Присадка к углеводородным топливам Советский патент 1976 года по МПК C10L1/22 

1

Изобретение относится к присадкам для углеводородных топлив, в частности для низкоцетановых топлив к дизельным двигателям.

В настоящее время известно использование различных присадок, повышаюпдпх эффективность использования ниакоцетанового горючего в дизелях, например циклогексанолнитрат «керобризол, который используется в качестве присадки к высокооктановым бензинам при применении их в быстроходных дизелях

1 Наиболее близкими по достигаемому результату к предлагаемому объекту являются присадки: ненасыпденпые перекисные мономеры, полимерные перекиси, добавляемые к среднедистиллятным топливам, а также изопропилнитрат 2.

Недостатком известных присадок является однофункциональность их действия. Они улучшают воспламеняемость горючего в условиях дизеля, но в то же время снижают его детонационную стойкость и стабильность. Например, бензины с такими присадками имеют низкую детонационную стойкость и не могут использоваться по прямому назначению в карбюраторных двигателях.

Между тем, известно, что основные нарушения рабочего процесса дизеля при использовании низкоцетанового горючего облегченного фракционного состава вызываются не

только его плохой воспламеняемостью, но и несоответствием характеристик прокачиваемости, испаряемости и распыливания топливного заряда, необходимым для нормального

протекания рабочего процесса двигателя. В результате нарушается распределение топливного заряда в камере двигателя и ухудшаются условия смешения, воспламенения и горения, что вызывает увеличение периода задержкн воспламенения, скорости нарастания давления и максимального давления сгорания в камере дизеля. Известные присадки к низкоцетановому горючему снижают период задержки воспламенения их в дизеле, однако не

достаточно эффективно улучшают другие индикаторные показатели, в частности скорость нарастания давления. Двигатель работает жестко. С целью улучшения эксплуатационных характеристик топлива предлагаемая присадка

%

содержит, масс.

70-80

Диалкенилсукцинимид

Нитрованный параоксидифениламин20-30

Данная присадка проявляет многофункциональное действие, и механизм действия ее, в отличие от сушествуюш,их (органических перекисей, нитратов, нитритов и др.), повышающих воспламеняемость низкоцетановых горючих в дизеле за счет инициирования химическмх прсдпламспных процессов, связан, в основном, с физическими ироцессами распыливания, испарения топливного заряда, смешения его с воздухом и улучшением условий смесеобразования, воспламенения и горения.

Присадка позволяет с учетом вонламеняемости и испаряемости горючего регулировать скорости протекания указанных процессов, в основном, за счет своей высокой полярности и поверхностной активности. Скорости протекания процессов распыливания, испарения и смесеобразования легкого низкоцетанового горючего в Композиции с предлагаемой присадкой в камере дизеля примерно такие же, как при исиользовании стандартного дизельного топлива. Особенно значительный эффект от Определение оптимального соотношения ингредиентов в присадке

(Одноцилиндровый отсек дизеля 12 ЧН 18/20 с объемно-нлспочным смесеобразованием, при , об/мнн, ,5 л. с., угол впрыека (р 26 град п. к. в.

использования присадки получают в условиях объемно-пленочного смесеобразования. Эффект в данном случае обосновывается улучшением качества иленки горючего на стенке камеры сгорания и оптимальным распределением топливного заряда в объеме камеры сгорания.

Нитрованием в параоксидифениламин вводят лимитированное количество нитрогрупп, обеспечивающее снижение периода задержки воспламенения в дизеле при использовании композиции горючего с данной присадкой, не снижая его детонационной стойкости. Присадку готовят по следующей технологии.

Таблица I

до в. м. т.)

Параоксидифениламин

питруют по известной методике азотной кислотой (45%-ной концентрации). Окончание нитрования регламентируют содержанием введенных иитрогрупп (2-3 масс. %). Полученный таким способом продукт растворяют в бензоле и смепливают с диалкенилсукцинимидом.

Композиция присадки с горючим готовится компаундированием с оптимальным содержаиием присадки 0,3-0,5 масс. %.

Присадка хорошо растворяется в углеводородном горючем и не выпадает в осадок при длительном храпении. При указанной концентрации присадки в бензине композиция по осповиым физико-химическим показателям отличается от исходного бензина лишь в пределах допустимых ГОСТ на методы испытаний горючего по данным показателям.

Таблица 2

Определение оптимальных пределов концентрации присадки в горючем

(Одноцилиндровый отсек дизеля 12 ЧИ 18/20 е объемноиленочным смесеобразованием, нри об/мин,

Кс 87,5 л. с., ф 22 град. и. к. в. до в. м. т. нрн

иснользованин бензина А-76)

Характеристика двигателя

. Результаты испытаний предлагаемой присадки в композиции с углеводородпым топливом приведены в табл. 1-5.

Ка:К видно из приведенных данных, испытуемая присадка в композиции с автомобильным бензином А-66 обеспечивает повышение экономичности и полноты сгорания, снижение Результаты

Сравнительные экспериментальные данные эффективности предлагаемой присадки и изопропилнитрата в композиции с бензином А-76

(Одноцилиндровый отсек дизеля 12 ЧИ 18/20, Y 24 град. и. к. в. до в. м. т. Способ смесеобразования - объсмпо-плеиочиый)

Бензин А-76 без присадки

Бензин А-76 с 1,5 масс. % изопропилнитрата

Бензин А-76 с 0,4 масс. % предлагаемой присадки

периода задержки воспламенения и скорости нарастания давления в дизеле по сравнению с исходным бензином. Индикаторные характеристики работы дизеля на композицни испытуемой присадки с бензином близки к характеристикам его работы на стандартном дизельном топливе.

Таблица 3

Таблица 4 сравнительных испытаний эффективности известных и предлагаемой присадок

Сравнительная эффективность предлагаемой присадки с исходным бензином и изопропилнитратом на режимах 2 и 3

Формула изобретения

Присадка к углеводородному топливу, отличающаяся тем, что, с целью улучшеиия эксплуатациониых характеристик топлива, она содержит, масс %:

Диалкеиилсукципимид70-80

Нитроваииый параоксидифсииламип30-20

Таблица 5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2.«Химия и технология тоилив и масел Л1- 12, 1971, с. 40-41 (прототип).