ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Российский патент 2016 года по МПК C10L1/23 C10L10/00 C10L1/18 C10L10/12 C07C201/02 C07C203/02 

Изобретение относится к области нефтехимии, а именно к топливным композициям на основе нефтяных углеводородных топлив, преимущественно, дизельного топлива с добавлением различных веществ. Присадка содержит 10-25 % масс. смеси алкилнитратов спиртов С₆-С₉, 10-25 % масс. смеси простых диалкиловых эфиров на основе спиртов С₆-С₉ и до 100 % масс. дизельного топлива или любого углеводородного растворителя. Предлагается также дизельное топливо, содержащее данную присадку в количестве 0,01-0,5 % масс. Присадка позволяет увеличить цетановое число дизельных топлив на 4-6 единиц и снизить температуру застывания дизельных топлив на 10-15°С.

Изобретение относится к области нефтехимии, а именно к топливным композициям на основе нефтяных углеводородных топлив, преимущественно дизельного топлива с добавлением различных веществ.

Известна многофункциональная присадка к дизельному топливу, которая содержит: оксипропилированные жирные спирты C₆-C₁₆, сульфонат щелочноземельного металла, нитрат алифатического спирта. Однако дизельные топлива, содержащие вышеуказанную композицию присадки, не обладают требуемыми температурами застывания (Патент РФ №2057788, C 10L 1/18, 1996).

Известна присадка к дизельному топливу на основе нитрата алифатического спирта C₃-C₁₈, содержащего: оксипропилированные жирные спирты C₆-C₁₆, сульфонат щелочноземельного металла, сополимер фракции алкилметакрилатов C₈-C₂₄ с винилацетатом, нитрат алифатического спирта C₃-C₁₈. Недостатком дизельных топлив, содержащих эту присадку, являются их недостаточно хорошие низкотемпературные свойства, а именно они характеризуются недостаточно низкими значениями температуры замерзания (Патент РФ №2057790, C 10L 1/18, 1/22, 1996).

Известно, что в качестве цетаноповышающих присадок - промоторов воспламенения могут применяться органические соединения различных классов: альдегиды, простые и сложные эфиры, нитросоединения, пероксиды, моно- и полинитраты алифатических и циклических спиртов [Лернер М.О. М.: Химия, 1979, 222 с.]. Практическое применение нашли нитраты алифатических и алициклических спиртов и, в меньшей степени, некоторые алкилпероксиды [Данилов A.M. Справочник. Применение присадок в топливах для автомобилей. М., Химия, 2000, 227 с.]. Из класса органических нитратов известно применение в качестве промоторов воспламенения циклогексилнитрата и 2-этилгексилнитрата. Эффективность пероксидов по сравнению с алкилнитратами значительно ниже [Данилов A.M. Отечественные присадки к современным дизельным топливам. Сб. трудов 5-го Международного форума " Топливно-энергетический комплекс России: региональные аспекты. 2005, 182 с.].

Известна также присадка для повышения цетанового числа дизельного топлива, состоящая из предварительно смешанных циклогексилнитрата и фракции парафиновых углеводородов нормального строения от С₉-С₂₀ при массовом соотношении указанных компонентов от 4:1 до 1:4, добавляемая в дизельное топливо в количестве 0,05-0,75 масс. % (Патент РФ, 2309975, 2007).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является многофункциональная присадка к дизельному топливу на основе алкил (С₃-С₂₀)нитрата, алкилсукцинимида, сополимера высших эфиров С₆-С₂₈ акриловой или метакриловой кислоты с этиленненасыщенным мономером.

Недостатком дизельных топлив, содержащих эту присадку, являются их недостаточно хорошие низкотемпературные свойства, а именно температура замерзания и относительно невысокий прирост цетанового числа (Патент РФ №2280069, С10L 1/22, C10L1/18, 2006).

Задачей изобретения является разработка новой усовершенствованной рецептуры присадки для дизельных двигателей, проявляющей удовлетворительные низкотемпературные свойства, а именно температуру замерзания и относительно высокий прирост цетанового числа.

Технический результат - увеличение цетанового числа и уменьшение температуры замерзания дизельного топлива до установленных нормативными документами параметров.

Технический результат достигается тем, что топливная композиция готовится на основе дизельного топлива с добавлением 0,01-0,5 % масс. присадки, состоящей из 10-25 % масс. смеси алкилнитратов спиртов С₆-С₉, 10-25 % масс., смеси простых диалкиловых эфиров на основе спиртов С₆-С₉ и до 100 % масс. дизельного топлива или любого углеводородного растворителя, причем в качестве исходных спиртов С₆-С₉ для получения смеси алкилнитратов и смеси простых диалкиловых эфиров используют фракцию спиртов C₆-C₉, полученных методом жидкофазного окисления фракции н-алканов C₆-C₉ водным раствором пероксида водорода в среде метанола на гетерогенном катализаторе ДП-2, и последующего гидрирования реакционной массы на жестком ячеистом катализаторе Pd/Al₂O₃.

Предлагается также дизельное топливо на основе нефтяного базового топлива, содержащее вышеуказанные компоненты в указанном количестве. В качестве базового дизельного топлива применяется топливо марки «Летнее» согласно ГОСТ 305-82. Отличие предлагаемого технического решения состоит в использовании компонентов нового состава и различном соотношении компонентов.

Способ получения цетаноповышающего компонента (Компонент А) присадки к дизельному топливу включает нитрование спиртов, где в качестве спиртов используют фракцию спиртов C₆-C₉, полученных методом жидкофазного окисления фракции н-алканов C₆-C₉ водным раствором пероксида водорода в среде метанола на гетерогенном катализаторе ДП-2, и последующего гидрирования реакционной массы на жестком ячеистом катализаторе Pd/Al₂O₃. Нитрование проводят 5-10-кратным мольным избытком азотной кислоты концентрации 50-80 % в присутствии 1-5 % масс. от массы азотной кислоты гетерогенного суперкислого катализатора на основе сульфатированного оксида циркония - ZrO₂/SO₄ ^2-/γ-Al₂O₃ в интервале температур от 0°С до 10°С. Для предотвращения окисления фракции спиртов C₆-C₉ азотной кислотой процесс проводят в присутствии карбамида в количестве 0,5-5%.

Способ получения компонента присадки к дизельному топливу, понижающего температуру замерзания (Компонент Б), включает межмолекулярную дегидратацию спиртов, где в качестве спиртов используют фракцию спиртов C₆-C₉, полученных методом жидкофазного окисления фракции н-алканов C₆-C₉ водным раствором пероксида водорода в среде метанола на гетерогенном катализаторе ДП-2, и последующего гидрирования реакционной массы на жестком ячеистом катализаторе Pd/Al₂O₃. Дегидрирование проводят на кислотных катализаторах, типа катионитов.

Компонент В - дизельное топливо или любой углеводородный растворитель.

Присадку готовят путем смешения компонентов при комнатной температуре в течение 60 минут. Присадки вводят в состав дизельного топлива в виде 35%-ного концентрата в дизельном топливе или другом углеводородном растворителе.

Состав образцов предлагаемой присадки приведен в табл. 1. Было приготовлено три образца дизельного топлива с различным содержанием предлагаемой присадки. Сравнительные результаты для параметров базового топлива и топлива с добавлением 0,1 % масс. присадки приведены в табл. 2.

Таблица 1. Состав образцов предлагаемой присадки.

№ образца Содержание компонента, % масс. Компонент А Компонент Б Компонент В 1 10,0 25,0 65,0 2 17,5 17,5 65,0 3 25,0 10,0 65,0

Таблица 2. Результаты сравнительного испытания базового дизельного топлива и дизельного топлива с добавлением 0,1 % масс. присадки.

№ п/п Состав дизельного топлива Цетановое число, ед. Температура замерзания, ^оС 1 Дизельное топливо марки «Летнее» 45,0 -18,8 2 Дизельное топливо марки «Летнее» + образец № 1 49,0 -33,8 3 Дизельное топливо марки «Летнее» + образец № 2 50,0 -30,5 4 Дизельное топливо марки «Летнее» + образец № 3 51,0 -28,8

Полученные данные позволяют говорить о значительном увеличении цетанового числа и уменьшении температуры застывания, т.е. о значительном улучшении потребительских качеств дизельного топлива.

Изобретение описывает топливную композицию для дизельных двигателей, характеризующуюся тем, что в качестве присадки к топливу используется смесь 10-25 мас.% смеси алкилнитратов спиртов С₆-С₉, 10-25 мас.% смеси простых диалкиловых эфиров на основе спиртов С₆-С₉ и до 100 мас.% дизельного топлива или любого углеводородного растворителя, причем в качестве исходных спиртов С₆-С₉ для получения смеси алкилнитратов и смеси простых диалкиловых эфиров используют фракцию спиртов C₆-C₉, полученных методом жидкофазного окисления фракции н-алканов C₆-C₉ водным раствором пероксида водорода в среде метанола на гетерогенном катализаторе ДП-2, и последующего гидрирования реакционной массы на жестком ячеистом катализаторе Pd/Al₂O₃. Предлагается также дизельное топливо, содержащее данную присадку в количестве 0,01-0,5 мас.%. Композиция позволяет увеличить цетановое число дизельных топлив на 4-6 единиц и снизить температуру застывания дизельных топлив на 10-15°С. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Топливная композиция для дизельных двигателей, отличающаяся тем, что в качестве присадки к дизельному топливу используется 10-25 мас.% смеси алкилнитратов спиртов С₆-С₉, 10-25 мас.% смеси простых диалкиловых эфиров изостроения на основе спиртов С₆-С₉ и до 100 мас.% дизельного топлива или любого углеводородного растворителя, причем в качестве исходных спиртов С₆-С₉ для получения смеси алкилнитратов и смеси простых диалкиловых эфиров используют фракцию спиртов C₆-C₉, полученных методом жидкофазного окисления фракции н-алканов C₆-C₉ водным раствором пероксида водорода в среде метанола на гетерогенном катализаторе ДП-2 и последующего гидрирования реакционной массы на жестком ячеистом катализаторе Pd/Al₂O₃.

2. Дизельное топливо на основе базового топлива, содержащее присадку, отличающееся тем, что оно содержит присадку по п. 1 в количестве 0,01-0,5 мас.%.