Присадка к дизельному топливу комплексного действия и способ ее получения Российский патент 2019 года по МПК C10L10/08 C10L10/12 C10L10/00 C10L1/182 C10L1/185 C10L1/22 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а именно к способу получения присадки к дизельному топливу, обладающей комплексным действием (повышение цетанового числа и уменьшение диаметра пятна износа). В качестве сырья для получения присадки комплексного действия (ПКД) используют фракцию, кипящую в пределах 190°С - К.К., выделенную из кубового остатка производства бутиловых спиртов (КОБС), получаемых методом оксосинтеза, и содержащую 1,0-6,0% спиртов C₈H₁₉OH, и 94-99% высококипящих компонентов, в том числе высших жирных спиртов. Фракцию нитруют нитрующей смесью азотной и серной кислот при температуре 0-10°С в течение 1,5 часов.

Наиболее близкими по технической сущности являются способы получения цетанповышающих присадок, основанные на нитровании 2-этилгексанольных фракций кубового остатка бутиловых спиртов:

- Фр. 166-190°С: Пат. РФ №2235118 (Порублева Т.П., Заказов А.Н., Гусаров С.В. и др., опубликовано 27.08.2004, бюлл.№24).

- Фр. НК-195°С: Пат. РФ №2525552 (Минибаева Л.К., Усманов P.P., Баулин О.А. и др., опубликовано 20.08.2014, бюлл.№23), отличающиеся тем, что в предлагаемом нами способе в качестве нитруемого сырья используется фракция КОБСа 190°С - КК.

Пат. РФ №2235118. Принимается в качестве прототипа.

Пример получения присадки. Пример получения присадки. В реактор, снабженный мешалкой и охлаждающей баней, при температуре 0-5°С загружают 17 г азотной кислоты концентрации 70 мас. %, 29 г серной кислоты концентрации 94,8 мас. %. В полученную нитрующую смесь добавляют 2 г карбамида. В качестве сырья для нитрования использована фракция 190°С-КК следующего состава:

- Спирты С8 (2-этилгексанол, 2-этил-4-метилпентанол и др.), 1,0-6,0 % масс.;

- Высококипящие компоненты, в т.ч. жирные спирты, 94,0-99,0 % масс..

В реактор с нитрующей смесью со скоростью 0,1-0,15 мл/мин, при температуре 0-10°С вводится (дозируется) указанная фракция в количестве 20,0 г. После введения всего ее количества в реакционную смесь при непрерывном перемешивании выдерживают при температуре 0-10°С в течение 1-1,5 часов. По окончании процесса нитрования и расслоения реакционной смеси отработанные кислоты отделяют от органического слоя продукта нитрования.

Для промывки органического слоя используется вода в количестве по 50 см³ трижды.

При воздействии нитрующей смеси параллельно протекают 3 реакции:

При воздействии нитрующей смеси параллельно протекают 3 реакции:

О наличии нитроэфирных и карбоксильных групп свидетельствует ИК-спектр продукта: имеются полосы поглощения при 1270-1280 см^-1 и 1620-1630 см^-1, соответствующие симметричным и ассиметричным валентным колебаниям N=O группы, а также полоса поглощения при 865 см^-1 (деформационные N-O) являются характерными для нитроэфиров. Полоса поглощения при 1760 см^-1 (-СООН) является характерной для карбоновых кислот. Также о содержании карбоновых кислот в продукте свидетельствует кислотное число КЧ=40-45 мг КОН/г по ГОСТ 5985-79.

Установлено, что полученная по вышеописанному способу присадка в связи с содержанием в готовом продукте нитроэфиров и жирных кислот, проявляет одновременно цетаноповышающие и противоизносные свойства (табл. 1).

Наиболее близкими по действию являются 2-этилгексилнитрат. Известно применение 2-этилгексилнитрата в качестве цетанповышающей присадки в количестве 0,1-1,0%.

Однако, как и сам 2-этилгексилнитрат, так и присадки на основе 2-этилгексанолсодержащих фракций при добавлении в ДТ, ухудшают его смазывающие свойства (НПиНХ, №4, 2012, с. 24-26).

Данный недостаток приводит к необходимости внесения противоизносных присадок (ПИП), содержащих талловые, монокарбоновые и/или полициклические кислоты.

Также известна присадка к ДТ комплексного действия (пат. РФ №2320706 (Сулейманов Р.С., Ставицкий В.А., Кабанов О.П. и др., опубликовано 27.03.2008, бюлл. №9)), содержащая, % масс: алкил(С₃-С₂₀)нитрат до 55, алкил(С₁-С₂₅)сукцинимид 0,1-10, сополимер высших эфиров С₆-С₂₅ акриловой или метакриловой кислоты с этиленненасыщенным мономером до 60, непредельная жирная кислота (олеиновая, линолевая или линоленовая) или ее амид до 100. Технический результат - при добавлении 0,01-1,0 мас.% присадки, наблюдается улучшение пусковых, низкотемпературных характеристик, а также смазывающих свойств ДТ. Отличающаяся тем, что в предлагаемом нами способе используется одно сырье, а в рассмотренном примере композиция присадки достигается смешением компонентов.

Эффективность присадки при добавлении в дизельное топливо г/о зимнее иллюстрируется следующими примерами:

*СДПИ - скорректированный диаметр пятна износа

При добавлении присадки в ДТ г/о зимнее в количестве от 0,1 % масс. до 1,0 % масс., наблюдается прирост цетанового числа при одновременном существенном снижении ДНИ. При этом при внесении 1,0% ПКД достигается соответствие дизельного топлива ГОСТ Р 52386 - 200.

Изобретение раскрывает присадку к дизельным топливам, которая представляет собой продукт нитрования фракции, выделенной из кубового остатка производства бутиловых спиртов (КОБС), полученных методом оксосинтеза, при этом для нитрования использована фракция КОБС, кипящая в пределах 190°С – КК и содержащая 94-99 масс. % высококипящих компонентов, в т.ч. жирных спиртов, 1,0-6,0 масс. % спиртов С8 (2-этилгексанол, 2-этил-4-метилпентанол), содержащая в своем составе нитроэфиры и жирные кислоты и обладающая цетанповышающими и противоизносными свойствами. Также раскрывается способ получения присадки к дизельным топливам. Технический результат заключается в получении присадки комплексного действия, обладающей цетанповышающими и смазывающими свойствами, используя при этом одно сырье, а также способствует более квалифицированной утилизации КОБСа - побочного продукта производства бутиловых спиртов. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

1. Присадка к дизельным топливам, представляющая собой продукт нитрования фракции, выделенной из кубового остатка производства бутиловых спиртов (КОБС), полученных методом оксосинтеза, отличающаяся тем, что для нитрования использована фракция КОБС, кипящая в пределах 190°С - КК и содержащая 94-99 масс. % высококипящих компонентов, в т.ч. жирных спиртов, 1,0-6,0% масс. спиртов С8 (2-этилгексанол, 2-этил-4-метилпентанол), содержащая в своем составе нитроэфиры и жирные кислоты и обладающая цетанповышающими и противоизносными свойствами.

2. Способ получения присадки по п. 1, включающий нитрование смесью азотной и серной кислот в присутствии карбамида спиртосодержащей фракции 190°С - КК КОБС при температуре 0-10°С и непрерывном перемешивании в течение 1-1,5 часов, расслоение реакционной смеси по окончании процесса нитрования, отделение отработанных кислот от органического слоя продукта нитрования и промывку органического слоя водой, при этом в процессе нитрования одновременно протекают реакции нитрования и окисления.