МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДОБАВКА К АВТОМОБИЛЬНОМУ БЕНЗИНУ И ТОПЛИВНАЯ ОСНОВА ЕЕ СОДЕРЖАЩАЯ Российский патент 2017 года по МПК C10L1/223 C10L1/18 C10L1/182 C10L1/185 C10L10/10 

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, а именно к составу многофункциональной композиционной добавки, к автомобильному бензину и топливной композиции, содержащей данную добавку.

Получение из нефти высокооктанового бензина довольно дорогостоящий процесс. Поэтому широкое распространение получил метод получения товарного высокооктанового бензина из сортов с более низким октановым числом путем добавления антидетонационных присадок и добавок.

Октановое число (ОЧ) бензина - основной показатель, характеризующий его детонационную стойкость. Высокая детонационная стойкость бензина достигается использованием компонентов высокооктановых вторичных продуктов переработки нефти и антидетонаторов - веществ, добавляемых в небольших количествах к моторным топливам для повышения их октанового числа. Список веществ, позволяющих повысить антидетонационные свойства топлив, достаточно обширен, однако не все из них могут использоваться ввиду технологических ограничений или по причинам экологического характера.

В связи с прекращением с 01 июля 2016 года использования в Российской Федерации автомобильных бензинов экологического класса К4 (Евро-4) и запретом использования N-метиланилина (ММА) при производстве автомобильных бензинов экологического класса К5 (Евро-5) становится актуальном вопрос обеспечения требуемых октановых характеристик товарных бензинов.

Известна «Многофункциональная добавка к автомобильному бензину и содержащая ее топливная композиция» (Патент РФ №2494139 от 10.10.2011, опубл.: 20.04.2013), содержащая в своем составе 20-40% масс., метил-трет-бутилового эфира, до 10% масс. моющей присадки, 0,01-0,2% масс. стабилизатора цвета, от 0,01 до 0,00001% масс. модифицирующей добавки в виде наноматериалов «Таунит», остальное - антидетонационная добавка на основе ароматических аминов, включающая в качестве основного компонента ММА и топливная композиция на основе бензина, содержащая 0,3-3,0% масс. многофункциональной добавки.

Основным недостатком описанной добавки и топливной композиции на ее основе является наличие в составе ММА, запрещенного к применению в автомобильных бензинах экологического класса К5 и выше.

Известно применение N-метил-пара-анизидина и его производных в качестве октаноповышающей добавки к моторному топливу и композиция на их основе «Производные пара-метоксианилинов, повышающие стойкость углеводородных топлив к детонации, и топливная композиция (варианты)» (Патент РФ №2309944 от 12.04.2006, опубл. 10.11.2007).

Существенным недостатком данного способа является использование в составе добавки метанола, содержание которого в товарных бензинах ограничено содержанием менее 0,17% и определяется как отсутствие и ММА, применение которого запрещено в бензинах стандарта Евро-5.

Известна « Кислородсодержащая добавка к автомобильным бензинам способ ее приготовления» (Патент РФ №2337943 от 18.06.2007, опубл. 10.11.2008), состоящая из метил-трет-бутилового эфира 40-95% масс., изопропилового спирта и/или диизопропилового эфира 5-60% масс., путем смешения компонентов циркуляцией и последующего воздействия на них электромагнитным полем с энергией 3,0-1,6 эВ в течение 1-10 с.

Недостатком данной добавки является необходимость его высокой дозировки. Для эффективного повышения октанового числа требуется вовлечение такой добавки в бензин более 10% масс., в то же время вовлечение добавки более 15% масс. (в расчете на метил-трет-бутиловый эфир) приводит к увеличению содержания кислорода в товарном бензине более нормируемого по ГОСТ Р 51105 и ГОСТ Р 51866 значения 2,7% об.

Наиболее близким к заявляемому решению является октаноповышающая добавка к бензину «Добавка к бензину и композиция ее содержащая» (патент РФ №2554076, от 17.09.2014, опубл. 27.06.2015) (принят за прототип) на основе толуидинов и спирта, содержащая синергетическую композицию смеси мета- и орто-толуидинов, изобутилового спирта и продукта конденсации растительного масла, диэтаноламина и борной кислоты при мольном соотношении компонентов растительного масла, диэтаноламина и борной кислоты (0,75-1):3:(0,5-1) и при следующем соотношении компонентов, % масс.: мета-толуидин - (49-54), орто-толуидин - (24-27), изобутиловый спирт - (16-22), продукт конденсации - (3-5). Содержание октаноповышающей добавки в бензиновой композиции составляет 1-3% об. (принят за прототип).

Недостатком известного способа является использование орто-толуидина, обладающего значительно меньшим октаноповышающим эффектом по сравнению с мета-толуидином и продукта конденсации растительного масла, диэтаноламина и борной кислоты. Продукт конденсации характеризуется ограниченной растворимостью в бензине, не обладает антидетонационными свойствами. Продукты конденсации растительного масла, диэтаноламина и борной кислоты проявляют незначительный противокоррозионный и моющий эффекты, поэтому требуется их высокая дозировка в бензины. Вместе с тем, известны многофункциональные моющие присадки, эффективно работающие при дозировках 0,04-0,06% масс., например Keropur 3699 С.

Задачей настоящего изобретения является разработка многофункциональной композиционной добавки к автомобильному бензину, улучшающей его свойства, и создание топливной основы, содержащей данную добавку.

Технический результат заключается в получении многофункциональной композиционной добавки и создании топливной основы, содержащей данную добавку, которая характеризуется высокой экологичностью, антидетонационной стойкостью, высокой антиокислительной стабильностью, не содержит металлы и N-метиланилин и может использоваться для производства автомобильных бензинов экологического класса К5 и выше.

Технический результат достигается тем, что многофункциональная композиционная добавка к автомобильному бензину на основе производных ароматических аминов, алифатических спиртов, антиокислительной и моющей присадок дополнительно содержит вторичные и/или третичные метиловые эфиры С₄-С₅ углеводородов в следующем соотношении компонентов (% масс.):

Производные ароматических аминов 10-70 Алифатические спирты до 35 Вторичные и/или третичные метиловые: 6,0-55,0 С₄-С₅ углеводородов Антиокислительная присадка 0,2-0,4 Моющая присадка 0,4-0,8

Топливная основа состоит из этерифицированного бензина каталитического крекинга (ЭБКК) и многофункциональной композиционной добавки в количестве 0,5-5,0% масс.

В качестве производных ароматических аминов используются мета-толуидин, и/или N-метил-параанизидин, и/или 2,4-ксилидин, в качестве алифатических спиртов - изобутиловый спирт или изопропиловый спирт, в качестве вторичных и/или третичных метиловых эфиров С₄-С₅ углеводородов используют метил-трет-бутиловый эфир и/или смесь третичного амил-метилового и вторичных амилен-метиловых эфиров.

На сегодняшний день в литературе отсутствует информация об использовании мета-толуидина, и/или N-метил-параанизидина, и/или 2,4-ксилидина именно в предлагаемом сочетании с изобутиловым или изопропиловым спиртом, МТБЭ (метил-трет-бутиловый эфир) и/или смеси эфиров С₆, представляющего собой смесь третичного амил-метилового и вторичных амилен-метиловых эфиров.

Используемые в составе многофункциональной добавки вещества являются продуктами промышленного производства. Изобутиловый спирт применялся по ГОСТ 6016, мета-толуидин по ТУ 6-09-2949-88, изопропиловый спирт по ГОСТ 9805, эфиры С₆ по ТУ 20.14.63.-196-05766801-2016, N-метил-параанизидин по спецификации производителя с содержанием основного вещества не менее 98,0% масс., метил-трет-бутиловый эфир производства ОАО «ТАИФ-НК» по требованию технологического регламента производства с содержанием основного вещества не менее 94% масс., 2,4-ксилидин по спецификации производителя с содержанием основного вещества не менее 99,0% масс.

В качестве антиокислительной присадки могут использоваться Агидол-1 по ТУ 38.5901237-90, присадка АО 88 по спецификации компании производителя (Innospec) или другие их аналоги на основе алкилзамещенных фенолов и нафтолов отечественного или импортного производства.

В качестве моющих присадок могут использоваться Keropur 3639 С по спецификации компании производителя (BASF), Total Р 994 или Total Р 1400 (TOTAL), Difron R 6888 по ТУ 0257-020-65234252-2014 или другие их аналоги отечественного и импортного производства.

Многофункциональная присадка Keropur 3699 С по спецификации производителя имеет следующие показатели качества: плотность при 20°C - 0,882 г/см³, вязкость при 20°C - 90 мм²/с, температура вспышки выше 61°C.

Топливная основа (ЭБКК) представляет собой смесь углеводородсодержащей фракции и третичного амил-метилового эфира с температурой конца кипения не выше 211°C и плотностью при 15°C в интервале 720-775 кг/м³.

При изготовлении многофункциональной добавки могут использоваться продукты промышленного производства аналогичные заявляемым, но не ниже по качеству.

Предлагаемую октаноповышающую добавку готовят по безотходной технологии с использованием стандартного оборудования путем смешивания компонентов для получения однородного раствора.

Эффективность смесевых сочетаний заявляемой многофункциональной добавки определялась по приросту октанового числа, определяемого моторным методом (МОЧ) и исследовательским методом (ИОЧ) в смеси с этерифицированным бензином каталитического крекинга (ЭБКК).

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами, приведенными в таблице 1.

В таблице 2 приведено сравнение прироста октанового числа в ед. по МОЧ и по ИОЧ в сравнении с прототипом.

Введение предлагаемой многофункциональной добавки, обладающей хорошими низкотемпературными свойствами, позволяет значительно улучшить эксплуатационные свойства, повысить детонационную стойкость и экологическую безопасность топливной основы для производства автомобильных бензинов.

Предлагаемая топливная композиция обладает высокими антидетонационными, моющими свойствами, характеризуется низким смолообразованием в процессе длительного хранения и готовится на основе продуктов промышленного производства.

Использование изобретения позволит получать высококачественную топливную композицию для производства автомобильных неэтилированных бензинов марок АИ-92 (Регуляр-92) и АИ-95 (Премиум-95).

Изобретение описывает многофункциональную композиционную добавку к автомобильному бензину на основе производных ароматических аминов, алифатических спиртов, антиокислительной и моющей присадок, характеризующуюся тем, что в качестве производных ароматических аминов содержит мета-толуидин, и/или N-метил-параанизидин, и/или 2,4-ксилидин и дополнительно содержит вторичные и/или третичные метиловые эфиры С₄-С₅ углеводородов в следующем соотношении компонентов (% масс.):

Мета-толуидин, и/или N-метил-параанизидин, и/или 2,4-ксилидин 10,0-70,0 Алифатические спирты 0-35,0 Вторичные и/или третичные метиловые эфиры С₄-С₅ углеводородов 6,0-55,0 Антиокислительная присадка 0,2-0,4 Моющая присадка 0,4-0,8

Также раскрывается топливная основа, состоящая из этерифицированного бензина каталитического крекинга и многофункциональной композиционной добавки. Технический результат заключается в получении многофункциональной композиционной добавки для топливной композиции, которая характеризуется высокой экологичностью, антидетонационной стойкостью, высокой антиокислительной стабильностью, не содержит металлы и N-метиланилин и может использоваться для производства автомобильных бензинов экологического класса К5 и выше. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Многофункциональная композиционная добавка к автомобильному бензину на основе производных ароматических аминов, алифатических спиртов, антиокислительной и моющей присадок, отличающаяся тем, что в качестве производных ароматических аминов содержит мета-толуидин, и/или N-метил-параанизидин, и/или 2,4-ксилидин и дополнительно содержит вторичные и/или третичные метиловые эфиры С₄-С₅ углеводородов в следующем соотношении компонентов (% масс.):

Мета-толуидин, и/или N-метил-параанизидин, и/или 2,4-ксилидин 10,0-70,0 Алифатические спирты 0-35,0 Вторичные и/или третичные метиловые эфиры С₄-С₅ углеводородов 6,0-55,0 Антиокислительная присадка 0,2-0,4 Моющая присадка 0,4-0,8

2. Многофункциональная композиционная добавка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве алифатических спиртов содержит изобутиловый спирт или изопропиловый спирт.

3. Многофункциональная композиционная добавка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве вторичных, третичных метиловых эфиров С₄-С₅ углеводородов содержит метил-трет-бутиловый эфир и/или смесь третичного амилового и вторичных амиленовых эфиров.

4. Многофункциональная композиционная добавка по п. 3, отличающаяся тем, что в качестве смеси третичного амил-метилового и/или вторичных амилен-метиловых эфиров используется смесь эфиров С₆, полученная переработкой углеводородной фракции, содержащей пиперилены и изоамилены.

5. Топливная основа, состоящая из этерифицированного бензина каталитического крекинга и многофункциональной композиционной добавки, отличающаяся тем, что содержит добавку по п.1 в количестве 0,5-5,0 % масс.