КОМПОЗИЦИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА Российский патент 1994 года по МПК C10L1/22 

Изобретение относится к углеводородным топливам, используемым в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания и может найти применение в любой отрасли народного хозяйства, где вырабатываются и применяются автобензины.

Потребности народного хозяйства в автобензинах постоянно возрастают, в то время как их производство в нашей стране сокращается в связи со снижением объемов добычи нефти, соответственно с уменьшением выработки высокооктановых компонентов, а также сокращением производства антидетонационных присадок (этиловых жидкостей). Таким образом, одним из эффективных направлений увеличения ресурсов автобензина является поиск и внедрение других антидетонационных присадок или добавок, использование которых позволит обеспечить выпуск товарных автобензинов. Например, в 40-х и 50-х годах в качестве антидетонационных добавок к бензинам использовались ароматические амины: анилин и монометиланилин, ксилидин [1] , экстралин [2] .

В настоящее время в связи с сокращением ракетного вооружения резко снизилась потребность и расход горючего ТГ-02 по ГОСТ 17 47-80, представляющего собой смесь алифатических аминов (технического триэтиламина) и ароматических аминов (изомерных ксилидинов). В результате образовались сверхнормативные запасы этого вредного продукта, и стал увеличиваться объем некондиционного горючего после истечения гарантийных сроков хранения.

Горючее ТГ-02, в том числе некондиционное, по своим токсикологическим характеристикам относится к третьему классу опасности (ПДК составляет 3 мг/м) и поэтому при его хранении на складах горючего для обеспечения необходимых мер безопасности затрачиваются значительные силы и средства.

Действующие промышленные мощности не в состоянии перерабатывать постоянно растущие запасы некондиционного горючего ТГ-02. Кроме того, его переработка, являющаяся единственным способом утилизации некондиционного горючего, характеризуется как экологически вредное производство, так как в результате около 50% образующихся продуктов от объема переработанного горючего представляет собой кубовой остаток ксилидина (ксилидин-с), который является вредным веществом (ПДК составляет 3 мг/м) и до настоящего времени не поддается утилизации, а также не находит применения в народном хозяйстве. Состав и свойства некондиционного и кондиционного горючего ТГ-02, а также кубового остатка (ксилидина-с) представлена в табл. 1 и 2.

В практике известно использование ксилидина в качестве антидетонационной добавки (АДД) в составе авиационных бензинов. Так как в составе некондиционного горючего ТГ-02 содержится около 50 мас. % изомерных ксилидинов (табл. 1), а в составе кубового остатка (ксилидина-с) их содержание достигает 80 и более мас. % (табл. 2) была исследована возможность использования указанных неутилизированных продуктов в качестве АДД к бензинам. При этом учитывалось, что наличие в некондиционном горючем ТГ-02 технического триэтиламина не более 48 мас. % , а в кубовом остатке не более 10 мас. % не позволяет однозначно сделать вывод о возможности использования указанных продуктов в качестве АДД, так как триэтиламин не обладает антидетонационным эффектом (табл. 3).

Из данных табл. 3 следует, что добавка в бензин до 10% триэтиламина способствует снижению октанового числа бензина на 2,6 единицы за счет его разбавления триэтиламином.

Решение задачи использования как некондиционного горючего ТГ-02, так и кубового остатка (ксилидина-с) в качестве АДД к автобензинам позволит не только увеличить ресурсы бензина и повысить его октановое число, но и одновременно обеспечит быструю, экономически эффективную и экологически чистую утилизацию как некодиционного горючего ТГ-02, так и кубового остатка (ксилидина-с), не подвергавшегося утилизации до настоящего времени.

При этом применение топливных композиций с указанными АДД не должно ухудшать надежность, технико-экономические и экологические показатели работы карбюраторных двигателей. Т. е. автобензин с добавками некондиционного горючего ТГ-02 или кубового остатка (ксилидина-с) по всем показателям должен отвечать установленным требованиям к товарным автобензинам по ГОСТ 2084-77.

Наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению является топливная композиция газоконденсатного бензина с добавкой 1,3 мас. % экстралина по ТУ-51-499-90 "Газоконденсатный автобензин с 1,3 мас. % присадки экстралин", допущенный к применению в районах газоконденсатных месторождений Крайнего Севера и Сибири (табл. 4).

Основными недостатками прототипа являются ограниченная область применения топливной композиции, так как ее основной компонент (газоконденсатный бензин) вырабатывается в небольших количествах только в районах газоконденсатных месторождений Крайнего Севера и Сибири, а также незначительное увеличение ресурса бензина (всего на 1,3% ).

Целью изобретения является увеличение ресурсов автобензина без снижения его октанового числа при одновременной утилизации некондиционного горючего ТГ-2 или неутилизируемого продукта его переработки кубового остатка (ксилидина-с).

Цель достигается тем, что известная композиция углеводородного топлива для карбюраторных двигателей на основе автобензина с добавкой согласно изобретению в качестве добавки содержит некондиционное горючее ТГ-02 или продукт переработки этого горючего - кубовой остаток (ксилидин-с) в следующем соотношении компонентов, об. % : некондиционное горючее ТГ-02 1-5 или кубовой остаток (ксилидин-с) 1-3; автобензин - остальное.

Для обоснования состава топливной композиции, т. е. определения пределов соотношения ингредиентов и изучения физико-химических и эксплуатационных свойств предлагаемой композиции были приготовлены опытные образцы, состав которых представлен в табл. 5.

Испытания опытных образцов топливных композиций проводились в объеме требований ГОСТ 2084-77 (бензины автомобильные) и комплекса методов квалификационной оценки автомобильных бензинов.

Кроме того, проведены испытания опытных образцов в сравнении с товарным бензином А-76 по ГОСТ 2084-77 на автомобиле ГАЗ-24-10 по оценке выбросов вредных веществ с отработавшими газами (ОГ) по методике ОСТ 37.001.054-86.

Результаты исследования физико-химических и эксплуатационных свойств приготовленных образцов (табл. 6 и 7) показали, что при увеличении содержания в бензине некондиционного горючего ТГ-2 более 5% , а кубового остатка ксилидина более 3% , величина таких показателей и склонность к образованию отложений превышает установленные требования к товарным бензинам.

Из данных табл. 6 и 7 также видно, что содержание в топливных композициях некондиционного горючего ТГ-2 или кубового остатка ксилидина-с менее 1 об. % неэффективно вследствие незначительного увеличения как ресурсов бензина, так и детонационной стойкости (октанового числа) композиции в целом. Полностью всем требованиям ГОСТ 2084-77 и комплекса методом квалификационной оценки к физико-химическим и эксплуатационным свойствам автобензинов отвечают испытанные топливные композиции, содержащие в своем составе 5 об. % некондиционного горючего ТГ-02 (образец N 3), а также 3 об. % кубового остатка (ксилидина-с) (образец N 7).

Учитывая современные экологические требования к содержанию токсичных компонентов в ОГ двигателей был определен состав ОГ двигателя ГАЗ-24-10 при его работе на топливных композициях с оптимальным содержанием некондиционного горючего ТГ-02 (5 об. % - образец N 3) и кубового остатка (3 об. % - образец N 7). Из данных табл. 8 следует, что испытанные композиции при всех условиях проведения испытаний соответствуют установленным требованиям ОСТ 37.001.054-86 по концентрации вредных веществ в ОГ двигателя.

Токсикологическая и гигиеническая оценка испытуемых композиций топлив (табл. 8) показала, что они соответствуют 4-ому классу опасности, что отвечает требованиям к товарным автобензинам по ГОСТ 2082-77.

Таким образом, разработанные топливные композиции, содержащие в бензине в качестве добавки не более 5 об. % некондиционного горючего ТГ-02 или не более 3 об. % кубового остатка (ксилидина-с) могут быть использованы наряду с товарными автобензинами в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания.

Результатами исследований и испытаний установлено, что указанные добавки могут быть использованы в бензинах всех марок (А-72, А-76, АИ-91, АИ-93) без снижения эксплуатационных свойств бензинов и ухудшения технико-экологических показателей карбюраторных двигателей.

Использование предлагаемого изобретения в народном хозяйстве позволит расширить ресурсы автобензина без снижения его антидетонационных свойств (см. табл. 6) и одновременно эффективно утилизировать такие вредные компоненты, как некондиционное горючее ТГ-02 и продукт его переработки кубовой остаток (ксилидин-с), что значительно снижает трудозатраты и стоимость продукта по сравнению с прототипом. (56) 1. Папок К. К. , Рагозин Н. А. Словарь по топливам, маслам, смазкам, присадкам и специальным жидкостям. 1975, с. 20-21.

2. Технические нормы на нефтепродукты. Гостоптехиздат, 1951, с. 39.

Использование: в нефтехимии, в частности, в производстве моторных топлив. Сущность изобретения: композиция углеводородного топлива для карбюраторных двигателей на основе бензина содержит 1 - 5 об. % горючего ТГ-02 на основе смеси алифатических аминов и изомерных ксилидинов с содержанием воды до 0,9 мас. % . или 1 - 3 об. % кубового остатка перегонки горючего ТГ-02. 8 табл.

КОМПОЗИЦИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА для карбюраторных двигателей на основе автомобильного бензина с добавкой, отличающаяся тем, что в качестве добавки содержит 1 - 5 об. % горючего ТГ-02 на основе смеси алифатических аминов и изомерных ксилидинов с содержанием воды до 0,9 мас. % или 1 - 3 об. % кубового остатка перегонки горючего ТГ-02.