МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ УНИВЕРСАЛЬНАЯ ДОБАВКА К БЕНЗИНУ И ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ЕЕ СОДЕРЖАЩАЯ Российский патент 2002 года по МПК C10L1/18 C10L1/22 

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно к составу многофункциональной универсальной добавки и топливной композиции, содержащей эту добавку и предназначенной для использования в двигателях внутреннего сгорания.

Решение экологических проблем усилило интерес к добавкам, повышающим октановое число (ОЧ) бензина и уменьшающим выбросы в окружающую среду с отработанными газами оксидов углерода (СО) и углеводороды.

Эффективными добавками, решающими данные задачи являются кислородосодержащие соединения - оксигенаты, такие как алкильные эфиры, спирты, кетоны.

Эти добавки вводят в базовые топлива вместе с ароматическими углеводородами (заявка ЕПВ 0121089, C 10 L 1/02, 1984).

Известна топливная композиция на основе бензина каталитического реформинга, содержащая до 50 мас.% фракции бензина прямой перегонки и 3-15 мас.% добавки на основе метил-трет-бутилового эфира (ФЭТЕРОЛ) (патент РФ 2092524, C 10 L 1/18, 1997).

Как высокооктановые компоненты бензинов - оксигенаты известны также метиловый или этиловый спирты в смеси с более высокомолекулярными спиртами.

Известна добавка к бензину на основе этилового спирта, содержащая N-метиламин до 16 мас.%, кротоновый альдегид 0,1-10 мас.%, этиловый эфир 0,1-0,8 мас.% (патент РФ 2148077, С 10 L 1/18, 1/22, 1999).

Общими недостатками оксигенатов, входящих в состав добавок к бензинам являются:
- необходимость их добавления в бензин в больших количествах (15-25 мас. % для повышения ОЧ на 6-8 пунктов);
- низкая гидролитическая устойчивость и высокая влагопоглощающая способность оксигенатов, приводящая к сильной электрохимической коррозии тары и двигателей;
- более низкая, чем у бензинов, теплотворная способность и сокращение в связи с этим длины пробега на одной заправке.

Известна добавка к бензину на основе стабилизированного этилового спирта, содержащая N-метиланилин, ферроцен и/или α-гидроксиизопропил-ферроцен (патент РФ 2129141, кл. С 10 L 1/18, 1999).

Недостатками добавки, описанной в этом патенте, являются наличие ферроцена и/или его производного, которые повышают износ деталей двигателя, увеличивают смолообразование и оказывают отрицательное влияние на работу каталитических нейтрализаторов автомобилей.

В настоящее время большой практический интерес в решении экологических проблем и повышении ОЧ проявляется к спиртобензиновым топливным композициям, обладающим высоким октановым числом и уменьшающим выбросы вредных веществ в окружающую атмосферу.

Однако автомобильные бензины, содержащие до 15 мас.% спирта, обладают недостаточными эксплуатационными свойствами: низкой стабильностью при хранении при попадании из окружающей среды воды.

Контакт с водой вызывает расслаивание топливной смеси и образование двухфазной системы: органической и водной. Разделение топливной композиции на бензиновый и водно-спиртовой слои затрудняет работу двигателей внутреннего сгорания - глохнет двигатель, замерзают топливные баки.

Для устранения данного недостатка осуществляют удаление воды из бензиноспиртовых смесей или используют различные сорастворители и стабилизаторы.

Известна добавка к моторному топливу, содержащая, мас.%: этиловый спирт 1-12, алифатические спирты С₃-C₅ 0,3-40 (патент США 4541836, C 10 L 1/18, 1985), а также топливная композиция, содержащая бензин, этиловый спирт и алкилацетат с алкильными радикалами C₁-C₆ линейного или разветвленного строения (патент США 4394133, кл. C 10 L 1/18, 1983).

Однако такое топливо не обладает достаточно высокими антидетонационными свойствами и низкой температурой помутнения.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является многофункциональная добавка к бензинам на основе этилового спирта, содержащая N-метиланилин, моющую присадку на основе амида и стабилизатор в виде смеси алифатических спиртов С₃-C₅ в установленном соотношении (евразийский патент 000882, кл. C 10 L 1/18, 2000).

Недостатками добавки, описанной в данном патенте является присутствие в ней большого количества компонентов, что затрудняет процесс ее приготовления, необходимость введения данной добавки в большом количестве (от 2 до 15 мас. %), что не позволяет использовать ее для удобства потребителя в мелкой расфасовке и реализовывать через торговую сеть, обязательное присутствие этилового спирта в ее составе, что не позволяет для улучшения моющих свойств использовать наиболее эффективную многофункциональную присадку Керопур, представляющую собой смесь аминов и минеральных масел, не растворяющуюся в этиловом спирте.

Известна топливная композиция, содержащая данную добавку в количестве от 2 до 15 мас.% (евразийский патент 000882, кл. C 10 L 1/18, 2000). Введение в топливную композицию добавки, содержащей большое количество компонентов и большом объемном количестве по массовой доли (2-15 мас.%), удорожает топливную композицию, а обязательное присутствие спирта не обеспечивает последней необходимую стабильность в присутствии воды при повышенной влажности бензина.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков путем создания многофункциональной с меньшим количеством компонентов универсальной добавки к бензиновым смесям, как содержащим, так и не содержащим в своем составе этилового спирта, введением ее в состав бензиновых смесей в количестве, в 3-5 раз меньшем по массовой доле, и с возможностью применения более эффективной многофункциональной присадки Керопур (смесь аминов и минеральных масел).

Для повышения моющих и защитных свойств композиции, химической и коллоидной стабильности предлагаемый состав добавки позволяет вводить наиболее эффективную в настоящее время многофункциональную присадку КЕРОПУР марки ES 3401 в количестве от 1,0 до 4,0 мас.%.

Приготовление предлагаемой добавки и композиции, ее содержащей, осуществляется смешением компонентов при перемешивании на стандартном оборудовании.

Основными исходными компонентами для приготовления композиции являются продукты промышленного производства, которые выпускаются по соответствующим ТУ и ГОСТам.:
смесь товарных бензинов АИ-80 (А-76) и АИ-92 (АИ-(91), октановое число бензиновой базы по исследовательскому методу составляло 88,5 ед.;
этиловый спирт, выпускаемый промышленностью по ТУ 387.402-62-117-98;
углеводородная фракция с Т_кип. 145-200^oС (керосиновая фракция);
алифатические спирты С₃-С₈ (ГОСТ 9805 или ГОСТ 9536);
N-метиланилин (ТУ 2471-269-00204168-96);
АРКВАД 2С-75 (дикокодиметиламмоний хлорид (75%) /2-пропанол (15%)) - шифр продукта 570101 ICS409, выпускается и поставляется в Россию фирмой Akzo Nobel Chemicals-Deventer (Нидерланды) и представляет собой жидкость желтого цвета, имеет вязкость при 25^oС 120 мПа, плотность 880 кг/м³ при 20^oС, температуру кипения 80^oС, рН 6-9, продукт соответствует требованиям директив ЕС.

Керопур (KEROPUR ES 3401) - смесь аминов со специальными минеральными маслами, имеет плотность при 15^oС 0,86 г/см³ по ASTM D 4052, вязкость при 20^oС 160 мм²/с по ASTM D 445, точку застывания ниже -20^oС по ASTM D 97, температуру вспышки 61^oС по DIN 51 755. Комбинация специальных минеральных масел используется в Керопур ES 3401 в качестве разбавителя.

В табл. 1 и 2 приведены составы заявляемой добавки и бензиновых смесей с присутствием этилового спирта и без него.

В табл. 3 даны составы топливной композиции, в табл. 4 представлены результаты испытаний топливных композиций составов, представленных в табл. 3. Испытания были проведены по "Комплексу методов квалификационной оценки" и по ГОСТ 2084-72.

Данные, приведенные в табл. 4, подтверждают, что применение в составе АРКВАДа, взятого в установленных количественных соотношениях, позволяет снизить температуру помутнения до -35^oС с одновременным повышением ОЧ до 95,5 и выше, улучшить моющие, антидетонационные и экологические свойства топливных композиций.

Предлагаемая добавка стабилизирует бензиновые топлива в присутствии и в отсутствии в их составе этилового спирта и даже при увлажненных бензиновых фракциях с содержанием в них до 0,3 мас.% воды, что делает данную добавку универсальной и обеспечивает при ее использовании расширение объема применения бензиновых топлив, включая спиртосодержащие, в качестве автомобильного моторного топлива.

Изобретение относится к производству топлив для двигателей внутреннего сгорания. Многофункциональная универсальная добавка содержит алифатические спирты с алкильными радикалами С₃-С₈ - 25-60%, N-метиланилин - до 45%; АРКВАД (дикокодиметиламмоний хлорид (75%)/2-пропанол (15%)) - 0,1-0,4%. Топливная композиция содержит: этанол - до 10%, воду - 0,1-0,3%, добавку - 1,0-3,0%, остальное - бензин. Добавка стабилизирует топлива даже при увлажненных бензиновых фракциях. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Многофункциональная универсальная добавка к бензиновым смесям, включающая алифатические спирты С₃-С₈, N-метиланилин, дикокодиметиламмоний хлорид (75%)/2-пропанол (15%) (АРКВАД 2С-75) и в качестве основы углеводородную фракцию, выкипающую в интервале 145-200^oС, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
N-метиланилин - До 45,00
АРКВАД 2С-75 - 0,1-0,4
Алифатические спирты С₃-С₈ - 25,0-60,0
Углеводородная фракция - До 100
2. Добавка по п. 1, содержащая многофункциональную присадку Керопур в количестве 1-4 мас. %. 3. Топливная композиция на основе бензиновых смесей, содержащая многофункциональную универсальную добавку по пп. 1 и 2, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Вода - 0,1-0,3
Добавка по пп. 1 и 2 - 1,0-3,0
Бензин - До 100
4. Топливная композиция по п. 3, дополнительно содержащая этанол в количестве до 10 мас. %.