Топливная композиция для снижения высокотемпературных отложений Российский патент 2024 года по МПК C10L1/28 C10L1/183 

Изобретение относится к нефтехимии, точнее к топливным композициям на основе углеводородных, преимущественно дизельных, топлив с добавлением различных веществ, и может быть использовано для снижения количества высокотемпературных отложений при сгорании топлив в условиях дизеля.

Известна топливная композиция на основе дизельного топлива с добавлением алифатического или циклоалифатического нитрата и алкоксиалканола, однако эта топливная композиция имеет невысокую эффективность по снижению количества отложений на деталях цилиндра дизеля (Патент США N4623362, С10L 1/18, 18.11.86).

Известна также топливная композиция, включающая низкосортное дизельное топливо с цетановым числом 37 единиц, с добавлением смеси, содержащей алифатический или циклоалифатический нитрат и алкоксисилан. Эффективность данной топливной композиции по снижению склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях дизеля тоже является низкой (Патент США N 4541838, С10L 1/28, 17.09.85).

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности действия топливной композиции по склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля.

Под высокотемпературными отложениями понимают отложения лака и нагара, образующиеся при сгорании топлива в условиях дизеля на впускных и выпускных клапанах, днище и боковой поверхности цилиндра, распылителе и игле форсунки.

Для решения поставленной задачи предлагается топливная композиция, содержащая олигодиметилсилоксан с мол. массой 1000, 3,5-дитретбутил-4-гидроксибензиловый спирт и дизельное топливо при следующем соотношении компонентов, масс. %:

олигодиметилсилоксан с мол. массой 1000 0,020-0,030 3,5-дитретбутил-4-гидроксибензиловый спирт 0,030-0,040 дизельное топливо до 100

Компоненты, входящие в состав топливной композиции, являются известными, промышленными продуктами, в заявляемом соотношении и сочетании их предлагается использовать впервые. Подобранное экспериментальным путем соотношение компонентов позволило получить топливную композицию, обладающую комплексом требуемых свойств.

В основе действия олигодиметилсилоксана лежат два механизма: а) образование на металлических поверхностях адсорбированной пленки, предотвращающей прочное налипание сажи, смолисто-асфальтеновых продуктов сгорания; б) обволакивание частиц сажи и других нерастворимых в топливе взвесей адсорбированной пленкой, предотвращающей их агломерирование в более крупные частицы и отложение на металлических поверхностях.

Для составления топливных композиций в качестве дизельного топлива использовалось топливо марки ДТ-З-К5. Топливная композиция вводится в топливо в количестве 0,1 масс. %.

3,5-дитретбутил-4-гидроксибензиловый спирт является антиоксидантом, ингибирующим радикально-цепные реакции окисления и полимеризации и конденсации продуктов окисления углеводородов, входящих в состав топлив, также он дезактивирует каталитическое действие металлов (прежде всего железа и меди) на окисление углеводородов.

Топливная композиция готовится последовательным растворением олигодиметилсилоксана и 3,5-дитретбутил-4-гидроксибензилового спирта в дизельном топливе при комнатной температуре и интенсивном перемешивании.

Для обоснования заявляемого состава топливной композиции были испытаны топливные композиции, полученные различным сочетанием указанных выше компонентов. Состав опытных образцов топливных композиций представлен в табл. 1.

Склонность топливных композиций к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля оценивалась по нагарообразующей способности по методу ПЗИ на одноцилиндровой установке ИДТ-69 (Гуреев А.А. и др. Квалификационные методы испытаний нефтепродуктов", М., "Химия", 1984, с. 112).

С целью оценки склонности образцов топливной композиции не только к нагаро-, но и лакообрзованию, дополнительно использован способ оценки моторных топлив к лако- и нагарообразовнию (А.с. СССР 1467509, G01N 33/22, 10.11.1986).

За показатель нагарных свойств по методу ПЗИ выбрано среднее значение массы отложений на металлических нагарниках по результатам четырех параллельных испытаний.

Режим испытаний: частота вращения коленчатого вала, мин^-1 - 900±10; степень сжатия с учетом нагарника - 16; продолжительность испытаний, мин - 5.

С целью оценки склонности топливных композиций не только к нагаро-, но и к лакообразованию, дополнительно использован способ оценки склонности моторных топлив к лако- и нагарообразованию. За показатель склонности топливных композиций к лако- и нагарообразованию выбрано среднее значение массы отложений на пластинах из стали по результатам четырех параллельных испытаний.

Режим испытаний: температура воздуха в кварцевой трубке, °С - 500; температура пластины из стали, °С - 300; температура подаваемого воздуха, °С - 70; скорость подачи воздуха, л/мин - 25.

Для оценки эффективности композиции-прототипа были приготовлены три образца топливных композиций на основе топлива ДТ-З-К5 с добавлением в качестве присадки комбинации органических нитратов с алкоксисиланом. Содержание компонентов в топливной композиции и их соотношение выбрано соответствующим оптимальному составу композиции-прототипа.

Состав топливных композиций:

образец 1 - циклогексилнитрат (60 мас. %) и тетраэтоксисилан (40 мас. %);

образец 2 - 2-этилгексилнитрат (70 мас. %) и тетраэтоксисилан (2030 мас. %);

образец 3 - изопропилнитрат (50 мас. %) и тетраэтоксисилан (50 мас. %).

Присадки вводились в топливо в количестве 0,1 масс. %.

Результаты оценки эффективности предлагаемой топливной композиции и композиции-прототипа представлены в табл. 2 и 3.

При добавлении в дизельное ДТ-З-К5. компонентов предлагаемой топливной композиции в количествах, указанных в табл.3, другие показатели качества топлива изменяются в пределах допустимых отклонений ГОСТ на методы испытаний.

Примеры 1, 2, 3 в табл.2 и 3 отличаются процентным соотношением компонентов в предлагаемой топливной композиции.

Данные табл. 2 и 3 свидетельствуют о более высокой эффективности предлагаемой топливной композиции по снижению склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля.

Экономическая эффективность от использования предлагаемой топливной композиции выразится за счет повышения надежности эксплуатации двигателя и увеличения межремонтных сроков его работы.

Изобретение относится к нефтехимии. Раскрыта топливная композиция на основе дизельного топлива с добавлением олигосилоксана, в которой качестве олигосилоксана она содержит олигодиметилсилоксан с мол. массой 1000 и дополнительно содержит 3,5-дитретбутил-4-гидроксибензиловый спирт в следующем соотношении компонентов, масс. %: олигодиметилсилоксан с мол. массой 1000 – 0,020-0,030; 3,5-дитретбутил-4-гидроксибензиловый спирт – 0,030-0,040; дизельное топливо – до 100. Изобретение обеспечивает повышение эффективности топливной композиции по снижению склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля. 3 табл.

Топливная композиция на основе дизельного топлива с добавлением олигосилоксана, отличающаяся тем, что в качестве олигосилоксана она содержит олигодиметилсилоксан с мол. массой 1000 и дополнительно содержит 3,5-дитретбутил-4-гидроксибензиловый спирт в следующем соотношении компонентов, масс. %:

олигодиметилсилоксан с мол. массой 1000 0,020-0,030 3,5-дитретбутил-4-гидроксибензиловый спирт 0,030-0,040 дизельное топливо до 100