ПРОТИВОДЫМНАЯ ПРИСАДКА К ТОПЛИВАМ Российский патент 1998 года по МПК C10L1/18 

Изобретение относится к топливным добавкам, более конкретно к противодымным присадкам, снижающим выбросы сажи при сгорании топлива в дизельных двигателях или иных топливных устройствах.

Известны различные составы противодымных присадок к топливам, представляющие собой, как правило, сочетание солей металлов органических кислот, оксидов металлов и добавок, улучшающих растворимость этих композиций в топливах.

Состав на основе соли циркония жирной карбоновой кислоты, таллового масла, нафтеновой кислоты или их смеси добавляют в количестве до 150 ppm в расчете на металл в топливо для паровых котлов пароперегревателей. Применение данной композиции в составе топлива позволяет снизить дымность в среднем на 30-40% [1]. В паровых котлах сгорание топлива происходит при более благоприятных, чем в двигателе автомобиля, условиях. В первую очередь это связано с использованием значительного избытка кислорода, который обеспечивает более полное сгорание и меньшие выбросы сажи. Тем не менее, высокая эффективность противодымной присадки [1] достигается при весьма ощутимых количествах циркония, что, помимо удорожания топлива, приводит к заметным выбросам металла в окружающую среду, ухудшая экологическую обстановку.

В значительно меньших количествах используется противодымная присадка, содержащая нафтенат церия и оксид марганца [2]. Присадка эффективна лишь при наличии в автомобиле дожигателей. Технический эффект проявляется в более легкой регенерируемости дожигателя за счет снижения количества образующейся сажи при сгорании дизельного топлива, содержащего противодымную присадку.

Известна противодымная присадка к дизельному топливу, включающая соли сульфокислот бария и/или кальция с добавками сульфонатов или карбоксилатов железа [3] . Использованы соли дидодецилбензол-, нефтяной и полиэтилентолуолсульфокислот. Присадка содержит 4-15% кальция, 5-20% бария. Соотношение Ba: Ca ≤ 0,5:1; Fe:Ca = 0,01-2:1. Такую присадку можно использовать в автомобилях с дизельными двигателями, не оборудованных дожигателями. Расход присадки составляет до 2 г/кг топлива. Снижение дымности не превышает 29%. Кроме того, выхлопные газы содержат повышенное количество токсичных щелочно-земельных металлов и диоксида серы.

Задачей изобретения, таким образом, являлось создание противодымной присадки с повышенной эффективностью, понижающей токсичность выхлопных газов.

Было найдено, что поставленная задача решается в соответствии с настоящим изобретением, противодымной присадкой к топливам на основе карбоксилата железа, отличающейся тем, что дополнительно содержит
нафтенат церия,
пероксид общей формулы R₁-O-O-R₂, где R₁ и R₂ - одинаковые или различные;
алкил, выбранный из группы, включающей н-C₃H₇, изо-C₃H₇, н-C₄H₉, трет-C₄H₉, C₃H₅;
арил, выбранный из группы, включающей нафтил, алкиларил или арилалкил, где алкил и арил имеют вышеуказанные значения,
или
гидропероксид общей формулы R₃OOH, где R₃ - трет - C₄H₉, фенилалкил, где алкил - C₃H₆ изопропилбензол;
и
ароматический углеводород, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбоксилат железа (в расчете на металл) - 0,35-3,00
Нафтенат церия (в расчете на металл) - 0,20-2,50
Пероксид или гидропероксид - 1,00-11,00
Ароматический углеводород - до 100
В присадке используют соль железа (III) карбоновой C₆-C₈-кислот линейной или разветвленной структуры и соль церия (IV) нафтеновых (нефтяных) кислот.

Пероксиды используют как симметричные, так и смешанные. Пример симметричного пероксида - дитрет.бутилпероксид, диизопропилпероксид, дикумилпероксид, динафтилпероксид и др. Пример смешанного диалкилпероксида - изопропил-н. бутилпероксид, третбутилизопропилпероксид, аллилтрет.бутилпероксид и др.

Ароматический углеводород в составе противодымной присадки согласно настоящему изобретению выполняет функцию растворителя. В качестве растворителя используют: толуол, о-, м- и п-ксилолы, этилбензол, изопропилбензол и другие жидкие углеводороды.

Изобретение поясняется примерами конкретного выполнения, представленными в виде таблицы, в которой примеры 1-4 соответствуют составам противодымной присадки в соответствии с настоящим изобретением, примеры 10,11 (сравнительные) - составы присадок по прототипу [3]. Примеры поясняют изобретение, но не ограничивают объем притязаний.

Как видно из представленных результатов (колонка 6 таблицы), противодымная присадка согласно настоящему изобретению значительно превосходит известную присадку по прототипу. При этом не только в два-три раза увеличена эффективность присадки, т. е. в два-три раза снижена дымность, но и на один-два порядка уменьшен расход металлов, а также токсичность выхлопных газов из-за отсутствия в продуктах сгорания топлива диоксида серы и щелочно-земельных металлов. Это не только приводит к удешевлению топлива с присадкой, но и к значительному улучшению эксплуатации автомобилей за счет снижения выбросов с выхлопными газами.

Производство такой присадки в промышленных условиях не представляет затруднений, так как осуществляется на серийном смесительном оборудовании.

Ее применение также чрезвычайно просто: ее смешивают с топливом перед заливкой в бак или добавляют непосредственно в бак с топливом.

Изобретение относится к топливным добавкам, а более конкретно к противодымным присадкам. Противодымная присадка к топливам на основе карбоксилатов железа и нафтената церия с пониженным содержанием металлов и добавками органических пероксидов или гидропероксидов, использование которой позволяет снизить в два-три раза дымность выхлопных газов; снизить токсичность выхлопных газов из-за отсутствия в продуктах сгорания топлива диоксида серы и щелочно-земельных металлов; значительно улучшить эксплуатацию автомобилей за счет снижения выбросов с выхлопными газами; удешевить топливо с противодымной присадкой ввиду ее пониженной стоимости и малого расхода. 1 табл.

Противодымная присадка к топливам на основе карбоксилата железа, отличающаяся тем, что дополнительно содержит нафтенат церия, пероксид общей формулы
R₁-O-O_R₂,
где R₁ и R₂, одинаковые или различные, алкил, выбранный из группы, включающей н-С₃Н₇, изо-С₃Н₇, н-С₄Н₉, трет-С₄Н₉, аллил, арил, выбранный из группы, включающей нафтил, алкиларил или арилалкил, где алкил или арил имеют указанные значения,
или гидропероксид общей формулы
R₃OOH,
где R₃ трет-С₄Н₉, фенилалкил, где алкил - С₃Н₆, изопропилбензол,
и ароматический углеводород при следующем соотношении компонентов, мас.

Карбоксилат железа (в расчете на металл) 0,35 3,00
Нафтенат церия (в расчете на металл) 0,2 2,5
Пероксид или гидропероксид 1 11
Ароматический углеводород До 100