|
| Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные | Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения | Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела |   |
| Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) | |||
Навигация: => | На главную/ Каталог патентов/ В раздел каталога/ Назад / |
|
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2291185
ДОБАВКА К МОТОРНОМУ ТОПЛИВУ
Имя изобретателя: Петухов Леонид Егорович (RU); Зиганшин Александр Васильевич (RU); Емельянов Вячеслав Евгеньевич (RU); Антипов Иван Александрович
Имя патентообладателя: Антипов Иван Александрович
Адрес для переписки: 117465, Москва, Теплый Стан, 7, к.1, кв.172, И.А. Антипову
Дата начала действия патента: 2005.11.29
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использовано для получения высокооктановых бензинов из отходов производства. Добавка содержит гидрогенизат производства бутиловых спиртов - 10-90% мас., оксигенат - 5-85% мас., ароматический амин - 0,1-15% мас., антикоррозионную присадку - 0,1-1% мас. Патентуемая добавка и топливные композиции с ней обладают высокой антидетонационной эффективностью, фазовой стабильностью в широком диапазоне температур и позволяют улучшить экологические свойства топлива путем снижения СО и CxHy в выбросах с отработавшими газами. Добавка не содержит металлоантидетонаторов, что позволяет уменьшить износ деталей двигателя и нивелировать отрицательное влияние на активность каталитических нейтрализаторов автомобилей. Введение побочного продукта производства бутиловых спиртов снижает себестоимость добавки и композиции с ней и расширяет сырьевую базу ее производства. При использовании добавки можно получать высокооктановые автомобильные бензины (АИ-91, АИ-92, АИ-95 и АИ-98) как летнего, так и зимнего видов.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, а точнее к составу добавки для автомобильного бензина. Изобретение может быть использовано для вовлечения в процесс получения высокооктановых бензинов побочных продуктов производства бутиловых спиртов.
В качестве октаноповышающих добавок к бензинам широкое распространение получили оксигенаты, в т.ч. этанол. Однако присущий ему недостаток - поглощение влаги из окружающей среды, вызывает расслаивание топливной смеси с образованием двухфазной системы, что нарушает эксплуатационные характеристики топлива и затрудняет устойчивую работу двигателя. Для устранения указанного недостатка в состав добавок на основе этанола вводят стабилизаторы.
Известна добавка к моторному топливу (патент США №4541836, С 10 L 1/18, 1985), содержащая этиловый спирт и алифатические спирты C 3-C5. Композиция, содержащая эту добавку, имеет следующий состав, % мас.: этанол - 1-12, алифатические спирты С3-С5 - 0,3-4,0, бензин - остальное.
Общими недостатками для добавок на основе оксигенатов (в т.ч. этанола) является необходимость их введения в базовый бензин в значительных количествах (10-15% мас.) для повышения октанового числа бензина на 6-8 пунктов. Для повышения антидетонационных свойств добавок содержащих оксигенаты, в т.ч. и этанол, в их состав вводят ароматические амины (в т.ч. N-метиланилин) и металлоорганические антидетонаторы, содержащие различные соединения свинца, железа или марганца.
Известна добавка, в состав которой входят оксигенаты (смесь эфиров с алифатическими спиртами C2 -C5) и ароматические амины. В качестве оксигената может быть использован этиловый спирт, а в качестве амина N-метиланилин. Композиция содержит 0,5-0,75% об. эфиров, 0,3-2,0% об. спиртов, 0,3-1,5% об. аминов и до 0,8% об. тетраэтилсвинца (патент Франции №2950841, С 10 L 1/00, 1971). Известна добавка к бензину на основе стабилизированного этилового спирта, содержащая N-метиланилин, ферроцен и/или гидроксиизопропилферроцен (патент РФ №2129141, С 10 L 1/18, 1999). Известна добавка к бензину на основе оксигената (в т.ч. этанола) содержащая в своем составе 0,05-2,5% мас. ферроцена и/или его производных, 10-95% мас. ароматического амина (в т.ч. N-метиланилина) и, по крайней мере, один стабилизатор-акцептор свободных радикалов, выбранный из группы, включающей в себя формамид, метилформамид, диметилформамид, N-метилацетамид (патент РФ №2246527 С 10 L 1/18, 1/22, 2005)
К общим недостаткам для добавок к моторным топливам, содержащим металлоантидетонаторы, относится повышение износа деталей двигателя и отрицательное влияние на работу каталитических нейтрализаторов автомобилей.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является многофункциональная универсальная добавка, состава, % мас:
Оксигенаты (алифатические спирты С3-C8) - 25-60;
Ароматический амин (N-метиланилин) - до 45;
Антикоррозионная присадка (АРКВАД) - 0,1-0,4;
Топливная композиция содержит, % мас:
Этанол - до 10;
Воду - 0,1-0,3;
Добавку - 1,0-3,0;
Бензин - остальное. (Патент РФ №2194069 С 10 L 1/18, 1/22, 2002).
Недостатками добавки, описанной в данном патенте, является присутствие в ней значительного количества N-метиланилина (до 45% мас.). Совместное использование алифатических спиртов и ароматических аминов в значительных концентрациях нарушает антиокислительные свойства добавки, поэтому в состав добавки или композиции с ней необходимо вводить антиоксидант (см. описание изобретения к патенту патент РФ №2246527 С 10 L 1/18, 1/22, 2005). Использование значительных количеств дорогостоящего N-метиланилина и алифатических спиртов и существенно удорожает добавку и топливную композицию на ее основе.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков путем снижения содержания N-метиланилина в добавке - не более 15%, (повышается ее антиокислительная стабильность), введением в ее состав гидрогенизата производства бутиловых спиртов (существенно снижается стоимость добавки, т.к. он является побочным продуктом) и использованием в качестве оксигенатов целого ряда различных соединений, что существенно расширяет сырьевую базу производства добавки.
Отличием заявляемого технического решения является наличие в составе добавки гидрогенизата производства бутиловых спиртов. Гидрогенизат производства бутиловых спиртов содержит бутиловые спирты, метанол, воду, а и простые и сложные бутиловые эфиры, бутилформиаты, масляные альдегиды, спирты C8, бутилбутираты и бутилизобутираты и высококипящие примеси.
Известен способ использования гидрогенизата производства бутиловых спиртов в качестве сырья для производства метанольно-альдегидной фракции и последующего ее использования как добавки к автобензинам. Способ заключается в том, что метанольно-альдегидная фракция выделяется из гидрогенизата производства бутиловых спиртов последовательно в двух массообменных аппаратах. (Патент № РФ 2254321 С / 07 С 27/34, 2005). Введение в состав добавки непосредственно гидрогенизата производства бутиловых спиртов позволит исключить дополнительную стадию его переработки, затраты на оборудование и процессинг.
Отличительные признаки (т.е. химический состав) обеспечивают предлагаемой добавке и композициям с ней высокую антидетонационную эффективность и фазовую стабильность в широком диапазоне температур, а и позволяют улучшить экологические свойства топлива путем снижения СО и СхНу в выбросах с отработавшими газами. Совокупность вышеперечисленных эффектов могут обеспечить только отличительные признаки добавки.
В составе добавки в качестве гидрогенизата производства бутиловых спиртов могут использоваться следующие вещества: добавка «МКД» (по ТУ 38.401-58-338-2004 с изм. 1-3), Гидрогенизат бутанольно-бутилформиатной фракции (по ТУ 2421-009-53505711-2004 с изм. 1-2) или их смеси, а и продукты, идентичные им по химическому составу. Концентрация в добавке гидрогенизата производства бутиловых спиртов может составлять от 10 до 90% мас.
В составе добавки в качестве оксигената могут использоваться любые моноспирты C1-С6, как нормального, так и изостроения, независимо от способа их производства (при использовании этанола допускается содержание в нем сивушных масел до 20% мас. с общим содержании воды в спирте не более 10% мас.) или метил-трет-бутиловый эфир (по ТУ 0000-412-05742686-95 с изм. 1-2 или ТУ 38.103704-90) или фэтэрол (по ТУ 2421-009-04749189-98 с изм. 1-2) или метанольно-альдегидная фракция производства бутиловых спиртов или их смеси. Концентрация в добавке оксигената может составлять от 5 до 85% мас.
В составе добавки в качестве антикоррозионных присадок могут использоваться присадки «Антикор Т» или «DCI-11» или их смеси, а и продукты идентичные им по химическому составу. Концентрация в добавке антикоррозионных присадок может составлять от 0,1 до 1% мас.
В составе добавки в качестве ароматических аминов могут использоваться N-метиланилин (по ТУ 2471-269-00204168-96), анилин (по ГОСТ 5819-78), N,N-диметиланилин (по ГОСТ 5855-78), экстралин (по ТУ 6-02-571-90) или их смеси. Концентрация в добавке ароматических аминов может составлять от 0,1 до 15% мас.
При использовании добавки можно получать высокооктановые автомобильные бензины (АИ-91, АИ-92, АИ-95 и АИ-98) как летнего, так и зимнего видов. Полученные композиции могут содержать воду в количестве 0,1-0,4% мас., сохраняя при этом необходимую фазовую стабильность.
Примеры состава добавки представлены в таблице 1, физико-химические и антидетонационные свойства композиций с ней в таблице 2, а ее влияние на количество выбросов СО и СхНу с отработавшими газами в таблице 3.
| Таблица 1. Содержание компонентов в добавке % мас. | ||||
| Номер образца | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Концентрация добавки при вводе в топливо | 10 | 8 | 5 | 1 |
| Компонентный состав добавки % мас.: | ||||
| Оксигенат: | ||||
| Метиловый спирт | 3 | - | 5 | - |
| Этиловый спирт | - | 40 | 40 | 10 |
| Изопропиловый спирт | - | 10 | - | - |
| Бутиловый спирт | - | 2 | - | - |
| Пентиловый спирт | - | 2 | - | - |
| Гептиловый спирт | - | 1 | - | - |
| МТБЭ | 2 | - | 20 | 30 |
| фэтэрол | - | - | 20 | 30 |
| метанольно-альдегидная фр. | - | - | - | 4 |
| Ароматический амин: | ||||
| анилин | 3 | - | - | - |
| N-метиланилин | - | 5 | - | - |
| N,N-диметиланилин | - | 5 | - | 15 |
| экстралин | 1,9 | - | 0,1 | - |
| Антикорр. присадка: | ||||
| Антикор Т | - | 0,25 | - | 1,0 |
| DCI-11 | 0,1 | 0,25 | 0,3 | - |
| Гидрогенизат производства бутиловых спиртов | до 100 | до 100 | до 100 | до 100 |
| Таблица 2. Физико-химические и антидетонационные свойства бензинов с добавкой. | ||||||
| № | Показатели | Номер образца. | Метод испытании | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| 1 | Октановое число: | |||||
| - по моторному методу | 83 | 84 | 85,5 | 88,3 | По ГОСТ 511 | |
| - по исследовательскому методу | 91,8 | 92,1 | 96 | 98,5 | По ГОСТ 8226 | |
| 2 | Содержание свинца, не более, мг/л | 5 | По ГОСТ 28828 или ГОСТ Р 51942 | |||
| 3 | Плотность при 15°С кг/м3 в пределах | 720-795 | По ГОСТ Р 51069 | |||
| 4 | Содержание серы, не более, мг/кг | 100 | ГОСТ 51859, или EH ИСО 20846 | |||
| 5 | Устойчивость к окислению, мин, не менее | 360 | По ГОСТ 4039 или ЕН ИСО 7536 | |||
| 6 | Содержание смол, промытых растворителем мг/100 мл бензина, не более | 5 | По ГОСТ 1567 | |||
| 7 | Коррозия медной пластинки при 50°С за 3 часа | Выдерживает Класс 1 | По ГОСТ 6321 | |||
| 8 | Внешний вид | Чистый, прозрачный | Визуально | |||
| 9 | Доля углеводородов, % об., не более. | По ГОСТ Р 52063 или АСТМ Д 1319 | ||||
| - олефиновых | 18 | |||||
| - ароматических | 42 | |||||
| 10 | Объемная доля бензола, %, не более. | 2,0 | По ГОСТ 29040 или EN 238 | |||
| Продолжение таблицы 2. | ||||||
| 11 | Массовая доля кислорода, %, не более. | 2,7 | По АСТМ Д 5845, или ГОСТ Р 52256 | |||
| 12 | Массовая доля оксигенатов, %, | ГОСТ Р 52256 или АСТМ Д 5845, или ЕН 13132 | ||||
| - метанол | 0,5 | 0,2 | 0,1 | - | ||
| - этанол | 4,2 | 4,2 | 3,05 | 0,5 | ||
| - бутанол | 4,2 | 2,3 | 0,55 | 0,29 | ||
| - гексанол | 0,3 | - | - | - | ||
| - эфиры (с 5 и более атомами С) | - | 0,3 | 1,15 | 0,02 | ||
| 13 | Фазовая стабильность*, температура помутнения, °С | минус 55 | минус 10 | минус 65 | минус 25 | ГОСТ 5066 |
| 14 | Содержание воды, % мас | 0,2 | 0,4 | 0,1 | 0,19 | ГОСТ 14870 |
| 15 | Давление насыщенных паров (ДНП), кПа (мин. - макс.) | 60-90 | ГОСТ 28781 | |||
| 16 | Фракционный состав: | По ГОСТ 2177 | ||||
| Температура начала перегонки, °С | не нормируется** | |||||
| 10% бензина перегоняется при т-ре, °С | не выше 60 | |||||
| 50% бензина перегоняется при т-ре, °С | не выше 110 | |||||
| 90% бензина перегоняется при т-ре, °С | не выше 170 | |||||
| Конец кипения бензина, °С | не выше 215 | |||||
| * Методика определения
фазовой стабильности утверждена
решением ГМК №23/1-122 от 05.07.85 г. ** Согласно ТУ 38.401-58-244-99 с изм. 1-5 на бензины с содержанием этилового спирта. | ||||||
| Таблица 3. Снижение содержания вредных веществ в выбросах с отработавшими газами (О.Г.) при работе двигателей с различной системой питания на топливе с добавкой*. | |||
| Тип системы питания двигателя | Карбюраторная | Инжекторная | Инжекторная, с системой нейтрализации О.Г. |
| Методика проведения испытаний | ГОСТ Р 52033-2003 | ЕЭК ООН №83-04 В | |
| Снижение содержания вредных веществ в выхлопе, по сравнению с бензином не содержащим добавки, составляет в среднем, % отн. | |||
| - по СО | 10-30 | 12-35 | 5 |
| - по СхНу | - | 6-11 | 8 |
| * При испытании образца 2 с концентрацией в бензине 8% мас. | |||
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Добавка к моторному топливу, содержащая оксигенат, ароматический амин, антикоррозионную присадку, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит гидрогенизат производства бутиловых спиртов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Гидрогенизат производства бутиловых спиртов | 10-90 |
| Оксигенат | 5-85 |
| Ароматический амин | 0,1-15 |
| Антикоррозионная присадка | 0,1-1 |
Версия для печати
Дата публикации 07.04.2007гг
Created/Updated: 25.05.2018