Композиція рідкого пального, спосіб її одержання та використання у двигуні внутрішнього згорання

Реферат: Винахід належить до композиції рідкого пального, яка містить: (а) від 50 до 90 % об. спирту C1C4; (b) від 10 до 50 % об. бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша і, необов'язково, (с) до 10 % об. вуглеводневого компонента С3-С6, способу її одержання та використання у двигуні внутрішнього згорання. UA 99499 C2 (12) UA 99499 C2 UA 99499 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід пропонує композицію рідкого пального, придатну для використання в двигуні внутрішнього згорання з іскровим запалюванням (SI). В публікації GB 2433265 A (DEREK LOWE) описане низькотоксичне пальне для чотирьохтактного двигуна, яке включає 80-99% етилового спирту і 1-20% летучих вуглеводневих фракцій, розчинних у етиловому спирті. Летучі вуглеводневі фракції описані як такі, що переважно вибираються з групи, яка складається з пентану, ізопентану, бутану, ізобутану, пропану і їх комбінацій. В публікації WO 2004/050803 А1 (GREG BINIONS) описана композиція рідкого пального, яка включає 10-80 об. % першого компоненту, що містить щонайменше дві аліфатичні органічні невуглеводневі сполуки; 20-65 об. % другого компоненту, що містить щонайменше один вуглеводень і має вміст ароматичних сполук не менший ніж 15 об. % від всього другого компоненту; 1-35 об. % третього компоненту, що являє собою оксигенат; від 0,01 до 20 об. % води, де щонайменше одна сполука в паливній композиції змішується і з водою, і з вуглеводнями для забезпечення однофазної композиції. Кращі сполуки для використання в першому компоненті описуються як такі, що включають етиловий спирт, пропиловий спирт, бутиловий спирт, октиловий спирт, бутанон, метил ізобутил кетон, етилацетат, ізопропиловий спирт і ізобутиловий спирт. Легкі бензино-лігроїнові фракції і певні типи бензину описуються як придатні для другого компоненту, а також описується, що насичені чи ненасичені вуглеводні з лінійним ланцюгом, який містить 9 атомів вуглецю чи менше, можуть бути використані замість всієї чи частини низькоароматичної бензино-лігроїнової фракції для другого компоненту. Ефіри, які загалом мають щонайменше дві вуглеводневі групи, кожна з яких має сім, переважно шість чи менше атомів вуглецю у вуглеводневому ланцюгу, описуються як сполуки, придатні для третього компоненту. При цьому кращими ефірами названі метилциклопентадієнілу марганцю трикарбоніл (ММТ), метил-трет-бутиловий ефір (МТВЕ), третинний аміл-метиловий ефір (TAME), етил-трет-бутиловий ефір (ЕТВЕ) і дибутиловий ефір. В публікації WO 2004/055134 А2 (ALAN EASTMAN ET AL.) описується пальне, яке містить: (A) спиртовий компонент в межах від приблизно 55% до приблизно 70% за вагою; (B) бензино-лігроїновий компонент в межах від приблизно 30% до приблизно 45% за вагою. В публікації WO 2004/055134 А2 стверджується, що «термін бензино-лігроїнова фракція (чи бензин), як він тут використовується, може стосуватись вуглеводневих композицій. Ці вуглеводневі композиції включають суміші вуглеводнів, які киплять під атмосферним тиском приблизно в межах 40-205°С, і можуть містити алкани, олефіни, нафталіни, ароматичні сполуки і т.п.». В публікації WO 2006/031319 А2 (CONOCOPHILIPS) описується використання бензинолігроїнової фракції Фішера-Тропша в якості денатуранту, зокрема в якості денатуранту для етилового спирту. Денатурований етиловий спирт за патентом WO 2006/031319 А2 може потім змішуватись з бензином для створення композиції пального. Серед наведених в патенті WO 2006/031319 А2 прикладів, приклад 2 об'єднує приблизно 23 літри 100% спирту з приблизно 0,45 літра бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша для отримання денатурованого спирту. Цей денатурований спирт з прикладу 2 потім змішується з приблизно 232 літрами бензину; отриманий бензин є придатним для використання в автомобілях. В жодному з патентів GB 2433265 A, WO 2004/050803 А1 чи WO 2004/055134 А2 бензинолігроїнова фракція Фішера-Тропша не використовується в описаних композиціях пального. Властивості компонентів бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша щодо перегонки є порівнянними з такими властивостями бензину. Не дивлячись на це компоненти бензинолігроїнової фракції Фішера-Тропша досі загалом не розглядались як придатні для використання безпосередньо в композиціях бензинового пального через те, що їх октанові числа є надто низькими. На наше здивування, виявилось, що певні композиції рідкого пального, які містять бензинолігроїнову фракцію Фішера-Тропша і спирт, мають на диво високі октанові числа і є придатними для використання в двигунах внутрішнього згорання, зокрема в двигунах внутрішнього згорання з іскровим запалюванням. Даний винахід пропонує композицію рідкого пального, придатну для використання в двигунах внутрішнього згорання, яка містить: (a) від 50 до 90% о/о спирту С1-С4; (b) від 10 до 50% о/о бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша; і необов'язково (c) до 10% о/о вуглеводневого компоненту С3-С6. Даний винахід пропонує також процес для приготування композиції рідкого пального, який включає змішування від 50 до 90% о/о спирту С1-С4 з від 10 до 50% о/о бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша і, необов'язково, до 10% о/о вуглеводневого компоненту С 3-С6. 1 UA 99499 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід пропонує також спосіб роботи двигуна внутрішнього згорання, який включає введення в камеру згорання вказаного двигуна композиції рідкого пального за цим винаходом чи приготовленої з використанням процесу за цим винаходом. Докладний опис винаходу Композиція рідкого пального за цим винаходом включає: (a) спирт С1-С4; (b) бензино-лігроїнову фракцію Фішера-Тропша; і необов'язково (c) вуглеводневий компонент С3-С6. Спирт С1-С4 може бути будь-яким одноатомним спиртом, який містить від 1 до 4 атомів вуглецю, чи їх сумішшю; переважно, спирт С1-С4 може бути будь-яким повністю насиченим, одноатомним спиртом, який містить від 1 до 4 атомів вуглецю, чи їх сумішшю. Спирт С1-С4може бути первинним, вторинним чи третинним спиртом чи їх сумішшю; переважно, спирт С 1-С4 є первинним чи вторинним спиртом чи їх сумішшю; краще, коли спирт С 1-С4 є первинним спиртом чи сумішшю первинних спиртів; ще краще, коли спирт С 1-С4 є лінійним первинним спиртом або сумішшю лінійних первинних спиртів. Спирт С1-С4 може походити з будь-якого відомого природного або синтетичного джерела. Звичайно спирт С1-С4 може отримуватись з природного джерела, наприклад шляхом ферментації біомаси. Звичайно, щонайменше 50% о/о спирту С1-С4 є етиловим спиртом, переважно щонайменше 80% о/о спирту С1-С4 є етиловим спиртом, краще щоб щонайменше 90% о/о спирту С 1-С4 були етиловим спиртом, ще краще щоб щонайменше 95% о/о, щонайменше 98% о/о або навіть щонайменше 99% о/о спирту С1-С4 були етиловим спиртом, а найкраще щоб спирт С1-С4 був етиловим спиртом. Концентрація спирту С1-С4 в композиції рідкого пального знаходиться в межах від 50 до 90% о/о. Переважно, концентрація спирту С1-С4 в композиції рідкого пального відповідає комбінації одного з параметрів від (і) до (v) і комбінації одного з параметрів від (vi) до (х), представленими далі: (і) щонайменше 60% о/о, (іі) щонайменше 65% о/о, (ііі) щонайменше 68% о/о, (iv) щонайменше 69% о/о, (v) щонайменше 70% о/о, причому ознакам (і), (іі), (ііі), (iv) і (v) віддають перевагу у зворотному порядку; і (vi) до 90% о/о, (vii) до 89% о/о, (viii) до 88% о/о, (іх) до 87% о/о, (х) до 85% о/о, причому ознакам (vi), (vii), (viii), (ix) і (х) віддають перевагу у зворотному порядку. Прикладами конкретних комбінацій вищенаведених ознак є (і) і (vi), (і) і (vii), (і) і (viii), (і) і (іх), (і) і (х), (іі) і (vi), (ii) і (vii), (ii) і (viii), (ii) і (іх), (іі) і (х), (ііі) і (vi), (iii) і (vii), (iii) і (viii), (ііі) і (іх), (ііі) і (х), (vi) і (vi), (vi) і (vii), (vi) і (viii), (vi) і (іх), (vi) і (х), (v) і (vi), (v) і (vii), (v) i (viii), (v) і (ІХ), (V) і (X). Коли спирт С1-С4 містить денатурант, концентрація спирту С1-С4 в композиції рідкого пального за цим винаходом базується на концентрації спирту С1-С4, виключаючи денатурант. Коли спирт С1-С4 містить незначну кількість води, концентрація спирту С 1-С4 в композиції рідкого пального за цим винаходом базується на концентрації спирту С 1-С4, виключаючи воду. Крім спирту С1-С4, композиція рідкого пального за цим винаходом містить бензинолігроїнову фракцію, що походить від продукту синтезу за Фішером-Тропшем («бензинолігроїнова фракція Фішера-Тропша»). «Бензино-лігроїнова фракція Фішера-Тропша» означає, що ця фракція є продуктом синтезу за Фішером-Тропшем (чи процесу конденсації за Фішером-Тропшем) або походить від нього. Бензино-лігроїнова фракція Фішера-Тропша може також позначатись як фракція GTL (Gas-toLiquid = перетворення газу в рідину). Реакція Фішера-Тропша перетворює монооксид вуглецю і водень (газ для хімічного синтезу) на вуглеводні (звичайно парафінові) з довшим ланцюгом: n(СО + 2Н2) = (-СН2-)n +nН2О + тепло в присутності відповідного каталізатору і, типово, підвищеної температури (наприклад, від 125 до 300°С, переважно від 175 до 250°С) та/або підвищеного тиску (наприклад, від 500 до 10000 кПа, переважно від 1200 до 5000 кПа). При бажанні, може бути використане відношення водень : монооксид вуглецю, інші ніж 2:1. 2 UA 99499 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Монооксид вуглецю і водень самі можуть походити з органічних і неорганічних, природних і синтетичних джерел, типово з природного газу або з метану органічного походження. Гази, які перетворюються на синтез-газ, що потім перетворюється на компоненти рідкого палива за допомогою синтезу Фішера-Тропша, можуть загалом включати природний газ (метан), зріджений нафтовий газ (наприклад, пропан або бутан), «конденсати», такі як етан, і газоподібні продукти, отримувані з вугілля, біомаси та інших вуглеводнів. Бензино-лігроїнова фракція Фішера-Тропша може отримуватись безпосередньо з реакції Фішера-Тропша або походити непрямо з реакції Фішера-Тропша, наприклад шляхом фракціонування продуктів синтезу Фішера-Тропша та/або шляхом гідроочистки продуктів синтезу Фішера-Тропша. Гідроочистка може включати гідрокрекінг для регулювання температурного інтервалу кипіння (дивись, наприклад, публікації GB-B-2077289 і ЕР-А-0147873) та/або гідро ізомеризацію, яка може поліпшити властивості холодотекучості за рахунок збільшення частки розгалужених парафінів. В публікації ЕР-А-0583836 описується двоетапний процес гідроочистки, в якому продукт синтезу Фішера-Тропша спочатку піддають гідро-конверсії в таких умовах, щоб він суттєво не зазнавав ізомеризації або гідрокрекінгу (це гідрогенізує олефінові компоненти і компоненти, що містять кисень), а потім щонайменше частину отриманого продукту піддають гідро-конверсії в таких умовах, щоб відбувались гідрокрекінг і ізомеризація, з отриманням суттєво парафінового вуглеводневого пального. Бажану фракцію (фракції) згодом можна відділити, наприклад за допомогою перегонки. Інші види обробки після синтезу, такі як полімеризація, алкілування, перегонка, крекінгдекарбоксилювання, ізомеризація і гідрореформінг, можуть використовуватись з метою модифікації властивостей продуктів конденсації Фішера-Тропша, як описано, наприклад, в публікаціях US-A-4125566 і US-A-4478955. Типові каталізатори для синтезу Фішера-Тропша парафінових вуглеводнів включають, в якості каталітично активного компоненту, метал з Групи VIII періодичної таблиці, зокрема рутеній, залізо, кобальт або нікель. Придатні каталізатори описані, наприклад, в публікації ЕР-А0583836 (сторінки 3 і 4). Прикладом процесу на основі реакції Фішера-Тропша є SMDS (Shell Middle Distillate Synthesis = синтез середніх дистилятів Шелл), який описали van der Burgt et al. в статті «The Shell Middle Distillate Synthesis Process», представленій на 5-ому Всесвітньому симпозіумі з синтетичного пального, що відбувся у Вашингтоні в листопаді 1985 р. (дивись також публікацію листопада 1989 р. під тим самим заголовком від Shell International Petroleum Company Ltd, Лондон, Велика Британія). Цей процес (деколи його називають технологією Шелл перетворення газу в рідину або GTL) продукує продукти в діапазоні середніх дистилятів шляхом перетворення природного газу (головним чином метану) і отриманого синтез-газу на важкий вуглеводневий (парафіновий) віск з довгим ланцюгом, який потім може бути підданий гідро-конверсії та фракціонуванню для отримання бажаного продукту, наприклад бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша або рідке транспортне пальне, таке як газойлі, які використовуються в композиціях дизельного пального. Одна з версій процесу SMDS, яка використовує реактор з нерухомим шаром каталізатору для етапу каталітичного перетворення, в теперішній час застосовується в Бінтулу, Малайзія, і отримувані газойлі змішуються з газойлями, отриманими з нафти, даючи автомобільне пальне в промислових масштабах. Приклади інших процесів синтезу Фішера-Тропша включають промислову технологію «дистилят суспензійної фази» Sasol і процес ExxonMobil «AGC-21». Ці та інші процеси є описаними більш докладно, наприклад, в наступних публікаціях: ЕР-А-776 959, ЕР-А-668 342, US-A-4 943 672, US-A-5 059 299, WO-A-99/34917 і WO-A-99/20720. Бензино-лігроїнова фракція Фішера-Тропша, приготовлена з використанням процесу SMDS, використовується в промисловому масштабі компаніями Шелл. Додаткові приклади продуктів синтезу Фішера-Тропша є описаними в публікаціях ЕР-А-0583836, ЕР-А-1101813, WO-A-97/14 768, WO-A-97/14769, WO-A-00/20534, WO-A-00/20535, WO-A-00/11116, WO-A-00/11117, WO-A01/83406, WO-A-01/83641, WO-A-01/83647, WO-A-01/83648 і US-A-6204426. Бензино-лігроїнова фракція Фішера-Тропша, завдячуючи особливостям процесу ФішераТропша, по суті не містить ні сірки, ні азоту, або містить їх в кількості, що не піддається визначенню. Сполуки, що містять ці гетероатоми, мають тенденцію діяти як отрути на каталізатори процесу Фішера-Тропша і тому видаляються з синтез-газу на подачі. Більш того, процес Фішера-Тропша, як він звичайно здійснюється, не продукує або суттєво не продукує ароматичних компонентів. Вміст ароматичних сполук в бензино-лігроїновій фракції Фішера-Тропша, принагідно визначений у відповідності до ASTM D4 62 9, типово буде нижче 1% в/в, переважно нижче 0,5% в/в, а краще нижче 0,2 або 0,1% в/в. 3 UA 99499 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Загалом, бензино-лігроїнові фракції Фішера-Тропша мають відносно низькі рівні полярних компонентів, зокрема полярних сурфактантів, наприклад у порівнянні з лігроїновими фракціями, отриманими з нафти. Такі полярні компоненти можуть включати, наприклад, оксигенати, а також сполуки, що містять сірку і азот. Низький рівень сірки в бензино-лігроїновій фракції ФішераТропша загалом є свідченням низьких рівнів і оксигенатів, і сполук, що містять азот, оскільки всі вони видаляються під час тих самих процесів обробки. Компонентом бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша за цим винаходом є рідкий вуглеводневий дистилят з кінцевою температурою кипіння типово до 220°С, переважно до 180°С або 175°С. Його початкова температура кипіння становить щонайменше 25°С, переважно щонайменше 30°С. Бензино-лігроїнова фракція Фішера-Тропша або основна частина бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша (наприклад, щонайменше 95% в/в) типово складається з вуглеводнів, які мають 5 або більше атомів вуглецю. Принагідно, компонент бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша за цим винаходом буде складатись щонайменше на 70% в/в, переважно щонайменше на 80% в/в, краще щонайменше на 90 або 95 або 98% в/в, а найкраще щонайменше на 99 або 99,5 або навіть 99,8% в/в з парафінових компонентів. Термін «парафінові компоненти» означає розгалужений або нерозгалужений алкан (тут також використовується назва ізо-парафіни і нормальні парафіни) або циклоалкан. Переважно, ці парафінові компоненти є ізо-парафінами і нормальними парафінами. Кількість нормальних парафінів в бензино-лігроїновій фракції Фішера-Тропша наближається до 100% в/в. Переважно, бензино-лігроїнова фракція Фішера-Тропша містить від 20 до 98% в/в або більше нормальних парафінів. Вагове відношення ізо-парафінів до нормальних парафінів може принагідно перевищувати 0,1 і може доходити до 12; звичайно воно становить від 2 до 6. Дійсна величина цього відношення може частково визначатись процесом гідро-конверсії, який використовується для приготування газойлю з продукту синтезу Фішера-Тропша. Вміст олефінів в компоненті бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша за цим винаходом переважно становить 2,0% в/в або менше, краще 1,0% в/в або менше, а ще краще 0,5% в/в або менше. Вміст ароматичних сполук в компоненті бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша за цим винаходом переважно становить 2,0% в/в або менше, краще 1,0% в/в або менше, а ще краще 0,5% в/в або менше. Компонент бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша за цим винаходом переважно має 3 щільність від 0,67 до 0,73 г/см при 15°С і вміст сірки 5 мг/кг або менше, переважно 2 мг/кг або менше. Спеціалістам в цій галузі має бути очевидним, що компонент бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша буде мати дуже низький антидетонаційний індекс. Типово, октанове число за дослідним методом (RON), визначене у відповідності до ASTM D2699, і моторне октанове число (MON), визначене у відповідності до ASTM D2700, компоненту бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша за цим винаходом будуть, незалежно, щонайбільше 60, більш типово щонайбільше 50, а звичайно щонайбільше 40. Переважно, компонент бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша за цим винаходом є продуктом, приготовленим за допомогою реакції Фішера-Тропша конденсації метану з використанням відношення водень/монооксид вуглецю, меншого ніж 2,5, переважно меншого ніж 1,75, а краще від 0,4 до 1,5 а ідеально із застосуванням каталізатору, що містить кобальт. Принагідно, він буде отримуватись з підданого гідрокрекінгу продукту синтезу Фішера-Тропша (наприклад, як описано в публікаціях GB-B-2077289 та/або ЕР-А-0147873) або краще з продукту двоетапного процесу гідро-конверсії, такого як описано в ЕР-А-0583836 (дивись вище). В останньому випадку основні ознаки процесу гідро-конверсії можуть бути такими, як описані на сторінках 4-6 і в прикладах опису до патенту ЕР-А-0583836. Принагідно, компонент бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша за цим винаходом є продуктом, приготовленим за допомогою низькотемпературного процесу Фішера-Тропша, тобто процесу, який здійснюється при температурі 250°С або нижчій, такій як від 125 до 250°С або від 175 до 250°С, на відміну від високотемпературного процесу Фішера-Тропша, який типово здійснюється при температурі від 300 до 350°С. В композиції рідкого пального у відповідності до цього винаходу компонент бензинолігроїнової фракції Фішера-Тропша за цим винаходом може включати суміш двох або більше бензино-лігроїнових фракцій Фішера-Тропша. Концентрація бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша в композиції рідкого пального за цим винаходом знаходиться в межах від 10 до 50% о/о. Переважно, концентрація бензино 4 UA 99499 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 лігроїнової фракції Фішера-Тропша в композиції рідкого пального за цим винаходом відповідає комбінації одного з параметрів від (хі) до (xv) і одного з параметрів від (xvi) до (хх), як показано далі: (хі) щонайменше 11% о/о, (хіі) щонайменше 12% о/о, (хііі) щонайменше 13% о/о, (xiv) щонайменше 14% о/о, (xv) щонайменше 15% о/о, причому ознакам (хі), (хіі), (хііі), (xiv) і (xv) перевагу віддають у зворотному порядку; і (xvi) до 50% о/о, (xvii) до 40% о/о, (xviii) до 35% о/о (хіх) до 32% о/о, (хх) до 30% о/о причому ознакам (xvi), (xvii), (xviii), (хіх) і (хх) перевагу віддають у зворотному порядку. Прикладами конкретних комбінацій вищенаведених ознак є (хі) і (xvi), (хі) і (xvii), (хі) і (xviii), (хі) і (хіх), (хі) і (хх), (хіі) і (xvi), (хіі) і (xvii), (хіі) і (xviii), (хіі) і (хіх), (хіі) і (хх), (хііі) і (xvi), (хііі) і (xvii), (хііі) і (xviii), (хііі) і (хіх), (хііі) і (хх), (xiv) і (xvi), (xiv) і (xvii), (xiv) і (xviii), (xiv) і (хіх), (xiv) і (хх), (xv) і (xvi), (xv) і (xvii), (xv) i (xviii), (xv) і (хіх) та (xv) і (хх). Композиція рідкого пального за цим винаходом необов'язково містить до 10% о/о вуглеводневого компоненту С3-С6. Вуглеводневим компонентом С3-С6 може бути будь-який вуглеводень, що має 3, 4, 5 або 6 атомів вуглецю, або їх сумішшю; краще щоб вуглеводневий компонент С3-С6 був парафіновим, аліфатичним вуглеводнем, що має 3, 4, 5 або 6 атомів вуглецю, або їх сумішшю. Звичайно, вуглеводневий компонент С 3-С6 може бути композицією, в якій щонайменше 95 ваг. %, краще щонайменше 98 ваг. %, а ще краще щонайменше 99 ваг. % цих вуглеводнів мали однакову кількість атомів вуглецю. Вуглеводневий компонент С3-С6 може походити з будь-якого відомого джерела. Так, вуглеводневий компонент С3-С6 може бути отриманий відомим способом з прямогонного бензину, приготовлених синтетичним шляхом вуглеводневих сумішей, підданих термічному або каталітичному крекінгу вуглеводнів, підданих гідрокрекінгу фракцій нафти, підданих реформінгу вуглеводнів, продуктів синтезу Фішера-Тропша або їх сумішей. Хоча це не суттєво для даного винаходу через високу летучість вуглеводнів С 3-С6, вуглеводневий компонент С3-С6 може включатись в композицію рідкого пального за цим винаходом для підвищення її летучості, що можна використати для поліпшення характеристики холодного запуску даної композиції рідкого пального. Відповідно, концентрація вуглеводневого компоненту С3-С6, включеного в композицію рідкого пального за цим винаходом, буде коливатись в залежності від бажаної летучості композиції рідкого пального. Має бути зрозумілим, що кількість вуглеводневого компоненту С3-С6 в композиції рідкого пального за цим винаходом може принагідно становити і 0% о/о. Однак, коли вуглеводневий компонент С 3-С6 включається в композицію рідкого пального за цим винаходом, він типово є присутнім в ній в концентрації до 8% о/о, більш типово до 7% о/о і, незалежно, типово в кількості щонайменше 0,1% о/о, більш типово щонайменше 0,25% о/о і найбільш типово в кількості щонайменше 0,5% о/о. Наприклад, коли вуглеводневий компонент С3-С6 включається в композицію рідкого пального за цим винаходом, він типово є присутнім в ній в концентрації від 0,1 до 10% о/о, більш типово від 0,25 до 8% о/о і звичайно від 0,5 до 7% о/о. Композиція рідкого пального за цим винаходом є придатною для використання в двигуні внутрішнього згорання, зокрема в двигуні внутрішнього згорання з іскровим запалюванням. Принагідно, композиція рідкого пального за цим винаходом може бути використана як пальне для двигуна внутрішнього згорання автомобіля з гнучким вибором пального (FFV). Має бути зрозумілим, що композиція рідкого пального за цим винаходом може називатись також бензином, наприклад композиція рідкого пального за цим винаходом може бути використана як бензин Е85 або Е70. Композиція рідкого пального за цим винаходом типово має температурний інтервал кипіння в межах від 25 до 210°С; оптимальні межі і криві дистиляції типово коливаються в залежності від клімату і пори року. Тиск пари за Рейдом (RVP) рідкого пального за цим винаходом є в межах від 10 до 100 кПа, переважно від 20 до 90 еПа, краще від 30 до 80 кПа (IP 394). Оптимальне значення тиску пари за Рейдом буде коливатись в залежності від клімату і пори року. Принагідно, змінюючи кількість вуглеводневого компоненту С3-С6, можна регулювати тиск пари за Рейдом (RVP) і, відповідно, характеристику холодного запуску композиції рідкого пального за даним винаходом. 5 UA 99499 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Як це не дивно, хоча значення октанового числа за дослідним методом (RON) і моторного октанового числа (MON) бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша є дуже низькими, значення RON і MON композиції рідкого пального за цим винаходом є на диво високими. Переважно, RON композиції рідкого пального за цим винаходом знаходиться в межах від 80 до 120, краще від 85 до 115, ще краще від 90 до 112, а найкраще від 95 до 110 (ASTM D2699). Значення MON композиції рідкого пального за цим винаходом переважно знаходиться в межах від 65 до 110, краще від 75 до 105, ще краще від 80 до 100, а найкраще від 85 до 95 (ASTM D2700). Типово, вміст олефінових вуглеводнів в композиції рідкого пального за цим винаходом становить щонайбільше 2% о/о. Переважно, вміст олефінових вуглеводнів в композиції рідкого пального за цим винаходом становить щонайбільше 1% о/о. Типово, вміст ароматичних вуглеводнів в композиції рідкого пального за цим винаходом становить щонайбільше 1 % о/о. Переважно, вміст ароматичних вуглеводнів в композиції рідкого пального за цим винаходом становить щонайбільше 0,5% о/о, а краще 0,25% о/о. Принагідно, вміст ароматичних вуглеводнів в композиції рідкого пального за цим винаходом знаходиться в межах від 0 до 0,15% о/о. Вміст бензолу в композиції рідкого пального переважно становить щонайбільше 0,25% о/о, а краще щонайбільше 0,1% о/о, зокрема щонайбільше 0,05% о/о. Композиція рідкого пального за цим винаходом типово має низький або ультра-низький вміст сірки, наприклад не більше ніж 500 мг/кг, переважно не більше ніж 150 мг/кг, краще не більше ніж 50 мг/кг, ще краще не більше ніж 10 мг/кг, а найкраще 5 мг/кг сірки. Принагідно, композиція рідкого палива може бути суттєво вільною від сірки. Композиція рідкого пального за цим винаходом переважно має також низький вміст свинцю, такий як щонайбільше 0,005 г/л, а найкраще, щоб вона була вільною від свинцю, тобто не містила доданих до неї сполук свинцю (неетильоване пальне). Має бути зрозумілим, що композиція рідкого пального за цим винаходом може повністю походити з відновлювальних джерел. Хоча це не є критичним для даного винаходу, композиція рідкого пального за цим винаходом може принагідно додатково включати одну або більше присадок. Концентрація і природа присадок до пального, які можуть включатись в композицію рідкого пального за цим винаходом, не є критичними. Не обмежуючі приклади придатних типів присадок до палива, які можуть включатись в композицію рідкого пального за цим винаходом, включають антиоксиданти, інгібітори корозії, детергенти, освітлювачі, антидетонаційні присадки, деактиватори металів, сполуки, що захищають клапанні гнізда від виробки, барвники, модифікатори тертя, рідини-носії, розріджувачі і маркери. Приклади таких придатних присадок є загалом описаними в патенті США № 5,855,629. Принагідно, композиція рідкого пального за цим винаходом буде додатково включати одну або більше присадок, зокрема коли одна або більше присадок включають інгібітор корозії. Принагідно, присадки до пального можуть змішуватись з одним або більше розчинників або рідких носіїв з утворенням концентрату присадок, і вже цей концентрат потім примішується до композиції рідкого пального за цим винаходом. Концентрація (активної речовини) будь-яких присадок, присутніх в композиції рідкого пального за цим винаходом, переважно доходить до 1 ваг. %, краще щоб вона була в межах від 5 до 1000 чнмв (частин на мільйон за вагою), а ще краще в межах від 75 до 300 чнмв від загальної ваги композиції рідкого палива. Крім описаних вище компонентів і присадок або концентрату присадок, композиція рідкого пального за цим винаходом може також необов'язково включати інші компоненти для забезпечення балансу композиції рідкого пального. Наприклад, баланс пального може вимагати вуглеводневих компонентів, інших ніж бензино-лігроїнова фракція Фішера-Тропша і вуглеводневий компонент С3-С6, а також оксигенатів, інших ніж спирти СгС4, де ці компоненти переважно будуть присутніми в концентрації не вищій ніж 10% о/о, краще не вищій ніж 7% о/о, ще краще не вищій ніж 5% о/о, а найкраще не вищій ніж 3% о/о. Принагідно, композиція рідкого пального за цим винаходом не містить додаткових компонентів, інших ніж бензино-лігроїнова фракція Фішера-Тропша, факультативний вуглеводневий компонент С3-С6, спирти С1-С4 та присадки або концентрати присадок. Композиція рідкого пального за цим винаходом може бути отриманою за допомогою процесу, який передбачає змішування від 50 до 90% о/о спирту С 1-С4 з від 10 до 50% о/о бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша і, необов'язково, до 10% о/о вуглеводневого компоненту С3-С6. Порядок і спосіб змішування компонентів композиції рідкого пального за цим 6 UA 99499 C2 5 10 15 20 25 30 винаходом не є критичними, і будь-який спосіб, відомий в цій галузі, може бути використаний для приготування композиції рідкого пального за цим винаходом. Коли один або більше додатковий компонент, наприклад одна або більше присадка або концентрат присадок, мають бути включені в композицію рідкого пального за цим винаходом, цей додатковий компонент може бути змішаний з одним або більше компонентів композиції рідкого пального до, під час або після приготування композиції рідкого пального за цим винаходом. Композиція рідкого пального за цим винаходом може бути використана як пальне для двигуна внутрішнього згорання, зокрема двигуна внутрішнього згорання з іскровим запалюванням. Відповідно, даний винахід охоплює також використання композиції рідкого пального, яка включає: (a) від 50 до 90% о/о спирту С1-С4; (b) від 10 до 50% о/о бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша і, необов'язково, (c) до 10% о/о вуглеводневого компоненту С3-С6, в якості пального для двигуна внутрішнього згорання, зокрема двигуна внутрішнього згорання з іскровим запалюванням. Має бути зрозумілим, що композиція рідкого пального за цим винаходом є особливо придатною в якості пального для використання в автомобілях з гнучким вибором пального. Даний винахід пропонує також спосіб роботи двигуна внутрішнього згорання, який включає введення в камеру згорання вказаного двигуна композиції рідкого пального за цим винаходом. Даний винахід буде краще зрозумілим з наступних прикладів. Коли інше не вказується, частини і відсотки (концентрація) є об'ємними, а тиск вимірюється в кПа. Приклади Композиції рідкого пального з прикладів були отримані шляхом комбінування відповідних об'ємних кількостей компонентів, перелічених в Таблиці 1, при кімнатній температурі в герметичних металічних контейнерах. Коли до композиції рідкого пального додавався бутан, його додавали з баку для зберігання в герметичний контейнер з визначенням об'єму за допомогою витратоміру. Контейнери, що містили компоненти композиції рідкого пального, потім герметично закривались і перемішувались, щоб забезпечити ретельне перемішування. Після перемішування герметично закриті контейнери зберігались при температурі нижче 5°С, щоб запобігти випаровуванню до початку тестування. 35 40 Етиловий спирт був біо-етанолом, поставленим фірмою Abengoa Bioenergy (щільність при 15°С 794,1 кг/л (IP 365). Бутан, використаний в пальному 4, 5 і 6, був поставлений фірмою Shell Gas (Велика Британія). GTL бензино-лігроїнова фракція була бензино-лігроїновою фракцією Фішера-Тропша, параметри якої наведені в Таблиці 2. 7 UA 99499 C2 Таблиця 2: GTL бензино-лігроїнова фракція 5 Бензин А був не етильованим базовим бензиновим пальним, параметри якого наведені в Таблиці 3 далі. 10 Бензин В був не етильованим базовим бензиновим пальним, параметри якого наведені в Таблиці 4 далі. 8 UA 99499 C2 5 10 15 Приклади 1-4 і порівняльні приклади А і В Дослідне октанове число (RON) (ASTM D2699) і моторне октанове число (MON) (ASTM D2700) пального 1-4 наведені в Таблиці 5 далі. З Таблиці 5 можна бачити, що величини RON і MON композицій рідкого пального за цим винаходом є більшими, ніж можна було б очікувати на основі зважених середніх значень індивідуальних компонентів рідкого пального. Зокрема, можна бачити, що величина RON для палива і Прикладу 3 перевищує величину RON, визначену для обох компонентів - етилового спирту і бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша, використаних при приготуванні вказаного пального. Приклади 5-10 і порівняльні приклади від С до J Тиск пари пального за Рейдом (RVP) (IP 394) для пального від 1 до 6 і від А до Н наведено в Таблиці 6 далі. 9 UA 99499 C2 5 10 15 20 25 30 35 З Таблиці 6 можна бачити, що RVP композиції рідкого пального, що містить тільки етиловий спирт і бензино-лігроїнову фракцію GLT, є нижчим, ніж для еквівалентного пального на основі спирту, яке містить тільки етиловий спирт і не етильований бензин (Приклад 7 у порівнянні з порівняльними прикладами G і J). Однак з Прикладів 8-10 можна бачити, що RVP композицій рідкого пального за цим винаходом можна ефективно контролювати шляхом додавання бутану, наприклад для поліпшення запуску холодного двигуна. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Композиція рідкого пального для використання у двигуні внутрішнього згорання, яка містить: (a) від 50 до 90 % об. спирту С1-С4; (b) від 10 до 50 % об. бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша. 2. Композиція рідкого пального за п. 1, яка додатково містить до 10 % об. вуглеводневого компонента С3-С6. 3. Композиція рідкого пального за п. 1, в якій кількість вуглеводневого компонента С3-С6 становить 0 % об. 4. Композиція рідкого пального за п. 1, що містить додатково вуглеводневий компонент С 3-С6 у кількості в межах від 0,1 до 10 % об. 5. Композиція рідкого пального за будь-яким з пп. 1-3, в якій кількість спирту С1-С4 знаходиться в межах від 60 до 90 % об. 6. Композиція рідкого пального за п. 4, в якій кількість спирту С 1-С4 знаходиться в межах від 65 до 89 % об. 7. Композиція рідкого пального за п. 5, в якій кількість спирту С 1-С4 знаходиться в межах від 70 до 88 % об. 8. Композиція рідкого пального за будь-яким з пп. 1-6, в якій спиртом С1-С4 є етиловий спирт. 9. Композиція рідкого пального за будь-яким з пп. 1-7, яка додатково містить одну або більше присадок до пального. 10. Спосіб одержання композиції рідкого пального, який включає змішування від 50 до 90 % об. спирту С1-С4 з від 10 до 50 % об. бензино-лігроїнової фракції Фішера-Тропша і, необов'язково, до 10 % об. вуглеводневого компонента С3-С6. 11. Спосіб експлуатації двигуна внутрішнього згорання, який включає введення в камеру згорання вказаного двигуна композиції рідкого пального за будь-яким з пп. 1-9 або одержаної способом за п. 10. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10