АЛЬТЕРНАТИВНОЕ АВТОМОБИЛЬНОЕ ТОПЛИВО Российский патент 2015 года по МПК C10L1/18 C10L1/02 C10L10/04 

Изобретение относится к альтернативному автомобильному топливу, состоящему из этилового спирта до 85% и углеводородов.

В последние годы широкое распространение получает альтернативное топливо Е-85, содержащее 75-85% биоэтанола и 25-15% бензина. Оно намного экологичнее нефтяного бензина, имеет высокую детонационную стойкость, что позволяет повысить степень сжатия двигателя и его мощность приблизительно на 20%. (Карпов С.А. и др. Автомобильные топлива с биоэтанолом. М., КолосС, 2007, с. 9).

Требования к альтернативному топливу Е-85 сформулированы в ASTM D 5798-07 «Спецификация на этанольное топливо (Ed75-Ed85) для автомобильных двигателей с искровым зажиганием».

В этом топливе объемная доля этилового спирта и высших спиртов составляет не менее 70%. Доля углеводородов и алифатических эфиров от 17 до 30% об. При этом к углеводородной фракции предъявляют требование массовой доли серы не более 300(210) ppm. Октановое число углеводородной фракции и топлива Е-85 не нормируется.

Американская спецификация не регламентирует состав углеводородов, вводимых в денатурированный топливный этанол. Они должны быть стабильны и коррозионно не агрессивны, а фракционный состав должен находиться в пределах, типичных для автомобильных двигателей с искровым зажиганием в соответствии с ASTM D 4814.

В европейской спецификации на топливо Е-85 CWA 15293:2005 в качестве углеводородной фазы допускается применение только премиальных сортов неэтилированного бензина в соответствии с EN 228.

Для снижения коррозионного воздействия топлива Е-85 на детали двигателя в него добавляют специальные ингибиторы коррозии, а также многофункциональные присадки, обладающие антикоррозионными свойствами.

В России имеется нормативно-техническая база для производства топлива Е-85: ГОСТ Р 54290-2010. Однако топливо Е-85 пока не вырабатывается.

Известен состав высокооктанового автомобильного топлива, содержащего этиловый спирт и бензин.

Топливо содержит прямогонный бензин или бензин А-76 и этиловую жидкость, в качестве которой используют этиловый спирт концентрацией 92-96% масс. в соотношении 75-85% об. и 15-25% об. или 15-25% об. и 75-85% об. соответственно. (Пат. РФ №2246526, 2005 г.).

Недостатками прототипа является использование товарного бензина и широкий предел соотношения компонентов (содержание спирта колеблется от 15-25% об. до 75-85% об., что должно привести к большому разбросу свойств топлива).

Полученную смесь бензина по прототипу нагревают до 40-90°C и выдерживают при этой температуре 20-30 минут. Затем охлаждают и повторно нагревают до этой же температуры и выдерживают в течение 10-15 минут. Это значительно удорожает производство топлива и может приводить к потере низкокипящих фракций бензина.

Задачей изобретения является разработка альтернативного спиртосодержащего автомобильного топлива на основе более доступного сырья и отвечающего требованиям современных экологически чистых автомобилей.

Поставленная задача достигается разработкой альтернативного автомобильного топлива, в котором в качестве этилового спирта используют этиловый спирт, содержащий до 4% об. воды, в качестве углеводородной фракции используют низкооктановую фракцию прямой перегонки нефти или газового конденсата, выкипающую внутри интервала температур НК-200°C, при следующем соотношении компонентов, % об.:

низкооктановая фракция прямой перегонки нефти   или газового конденсата,   выкипающая внутри интервала температур НК-200°C 15-25 спирт этиловый до 100

Альтернативное автомобильное топливо содержит многофункциональную присадку с антикоррозионными свойствами в концентрации 5-300 ppm.

В качестве многофункциональной присадки с антикоррозионными свойствами можно использовать известные присадки: ДCI-11, Хайтек 6430, Керопур 3458 и другие. В качестве примера в описании указана зарубежная антикоррозионная присадка ДCI-11, (фирма Инноспек), состав которой фирма не раскрывает и авторам заявки он не известен.

Из таблиц 1 и 2 описания видно, что чем меньше содержание воды в топливе, тем меньше потребуется антикоррозионной присадки.

При содержании воды в этаноле менее 0,3% об. антикоррозионную присадку можно не применять.

В предлагаемом топливе товарный автомобильный бензин заменен на низкооктановую фракцию прямой перегонки нефти или газового конденсата, что приведет к удешевлению топлива. В заявленном топливе возможно использовать любой этиловый спирт: полученный путем гидратации этилена (синтетический), спирт, полученный из отходов переработки древесины (гидролизный), а также спирт, полученный из сельскохозяйственных культур (пищевой).

Содержание воды в этиловом спирте не должно превышать 4% об., при этом может быть использован как абсолютированный спирт, так и смесь абсолютированного спирта и спирта, содержащего 4% об. воды, не нарушая фазовую стабильность получаемого топлива.

Альтернативное автомобильное топливо готовят смешением этилового спирта (денатурированного) с содержанием воды не более 4% об. с низкооктановой фракцией прямой перегонки нефти или газового конденсата и многофункциональной присадкой с антикоррозионными свойствами в концентрации 5-300 ppm в резервуаре готовой продукции.

Осуществлять приготовление альтернативного автомобильного топлива можно также непосредственно на АЗС во время заправки автомобиля. В этом случае смешение спирта и углеводородной фракции производится в ТРК (топливо-раздаточной колонне).

Примеры образцов топливных композиций приведены в табл. 1. Результаты испытаний композиций альтернативного автомобильного топлива представлены в табл. 2.

Представленные в табл. 2 результаты испытаний предлагаемых композиций альтернативного автомобильного топлива показывают, что по качеству они аналогичны типовому топливу Е-85, а по детонационной стойкости, температуре конца кипения и массовой доле серы превосходят его.

Применение на автомобильном транспорте предлагаемых композиций альтернативного автомобильного топлива позволит заменить нефтяной бензин АИ-98 на более дешевое топливо, использующее этиловый спирт и низкооктановые углеводородные фракции, что приведет к снижению загрязнения окружающей среды отработавшими газами.

Изобретение описывает альтернативное автомобильное топливо, состоящее из этилового спирта и углеводородной фракции, при этом в качестве этилового спирта используется этиловый спирт с содержанием до 4%об. воды, а в качестве углеводородной фракции - низкооктановая фракция прямой перегонки нефти или газового конденсата, выкипающая внутри интервала температур НК-200ºС, при следующем соотношении компонентов, % об.:

низкооктановая фракция прямой перегонки нефти   или газового конденсата, выкипающая внутри   интервала температур НК-200ºС 15-25 спирт этиловый до 100

Применение альтернативного автомобильного топлива позволит заменить нефтяной бензин АИ-98 на более дешевое топливо, использующее этиловый спирт и низкооктановые углеводородные фракции, что приведет к снижению загрязнения окружающей среды отработавшими газами. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Альтернативное автомобильное топливо, состоящее из этилового спирта и углеводородной фракции, отличающееся тем, что в качестве этилового спирта используют этиловый спирт с содержанием до 4% об. воды, в качестве углеводородной фракции - низкооктановую фракцию прямой перегонки нефти или газового конденсата, выкипающую внутри интервала температур НК-200°C, при следующем соотношении компонетов, % об.:
низкооктановая фракция прямой перегонки нефти   или газового конденсата,   выкипающая внутри интервала температур НК-200°C 15-25 спирт этиловый до 100

2. Альтернативное топливо по п.1, отличающееся тем, что содержит многофункциональную присадку с антикоррозионными свойствами в концентрации 5-300 ppm.