Присадка для снижения потерь углеводородных топлив от испарения при их хранении и применении Российский патент 2024 года по МПК C10L1/182 C10L1/188 C10L1/222 C10L1/238 C10L10/00 

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к композициям присадок к углеводородным топливам, особенно к автомобильным бензинам, добавляемым в целях снижения потерь топлива от испарения при хранении и применении, а также может быть использовано на нефтебазах и складах горючего.

Применение изобретения позволит значительно снизить потери автомобильных бензинов от испарения при хранении в резервуарах на нефтебазах и складах горючего.

Наиболее сильное изменение качества топлив при хранении и применении вызывают процессы испарения легких фракций [Сафонов А.С., Ушаков А.И., Юсковец Н.Д. Автомобильные эксплуатационные материалы. - СПб.: Гидрометиоиздат, 1998. - С. 223].

Вследствие высокой испаряемости автомобильных бензинов происходит быстрое изменение их фракционного состава и соответственно ухудшение эксплуатационных свойств [Гуреев А.А., Фукс И.Г., Лашхи В.Л. Химмотология. - М.: Химия, 1986. - С. 95].

В качестве альтернативных и наиболее экономически выгодных методов снижения потерь от испарения помимо выполнения основных требований к техническим средствам хранения и транспортирования и конструктивных усовершенствований резервуаров используют присадки, снижающие потери от испарения хранящихся нефтепродуктов. В основном, это поверхностно-активные вещества различной химической природы, которые, обладая высокой поверхностной активностью, образуют на поверхности топлива сорбционную пленку, затрудняющую выход молекул легкокипящих углеводородов [Волгин С.Н., Середа В.А. Технико-экономическое обоснование применения присадок, снижающих скорость испытания бензинов при хранении. - СПб.: Академия прикладных исследований, 2002. - С. 372].

Известен способ снижения потерь бензинов от испарения при хранении и использовании путем введения в них присадки [C_nH_2n+1COO]₂Ni, где n=10-16, в концентрации 0,000925-0,001% (RU 2187540 С1, кл. C10L 1/18, 20.08.2002).

Также известен способ снижения потерь бензинов от испарения при хранении и использовании путем введения в них присадки [C_nH_2n+1COO]₂Zn, где n=10-16, в концентрации 0,000925-0,001% (RU 2256693 С1, кл. C10L 1/18, 20.07.2005).

Недостатком известных способов является то, что используемые в них присадки являются солями, содержащими двухвалентные цветные металлы, что способствует ускорению процесса окисления бензинов и дизельных топлив в процессе их хранения и эксплуатации (Теоретические основы химмотологии. - Под. ред. А.А. Браткова. - М.: Химия, 1985. - 320 с.).

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является способ снижения потерь бензинов от испарения при хранении и применении путем введения в них присадки на основе продукта конденсации борной кислоты, этаноламина и стеариновой кислоты при их мольном соотношении 1:1,5:1,5 соответственно в количестве 0,001-0,01 масс. % (RU 2630674 С1, кл. C10L 1/10, 2017.09.12).

Однако эта присадка в промышленности не производится, а синтез в лабораторных условиях трудоемкий и дорогостоящий, также концентрация присадки в топливе снижается за счет частичной адсорбции ее на металлических поверхностях емкостей, при этом эффективность по снижению потерь топлива при хранении тоже уменьшается.

Задачей настоящего изобретения является повышение устойчивости бензинов к окислению, снижение потерь бензинов от испарения в процессе хранения и применения.

Для решения поставленной задачи предлагается присадка к бензинам, содержащая полиэтиленгликоль с мол. массой 200, хлорид тетраметиламмония, стеарат натрия, 1-октанол при следующем соотношении компонентов в масс. %:

полиэтиленгликоль с мол. массой 200 - 3,5; хлорид тетраметиламмония - 0,1; стеарат натрия - 3,5; 1-октанол до 100.

Все компоненты, входящие в состав присадки, являются известными, промышленными продуктами.

Аниононогенные и неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ) используются в больших объемах в промышленности. Главная причина выбора этих ПАВ - простота и низкая стоимость производства. Причем наилучшим действием обладают анионогенные ПАВ с алкильными группами, содержащими в гидрофобной цепи 9-17 атомов углерода (стеарат натрия C₁₇H₃₅COONa), в присутствии неионогенных (полиэтилепнгликоль Н-(O-СН₂СН₂)_n-ОН).

По мере увеличения концентрации присадки в бензине адсорбция молекул ПАВ на поверхности раздела фаз паровоздушная смесь - топливо возрастает. Это обусловлено уменьшением поверхностного натяжения. При концентрации присадки в бензине 0,05-0,1 достигается предельная адсорбция молекул ПАВ. Объясняется это тем, что поверхностный слой бензина полностью заполнен молекулами ПАВ. Образуется мономолекулярный защитный слой. Испарение легких фракций бензина предельно уменьшается.

Концентрация присадки 0,1 является критической концентрацией мицеллообразования. Устанавливается равновесие мономолекулярный раствор ↔ мицеллы различной формы. В образовании мономолекулярного защитного слоя на поверхности раздела фаз активно принимают участие молекулы стеарата натрия и полиэтилнгликоля, а частицы хлорида тетраметиламмония поддерживают, усиливают адсорбцию молекул ионогенных и неионогенных ПАВ на поверхности топлива. Октанол-1 является растворителем других компонентов присадки.

Введение присадки в бензины менее 0,05 масс. % не позволяет существенно снизить испаряемость при хранении и применении, а введение его более 0,1 мас. % нецелесообразно, так как дальнейшего снижения потерь от испарения практически не происходит.

Влияние действия присадки относительно прототипа представлено в табл. 1.

Давление насыщенных паров бензина определяли по ГОСТ 1756-2000 «Нефтепродукты. Определение давления насыщенных паров», потери от испарения - по ГОСТ 6369-75 «Бензины автомобильные и авиационные. Метод определения потерь от испарения».

Пример 1. Определяли давление насыщенных паров и потери от испарения бензина АИ-92 без присадки (температура начала кипения 45°С, 10% выкипает при температуре 72°С).

Пример 2. Исследовали тот же бензин с введением присадки по прототипу продукта конденсации Н₃ВО₃, NH₂C₂H₄OH и С₁₇Н₃₅СООН в следующем мольном соотношении: 1:1,5:1,5. в количестве 0,05 масс. %.

Пример 3. Исследовали тот же бензин с введением предлагаемой присадки в количестве 0,05 масс. %.

Результаты исследований представлены в табл.1.

Влияние концентрации вводимой присадки на давление насыщенных паров и испаряемость бензина бензин АИ-92 изучали в примерах 4-9.

Пример 4. Исследовали бензин АИ-92 (температура начала кипения 45°С, 10% выкипает при температуре 72°С) без присадки.

Пример 5. В бензин АИ-92 вводили предлагаемую присадку в количестве 0,05 масс. %.

Пример 6. В бензин АИ-92 вводили предлагаемую присадку в количестве 0,08 масс. %.

Пример 7. В бензин АИ-92 вводили предлагаемую присадку в количестве 0,1 масс. %.

Пример 8. В бензин АИ-92 вводили предлагаемую присадку в количестве 0,15 масс. %.

Пример 9. В бензин АИ-92 вводили предлагаемую присадку в количестве 0,2 масс. %.

Результаты испытаний представлены в табл.2.

Анализ полученных данных показывает, что максимальное снижение потерь бензина от испарения достигается при введении продукта предлагаемой присадки в количестве 0,05-0,1 масс. %.

Таким образом, введение в бензин предлагаемой присадки в количестве 0,05-0,1 масс. % от общей массы топлива приводит к существенному снижению давления насыщенных паров и потерь бензина от испарения при его хранении и применении.

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к композициям присадок к углеводородным топливам, особенно к автомобильным бензинам. Присадка для снижения потерь бензинов от испарения при их хранении и применении содержит следующие компоненты, мас.%: полиэтиленгликоль с мол. массой 200 - 3,5; хлорид тетраметиламмония - 0,1; стеарат натрия - 3,5; 1-октанол - до 100. Также раскрыт бензин, содержащий указанную присадку в количестве 0,05-0,1 мас.%. Группа изобретений обеспечивает снижение потерь топлива от испарения при хранении и применении, а также снижение давления насыщенных паров бензина. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.

1. Присадка для снижения потерь бензинов от испарения при их хранении и применении, характеризующаяся тем, что в качестве присадки используют смесь компонентов при следующем их соотношении, мас.%:

полиэтиленгликоль с мол. массой 200 3,5 хлорид тетраметиламмония 0,1 стеарат натрия 3,5 1-октанол до 100

2. Бензин, содержащий присадку, отличающийся тем, что содержит присадку по п. 1 в количестве 0,05-0,1 мас.%.