ПРИСАДКА К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ, ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО Российский патент 2010 года по МПК C10L1/10 C10L1/22 

Настоящее изобретение относится к области нефте- и газохимии, конкретно к составу присадки к дизельному топливу и дизельному топливу нефтяного (ДТ) или газоконденсатного происхождения (ГКДТ), содержащему эту присадку.

Известны депрессорные присадки, улучшающие низкотемпературные свойства ДТ, на основе полимеров этилена, сополимеров этилена с винилацетатом или алкилметакрилатов, где алкил содержит 6-16 атомов углерода. (Патент США №4175926, С10L 1/18, 1979 г.)

Известна депрессорная присадка к ДТ, содержащая сополимер на основе этилена с молекулярной массой 3.000-7.000 и амид янтарной кислоты. (Заявка Японии №59-8790, С10L 1/22, 1984 г.)

Однако эти присадки недостаточно эффективны в ДТ, используемых в зимних условиях Крайнего Севера. Кроме того, они не улучшают пусковых свойств ДТ при низких температурах.

Известна присадка к ДТ, содержащая 3-24% сополимера этилена с винилацетатом с молекулярной массой 800-120.000; 4-41% алкилнитрата с числом углеродных атомов в алкильной группе 4-16; 2-12% алифатических спиртов C₁-C₄ и 12-91% ароматического растворителя с температурой кипения 135-288°C.

Там же указано, что присадка вводится в ДТ, полученные из соответствующих фракций продуктов переработки нефти, сланцев и битумных песков. (Патент США №4365973, С10L 1/22, 1982 г.)

Известна присадка к ДТ, содержащая в % мас.:

Оксипропилированный жирный спирт   C₆-C₁₆ с молекулярной массой 300-2.000 5-15 Сульфонат щелочноземельного металла 5-15 Сополимер фракции алкилметакрилатов   C₈-C₂₄ с винилацетатом с молекулярной   массой 1.000-10.000 10-25 Алкил(C₃-C₁₈)нитрат до 100

(Патент РФ №2057790, С10L 1/18, 1/22, 1996 г.)

Недостаточно высокая депрессорная способность этих присадок ограничивает их применение в составе ДТ, например в ГКДТ расширенного фракционного состава.

Известна также присадка к ДТ, содержащая в % мас.:

Сополимер высших эфиров C₈-C₂₄ акриловой или   метакриловой кислоты с этиленненасыщенным   мономером до 90 Сульфонат щелочноземельного металла не более 10 Сополимер этилена с альфа-олефинами   молекулярной массы   1.000-20.000 до 100

Дополнительно присадка содержит алкил(C₃-C₁₈)нитрат в количестве 1-30% мас.

Там же описано ДТ, полученное на основе летней или зимней марок ДТ, содержащее вышеуказанную присадку в количестве 0,001-0,5% мас. (Патент РФ №2119528, С10L 1/18, 1/22, 1998 г.)

Однако известная присадка недостаточно эффективно влияет на низкотемпературные характеристики ДТ.

Известна присадка к ДТ, содержащая в % мас.:

Алкил(C₃-C₂₀)нитрат до 55 Алкилсукцинимид, где алкил C₁-C₂₅ 0,1-15 Сополимер высших эфиров C₆-C₂₈ акриловой или   метакриловой кислоты с этиленненасыщенным   мономером до 100

Там же описано ДТ на основе базового топлива, содержащее вышеуказанную присадку в количестве 0,01-0,8% мас.

При этом в качестве базового ДТ содержит ГКДТ расширенного фракционного состава или ДТ нефтяного происхождения. (Патент РФ №2280069, С10L 1/18, 1/22, 2005 г.)

Однако эта присадка при использовании ее в составах малосернистых ДТ не обеспечивает им требуемых смазывающих свойств.

Наиболее близкой к заявляемой является присадка, содержащая алкил(C₃-C₂₀)нитрат, алкил(C₁-C₂₅)сукцинимид, сополимер высших эфиров C₆-C₂₈ акриловой или метакриловой кислоты с этиленненасыщенным мономером, непредельную жирную кислоту, выбранную из группы олеиновая, линолевая, линоленовая, или амид этой кислоты при следующем соотношении компонентов, % мас.:

Алкил(C₃-C₂₀)нитрат до 55 Алкил(C₁-C₂₅)сукцинимид 0,1-15,0 Сополимер высших эфиров C₆-C₂₈ акриловой или   метакриловой кислот с этиленненасыщенным мономером до 60 Ненасыщенная жирная кислота или ее амид до 100

Известно также ДТ на основе базового топлива, содержащее вышеуказанную присадку в количестве 0,01-1,0% мас.

Причем в качестве базового топливо содержит ГКДТ расширенного фракционного состава или ДТ нефтяного происхождения. (Патент РФ №2320706, С10L 1/188, 1/196, 1/224, 1/23, 2006 г.)

Недостатком известной присадки является то, что она не позволяет улучшить экологию воздушного бассейна, уменьшая содержание в воздухе вредных выбросов (ΔBB), образующихся в том числе и от работы автомобильного транспорта на дизельных двигателях.

В настоящее время в Странах ЕС в рамках осуществления мер по охране окружающей среды качество ДТ регламентируется Европейским Стандартом EN 590, согласно которому предусмотрено использование только малосернистых ДТ 3-х видов. Содержание сернистых соединений в ДТ вида 1 должно быть не более 350 мг/кг, в ДТ вида 2 не более 50 мг/кг и ДТ вида 3 не более 10 мг/кг. Однако, несмотря на то что при работе дизелей на малосернистых ДТ выбросы вредных оксидов серы будут снижены, что, безусловно, приведет к улучшению экологических показателей работы дизеля, малосернистое ДТ обладает плохими противоизносными (смазывающими) свойствами, по сравнению с высокосернистыми топливами. Для контроля и обеспечения смазывающих свойств ДТ в ЕН 590 введен показатель «диаметр пятна износа», значение которого не должно превышать 460 мкм. Норма на показатель «ЦЧ» в Странах ЕС составляет, не ниже 51 ед. Наконец, по низкотемпературным свойствам, согласно ЕН 590, ДТ классифицируют на 6 сортов (A, B, C, D, E, F), отличающихся по показателю «предельная температура фильтруемости», которая изменяется от плюс 5°C для сорта А до минус 20°C для сорта F, с интервалом между сортами в 5°C. Удовлетворить требованиям, предъявляемым к ДТ в Европе, можно, используя соответствующие присадки. В России, начиная с 2008 года, Постановлением Правительства РФ №118 от 27.02.08 введен новый ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2004) «Топливо дизельное Евро. Технические условия». Новый ГОСТ, в отличие от действующего до настоящего времени ГОСТ 305-82, полностью соответствует Европейскому Стандарту, ЕН 590.

Задачей настоящего изобретения является разработка присадки к ДТ и ДТ, содержащего эту присадку, обладающего улучшенными пусковыми, низкотемпературными, смазывающими свойствами и обеспечивающего улучшение экологических показателей работы дизельных двигателей.

Для решения поставленной задачи предлагается присадка к ДТ, содержащая алкил(C₃-C₂₀)нитрат, алкил(C₁-C₂₅)сукцинимид, непредельную жирную кислоту, выбранную из группы олеиновая, линолевая, линоленовая, или амид этой кислоты и сульфонат кальция при следующем соотношении компонентов, % мас.:

Алкил(C₃-C₂₀)нитрат до 40 Алкил(C₁-C₂₅)сукцинимид 0,1-10,0 Сульфонат кальция до 20 Ненасыщенная жирная кислота или ее амид до 100

Кроме вышеперечисленных компонентов присадка дополнительно содержит сополимер высших эфиров C₆-C₂₈ акриловой или метакриловой кислоты с этиленненасыщенным мономером в количестве до 20% мас.

Предлагается также ДТ на основе базового топлива, содержащее эту присадку в количестве 0,001-1,0% мас.

В качестве базового топливо содержит ГКДТ, летнее или зимнее ДТ нефтяного происхождения.

Отличия предлагаемого технического решения состоят в дополнительном содержании в составе присадки сульфоната кальция и в соотношении компонентов.

Несмотря на то что все компоненты, входящие в состав присадки, являются известными, промышленными продуктами, в заявляемом соотношении и сочетании их предлагается использовать впервые. Подобранное экспериментальным путем соотношение компонентов позволило получить присадку, обладающую комплексом требуемых свойств.

Использование предлагаемой присадки в составе ДТ, как летних, так и зимних марок, позволит увеличить производство высококачественных топлив, соответствующих современным требованиям европейских стандартов. Для производства высококачественных ДТ зимних марок на базе летних в их составе целесообразно использовать присадку, содержащую сополимер высших эфиров C₆-C₂₈ акриловой или метакриловой кислоты с этиленненасыщенным мономером, ответственный за улучшение низкотемпературных свойств ДТ.

Предлагаемую присадку готовят путем смешения компонентов при комнатной температуре и перемешивании в течение 0,5-2,0 ч.

Присадку вводят в состав ДТ в виде 5%, 10%, 35% и 50%-ного концентрата в ДТ или другом углеводородном растворителе. В приготовленных образцах присадка вводилась в топливо в виде 35%-ного концентрата в ДТ.

Все используемые для приготовления присадки компоненты являются продуктами промышленного производства.

Компонент А - алкил(C₃-C₂₀)нитрат, например циклогексилнитрат, изопропилнитрат, норборнилнитрат. В приготовленных образцах присадки использован наименее дефицитный 2-этилгексилнитрат.

Компонент Б - алкил(C₁-C₂₅)сукцинимид. В качестве алкилсукцинимида может быть использована присадка С-5А или другая сукцинимидная присадка отечественного или импортного производства. В образцах присадки использован алкил(C₁₆-C₁₈)сукцинимид.

Компонент В - олеиновая, линолевая или линоленовая кислоты. Для приготовления образцов присадки была использована олеиновая кислота (пример 1) и линолевая кислота (пример 2), использование линоленовой кислоты приводит к аналогичному результату.

Компонент Г - в качестве амида непредельной жирной кислоты могут быть использованы алкил(C₁-C₉)амиды, алкилол(C₁-C₁₂)амиды и т.д. В приготовленных образцах предлагаемой присадки были использованы этиламид (C₂) линоленовой кислоты (пример 3) и октиламид (C₈) олеиновой кислоты (пример 4). Использование других указанных амидов позволит расширить ассортимент выпускаемых присадок, обладающих улучшенными пусковыми, низкотемпературными и смазывающими свойствами.

Компонент Д - сополимер высших эфиров C₆-C₂₈ акриловой или метакриловой кислоты с этиленненасыщенным мономером является основой промышленных депрессорных присадок к ДТ, типа ПДП, ЭДЕП-Т и др. При приготовлении образцов присадки использована основа присадки ПДП.

Компонент Е - сульфонат кальция - присадка C-150, или C-300. При приготовлении образцов присадки использована присадка C-150. Выбор в качестве компонента Е именно сульфоната кальция обусловлен тем, что сульфонаты других щелочноземельных металлов, например бария или магния, при использовании их в ДТ добавляют в состав вредных выбросов, образующихся при сжигании ДТ, еще и токсичные оксиды бария или магния. В то же время образующийся при использовании сульфоната кальция оксид кальция не является токсичным продуктом. Об эффективности улучшения экологических показателей работы дизельного двигателя судили по показателю «количество ВВ», который измеряли с помощью переносного прибора «БОШ», присоединенного к выхлопной трубе двигателя, работающего на ДТ без присадки и в присутствии присадки. По уменьшению значений «количество ВВ» в присутствии присадки (ΔBB) можно сделать вывод о ее эффективности, в частности, по показателю «улучшение экологических показателей работы дизеля».

Вышеуказанным способом было приготовлено 6 образцов предлагаемой присадки, состав которых приведен в таблице 1.

Кроме того, были приготовлены образцы предлагаемого ДТ, содержащие 0,1% мас., присадки. Сравнительные испытания приготовленных образцов ДТ и образцов базового топлива без присадки приведены в таблице 2.

В качестве базового топлива было использовано ГКДТ широкого фракционного состава, утяжеленное кубовыми остатками стабильного конденсата (ГКДТ «ГШЗ»), ДТ летнее, марки «Л» (ДТ «Л») и ДТ зимнее, марки «З-35» (ДТ З-35) нефтяного происхождения.

Данные, приведенные в таблице 2, подтверждают, что предлагаемая присадка позволяет улучшить пусковые и низкотемпературные характеристики и повысить смазывающие свойства ДТ. Предлагаемое ДТ полностью соответствует требованиям, предъявляемым к ДТ Евро ЕН 590 и новому ГОСТ Р 52368-2005.

Таблица 1
Состав образцов присадок № п.п А, % мас. Б, % мас. В, % мас. Г, % мас. Д, % мас. Е, % мас. 1. 10,0 0,1 79,9 0,0 5,0 5,0 2. 20,0 0,5 62,5 0,0 7,0 10,0 3. 25,0 1,0 0,0 64,0 10,0 0,0 4. 30,0 5,0 0,0 35,0 15,0 15,0 5. 35,0 7,0 41,0 0,0 17,0 0,0 6. 40,0 10,0 10,0 0,0 20,0 20,0 7. 40,0 0,1 39,9 0,0 0,0 20,0

Таблица 2
Результаты испытаний ДТ с образцами присадок, состав которых приведен в таблице 1 № п.п ДТ/ДТ с присадкой ЦЧ, ед. Т-ра помутнения
Т_п, °C Т-ра застывания T_з, °C Предельная т-ра фильтруемости T_ф, °C ΔBB (по сравнению с базовым топливом), % Диаметр пятна износа, мкм 1. ГКДТ «ГШЗ» 41 -31 -42 -32 - 530 2. ГКДТ «ГШЗ» + №1 51 -35 -48 -40 60 460 3. ГКДТ «ГШЗ» + №6 55 -37 -50 -22 70 400 4. ДТ «Л» 45 -5 -10 -6 - 620 5. ДТ «Л» + №2 48 -5 -35 -17 60 420 6. ДТ «Л» + №5 (сравнит.) 51 -5 -35 -16 - 540 7. ДТ «Л» + №6 53 -5 -43 -22 75 380 8. ДТ «Л» + №7 (сравнит.) 53 -5 -10 -6 75 390 9. ДТ «З-35» 45 -25 -35 -27 - 540 10. ДТ «З-35» + №3 (сравнит.) 47 -27 -40 -35 - 420 11. ДТ «З-35» + №4 51 -32 -50 -48 60 400 *) Образцы присадок представляли собой 35% концентрат в ДТ;
**) Концентрация образцов присадок в ДТ - 0,1% мас.

Настоящее изобретение относится к области нефте- и газохимии, конкретно к составу присадки к дизельному топливу и дизельному топливу нефтяного или газоконденсатного происхождения, содержащему эту присадку. Предлагается присадка к дизельному топливу, содержащая алкил(С₃-С₂₀)нитрат, алкил(С₁-С₂₅)сукцинимид, непредельную жирную кислоту, выбранную из группы олеиновая, линолевая, линоленовая, или амид этой кислоты и сульфонат кальция. Кроме вышеперечисленных компонентов присадка дополнительно содержит сополимер высших эфиров С₆-С₂₈ акриловой или метакриловой кислоты с этиленненасыщенным мономером. Предлагается также дизельное топливо на основе базового топлива, содержащее эту присадку в количестве 0,001-1,0% мас. В качестве базового топливо содержит газоконденсатное дизельное топливо, летнее или зимнее дизельное топливо нефтяного происхождения. Предлагаемая присадка позволяет улучшить пусковые и низкотемпературные характеристики и повысить смазывающие свойства дизельных топлив. Предлагаемое дизельное топливо полностью соответствует требованиям, предъявляемым к дизельным топливам Европейским Стандартом (ЕН 590) и новым ГОСТ Р 52368-2005. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Присадка к дизельному топливу, содержащая алкил(С₃-С₂₀)нитрат, алкил(С₁-С₂₅)сукцинимид, непредельную жирную кислоту, выбранную из группы олеиновая, линолевая, линоленовая, или ее амид, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сульфонат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
алкил(С₃-С₂₀)нитрат до 40 алкил(С₁-С₂₅)сукцинимид 0,1-10 сульфонат кальция до 20 непредельная жирная кислота или ее амид до 100

2. Присадка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит сополимер высших эфиров С₆-С₂₈ акриловой или метакриловой кислоты с этиленненасыщенным мономером в количестве до 20 мас.%.

3. Дизельное топливо на основе базового топлива, содержащее присадку, отличающееся тем, что оно содержит присадку по п.1 в количестве 0,001-1,0 мас.%.