Нанодобавка до автомобільного бензину

Нанодобавка до автомобільного бензину на основі етилового спирту, яка включає метанол або метанольно-ефірну фракцію, інгібітор корозії, співрозчинник, що містить речовину, вибрану з групи: ізопропанол, ізобутанол, побічний продукт виробництва бутилових спиртів, сивушне масло або їх суміш, яка відрізняється тим, що додатково містить колоїдний розчин металевих наночастинок, отриманих ерозійно-вибуховим диспергуванням металевих гранул в спирті, при 3 29896 автомобільних бензинів на основі етилового спирту, яка містить наступні компоненти, мас.%: Nметиланилин - 6,0-12,0; співрозчинник - 0,2-20; миюча присадка на основі аміду - 0,5-1,5; етиловий спирт - решта [Евразийский патент №000882, C10L 1/18, 2000]. Недоліком цієї добавки є те, що в її склад входить N-метиланилин, який володіє агресивністю відносно гум, низькою хімічною стабільністю, особливо у присутності нижчих спиртів, і, внаслідок цього, схильністю до утворення відкладень на елементах двигунів. Відома також добавка до моторного палива, що містить обводнений етиловий спирт і співрозчинник з вищих аліфатичних спиртів, наприклад пропил, ізопропиловий спирт, бутиловий, ізобутиловий і трет-бутиловий спирт, аміловий і ізоаміловий спирт або їх суміші [Патент США №4541836, C10L 1/18, 1980]. Недоліком паливних композицій, що містять вказані добавки, є те, що вони володіють корозійною агресивністю по відношенню до металів. Відома добавка до бензину на основі обводненого етилового спирту, що містить відходи гідролізного виробництва етилового спирту з деревної сировини (8-80 мас.%) в якості співрозчинника і етиловий спирт (до 100 мас.%), яку додають в бензин в кількості 2-20 мас.%. В якості відходів виробництва етилового спирту з деревної сировини використовують так звану «альдегідо-ефіро-спиртну фракцію», в яку входять аліфатичні спирти С 3-С5, складні ефіри метилового і етилового спиртів і мурашиної і оцетової кислот, фур фуролу і інших органічних сполук [Патент РФ №2068871, C10L 1/02, C10L 1/18, 1996]. Недоліком добавки є те, що вона недостатньо ефективно підвищує октанове число бензину, не забезпечує достатню фазову стабільність палива і володіє при введенні в паливо підвищеною корозійною агресивністю по відношенню до металів. Найбільш близькою до пропонованої є добавка до автомобільного бензину на основі обводненого етилового спирту, що включає метанол або метанольно-ефірну фракцію, інгібітор корозії з комплексних солей алкіламінів і насичених або ненасичених моноабо дікарбонових кислот, співрозчинник, що містить речовину, вибрану з групи: ізопропанол, ізобутанол, побічний продукт виробництва бутилови х спиртів, "сивушне масло", або їх суміш при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: метанол або метанольно-ефірна фракція 0,5-10; співрозчинник - 1-50; інгібітор корозії - 0,1-1; етиловий спирт - решта [Патент России №2307151. ДОБАВКА К АВТОМОБИЛЬНОМУ БЕНЗИНУ. МПК C10L 1/223 (2006.01), C10L 1/182 (2006.01). Опубликовано: 2007.09.27.]. Недоліком цієї добавки є те, що вона недостатньо ефективно підвищує октанове число бензину, має високий процентний вміст шкідливих викидів у вихлопних газах, а також не забезпечує ефект плакування (процес відновлення частинок 4 металу, що осаджують на поверхні стінок циліндрів ДВЗ), який призводить до підвищення компресійних властивостей двигуна. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності добавки, зменшення шкідливих викидів вихлопних газів двигуна, а також отримання ефекту плакування, що забезпечує підвищення компресійних властивостей двигуна. Це досягається тим, що в композицію додатково введений колоїдний розчин металевих наночастинок. Запропонована, як і відома добавка до автомобільного бензину на основі етилового спирту містить метанол або метанольно-ефірну фракцію, інгібітор корозії, співрозчинник, що містить речовину, вибрану з групи: ізопропанол, ізобутанол, побічний продукт виробництва бутилови х спиртів, сивушне масло або їх суміш, і, відповідно до цієї пропозиції, додатково містить колоїдний розчин металевих наночастинок, отриманих ерозійно-вибуховим диспергуванням металевих гранул в спирті, при цьому метал вибраний з групи, що складається з срібла, золота, міді, нікелю, паладію, платини, молібдену, кобальту, родію, ванадію, заліза, марганцю, хрому, цинку, олова, цирконію, титану, алюмінію, магнію, галію, сурми, селену, тербію, празеодиму, самарія, гадолінію, церію, лантану, ітрію, неодиму, а компоненти узяті в наступних співвідношеннях, мас.%: метанол або метанольно-ефірна фракція 0,5-10; співрозчинник - 1-50; інгібітор корозії - 0,1-1; колоїдний розчин металевих наночасток - 5-10 із змістом металевих наночасток 0,0001- 0,1; етиловий спирт - решта. Добавка додатково містить колоїдний розчин металевих наночастинок, отриманих ерозійновибуховим диспергуванням металевих гранул в спирті. Це дозволяє зменшити шкідливі викиди вихлопних газів двигуна за рахунок більш повного згорання палива, зменшити витрату палива за рахунок більш повного його згорання, а також отримати ефект плакування за рахунок осадження металевих наночастинок на стінках циліндрів двигуна. Ерозійно-вибухове диспергування металевих гранул в спирті забезпечує отримання металевих наночастинок з вузькою кривою розподілу гранулометричного складу наночастинок, що дозволяє вводити в композицію вузькодисперсний наноматеріал. Метал вибраний з групи, що складається з срібла, золота, міді, нікелю, паладію, платини, молібдену, кобальту, родію, ванадію, заліза, марганцю, хрому, цинку, олова, цирконію, титану, алюмінію, магнію, галію, сурми, селену, тербію, празеодиму, самарія, гадолінію, церію, лантану, ітрію, неодиму. Благородні метали, а також марганець, нікель, хром, магній є каталізаторами горіння і сприяють більш повному згоранню палива, що зменшує шкідливі викиди вихлопних газів двигуна. Мідь, олово, цинк, залізо, срібло, молібден, титан, нікель і хром виступають в ролі плакувальних металів. За рахунок того, що циліндро-поршнева група постійно оброблятиметься плакувальними металами, 5 29896 припиняється процес старіння двигуна, стан якого поліпшується, компресія вирівнюється і зростає. Наночастинки, зважаючи на їх малий розмір, утворюють надзвичайно тонкий плакувальний шар на циліндро-поршневій групі і не призводять до появи подряпин. Родій, мідь, срібло, золото, паладій, платина, залізо, марганець, хром, кобальт, ванадій, цирконій, титан, тербій, празеодим, самарій, гадоліній, сурма, селен підвищують ефективність палива. Рідкоземельні метали, перехідні метали, метали груп IIА, ІІІВ, VB або VIB Періодичної Таблиці Д.І. Менделєєва підвищують ефективність палива. Мідь, цирконій олово, молібден, цинк, нікель, срібло і алюміній сприяють зменшенню витрати палива і зниженню токсичності вихлопних газів двигуна. Рідкоземельні метали сприяють поліпшенню згорання палива і згоранню саж. Компоненти добавки узяті в наступних співвідношеннях, мас.%: метанол або метанольноефірна фракція - 0,5-10; співрозчинник - 1-50; інгібітор корозії - 0,1-1; колоїдний розчин металевих наночастинок - 5-10 із змістом металевих наночастинок 0,0001-0,1; етиловий спирт - решта. При значеннях мас.% компонентів менше нижніх меж знижується ефективність добавки і знижується її стійкість седиментації. При збільшенні мас.% колоїдного розчину і металевих наночастинок більше верхніх меж непропорційно збільшуються витрати. Оптимальні значення мас.% метанолу або метанольно-ефірної фракції 0,5-10; співрозчинника - 1-50; інгібітору корозії 0,1-1. Добавку до автомобільного бензину отримують таким чином. Добавка в якості співрозчинника містить речовину, вибрану з гр упи: ізопропанол, ізобутанол, побічний продукт виробництва бутилових спиртів, «сивушне масло», або їх суміш. При цьому співрозчинник одночасно виконує роль стабілізатора. В якості інгібітора корозії, що відноситься до комплексних солей алкіламінів і насичених або ненасичених моно- або дикарбонових кислот, можуть бути використані, наприклад, комплексні сполуки триетиламіну, діетаноламіну і жирних кислот С 10-C18, нафтових кислот, кислот рослинних олій, та інші. Для приготування пропонованої добавки до автомобільних бензинів використовують наступні продукти: в якості обводненого етилового спирту використовують спирти (із змістом води від 0,5 до 5,4мас.%) синтетичний денатурований, гідролізний ректифікований технічний; метанол або метанольно-ефірну фракцію виробництва етилового спирту, що містить до 80 мас.% метанолу, спирти С2-С5, прості і складні ефіри спиртів С1-С3 і ін. ізопропанол; ізобутанол технічний; побічний продукт виробництва бутилови х спиртів (бутил-бутанольноформіатна фракція), що є сумішшю спиртів C1-C8, альдегідів, простих і складних ефірів, при цьому основний зміст складають спирти С 4 (ізобутанол і н-бутанол); 6 «сивушне масло», яке є сумішшю спиртів: амілового, ізобутилового, н-пропилового, етилового, води і незначної кількості інших органічних сполук; в якості інгібітора корозії, що відноситься до комплексних солей алкіламінів і насичених або ненасичених моно- або дікарбонових кислот, може бути використана антикорозійна присадка, що випускається по ТУ 0257-005-11475232-2005, або комплексна сполука діетаноламіну і жирних кислот С10-С18 і інші сполуки з цього класу; в якості колоїдного розчину використовують колоїдний розчин металевих наночасток по ТУ У 24.6-35291116-001:2007 із змістом металевих наночастинок 0,0001-0,1мас.% від всієї добавки. Колоїдний розчин металевих наночастинок отримують заздалегідь ерозійно-вибуховим диспергуванням металевих гранул, що знаходяться в спирті [див. Патент України на корисну модель №23550. Спосіб ерозійновибухового диспергування металів. МПК B22F 9/14. Опубл.25.05.2007. Бюл.№7.]. При проходженні через ланцюжки металевих гранул імпульсів електричного струму, в яких енергія імпульсів перевищує енергію сублімації випарованого металу, в точках контактів металевих гранул один з одним виникають іскрові розряди, в яких здійснюється вибухоподібне диспергування металу. В каналах розряду температура досягає 10 тис. градусів. Ділянки поверхні металевих гранул в зонах іскрових розрядів плавляться і вибухоподібне руйнуються на найдрібніші наночастки і пару. Розплавлені наночастинки, що розлітаються, потрапляють в спирт і утворюють колоїдний розчин, який додають в композицію. Добавку до автомобільного бензину готують з використанням стандартного устаткування шляхом зміщення компонентів до отримання однорідного складу. Колоїдний розчин в кількості 5-10мас.% із змістом металевих наночастинок 0,0001-0,1мас.% від всієї добавки вводиться в композицію при перемішуванні. За допомогою ультразвукового диспергатора перемішують компоненти до отримання однорідної емульсії. Після приготування добавки її вводять в автомобільний бензин в кількості 3-15мас.%.