ДОБАВКА К БЕНЗИНУ Российский патент 2008 года по МПК C10L1/18 

Настоящее изобретение относится к области нефтепереработки и автомобильной промышленности, конкретно к составу добавки к бензину, предназначенному для использования в двигателях внутреннего сгорания.

Эффективными добавками к бензинам, повышающими октановое число и уменьшающими содержание вредных веществ в отработавших газах, являются кислородсодержащие соединения. Наибольший практический интерес представляют добавки на основе этилового спирта.

Однако при добавлении к автомобильному бензину этилового спирта основным недостатком таких бензоспиртовых смесей является фазовая нестабильность, то есть расслоение при низких температурах.

Известно, что для предотвращения расслоения фаз углеводородов и этилового спирта в топливно-этанольных смесях используют различные сорастворители.

Так, известна добавка к автомобильным бензинам на основе этилового спирта, содержащая алкилацетат с алкильными радикалами C₁-С₃ линейного или разветвленного строения. При добавлении этой добавки к бензину улучшается его стабильность.

(Патент США №4394133, С10L 1/18, 1983 г.)

Известна также добавка к моторному топливу, содержащая этиловый спирт и сорастворитель, представляющий собой высшие алифатические спирты С₃-С₅.

(Патент США №4541836, С10L 1/18, 1980 г.)

Недостатком топливных композиций, содержащих эти добавки является то, что они обладают коррозионной агрессивностью к металлам.

Известна добавка к бензину на основе этилового спирта, содержащая сорастворитель в количестве 8-80 мас.%. В качестве сорастворителя используют так называемую эфироальдегидную фракцию, являющуюся отходом гидролизного производства этилового спирта из древесного сырья.

(Патент РФ №2068871, C10L 1/18, 1996 г.)

Недостатком добавки является то, что она недостаточно эффективно повышает октановое число бензина, обеспечивает недостаточную фазовую стабильность при низких температурах.

Известна также добавка к автомобильному бензину на основе этилового спирта, включающая сорастворитель, выполняющий роль стабилизатора, представляющий собой вещество, выбранное из группы: изопропанол, изобутанол, побочный продукт производства бутиловых спиртов, сивушное масло или их смесь. Кроме этого, добавка содержит ингибитор коррозии и метанол или метанольно-эфирную фракцию.

(Патент РФ №2307151, C10L 1/223, 2007 г.)

Недостатком добавки является низкие антиокислительные свойства. Наиболее близкой к заявляемой по составу компонентов является добавка к бензинам на основе этилового спирта, содержащая в мас.%: 6,0-12,0 N-метиланилина, 0,5-1,5 - моющей присадки на основе амида, 0,2-20,0 - сорастворителя, представляющего собой алифатические спирты С₃-С₅ или их смеси. Причем добавка может содержать от 0,01 до 0,1 мас.%: антиоксиданта. В качестве антиоксиданта используют 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол или раствор экранированных фенолов в толуоле.

(Евразийский патент №000882, С10L 1/18, 1/22, 2000 г.)

Однако недостатком этой добавки являются недостаточно высокие антидетонационные свойства, а также наличие в составе добавки N-метиланилина, который, как известно, обладает агрессивностью в отношении резин и низкой химической стабильностью, особенно в присутствии низших спиртов, что приводит к образованию отложений на элементах двигателей.

Задачей изобретения является разработка добавки к бензину на базе кислородсодержащих соединений, обладающей повышенными антидетонационными свойствами, обеспечивающей улучшенную стабильность при длительном хранении и улучшенные экологические характеристики бензинов, содержащих эту добавку.

Для решения поставленной задачи предлагается добавка к бензину на основе этилового спирта, содержащая сорастворитель, антиоксидант, фурфуриловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сорастворитель1,0-20,0Антиоксидант0,01-1,0Фурфуриловый спирт1,0-5,0Этиловый спиртдо 100

Причем добавка содержит сорастворитель, выбранный из группы: метилацетат, этилацетат, эфироальдегидная фракция, сивушное масло или их смесь. Предпочтительно добавка содержит эфироальдегидную фракцию, выкипающую в интервале 74-124°С. В качестве антиоксиданта добавка содержит экранированные фенолы или бис-фенолы.

Отличия заявляемого технического решения состоят в том, что добавка дополнительно содержит фурфуриловый спирт, а также в соотношении компонентов.

Проведенный анализ известных технических решений показал, что предлагаемая совокупность компонентов является новой, так как фурфуриловый спирт в качестве октаноповышающего оксигената в составе добавки к бензину предлагается использовать впервые.

Совместное использование в составе добавки этилового спирта, фурфурилового спирта и сорастворителя, предпочтительно, эфироальдегидной фракции, выкипающей в интервале 74-124°С, позволяет значительно повысить антидетонационные свойства добавки.

Предлагаемая добавка при использовании ее в составе автомобильных бензинов обеспечивает им высокие антидетонационные свойства, высокую фазовую стабильность при низких температурах при длительном хранении, а также улучшенные экологические характеристики.

Предлагаемую добавку готовят смешением компонентов по безотходной технологии с использованием доступных продуктов промышленного производства.

Ниже приведены характеристики компонентов, используемых для приготовления образцов предлагаемой добавки.

В качестве этилового спирта используют технический ректификованный этиловый спирт, произведенный по ГОСТ 18300-87.

Масло сивушное является побочным продуктом ректификации этилового спирта, выпускается по ГОСТ 17071-91 и представляет собой смесь спиртов: амиловых, изобутилового, н-пропилового и этилового. Кроме того, масло сивушное содержит незначительное количество других органических соединений.

Эфироальдегидная фракция с пределами выкипания 74-124°С получена из головной фракции эфирной колонны производства этилового спирта из растительного сырья, которую сначала подвергают обезвоживанию, а затем фракционированию при атмосферном давлении.

Фурфуриловый спирт имеет степень чистоты 98,5%.

Этилацетат является продуктом промышленного производства, при использовании в составе добавки специально приготовленного метилацетата достигается аналогичный результат.

В качестве антиоксиданта в состав образцов добавки вводили 2,6-дитрет-бутил 4-метилфенол (ионол), но могут быть использованы и другие известные антиоксиданты фенольного типа.

Для иллюстрации существа заявленного технического решения было приготовлено 8 образцов добавки.

Предлагаемая добавка вводится в состав бензинов в количестве до 10 мас.%.

Приготовленные образцы добавки были испытаны в составе базового бензина, представляющего собой смесь высокооктанового компонента - риформата установки каталитического риформинга с октановым числом 85 пунктов по моторному методу, выкипающего в пределах 86-180°С, и прямогонной бензиновой фракции установки атмосферно-вакуумной перегонки с октановым числом 56,7 пунктов и температурными пределами выкипания 40-178°С. Ферганского НПЗ. Базовый бензин имел октановое число по моторному методу, равное 72,6 пунктов.

Антидетонационные свойства оценивали по ГОСТ 511-82 на установке УИТ-85.

Фазовую стабильность оценивали значениями температуры помутнения по ГОСТ 5066-56.

Состав образцов и результаты испытаний приведены в таблице.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что использование эфироальдегидной фракции, выкипающей в интервале 74-124°С, обуславливает более высокие приросты октанового числа, чем исходная ЭАФ.

Использование предлагаемой добавки позволит получить бензины с повышенными антидетонационными свойствами и улучшенными экологическими характеристиками за счет снижения вредных выбросов в атмосферу с отработавшими газами, например, для СО на 30% и более, а также снижения содержания ароматических углеводородов с 49,2% масс. до 42 мас.% и бензола с 4,2 до 3,5 мас.%. Значения температуры помутнения, определенные для всех образцов, свидетельствуют о высокой фазовой стабильности бензинов, содержащих предлагаемую добавку.

Использование: в области нефтепереработки и автомобильной промышленности. Сущность: добавка к бензину содержит в мас.%: сорастворитель 1-20, антиоксидант 0,01-1,0, фурфуриловый спирт 1-5, этиловый спирт до 100. Предпочтительно, добавка содержит сорастворитель, выбранный из группы: метилацетат, этилацетат, эфироальдегидная фракция, сивушное масло или их смесь. Добавка может содержать эфироальдегидную фракцию, выкипающую в интервале 74-124°С. В качестве антиоксиданта добавка содержит экранированные фенолы или бис-фенолы. Технический результат - повышение антидетонационных свойств бензинов, обеспечение высокой фазовой стабильности, улучшение экологических характеристик за счет снижения вредных выбросов в атмосферу с отработавшими газами. 3 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Добавка к бензину на основе этилового спирта, содержащая сорастворитель и антиоксидант, отличающаяся тем, что дополнительно содержит фурфуриловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сорастворитель1,0-20,0антиоксидант0,01-1,0фурфуриловый спирт1,0-5,0этиловый спиртдо 100