МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДОБАВКА К ЖИДКИМ ТОПЛИВАМ Российский патент 1998 года по МПК C10L1/18 C10L1/22 

Изобретение относится к области получения высокооктановых жидких топлив за счет использования добавок, регулирующих процесс горения топлив, в частности на основе элементоорганических соединений.

Известно использование в качестве антидетонационной добавки к жидкому топливу, в частности к бензину, циклопетадиенилтрикарбонила марганца (ЦТМ) /"Марганцевые антидетонаторы", Сб, статей, под ред. Несмеянова, 1971, с. 124/.

При добавлении в бензин ЦТМ октановое число топлива повышается всего лишь на 6 единиц, а при его использовании в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) нарушается работа свечей зажигания и требуется частая очистка свечей от нагара. Топливо с указанной добавкой нестабильно, при его хранении в течение 3-4 часов выпадает осадок.

Известно использование в качестве антидетонационной добавки к бензину технического монометиланилина или экстралина. Октановое число топлива при указанной добавке повышается незначительно, на 3-4 единицы. При эксплуатации топлива отмечается смолообразование и загрязнение свечей зажигания ДВС /"Моторные, реактивные и ракетные топлива" под ред. К.К.Папок, 1962, с. 344-350/.

Известно совместное применение некоторых элементоорганических соединений и ароматических аминов, при котором получают синергетический антидетонационный эффект. Так, например, в/пат. Франции N 1255840, C 10 L 1/14, 1961/, отмечено, что в бензинах, содержащих тетраэтилсвинец, с октановым числом более 90 единиц, при совместном присутствии растворов элементоорганических соединений марганца, в том числе ЦТМ, и никеля в монометиланилине наблюдается эффект синергизма. Октановое число таких топлив повышается до 10 единиц.

Однако при горении топлив, содержащих ЦТМ и ароматические амины, наблюдается снижение работоспособности свечей зажигания в ДВС из-за образования мостиков, частично или полностью перекрывающих искровый зазор. Кроме того, под воздействием света в топливе выпадают осадки.

Наиболее близкой к предложению, принятой за прототип, является многофункциональная добавка к жидким топливам, описанная в (RU, 2009176, 1992), циклопентадиенилтрикарбонил марганца, монометиланилин, гексакарбонилмолибден, олеиновую кислоту и, в качестве растворителя, толуол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Циклопентадиенилтрикарбонил марганца - 2,5 - 5,0,
Монометиланилин - 75,3 - 80,6,
Гексакарбонилмолибден - 0,2 - 0,3,
Олеиновая кислота - 0,3 - 0,5,
Толуол - до 100.

При использовании указанной известной композиции многофункциональной добавки октановое число исходного топлива увеличивается на 10-14 единиц, а эффективность работы свечей зажигания в ДВС (определяемая длительностью работы без нагарообразования) увеличивается более, чем в 3 раза. Однако стабильность топлива с указанной известной добавкой в процессе эксплуатации недостаточна высокая и составляет 20-30 часов.

Предложение направлено на создание многофункциональной добавки, позволяющей повысить октановое число исходных жидких топлив и эффективность работы свечей в ДВС, а кроме того обеспечить значительное увеличение стабильности топлива.

Указанная задача решается тем, что многофункциональная добавка к жидким топливам, включающая циклопентадиенилтрикарбонил марганца, дополнительно содержит дегидратированное растительное масло (ДРМ), ионол и ксилидин при следующем соотношении компонентов, мас%:
Циклопентадиенилтрикарбонил марганца - 20,0 - 30,0,
Дегидратирование растительное масло - 2,0 - 4,0,
Ионол - 0,02 - 0,05,
Ксилидин - до 100.

ЦТМ служит в основном для увеличения октанового числа жидкого топлива. Его содержание вне указанных пределов не обеспечивает решения поставленных задач. При содержании ЦТМ ниже 20 мас.% октановое число не увеличивается до требуемого значения, а содержание более 30 мас.% нецелесообразно, т.к. приводит к увеличению нагарообразования и снижению стабильности топлива.

ДРМ и ионол способствует стабилизации и уменьшению нагарообразования на свечах ДВС.

Содержание ДРМ и ионола вне указанных пределов приводит к снижению стабильности топлива.

Ксилидин является растворителем для компонентов добавки и, кроме того, способен увеличивать октановое число жидкого топлива.

Сочетание указанных компонентов определяет синергетический эффект, при котором октановое число исходного топлива увеличивается более, чем на 10 единиц (исследовательский метод-ИМ), эффективность работы свечей в ДВС увеличивается в 3 и более раз, а стабильность топлива достигает 100 и более часов.

Приготовление указанной многофункциональной добавки к жидким топливам осуществляется следующим образом.

В ксилидин при комнатной температуре и перемешивании поочередно добавляют ЦТМ, ДРМ и ионол в указанных выше количествах соотношениях, после чего добавка готова к употреблению.

Ниже в табл. 1 представлены выбранные для испытаний варианты образцов добавок в соответствии с предложением.

Эффективность действия предложенной добавки была проверена на топливе, состоящем из 70 мас.% изооктана и 30 мас.% н гептана, октановое число которого 70 единиц. Эффективность работы свечей зажигания в ДВС при использовании данного топлива принята за единицу.

Добавка вводилась в количестве 2 мл на 1 кг топлива.

Ниже в табл.2 представлены результаты испытаний топлива с образцами предложенной добавки.

Как видно из табл. 2, введение в исходное топливо предложенной многофункциональной добавки увеличило его октановое число на 11-15 единиц (для определения октанового числа использовался исследовательский метод (ИМ). При возможно отказаться от использования высокооктанового бензина, содержащего соединения тетраэтилсвинца (ТЭС), благодаря чему может быть снижена концентрация высокотоксичных веществ, выделяющихся в окружающую среду при сгорании топлива.

Эффективность работы свечей зажигания в ДВС при использовании топлива с предложенной добавкой, как показали испытания, увеличивалась в 3 и более раз.

Указанные показатели оказались практически на том же уровне в сравнении с данными, полученными для топлива с добавлением известной добавки - прототипа.

Многофункциональная добавка к жидким топливам содержит в мас. %: циклопентадиенилтрикарбонил марганца 20,0 - 30,0, дегидратированное растительное масло - 2,0 - 4,0, ионол - 0,02 - 0,05, ксилидин - до 100. При использовании указанной добавки увеличивается октановое число жидких топлив на 11 - 15 единиц, повышается в 3 и более раз эффективность работы свечей зажигания в двигателях внутреннего сгорания, а стабильность топлива возрастает до 100 и более часов. 2 табл.

Многофункциональная добавка к жидким топливам, включающая циклопентадиенилтрикарбонил марганца, отличающаяся тем, что дополнительно содержит дегидратированное растительное масло, ионол и ксилидин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Циклопентадиенилтрикарбонил марганца - 20,0 - 30,0
Дегидратированное растительное масло - 2,0 - 4,0
Ионол - 0,02 - 0,05
Ксилидин - До 100о