масла. Далее проводят азеотропную отгонку образующейся реакционной воды в течение 1-4 часов. После окончания реакции растворитель частично отгоняют. Для ускорения отгонки растворителя может быть использована продувка азота через реакционную смесь. Далее для получения готовой присадки полученный продукт взаимодействия смешивается с минеральным маслом.Процесс получения продукта взаимодействия может быть проведен без использования растворителя - алкилбензолов. В этом случае реакцию проводят при температуре 145-165моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С в течение 1-4 часов с обязательной продувкой реакционной смеси азотом.Продукт взаимодействия, входящий в состав заявляемой присадки представляет собой смесь, основным компонентом которой является диэфироамид, образующийся по реакции:3RCOOH+HN(Ch3Ch3OH)2=RCON(Ch3Ch3OOCR)2+3Н2О,где R - углеводородный радикал кислот таллового масла.Продукт взаимодействия представляет собой однородную прозрачную жидкость от желтоватого до светло-коричневого цвета, плотность не менее 870 кг/м3, щелочное число не более 1 мг КОН/г.Для испытаний приготовлено 3 образца присадки предлагаемого состава, состав и свойства которых представлены в таблице 1. Испытание моющих свойств бензинов с присадкой проводили методу квалификационной оценки.Для проведения сравнительных испытаний моющих свойств синтезирован образец присадки прототипа (состав по примеру 2 на с.6 заявки Германии 2559480, кл. C 10 L 1/14, 1977). Согласно полученным результатам испытаний время смывания отложений для образца прототипа составило 30,1 мин. Этот результат показывает, что присадка предлагаемого состава обладает более высокой моющей способностью по сравнению с прототипом (табл.1).По результатам антикоррозионных испытаний (табл.1) использование присадки предлагаемого состава в составе бензинов усиливает антикоррозионную защиту топливной аппаратуры.Результаты испытаний качества образцов бензинов различных марок с предлагаемой присадкой, приведенные в таблице 2, показывают, что они полностью соответствуют требованиям действующей научно-технической документации.По результатам дорожных испытаний бензина Нормаль-80 без присадки и с предлагаемой присадкой (образец 3 в концентрации 0,05%, табл.1) на двигателе показано, что использование предлагаемой присадки снижает уровень выброса токсичных компонентов СО - на 20%, СН - на 16% в процессе эксплуатации автомобиля, снижает количество отложений в топливоподающей системе двигателя, сокращает затраты на техническое обслуживание автомобиля и обеспечивает экономию бензина до 5%.Для приготовления предлагаемой присадки используется недорогое доступное сырье, использование ее не будет приводить к повышению цены на бензин и дает возможность расширить ассортимент неэтилированных автомобильных бензинов. моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119 моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Моющая присадка к автомобильным бензинам на основе масла, отличающаяся тем, что дополнительно содержит продукт взаимодействия дистиллированного таллового масла и/или фракции жирных кислот таллового масла с диэтаноламином, взятых в молярном соотношении кислота : амин, равном 3:1, в качестве масла содержит минеральное масло с вязкостью не более 15 сСт при 50моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С и температурой застывания не выше минус 30моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С и дополнительно содержит алкилбензолы индивидуальные или их смеси с температурой кипения 138-184моющая присадка к автомобильным бензинам, патент № 2235119С при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:Продукт взаимодействиядистиллированного талловогомасла и/или фракции жирныхкислот таллового маслас диэтаноламином 40 - 60Алкилбензолы Не более 30Минеральное масло До 1002. Моющая присадка к автомобильным бензинам по п.1, отличающаяся тем, что используется в составе автомобильных бензинов в концентрации 0,03-0,2 мас.%.

www.freepatent.ru

Комплексная добавка к автомобильным бензинам

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии и может быть использовано для изготовления комплексной добавки к бензину. Комплексная добавка в автомобильный бензин вводится до 10 мас.% и представляет собой в мас.%: монометиланилин 15-18, метилбензоат 5-6, спирты в сумме 20-40, эфиры в сумме остальное до 100. В качестве эфиров используют диизопропиловый, и/или метил-трет-бутиловый, и/или метил-трет-амиловый, и/или этил-трет-бутиловый, и/или этил-трет-амиловый эфир. В качестве спиртов используют изопропиловый, и/или изоамиловый, и/или изобутиловый спирт. Технический результат - увеличение октанового числа топлива, снижение токсичности отработавших газов, уменьшение расхода топлива, увеличение мощностных показателей двигателя, отсутствие расслоения и выпадения осадка в топливе с присадкой при отрицательных температурах. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

 

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии и может быть использовано для изготовления комплексной добавки к бензину, применяемому в качестве топлива для автомобилей с искровым зажиганием.

Известна комплексная антидетонационная беззольная высокооктановая добавка к автомобильным бензинам, содержащая до 70% (по массе) N-метиланилина и не менее 30% (по массе) фэтерола с добавлением моющей присадки АВТОМАГ [RU 2139914 С1, С10L 1/18, 20.10.1999].

Недостатком этой добавки является ее невысокая антидетонационная активность, составляющая не более 6 единиц.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является композиционная добавка к автомобильным бензинам на основе метил-трет-бутилового эфира с добавлением N-метиланилина, N,N-диметиланилина, анилина, нитробензола и спиртов, в качестве которых используется смесь этанола, изопентанола, изобутанола или трет-бутанола при следующем соотношении компонентов, мас.% [RU 2151169 С1, С10L 1/18, 20.06.2000]:

N-метиланилин - 20-25

Анилин - 0,5-5,0

N,N-диметиланилин - 0,5-5,0

Нитробензол - 5-6

Этанол - 10-15

Изобутанол или трет-бутанол - 8-12

Изопентанол - 5-10

Метил-трет-бутиловый эфир - до 100%

Недостатком этой композиционной добавки является относительно высокое осмоление бензина, поскольку в композиционную добавку входят легко окисляющиеся анилин и диметиланилин, что отрицательно влияет на потребительские свойства топлива.

Кроме того, к недостаткам этой композиционной добавки относится и ее токсичность, поскольку в ее составе присутствует нитробензол.

Еще одним недостатком композиционной добавки является отрицательное воздействие на металлы, вызванное присутствием воды, растворенной в этаноле, что приводит и к ухудшению коррозионных свойств металлов, находящихся с ним в контакте, а также к фазовой нестабильности бензина.

Требуемый технический результат заключается в создании комплексной добавки к автомобильным бензинам, обладающей высоким уровнем антидетонационной активности и в то же время сохраняющей высокие эксплутационные и экологические показатели топлива.

Для решения поставленной задачи предлагается комплексная добавка к автомобильным бензинам с содержанием ее в бензине до 10% массы, содержащая октаноповышающий компонент на основе монометиланилина (как чистого вещества с содержанием не менее 98%), алифатических спиртов и их эфиров, взятых в следующем соотношении, мас.%:

монометиланилин: 15-18

метилбензоат: 5-6

а спирты и эфиры взяты в соотношении между собой, мас.%:

спирты в сумме: 20-40

эфиры в сумме - остальное

В групповой состав спиртов входят: изопропиловый, и/или изоамиловый, и/или изобутиловые спирты в равных пропорциях.

В групповой состав эфиров входят: диизопропиловый, и/или метил-трет-бутиловый, и/или метил-трет-амиловый, и/или этил-трет-бутиловый, и/или этил-трет-амиловые эфиры в равных пропорциях.

Кроме перечисленных компонентов, в состав комплексной добавки к автомобильным бензинам входит метилбензоат, который позволяет увеличить энергетические характеристики автомобильных бензинов с предлагаемой комплексной добавкой и повысить их октановое число.

Содержание комплексной добавки в бензине до 10% массы. Таким образом, общее содержание монометиланилина в бензине составляет не более 1,8%, а кислорода - не превышает 2,7%.

Надо отметить, что в современных двигателях с искровым зажиганием, потребляющих высоооктановые бензины (марок Аи-92, Аи-95 и Аи-98) процесс окисления топлива происходит скоротечно (частота вращения коленчатого вала 3000-5000 мин-1) под большим давлением (за счет увеличения степени сжатия до е=12÷14) и, следовательно, при более высокой температуре в камере сгорания. Кроме того, атомарный кислород, находящийся в составе оксигенатов, вовлеченных в бензин, способствует дополнительному окислению топлива. В результате этого происходит более полное сгорание, в том числе продуктов осмоления N-метиланилина.

Также обязательным условием является введение в состав современных высокооктановых бензинов моющих добавок, способствующих выносу продуктов осмоления в зону горения и их последующего окисления.

Результаты проведенных исследований на базе Производственно-технологической лаборатории Волгоградской нефтебазы ООО «ЛУКОЙЛ -Нижневолжскнефтепродукт» в феврале 2011 г. показали возможность увеличения содержания N-метиланилина в высокооктановых бензинах марок Аи-92, Аи-95 и Аи-98 до 1,8% (об.) в комплексе с кислородосодержащими и моющими компонентами. Причем в процессе испытаний подтвердился синергетический эффект при использовании оксигенатов с N-метиланилином, что обеспечивает высокие антидетонационные свойства композиционной добавки.

Предлагаемая добавка может использоваться и без моющей присадки, так как функции последней выполняются компонентами, входящими в состав композиционной добавки.

Отличие предлагаемого решения состоит в совокупном содержании указанных выше компонентов, их соотношение является новым и обеспечивает получение добавки, обладающей более высокими свойствами по сравнению с известными добавками.

В результате введения в состав бензинов нескольких высших спиртов происходит стабилизация фазового состава при отрицательных температурах в случае попадания воды в бензин.

Также сохраняются энергетические характеристики бензинов и происходит растворение отложений на топливопроводной системе, впускных и выпускных трактах двигателя.

Кроме того, добавка включает до 6% метилбензоата, который обладает собственным октановым числом по моторному методу, равным 110 единицам.

Предлагаемую добавку готовят путем механического смешения компонентов. Компоненты необходимо вводить в добавку в полном объеме. Температуры кипения вводимых в добавку оксигенатов составляют от 55°С до 199,6°С, что позволяет добавке, как комплексу веществ, равномерно вписываться во фракционный состав бензина.

Указанным способом было приготовлено 6 образцов предлагаемой добавки, состав которых приведен в Таблице 1.

Значение октанового числа смесей определяли на установке УИТ-86 по ГОСТ 511-82 по моторному методу.

Таблица 1
Компоненты Содержание компонентов в образцах, мас.%
Спирты Эфиры 1 2 3 4 5 6
1. изопропиловый - 5 12 15 20 10 9
2. изоамиловый - 5 5 10 10 10 9
3. изобутиловый - 10 18 7 - 5 9
4. - диизопропиловый 5 20 8 10 10 10
5. - метил-трет-бутиловый 35 - 15 42 - 10
6. - метил-трет-амиловый 5 - 5 - 10 10
7. - этил-трет-бутиловый 10 15 10 - 15 10
8. - этил-трет-амиловый 10 20 10 - 10 10
9. метилбензоат 5 5 5 5 5 5
10. N-метиланилин 10 5 15 20 25 18
11. Октановое число по моторному методу на эталонном топливе при добавлении 10% (об.) добавки, единиц 7,4 3,5 12,0 14,4 17,8 12,2

Ниже, в Таблице 2, приведены значения испытаний добавки на антидетонационную эффективность образца №6 из Таблицы 1 с различными композициями топлива по моторному методу ГОСТ 511-82.

Таблица 2
п.п Исследуемая база
ОЧМ база Содержание предлагаемой композиционной добавки, об.% Полученное значение ОЧМ
1. Эталонное топливо (смесь изооктана с н-гептаном, 70:30, по объему) 70 база+10% добавки 82,2
2. Прямогонный бензин 52,1 база+10% добавки 65,8
3. Прямогонный бензин 56,8 база+10% добавки 70,5
4. Прямогонный бензин 72,5 база+5% добавки 79,6

Повышение антидетонационной стойкости при использовании предлагаемой добавки обеспечивается проявлением синергизма в антидетонационном эффекте N-метиланилина и оксигенатов в указанном соотношении.

Использование такой смеси позволяет обеспечить прирост октанового числа моторного топлива более 12 единиц при введении ее в концентрации 10% (по объему) к эталонному топливу (см. табл.2).

Предлагаемая добавка может вводиться в бензин любых марок в концентрации до 10% (об.). При этом общая концентрация N-метиланилина в топливе не превышает 1,8%.

Данные, приведенные в Таблице 3, подтверждают, что предлагаемая добавка позволяет улучшить антидетонационные свойства современных автомобильных бензинов.

Таблица 3
п.п. Исследуемая база
ОЧМ база Содержание предлагаемой композиционной добавки, об.% Полученное значение ОЧМ
1. Бензин А-76 77,2 база+10% добавки 82,5
2. Бензин А-92 84,2 база+5% добавки 86,6
3. Бензин А-92 83,4 база+10% добавки 88,2
4. Бензин А-95 85,6 база+7% добавки 88,1

В таблице 4 приведены свойства бензинов с предлагаемой добавкой по ГОСТ Р 51866-2002.

Таблица 4
№ п/п Наименование показателей Фактические результаты анализа (значение номера образца из таблицы 3) НД на методы испытания
1 2 3 4
1. Детонационная стойкость: октановое число по моторному методу 82,5 86,6 88,2 88,1 ГОСТ 511-82
2. Фракционный состав, температура начала перегонки, °С 38 38 38 38 ГОСТ 2177-99
3. - 10% бензина перегоняется при температуре 46 52 55 65
4. - 50% бензина перегоняется при температуре 85 80 85 85
5. - 90% бензина перегоняется при температуре 175 185 181 188
6. - конец кипения бензина 203 201 195 191
7. Давление насыщенных паров бензина, кПа 78,7 70,0 75,5 70,5 ASTMD 323
8. Индукционный период на месте производства бензина, мин 600 600 600 600 ASTMD 525
9. Испытание на медной пластинке выд. выд. выд. выд. ГОСТ 6321
10. Массовая доля серы, % 0,05 0,035 0,04 0,05 ГОСТ 19121
11. Плотность при 20°С, г/см3 0,729 0,733 0,744 0739 ГОСТР 51069-97

Фазовая стабильность добавки и ее смеси с бензином проверялась при их охлаждении до минус 50°С. После охлаждения добавка и ее смесь с бензином не расслаивались и не выделяли осадка.

Анализ токсичности выхлопа двигателя при работе на различных топливах проводили по концентрации вредных веществ (СО, СН) в отработанных газах и определяли в соответствии с методикой ОСТ 37.001.070-94.

Результаты испытаний показали, что при использовании бензина с предлагаемой добавкой мощностные показатели двигателя увеличились на 1,0-2,5%, а удельный расход топлива снизился на 2-4%. При использовании добавки в концентрации 10% (по объему) концентрация монооксида углерода снизилась на 3500-8000 ррm, концентрация углеводородов снизилась на 250-400 ррm, концентрация NOx в отработанных газах при введении в бензин N-метиланилина в количестве до 2% (об.) не увеличивается.

Таким образом, предложенная комплексная добавка к автомобильным бензинам обеспечивает более высокий уровень антидетонационной активности, эксплутационных и экологических показателей топлива.

В частности, в результате введения в состав бензинов нескольких высших спиртов происходит стабилизация фазового состава при отрицательных температурах, сохраняются энергетические характеристики бензинов и происходит растворение отложений на топливных магистралях двигателя.

1. Комплексная добавка к автомобильным бензинам, содержащая спирты и эфиры, отличающаяся тем, что содержание комплексной добавки в автомобильном бензине составляет до 10 мас.%, и в состав которой входят монометиланилин и метилбензоат, взятые в соотношении, мас.%:

монометиланилин 15-18
метилбензоат 5-6,
а спирты и эфиры взяты в соотношении между собой, мас.%:
спирты в сумме 20-40
эфиры в сумме остальное

2. Комплексная добавка к автомобильным бензинам по п.1, отличающаяся тем, что в качестве эфиров используют диизопропиловый, и/или метил-трет-бутиловый, и/или метил-трет-амиловый, и/или этил-трет-бутиловый, и/или этил-трет-амиловый.

3. Комплексная добавка к автомобильным бензинам по п.1, отличающаяся тем, что в качестве спиртов используют изопропиловый, и/или изоамиловый, и/или изобутиловый спирт.

www.findpatent.ru