ДИСТИЛЛЯТНОЕ ТОПЛИВО Российский патент 1995 года по МПК C10L1/18 

Изобретение относится к дистиллатному топливу на основе нефтяных фракций.

Известно дистиллатное топливо на основе нефтяных фракций, выкипающих в интервале 120-500^оС с добавлением синергитической комбинации 1 мас.ч. маслорастворимого этиленового полимера с 0,2-4 мас. второго маслорастворимого полимера в качестве которого возможно использование сополимера диалкилфумарата с 5-70 мол. сомономера (1).

Недостатком известного топлива является относительно невысокие депрессорные свойства.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Поставленная цель достигается дистиллатным топливом на основе нефтяных фракций, 20 и 90% температуры которых отличаются менее, чем на 100^оС и/или у которых интервал от 90% до точки выкипания составляет 10-25^оС и/или у которых температура выкипания находится в интервале 340-370^оС, содержащим в качестве сополимера 0,001-0,5 мас. Сополимер со средним числом атомов углерода в алкильной группе сложного ди-н-алкильного эфира 12-14 и содержащий до 10 мас. сложного ди-н-алкильного эфира с числом атомов углерода в алкильной группе более 14. Сополимер содержит 10-50 мас. сложного винилового эфира или алкилакрилата или метакрилата. В качестве присадки, улучшающей текучесть, топливо содержит 1 мас.ч. присадки, выбранную из группы: полиоксиалкиленовый сложный эфир, простой эфир, сложный/простой эфир, сополимер этилена и ненасыщенного сложного эфира и/или полярные азотсодержащие соединения.

Полимеры, которые используют в изобретении, предпочтительно имеют среднечисловую мол.м. в интервале от 1000 до 10000, предпочтительно от 1000 до 30000 (по данным осмометрии в паровой фазе).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, в которых эффективность присадок изобретения в качестве депрессантов температуры потери текучести и агентов, повышающих фильтруемость, сравнивают с другими аналогичными присадками в нижеследующих тестах.

В одном из способов влияние присадок на нефть измеряли по методике определения температуры забивания фильтра на холоде (СFPP). Этот тест предназначен для корреляции холодного потока среднего дистиллата в автомобильных дизельных двигателях.

40 мл образца топлива подлежащего тестированию охлаждают в бане, температуру в которой поддерживают около -34^оС, создавая нелинейное охлаждение со скоростью примерно 1^оС/мин. Периодически (при каждом падении температуры на 1^оС начиная с по крайней мере 2^оС выше точки помутнения) охлажденное топливо тестируют на его способность протекать через тонкий фильтр за определенный промежуток времени, используя тестовое приспособление, которое представляет собой пипетку, к нижнему концу которой присоединена перевернутая воронка, которая расположена ниже поверхности топлива подлежащего тестированию. Поперек отверстия воронки натянуто сито с размером 350 мешей с площадью поверхности, определяемой диаметром 12 мл. Периодически повторяемые тесты каждый раз начинают с создания вакуума у верхнего конца пипетки, за счет чего топливо засасывается сквозь сито вверх в пипетку до отметки, соответствующей 20 мл нефти. После каждого засасывания нефть немедленно возвращается в СFPP трубку. Тест повторяют при каждом изменении температуры на 1^оС до тех пор, пока нефть не сможет заполнить пипетку за 60 с. Эту температуру и принимают за температуру СFPP. Различие между CFPP топлива без присадок и того же топлива, но содержащего присадку принимают за CFPP депрессию за счет присадки. Более эффективные улучшающие текучесть присадки дают большую СFPP депрессию при той же самой концентрации присадки.

Другим определением эффективности агента, улучшающего текучесть, является определение, проводимое в условиях теста на улучшение текучести дистиллата в эксплуатационных условиях (тест ДОТ), который представляет собой тест по медленному охлаждению, созданный для корреляции при перекачке в хранилищах печного топлива. В этом тесте свойства текучести на холоде для различных топлив определяют по тесту ДОТ следующим образом. 300 мл топлива охлаждают линейно со скоростью 1^оС/ч до тестовой температуры, а затем сохраняют постоянной. Спустя 2 ч при тестовой температуре, приблизительно 20 мл поверхностного для удаляют, как необычно крупные кристаллы парафина, которые имеют тенденцию образовываться на границе раздела топливо-воздух при охлаждении. Парафин, который оседает в бутылке, диспергируют осторожным перемешиванием, затем вставляют в сборке фильтр CFPP. Открывают кран для создания вакуума 500 мм рт.ст. и закрывают, когда 200 мл топлива проходит через фильтр в градуированный приемник. Положительный результат (прохождение PASS) регистрируют в том случае, если 200 мл собирается за 10 с через заданный размер сита, или отрицательный результат (FАIZ), если скорость потока слишком низка, что указывает на то, что фильтр забивается.

СFPP фильтр снабжают ситами 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 150, 200, 250 и 350 мешей и определяют самый тонкий фильтр (самый крупный номер мешей) через который проходит топливо. Чем больше размер фильтра в мешах, через который топливо, содержащее парафин пройдет, тем меньше кристаллы парафина, и тем более эффективность агента улучшающего текучесть. Следует заметить, что никогда два разных топлива не дадут в точности одинаковые результаты в этом тесте при одинаковых количествах одних и тех же присадок.

Температуру потери текучести определяют двумя методами, либо ASTM Д 97, либо визуально, когда 100 мл образцы топлива в 150 мл узкогорловой бутылке содержащей текстируемую присадку охлаждают со скоростью 1^оС/ч, начиная от 5^оС выше температуры появления кристаллов парафина. Образцы топлив исследуют с 3^оС интервалами по их способности течь при опрокидывании или переворачивании. Образец жидкости (обозначенный F) будет легко двигаться при опрокидывании, полужидкий (обозначен как полу-F) нужно почти перевернуть, тогда как твердый образец (обозначенный S) можно переворачивать без какого-либо перемещения образца.

В этих примерах использовали следующие топлива, приведенные в табл. 1.

Использовали следующие присадки:
Присадка 1. Полиэтиленгликоль со средним мол.м. 400, этерифицированный 2 молями бегеновой кислоты.

Присадка 2. Сополимер смеси С₁₂/С₁₄ алкилфумарата, полученного при взаимодействии 50: 50 по массе смеси нормальных С₁₂ и С₁₄ спиртов с фумаровой кислотой и винилацетатом, полученный сополимеризацией в растворе смеси с молярным отношением 1:1 при 60^оС и с азодиизобутиронитрилом в качестве катализатора. Получены следующие результаты теста. Данные приведены в табл. 2.

Присадки по изобретению сравнивают в тесте ДОТ с присадкой 3, которая находится в масляном растворе содержащем 63 мас. комбинации полимеров содержащих 13 мас.ч. сополимера этилен/винилацетата со среднечисловым молекулярным весом 2500 и содержанием винилацетата 36 мас. и 1 мас.ч. сополимера этилена и винилацетата со среднечисловой мол.м. 3500 и содержанием винилацетата около 13 мас.

Тест ДОТ чаcтей на млн. для прохождения ДОТ (120 мышей) при 10^оС, данные приведены в табл. 3.

Различные сополимеры фумарат/винилацетат были тестированы в смеси (3 ч.) с присадкой 1 (2 ч. для определения влияния длины цепи фумарата, получены следующие результаты, приведенные в табл. 4.

Различные сополимеры фумарат/винилацетат полученные из 25 различных спиртов, но в среднем от 12 до 13,5 атомов углерода в алкильной группе, были тестированы в той же самой смеси, что и в примере в CFPP и визуальных тестах по определению точки помутнения, получены следующие результаты (таблица 5).

Топлива В и С использовали в следующих примерах вместе с топливом
ASТМ Д-86 Т-ра перегонки
IBPP 20% 50% 90% ВР
182 254 285 324 343
IВР точка начала кипения
FBP температура выкипания
Полученные результаты приведены в табл. 6 и 7. В тех случаях, когда присадка не оказывала действия в качестве депрессанта на температуру потери текучести, значения СFPP не измеряли, так как без снижения температуры потери текучести эти топлива нельзя использовать.

Присадки тестировали также в сочетании с присадкой 4-полуамидом, полученным при взаимодействии двух молей гидрированного таллового амина с фталевым ангидридом, и значения CFPP депрессий в топливе В были следующими:
Присадка CFPP депрессия Присадка 4 (250 ч. на млн) 6
Присадка 3 (100 ч. на млн)
С₁₂/С₁₄ F/УА (250 ч. на млн.) Присадка 4 (300 ч. на млн) 6
Присадка 1 (100 ч. на млн.)
С₁₂/С₁₄ F/УА (100 ч. на млн.) Присадка 4 (250 ч. на млн.) 0
С₁₂/С₁₄ F/УА (250 ч. на млн.)
F/УА сополимер фумарат/винилацетат
Эффективность присадок изобретения по снижению точки помутнения дистиллатных топлив определяли по стандартному тесту на определение точки помутнения (1П-219) или ASTM-Д 2500 и оценивали по разностной сканирующей калориметрии, используя дифференциальный сканирующий калориметр. Меттера ТА-2000В. В этом тесте образец топлива 25 мкл охлаждают от температуры по крайней мере на 10^оС выше ожидаемой температуры помутнения со скоростью 2^оС в минуту и точку помутнения топлива оценивают как температуру появления парафина, которую определяют по дифференциальному сканирующему калориметру плюс 6^оС. Данные приведены в табл. 8.

Результаты были получены с использованием дифференциального сканирующего калориметра для топлив, содержащих 0,2 мас. Присадки 2 и С₁₄ фумарат/винилацетатного сополимера, который был использован в предыдущем примере, они приводятся далее.

Данные приведены в табл. 9.

Точки помутнения топлив, содержащих 0,2 мас. С₁₄ фумарат/винилацетатного сополимера также измеряли по тесту ASTM определения точки помутнения. Получены следующие результаты"
ASTM Д 2500 Топливо Точка помутнения (^оС) G -20 Н -15,5 I -9 F -11 К -21 L -18 М -4

Сущность изобретения: дистиллятное топливо на основе нефтяных фракций с добавлением 0,001 0,5 мас. смеси 0,5 20 мас.ч. сополимера 50 90 мас. сложного ди-п-алкильного эфира моноэтиленненасыщенной C₄-C₈ дикарбоновой кислоты, с числом атомов углерода в алкильной группе до 14 и 10 50 мас. сложного винилового эфира или алкилакрилата или метакрилата. В качестве нефтяных фракций топливо содержит фракции 120 и 90 температуры перегонки которых отличаются менее, чем на 100°С и/или у которых интервал от 90 до точки выкипания составляет 10 25°С, и/или у которых температура выкипания находится в интервале 340 370°С. В качестве сополимера использован сополимер со средним числом атомов углерода в алкильной группе сложного ди-п-алкильного эфира 12 14 и содержащей до 10 мас. сложного ди-п-алкильного эфира 12 14 и содержащей до 10 мас. сложного ди-п-алкильного эфира с числом атомов углерода в алкильной группе более 14. 1 з. п. ф-лы, 9 табл.

1. ДИСТИЛЛЯТНОЕ ТОПЛИВО на основе нефтяных фракций с добавлением 0,001 - 0,5 мас. смеси 0,5 20 мас. ч. сополимера, 90 50 мас. сложного ди-н-алкильного эфира моноэтиленненасыщенной C₄ C₈-дикарбоновой кислоты с числом атомов углерода в алкильной группе до 14, и 10 50 мас. сложного винилового эфира или алкилакрилата, или метакрилата, причем каждый из них имеет C₁ C₅-алкильную группу, отличающееся тем, что в качестве нефтяных фракций топливо содержит фракции, 20% и 90% температуры перегонки которых отличаются менее чем на 100^oС, и/или у которых интервал от 90% до температуры конца выкипания составляет 10 25^oС, и/или у которых температура конца выкипания находится в интервале 340 - 370^oС, и в качестве сополимера сополимер со средним числом атомов углерода в алкильной группе сложного ди-н-алкильного эфира 12 14 и содержащий до 10 мас. сложного ди-н-алкильного эфира с числом атомов углерода в алкильной группе более 14. 2. Топливо по п. 1, отличающееся тем, что в качестве присадки, улучшающей текучесть топлива, оно содержит присадку, выбранную из группы полиоксиалкиленовый сложный эфир, простой эфир, сложный/простой эфир, сополимер этилена и ненасыщенного сложного эфира и/или полярные азотсодержащие соединения.