ПРИСАДКА К УГЛЕВОДОРОДНОМУ ТОПЛИВУ Российский патент 2000 года по МПК C10L1/18 

Изобретение относится к нефтехимии, в частности, к антидетонационным присадкам для топлив, применяемых в двигателях внутреннего сгорания.

В настоящее время для повышения октанового числа бензинов применяют присадки на основе тетраметилсвинца (ТМС) и тетраэтилсвинца (ТЭС) [М.О. Лернер. Xимические регуляторы горения моторных топлив. - М.: Химия, 1979 г. - 224 с. ].

Недостатком известных присадок являются чрезвычайно вредное влияние на окружающую среду в результате выброса в атмосферу с выхлопными газами токсичных соединений свинца [А.М. Данилов. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. - М.: Химия, 1996 г. - 232 с.].

Известно, что малотоксичные соединения щелочных металлов обладают антидетонационным действием [Патент США N 3770397, 06.11.1973, МПК C 10 L 1/22, НКИ 044/424, 044/075, 044/072, 252/386; Патент США N 3771979, 13.11.1973, МПК C 20 L 1/22, НКИ 044/387, 044/071, 044/075, 252/386], но их ограниченная растворимость в углеводородной среде является значительным препятствием на пути применения в составе присадок.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является присадка к углеводородному топливу на основе щелочнометаллических солей диалкиламиноалкилфенолов [Патент США N 3770397, 06.11.1973, МПК C 10 L 1/22, НКИ 044/0424, 044/075, 044/072, 252/386], например литиевая соль 2-диметиламинометил-4-крезола:

Задачей изобретения является создание более эффективной антидетонационной присадки.

Техническая задача решается тем, что присадка к углеводородному топливу содержит в качестве органической соли щелочного металла соль формулы (CH₃)(C₄Н₉)(C_aH_2a+1)C-COOM, где а = 1-6; или формулы C_bН_2b+1-COOM, где b = 3-17; или формулы (R)Ar(X)-COOM, где Ar = бензольное ядро, R = Н или алкоксильный радикал с числом углеродных атомов от 3 до 12, присоединенный к бензольному ядру в пара-положении к карбоксильной группе, или алкильный радикал с числом углеродных атомов от 15 до 25, присоединенный к бензольному ядру в орто-попожении к карбоксильной группе, Х = Н или ОН, присоединенный к бензольному ядру в орто-положении к карбоксильной группе; или формулы (R')Ar'-OM, где Ar'= бензольное ядро, R'= Н, или метил, или изононил, или трет-бутил, присоединенные к бензольному ядру в пара-положении к кислороду, М = Li, или Na, или К во всех случаях, и дополнительно содержит полиэтиленгликолевый эфир формулы R''-(OCH₂CH₂)_nOH, где R'' = изононилфенил или алкил с числом углеродных атомов 12-14, n=4-12; или циклические полиэтиленгликолевые эфиры формулы или формул и (ОАг''OCH₂CH₂OCH₂CH₂)₂,
где Ar''= бензольное ядро, к которому атомы кислорода присоединены в орто-положении друг к другу, при следующем соотношении компонентов, масс.%:
органическая соль щелочного металла - 10 - 90;
полиэтиленгликолевый эфир - 10-90.

Решение технической задачи позволяет получить высокоэффективные антидетонационные присадки.

В качестве соли щелочного металла формулы (CH₃)(C₄H₉)(C_aН_2a+1)C-COOM, где а = 1-6, применяются соли, образованные из щелочного металла и смеси высших изомерных карбоновых кислот (выпускаются по ТУ 6-01-002033312-150-93) с общей химической структурой:
a=1-6 (I)
В качестве соли щелочного металла формулы C_bH_2b+1-COOM, где b=3-17, применяются соли, образованные из щелочного металла и синтетических жирных кислот (выпускаются по ГОСТ 23239) общей структуры:
n-C_bH_2b+1-COOM b=3-17 (II)
В качестве соли формулы (R)Ar(X)-COOM, где Ar=бензольное ядро, R=H или алкоксильный радикал с числом углеродных атомов от 3 до 12, присоединенный к бензольному ядру в пара-положении к карбоксильной группе, или алкильный радикал с числом углеродных атомов от 15 до 25, присоединенный к бензольному ядру в орто-положении к карбоксильной группе, X=H или OH, присоединенный к бензольному ядру в орто-положении к карбоксильной группе применяются соединения следующих химических структур:
(III)
L=3-12 (IV)
m=15-25 (V)
В качестве солей формулы (R')Ar'-OM, где Ar'=бензольное ядро, R'=H, или метил, или изононил, или трет-бутил, присоединенные к бензольному ядру в пара-положении к кислороду, применяются соединения следующих структур:
(VI)
(VII)
(VIII)
(IX)
(X)
В качестве полиэтиленгликолевого эфира формулы R''- (OCH₂CH₂)_nOH, где R'' = изононилфенил или алкил с числом углеродных атомов 12-14, n = 4-12, служат продукты оксиэтилирования изононилфенола (выпускаются по ТУ 2483-077-05766801-98) химической структуры:
(XI)
а также продукты оксиэтилирования синтетических жирных спиртов фракции C₁₂-C₁₄ (выпускаются по ТУ 38.5901268-90), со структурой:
R-(OCH₂CH₂)_nOH R=алкил C₁₂-C₁₄ (XII)
в качестве циклических эфиров формулы или формул и (ОАг''OCH₂CH₂OCH₂CH₂)₂,
где Ar'' = бензольное ядро, к которому атомы кислорода присоединены в орто-положении друг к другу, применяются краун- эфиры следующих структур:
(XIII)
(XIV)
(XV)
Решение технической задачи позволяет увеличить антидетонационную эффективность присадки к углеводородному топливу на основе щелочных металлов.

Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного выполнения, отраженные в таблице. Присадки готовятся простым смешиванием двух компонентов. Для определения эффективности присадки они растворялись в концентрации 0,1 мас.% в углеводородном топливе, представляющем собой смесь изооктана и н-гептана (90:10). Затем определялось октановое число полученной композиции исследовательским методом по ГОСТ 8226 на стандартной установке УИТ-85. За антидетонационную эффективность принималось повышение октанового числа углеводородного топлива с присадкой по сравнению с несодержащей присадку смесью.

В таблице приведен массовый процентный состав приготовленных присадок. Приготовлены присадки в пределах заявляемых количественных соотношений (примеры 1 - 3). Примеры 14 - 20 иллюстрируют антидетонационную активность соли щелочного металла со всеми применяемыми полиэтиленгликолевыми эфирами. Как видно из примеров конкретного исполнения, заявляемые присадки на уровне прототипа (пример 25) или превосходят его по своему антидетонационному действию мксимально в 3.89 раз.

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к антидетонационным присадкам для топлив, применяемых в двигателях внутреннего сгорания. Присадка содержит 10-90% соли формулы (CH₃) (C₄H₉)(C_aH_2a+1)C-COOM, где a = 1-6, или формулы C_bH_2b+1-COOM, где b = 3-17, или формулы (R)Ar(X)-COOM, где Ar - бензольное ядро, R - H или алкоксильный радикал с числом углеродных атомов 3 - 12, присоединенный к бензольному ядру в пара-положении к карбоксильной группе, или алкильный радикал с числом углеродных атомов 15 - 25, присоединенный к бензольному ядру в орто-положении к карбоксильной группе, X - H или OH, присоединенный к бензольному ядру в орто-положении к карбоксильной группе, или формулы (R')Ar'-OM, где Ar - бензольное ядро, R' - H, или метил, или изононил, или трет-бутил, присоединенные к бензольному ядру в пара-положении к кислороду, M - Li, или Na, или K во всех случаях и дополнительно содержит 10-90% полиэтиленгликолевого эфира формулы R''-(OCH₂CH₂)₂OH, где R'' - изононилфенил или алкил с числом углеродных атомов 12 - 14, n = 4 - 12, или циклический полиэфир формулы или формул и (OAr''OCH₂CH₂OCH₂CH₂)₂, где Ar'' - бензольное ядро, к которому атомы кислорода присоединены в орто-положении друг к другу. Качество присадки на уровне прототипа или превосходит его по своему антидетонационному действию максимально в 3,89 раз. 1 табл.

Присадка к углеводородному топливу, содержащая органическую соль щелочного металла, отличающаяся тем, что в качестве органической соли щелочного металла она содержит соль формулы
(CH₃)(C₄H₉)(C_aH_2a+1)C-COOM,
где a = 1 - 6,
или формулы
C_bH_2b+1-COOM,
где b = 3 - 17,
или формулы
(R)Ar(X)-COOM,
где Ar - бензольное ядро;
R - H или алкоксильный радикал с числом углеродных атомов 3 - 12, присоединенный к бензольному ядру в пара-положении к карбоксильной группе, или алкильный радикал с числом углеродных атомов 15 - 25, присоединенный к бензольному ядру в орто-положении к карбоксильной группе;
X - H или OH, присоединенный к бензольному ядру в орто-положении к карбоксильной группе;
или формулы
(R')Ar'-OM,
где Ar' - бензольное ядро;
R' - H, или метил, или изононил, или трет-бутил, присоединенные к бензольному ядру в пара-положении к кислороду;
M = Li, или Na, или K во всех случаях,
и дополнительно содержит полиэтиленгликолевый эфир формулы
R''-(OCH₂CH₂)_nOH,
где R'' - изононилфенил или алкил с числом углеродных атомов 12 - 14;
n = 4 - 12;
или циклический полиэфир формулы

или формул

и
(OAr''OCH₂CH₂OCH₂CH₂)₂,
где Ar'' - бензольное ядро, к которому атомы кислорода присоединены в орто-положении друг к другу,
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Органическая соль щелочного металла - 10 - 90
Полиэтиленгликолевый эфир - 10 - 90