КОМПОЗИЦИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА Российский патент 1998 года по МПК C10L1/18 

Изобретение относится к углеводородным топливам, используемым в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания (ДВС), и может найти применение в любой отрасли народного хозяйства, где используются автомобильные бензины, предпочтительно в районах добычи и переработки нефти, газа и угля.

В настоящее время в связи с высокими ценами на энергоносители и чистые органические продукты, используемые в качестве высокооктановых добавок и низкооктановым бензинам, весьма актуальна разработка композиций углеводородных топлив из дешевых и недефицитных компонентов.

Известны композиции углеводородного топлива на основе бензинов с добавлением органических присадок различного назначения (З.А.Саблина, А.А.Гуреев. Присадки к моторным топливам. Т.: Химия, 1977). Композиции с высоким октановым числом получали при смешении авиационного бензина со смесью ароматических аминов под названием "Экстралин" (там же, с. 40). Недостатком этой композиции является необходимость использования дорогостоящих, дефицитных компонентов, что резко повышает ее себестоимость и препятствует широкому промышленному использованию.

Наиболее близкой к предлагаемой композиции по составу и свойствам является композиция углеводородного топлива для карбюраторного двигателя. мас.%:
Автомобильный бензин с октановым числом - 76-46
Стабильный газовый бензин - 46
Метил-трет-бутиловый эфир - 8
Недостатками этой композиции являются необходимость введения дефицитного на Украине автомобильного бензина А-76 и не менее дефицитного и дорогостоящего органического высоковольтного компонента метил-трет-бутилового эфира, причем в большом количестве, что повышает себестоимость композиции и препятствует широкому использованию данного решения на Украине.

Задачей изобретения является разработка состава композиции углеводородного топлива, в который введены недефицитные и недорогие компоненты, и за счет этого снижается себестоимость композиции при ее высоких физико-химических и эксплуатационных свойствах.

Поставленная задача достигается тем, что композиция углеводородного топлива на основе низкооктанового бензина и кислородсодержащего компонента, в качестве последнего включает продукт дистилляции смеси головной фракции этилового спирта, выкипающей в интервале температур 78,0-79,0^oC, и сивушного масла, выкипающего в интервале температур 95-102^oC, взятых в соотношении 1: (0,8-1,3), и введен в количестве 10-14 масс.%.

Отличительные признаки предлагаемого решения обеспечивают следующую причинно-следственную связь с достигаемым техническим результатом:
- отбор головной фракции в заданном интервале температур способствует наибольшей концентрации в ней сложных эфиров и высших спиртов, которые при последующем введении в композицию обеспечивают повышение октанового числа низкосортных бензинов;
- отбор сивушного масла в строго заданном интервале температур приводит к повышению содержания во фракции собственно сивушного масла при высоких эксплуатационных характеристиках, о чем свидетельствуют показатели цветности и преломления;
- дистилляция смеси позволяет предотвратить попадание в добавку непредельных соединений и соединений с повышенной кислотностью, а следовательно исключает образование в композиции смол и уменьшает ее кислотность;
- смешение указанных фракций в заданном соотношении и введение их в низкооктановые бензины в определенном количестве позволяет получить устойчивую, нерасслаивающуюся во времени композицию с высокими эксплуатационными свойствами.

Таким образом, каждый из признаков способствует, а вся совокупность обеспечивает достижение поставленной задачи.

Исходными компонентами предлагаемой композиции были:
- низкооктановые бензины (нефтяной ТУ 301-03-004-89 или газоконденсатный ТУ 39-1340-89);
- головная фракция этилового спирта (ТУ 10-0334797-10-91), выкипающая в интервале температур (78-79)^oC;
- сивушное масло (ГОСТ 17071-91), выкипающие в интервале температур 95-102^oC.

Головная фракция этилового спирта и сивушное масло являются отходами производства этилового спирта.

Пример осуществления способа. В круглодонную колбу емкостью 250 мл, снабженную мешалкой со скоростью 150 об/мин, в заданном соотношении вводят головную фракцию и сивушное масло и перемешивают в течение 5 мин.

Полученную смесь подвергают дистилляции (дистилляцию осуществляли в интервале температур 90-130^oC) и в необходимом количестве вводят в низкооктановый бензин в колбе объемом 2 л, снабженной мешалкой, и перемешивают в течение 10 мин со скоростью 200 об/мин.

Полученную композицию анализируют на соответствие показателям ГОСТ 2084-77.

Первоначально были проведены экспериментально по обоснованию правомерности выбора температурного интервала кипения головной фракции этилового спирта.

Полученные результаты приведены в табл. 1.

Как видно из приведенных в табл. 1 данных, оптимальной температурой выкипания головной фракции является 78-79^oC, уменьшение нижней температуры отбора приводит к сильному обводнению головной фракции при незначительном содержании сложных эфиров и альдегидов, увеличение верхней температуры отбора приводит к незначительному снижению содержания воды и резкому уменьшению содержания сложных эфиров. Наибольшее количество сложных эфиров и альдегидов концентрируется при отборе фракции, выкипающей в интервале 78-79^oC.

Далее были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона изменения температурного интервала выкипания сивушного масла.

Результаты представлены в табл. 2.

Как видно из приведенных данных оптимальной температурой выкипания сивушного масла является 95-102^oC. Снижение температуры приводит к ухудшению внешнего вида и содержанию сивушных масел, увеличение температуры ухудшает цветность, повышает показатель преломления, а следовательно снижает и эксплуатационные свойства композиций углеводородного топлива на основе низкооктановых бензинов.

Были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона изменения соотношения в кислородсодержащем компоненте головной фракции и сивушного масла после введения этого компонента в низкооктановый газоконденсатный бензин.

Полученные результаты приведены в табл. 3.

Как видно из приведенных в табл. 3 данных, оптимальным соотношением головной фракции и сивушного масла является 1:(0,8-1,3), при снижении соотношения в сторону уменьшения содержания сивушного масла наблюдается резкое расслоение добавки в смеси с бензином. При этом наблюдается и повышение помутнения смеси при температуре 8^oC. Повышение в смеси доли сивушного масла также не позволяет получить устойчивую к расслоению композицию, т.е. ухудшает ее эксплуатационные свойства.

Были также проведены эксперименты по основанию правомерности выбора диапазона изменения в композиции кислородсодержащего компонента - продукта дистилляции смеси головной фракции этилового спирта и сивушного масла.

Результаты представлены в табл. 4.

Как видно из приведенных в табл. 4 данных, оптимальным содержанием кислородсодержащей добавки к низкосортным бензинам является 10-14,0 мас.%. Уменьшение содержания добавки до 8,0 об.% приводит к снижению октанового числа, увеличение содержания экономически неоправданно.

В табл. 5 приведено сопоставление физико-химических свойств разработанной и известной композиций.

Анализ табл. 5 свидетельствует о том, что предлагаемая композиция по физико-химическим свойствам не уступает известной, но в состав первой входят более дешевые низкооктановые бензины и дешевый кислородсодержащий компонент на базе отходов производства.

Таким образом, предлагаемая композиция имеет более низкую себестоимость при высоких физико-химических свойствах.

Изобретение относится к углеводородным топливам, используемым в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Композиция включает низкооктановый бензин и кислородсодержащий компонент в виде продукта дистилляции смеси головной фракции этилового спирта и сивушного масла в определенном соотношении. Композиция имеет низкую себестоимость и высокие физико-химические и эксплуатационные свойства. 5 табл.

Композиция углеводородного топлива на основе низкооктанового бензина с добавлением кислородсодержащего компонента, отличающаяся тем, что в качестве кислородсодержащего компонента содержит продукт дистилляции смеси головной фракции этилового спирта, выкипающей в интервале температур 78-79^oС, и сивушного масла, выкипающего в интервале температур 95-102^oС, взятых в соотношении 1:(0,8-1,3), и введенный в количестве 10-14 мас.%.