Багатофункціональна добавка до моторного палива

1. Багатофункціональна добавка до моторного палива, яка містить монометиланілін, метил-трет 3 відомій добавці високотоксичного метанолу (до 30%) стримує, а іноді і виключає можливість застосування відомої добавки в зв’язку з тим, що в деяких країнах (США, Японія, Російська Федерація), використання його заборонено, а також підвищує гігроскопічність, знижує стабільність добавки та палива при збереженні. Таким чином, добавка погіршує експлуатаційні та екологічні властивості палива. В основу технічного рішення поставлена задача удосконалення багатофункціональної добавки до моторного палива, що полягає в оптимізації її складу завдяки новому кількісному співвідношенню компонентів добавки, що дозволяє збільшити граничний вміст монометиланіліну в паливі, за рахунок чого забезпечується підвищення октанового числа палива, експлуатаційних та екологічних властивостей, а також знижується собівартість палива. Поставлена задача вирішується тим, що в багатофункціональній добавці до моторного палива, яка містить монометиланілін, метил-третбутіловий ефір та миючу присадку, новим, відповідно до внаходу, є нове кількісне співвідношення компонентів у складі добавки, мас. % монометиланілін 10,0-90,0 миюча присадка 0,1-5,0 метил-трет-бутіловий ефір до 100,0. Причинно-наслідковий зв’язок між сукупністю суттєвих ознак добавки та технічним результатом, що досягається, полягає в такому. Добавка, що заявляється, має експериментально встановлене оптимальне співвідношення компонентів та являє собою композицію, синергічний ефект дії якої пояснюється міжмолекулярними взаємодіями компонентів, які утворюють у добавці та у паливі з присадками активовані компоненті-осцилятори із резонансним обміном енергії через центри міжмолекулярних взаємодій П-комплексів, Нкомплексів, комплексів стабільних довгоживучих радикалів і повторних складних структурних одиниць, міцел і змішаних міцел (5-6). При додаванні в менш полярне вуглеводневе середовище (у паливо) більш полярних, наприклад, монометиланіліну, метил-третбутілового ефіру та компонентів миючої присадки, функціональні властивості суміші (зокрема, октанове число, температура замерзання, повнота згоряння, миючі властивості) не підпорядковуються адитивності, а проходять через екстремальні точки з визначеним приростом (виграшем) функціональних властивостей на деяку величину за рахунок утворення активованих комплексів-осциляторів. Експериментально встановлено, що заявлена сукупність відомих компонентів добавки, а саме, монометиланіліну, метил-трет-бутілового ефіру та миючої присадки, у заявленому їх кількісному співвідношенні при додаванні в паливо сприяють зміщенню екстремальних точок вбік меншого вмісту полярних компонентів, як-от, монометиланіліну, і вгору вбік значного 30746 4 підвищення функціональних властивостей палива. Це дозволить максимально використовувати потенціал антидетонаційних властивостей монометиланіліну, за рахунок чого підвищити гранично допустимі концентрації, а кількість його в паливі підвищити більше ніж на 1,3%. При цьому забезпечується підвищення антидетонаційних, експлуатаційних і екологічних властивостей палива, знижується його собівартість. Добавку, яка заявляється, готують шляхом змішування компонентів в апаратах з перемішуючим пристроєм при температурі навколишнього середовища із бажаною гомогенізацією за схемою «апарат-насосгомогенізатор-апарат». Всі компоненти, які використані для одержання добавки, є продуктами промислового виробництва і випускаються відповідно до Держстандартів і ТУ. Монометиланілін за ТУ 6-14375 (Україна) або ТУ 2471-269-00204168-96 (Україна) являє собою масляну прозору рідину ясно-жовтого кольору. Метил-трет-бутіловий ефір - за ТУ 38103704 (Російська Федерація). У якості миючої присадки використовується присадка, яка містить розчин продуктів конденсації поліаміну загальної формули NH2-(CH2)2, (NHCH2-CH2)n-NH2, де n = 0,4 з С7-С20 - масляними карбоновими кислотами (5-10мас. %), аліфатичний спирт С3-С4 (25-40 мас. %), С8-С10 моноалкілфеніловий ефір поліетіленгліколю с 4-7оксиетиленовими групами (0,3-5,0мас. %) в вуглеводневій фракції с межами кипіння 180350°С. Це присадка АВТОМАТ (РФ) ТУ 38-401-5833-92. Можуть бути використані і інші миючі присадки типу АВТОМАТ, наприклад, АФЕН -ТУ 38.401.743-89 (РФ) або Алькор-АВТО - ТУ 0257003-11475232-2003 (РФ) та інші. В таблицях 1, 2 наведені зразки добавки для моторних палив, що заявляється, і результати іспитів її функціональних і екологічних властивостей. Приготовлені зразки добавки випробовували в складі еталонного палива (суміш 70мас. % ізооктану и 30мас. % нормального гептану). Випробування зразків проводилися в концентраціях, при яких вміст монометиланіліну в паливі складав 1,3; 1,5; 1,8; 2,0; 2,5мас. %. Октанпідвишувальні властивості добавки у складі еталонного палива визначали по приросту октанового числа на установці УИТ-85 за ТОСТ 511 (РФ) та ТОСТ 8226 (РФ) моторним методом. Хімічну стабільність визначали за ТОСТ 2205 (РФ). Миючі властивості визначали на установці ИТ методом кваліфікаційної оцінки. Токсичність вихлопу двигуна при роботі оцінювали по концентрації шкідливих речовин (монооксиду, осколків вуглеводнів, оксидів азоту) у відпрацьованих газах і по питомим викидам, які визначали по 13-східчастому іспитовому циклі відповідно згідно методики ОСТ 37.001.070-94. Випробування добавки на гігроскопічність проводилися при охолодженні її до мінус 50°С. При цьому добавка зберігає однорідність, не розшаровується і не виділяє осадка. 5 № з/р 1 2 3 30746 6 властивості, а в зразку №6 - необхідність уведення добавки в паливо в підвищеній кількості (до 20%) Таблиця 1 для досягнення задовільних антидетонаційних властивостей палива. Склад багатофункціональної добавки до палива Промислова придатність корисної моделі, що Вміст компонентів у зразках, мас. % Найменування компонентів заявляється, підтверджується можливістю 1 2 3 4 5 6 Монометиланілін 95,0 90,0 одержання багатофункціональної добавки з 60,0 20,0 10,0 5,0 відомих компонентів, взятих у заявленій кількості, Миюча присадка 4,0 5,0 на відомому устаткуванні з застосуванням відомих 2,0 0,8 0,1 0,05 (АВТОМАТ) матеріалів. Метил-трет-бутіловий ефір до 100,0 до 100,0 до 100,0 до 100,0 до 100,0 до 100,0 Таблиця 2 Найменування показників Концентрація добавки в паливі, мас. % Вміст монометил-аніліну в паливі, мас. % Антидетонаційні властивості -приріст октанового числа, моторний метод, одиниці. Миючі властивості, Кем, % Хімічна стабільність, мг/см Гігроскопічність, температура помутніння, °С Значення показників / номер зразка 4 5 2 3 2 3 1,4 2,2 6,5 13,0 2,7 1,3 1,3 1,3 1,3 4,8 6,2 7,7 85,0 87,0 28,0 30,0 Результати випробувань (зразки №2-5) показали, що паливні композиції з заявленою добавкою мають високі антидетонаційні властивості (приріст октанового числа для еталонного палива склав 5-12 одиниць), високі миючі властивості (коефіцієнт Кем складає 8095%), низьку гігроскопічність (паливо стійке при температурі нижче мінус 50°С), а також високі екологічні властивості (вміст шкідливих газових викидів СО та СН не перевищує паспортних показників для даного виду палива). При цьому забезпечується економія палива до 10%, скорочуються витрати на технічне обслуговування двигуна. Все це дозволить знизити в порівнянні з прототипом собівартість (питомі витрати) добавки і паливних композицій на 7-10% при одночасному забезпеченні високих експлуатаційних та екологічних властивостей, а також знизити токсичність, гігроскопічність і підвищити стійкість палива при збереженні. Підбір кількісного співвідношення компонентів у заявлених межах дозволить збільшити в складі паливних композицій концентрацію монометиланіліну до 2,5%, що надасть можливість виготовляти різноманітний асортимент неетилованих товарних палив із високими антидетонаційними та екологічними властивостями. Випробування зразків №1 та №6 паливних композицій, в яких використовується заявлена добавка з позамежними значеннями заявлених компонентів, показали в зразку №1 знижені миючі 4 5 3,3 9,0 15,0 2,5 2,0 1,8 1,5 10,9 10,3 10,2 10,5 12,6 88,0 88,0 95,0 94,0 94,0 93,0 30,0 28,0 25,0 24,0 24,0 24,0 Нижче мінус 50°С