ПРИСАДКА К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ Российский патент 1997 года по МПК C10L1/18 

Изобретение относится к нефтехимии, а именно к присадке, предназначенной для использования в составах дизельных топлив.

Экологические свойства дизельных топлив зависят от фракционного, группового и химического составов. С углублением переработки нефти эти характеристики ухудшаются. Для улучшения экологических свойств дизельных топлив и обеспечения требуемого уровня качества используют различные присадки, в том числе антидымные.

Известны беззольные антидымные присадки, представляющие собой органические пероксиды.

Так, например, известна антидымная присадка, содержащая 10-85 об. пероксида (H₂O₂), 10% алифатического спирта, до 5% ингибиторов коррозии [1]
Однако низкая химическая стабильность этих соединений ограничивает их практическое применение.

Наиболее эффективными являются зольные присадки на основе металлоорганических соединений.

Известна присадка к дизельному топливу, представляющая собой соединение формулы

где R H или алкил C₁-C₃₀;
X Cu, Co, Fe или Ni.

Топливные композиции на основе дизельного топлива содержат присадку вышеуказанной формулы в количестве 0,01-2% [2]
Известна антидымная присадка для дизельных топлив, представляющая собой смесь маслорастворимого сульфоната, нафтената или фенолята кальция и маслорастворимого сульфоната, нафтената или фенолята стронция. Содержание металлов в смеси составляет: 10-90 мас. кальция и 90-10 мас. стронция [3]
Недостатком этих присадок является повышенное нагарообразование и отложение "бороды" сульфата металла на распылителях форсунок, что нарушает их нормальную работу.

Известна высокозольная алкилфенолятсульфонатная присадка формулы:

где M металл II группы: Mg, Zn, Ca, Sr, Ba;
M Sr, Ba;
R углеводородный радикал.

Наибольшей эффективностью в части снижения содержания сажи в отработавших газах обладает бариевая присадка. Однако, недостатком бариевых присадок также является повышенное нагарообразование и отложения сульфата металла на форсунках двигателя, а продукты сгорания бария токсичны.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является присадка, представляющая собой маслорастворимое соединение формулы:

где X O или S;
R-R₄ H, углеводородный заместитель C₁-C₂₄ или заместитель, содержащий кислородную и OH-группу (причем, ≥1 из заместителей R-R₄ представляет углеводородный заместитель).

По эффективности присадка аналогична сульфонату бария, но при этом образует меньше нагара (золы).

Топливная композиция содержит присадку в количестве 0,1-5,0 об.

Присадка обладает недостаточно высокими антидымными свойствами, поэтому требуется ее повышенный расход в топливе.

Целью изобретения является разработка присадки, обладающей одновременно улучшенными антидымными и моющими свойствами.

Для решения поставленной задачи предлагается присадка к дизельному топливу, представляющая собой суспензию карбоната кальция в дизельном топливе, стабилизированную солью щелочно-земельного металла и карбоновой кислоты с числом углеродных атомов C₆-C₃₄.

Новизной заявляемого технического решения является использование в качестве присадки сложного химического соединения, способного работать как антидымная, так и моющая присадка одновременно.

Использование карбонатов щелочных и щелочно-земельных металлов в сочетании с поверхностно-активными или кислородсодержащими соединениями известно. Однако, авторами предлагается продукт, представляющий собой не физическую смесь, а химическое соединение, которое при введении в дизельные топлива в довольно незначительных количествах 0,1-0,5 мас. обеспечивает последним наряду со снижением дымности улучшение моющих свойств, что приводит к уменьшению закоксовываемости распылителя форсунок.

Предлагаемую присадку получают следующим образом.

В реактор загружают 100 г алкил (C₁₆-C₁₈)салициловых кислот с кислотным числом 60 мг KOH/г, 100 г дизельного топлива и 5,7 г Ca(OH)₂, выдерживают при температуре 75^oC и перемешивании 1,5 ч. Реакционную смесь разбавляют 1:1 дизельным топливом и затем производят очистку от твердой фазы. Очищенный продукт загружают в карбонататор, куда предварительно загружено 25 г промотора, 50 г извести пушонки, 2 г воды, 200 г дизельного топлива. В герметичных условиях при перемешивании поднимают температуру реакционной смеси до 65^oC и вводят 15 г диоксида углерода. В качестве промотора могут быть использованы алифатические спирты или карбоновые кислоты, или смесь вышеуказанных спиртов и кислот. При этом количество углеродных атомов кислот и спирта может быть от C₁ до C₁₀.

По окончании процесса от реакционной смеси отгоняют воду, продукт очищают от твердой фазы и частично отгоняют дизельное топливо.

Полученная присадка имеет следующие характеристики:
Вязкость кинематическая при 100^oC, мм²/с 42,7
Массовая доля,
Вода 0,01
Зола сульфатная 45,2
Механические примеси 0,07
Температура вспышки в открытом тигле, ^oC 107
Степень чистоты, мг/100 г присадки 780
Общая щелочность, мг KOH/г 376
Аналогичные результаты получаются и при использовании в качестве сырья для такого типа присадок и других карбоновых кислот, например сульфокислот.

Предлагаемая присадка была испытана в дизельном топливе Л-0,5 в количестве 0,1 мас. на двигателе КАМАЗ-740 в сравнении с зарубежной присадкой фирмы "Лубризол" Lz-8222, взятой в том же количестве. Свойства присадок находятся на одинаковом уровне.

В концентрации 0,34-0,5% присадка была испытана на дизельном двигателе 6Ч 12/14. Нагарообразования на форсунке двигателя не обнаружено.

Результаты испытаний предлагаемой антидымной присадки приведены в таблице.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что применение предлагаемой присадки снижает дымность отработанных газов от 30 до 54% При использовании данной присадки установлено снижение удельного расхода топлива, содержания окиси углерода, повышение полноты сгорания топлива в цилиндре двигателя.

Изобретение относится к нефтехимии, а именно к присадке, предназначенной для использования в составах дизельных топлив. Предлагается присадка к дизельному топливу, представляющая собой суспензию карбоната кальция в дизельном топливе, стабилизированную солью щелочно-земельного металла и карбоновой кислоты с числом углеродных атомов C₆-C₃₄. Присадка обладает одновременно антидымными и моющими свойствами. Использование присадки позволит снизить удельный расход топлива и дымность отработавших газов от 30 до 54%. 1 табл.

Присадка к дизельному топливу на основе металлических солей органических кислот, отличающаяся тем, что она представляет собой суспензию карбоната кальция в дизельном топливе, стабилизированную солью щелочно-земельного металла и карбоновой кислоты с числом атомов углерода С₆ С₃₄.