КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩАЯ ДОБАВКА К АВТОМОБИЛЬНЫМ БЕНЗИНАМ И СПОСОБ ЕЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК C10L1/18 C10L1/22 

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно к составу антидетонационных добавок к автомобильным бензинам, применяемых в двигателях с принудительным воспламенением, и способам приготовления данных добавок.

Антидетонационные свойства автомобильных бензинов характеризуются октановыми числами. Для характеристики бензинов используют октановые числа, определяемые по исследовательскому и моторному методу, при этом октановые числа для бензина Премиум Евро-95 должны соответствовать 95 и 85 пунктам по исследовательскому и моторному методу соответственно, для бензина марки Регуляр Евро-92 должны соответствовать 92 и 83 пунктам по исследовательскому и моторному методу соответственно (ГОСТ Р 51866-2002), а для бензина Нормаль-80 должны соответствовать 80 и 76 пунктам по исследовательскому и моторному методу соответственно (ГОСТ Р 51105-97).

Для улучшения антидетонационных свойств автомобильных бензинов могут быть использованы металлсодержащие присадки на основе соединений свинца, марганца, железа и некоторых других металлов, органические амины, кислородсодержащие органические соединения - оксигенаты или комбинации указанных соединений (Данилов А.М. Применение присадок в топливах. М.: Мир, 2005, 288 с.).

Известны добавки к бензинам, содержащие оксигенаты, ароматический амин и органические соединения марганца, железа, молибдена или лития (Патент РФ 2260034, C10L 1/18, 1/22; Патент РФ 2276683, C10L 1/18, 1/22; Патент РФ 2203927, C10L 1/18). Недостатком добавок, содержащих металлоорганические соединения, является то, что они отрицательно влияют на работу двигателей внутреннего сгорания: повышается износ деталей двигателя, снижается работоспособность свечей зажигания, увеличивается нагар на выпускных клапанах. Кроме того, металлосодержащие присадки отрицательно влияют на экологию и являются сильными токсикантами.

Эффективными присадками к автомобильным бензинам, улучшающими антидетонационные характеристики, уменьшающими содержание вредных веществ в отработанных газах и не оказывающих отрицательного воздействия на двигатели, являются кислородсодержащие соединения - оксигенаты и ароматические амины. Известен целый ряд добавок, содержащих в своем составе различные оксигенаты. Известно использование в качестве высокооктановых добавок к бензинам метилового, этилового, изопропилового, трет-бутилового и трет-амилового спиртов (Патент США 3822119, кл. 44-51), а также добавок к бензину, содержащих алифатические спирты С₃-C₅ и этиловый спирт (Патент США 4541836, C10L 1/18). Однако эффективность добавок, содержащих только алифатические спирты, недостаточно высока.

Повышение эффективности спиртовых добавок к бензинам достигается с использованием смесевых добавок, содержащих наряду со спиртами другие органические соединения.

Известны добавки на основе изопропилового спирта и диизопропилового эфира (Патент РФ 2205202, C10L 1/18) или на основе изопропилового спирта и продуктов его производства, также содержащих диизопропиловый эфир и продукты полимеризации пропилена (Патент РФ 2260033, C10L 1/18).

Известны добавки, содержащие наряду с алифатическими спиртами эфиры алифатических спиртов, в частности метил-трет-бутиловый эфир и/или N-метиланилин (Патент РФ 2139914, C10L 1/18, C10L 1/22; Патент РФ 2128209, C10L 1/02, 10L 1/18). Совместное использование различных оксигенатов позволяет получать добавки с более сильно выраженными антидетонационными свойствами по сравнению с индивидуальными соединениями.

Недостатком известных добавок является то, что хотя их введение в состав автомобильных бензинов и приводит к увеличению октановых чисел, но чувствительность топлив (под чувствительностью понимают разницу в значениях октанового числа по исследовательскому и моторному методу) увеличивается, что затрудняет получение товарных бензинов с заданными значениями октановых чисел по моторному и исследовательскому методу (Забрянский Е.И., Зарубин А.П. Детонационная стойкость и воспламеняемость моторных топлив. М.: Химия, 1974. С.189-192).

Наиболее близкой по технической сущности является добавка к бензину, содержащая октаноповышающий компонент на основе азот- или кислородсодержащего соединения и алифатический спирт, при этом в качестве алифатического спирта используют изопропиловый спирт, а в качестве октаноповышающей добавки - N-метиланилин или метил-трет-бутиловый эфир или диизопропиловый эфир в количестве 1-20 мас.% (Патент РФ 2213126, С10L 1/18, С10L 1/22). Согласно патенту добавка вводится в бензин в количестве 1-15 мас.%.

Недостатком известного способа является то, что при введении ее в топливные композиции с высоким содержанием ароматических и/или олефиновых углеводородов увеличивается чувствительность получаемой композиции (разница между октановыми числами по исследовательскому и моторному методу), что не позволяет получать товарные бензины с необходимыми октановыми характеристиками.

Целью настоящего изобретения является разработка состава антидетонационной добавки к автобензинам и способа ее получения, обеспечивающего получение товарных автобензинов с требуемыми октановыми числами по исследовательскому и моторному методам.

Поставленная цель достигается предлагаемой рецептурой кислородсодержащей добавки и способа ее приготовления путем электромагнитного воздействия на готовую добавку.

Существенным отличительным признаком заявляемого способа является то, что готовая добавка подвергается воздействию электромагнитного поля с энергией 3,0-1,6 эВ в течение 1-10 с.

Для решения поставленной задачи предлагается добавка к автомобильным бензинам, содержащая, мас.%:

Метил-трет-бутиловый эфир - 40,0-95,0

Изопропиловый спирт и/или дизопропиловый эфир - 5,0-60,0

Предложенная добавка готовится смешением компонентов путем циркуляции с последующим электромагнитным воздействием с энергией 3,0-1,6 эВ в течение 1-10 с.

Подобранное соотношение компонентов и способ воздействия на конечную смесь обеспечивает добавке высокие антидетонационные характеристики и необходимую чувствительность при введении добавки в автобензины.

Добавка и способ ее приготовления соответствуют критерию новизны и неочевидности, так как положения изобретения не вытекают из известных технических решений.

Предлагаемая добавка и способ ее приготовления иллюстрируется следующими примерами. Были приготовлены следующие образцы добавок (табл.1).

Таблица 1Образцы добавокКомпонентСостав добавок, мас.%12345678Метил-трет-бутиловый эфир9540505550504040Изопропиловый спирт56050-20-5-Диизопропиловый эфир---530505560

Приготовленные образцы добавок вводили в бензиновые смеси следующего состава, мас.%:

Компонент:Смесь №1Смесь №2Прямогонная бензиновая  фракция НК-180°С4010Бензин каталитического риформинга2060Бензин каталитического крекинга3020Бензин термического крекинга1010Октановое число смеси:  исследовательский метод73,088,1моторный метод66,078,5

Добавка вводится в бензиновые смеси в количестве 3-20 мас.%. Введение добавки в количестве менее 3 мас.% не приводит к значительному изменению октанового числа исходной смеси, а в количествах более 20 мас.% не является целесообразным ввиду незначительного изменения антидетонационных свойств бензинов.

Результаты оценки октановых чисел по исследовательскому и моторному методу и изменению чувствительности бензинов приготовленных бензиновых смесей с присадками, подвергшимися электромагнитному воздействию и без воздействия, приведены в таблицах 2, 3.

Таблица 2Результаты испытания бензиновой смеси №1 с 12 мас.% добавокПоказателиДобавка 1Добавка 2Добавка 3Энергия электромагнитного воздействия, эВ2,0-1,6-3,0-Время воздействия, с4-4-2-Октановое число, исслед. метод80,580,181,080,080,779,5Октановое число, моторный метод76,073,576,774,076,573,5Чувствительность (ОЧ иссл. метод - ОЧ мот. метод)4,56.64,36,04,26,0

Таблица 3Результаты испытания бензиновой смеси №2 с 12 мас.% добавокПоказателиДобавка 4Добавка 5Добавка 6Добавка 7Добавка 8Энергия электромагнитного воздействия, эВ2,0 3,02,51,81,6Время воздействия, с2-15310Октановое число, исслед. метод93,092,292,592,392,092,1Октановое число, моторный метод85,082,584,082,581,083,1Чувствительность (ОЧ иссл. метод - ОЧ мот. метод)8,010,08,59,811,09,0

Положительный эффект от электромагнитного воздействия на добавку при введении ее в углеводородные фракции, содержащие бензины каталитического и термического крекинга и каталитического риформинга (бензины с высоким содержанием олефиновых и ароматических углеводородов), заключается в том, что в ее отсутствие невозможно получить товарные автобензины с одновременным соблюдением требований к октановому числу по исследовательскому и моторному методу, т.е. не соблюдается требование по чувствительности бензинов. А именно: для бензина Нормаль-80 при октановом числе по иссл. методу 80 чувствительность не должна быть более 4 пунктов, т.е. октановое число по моторному методу не должно быть ниже 76 пунктов; для бензина Регуляр Евро-92 при октановом числе 92 чувствительность должна быть не более 9 пунктов.

Приведенные примеры подтверждают, что введение добавки в бензины при заявленном соотношении компонентов и последующем воздействии на готовую присадку электромагнитным излучением в указанном диапазоне длин волн позволяет наиболее эффективно улучшить антидетонационные характеристики товарных автобензинов.

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно к составу и способу приготовления антидетонационных добавок к автомобильным бензинам, которые могут быть использованы в двигателях с принудительным воспламенением. Описана кислородсодержащая добавка к автомобильным бензинам, состоящая из метил-трет-бутилового эфира, изопропилового спирта и/или диизопропилового эфира, содержащая указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%: метил-трет-бутиловый эфир - 40-95, изопропиловый спирт и/или диизопропиловый эфир 5-60. Описан способ приготовления кислородсодержащей добавки к автомобильным бензинам, состоящей из метил-трет-бутилового эфира, изопропилового спирта и/или диизопропилового эфира путем смешения компонентов циркуляцией и последующего воздействия на них электромагнитным полем с энергией 3,0-1,6 эВ в течение 1-10 с. Технический результат указанной добавки и способа ее приготовления заключаются в более высоких антидетонационных характеристиках и меньшей чувствительности при введении добавки в автобензины. 2 н.п.ф-лы, 3 табл.

1. Кислородсодержащая добавка к автомобильным бензинам, состоящая из метил-трет-бутилового эфира, изопропилового спирта и диизопропилового эфира, отличающаяся тем, что она содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%: метил-трет-бутиловый эфир 40-95, изопропиловый спирт и/или диизопропиловый эфир 5-60 и подвергнутые электромагнитному воздействию с энергией 3,0-1,6 эВ в течение 1-10 с.2. Способ приготовления кислородсодержащей добавки к автомобильным бензинам, состоящей из метил-трет-бутилового эфира, изопропилового спирта и диизопропилового эфира по п.1, путем смешения компонентов циркуляцией, отличающийся тем, что полученную смесь подвергают электромагнитному воздействию с энергией 3,0-1,6 эВ в течение 1-10 с.