Композиційна добавка до автомобільних палив “дао”

Корисна модель відноситься до нафтопереробки та нафтохімії, а саме до складу композиційної добавки до автомобільних палив, призначених для використання в двигунах внутрішнього згоряння з іскровим запаленням. У теперішній час у складі композиційних добавок до автомобільних палив широко використовуються оксигенати, до яких належать низькомолекулярні спирти, іх прості ефіри та суміші. Використання оксигенатів сприяє зниженню утворення вуглецевих відкладень і зменшує вміст токсичного окису вуглецю у відпрацьованих газах. Основними недоліками оксигенатів є необхідність використання у великих концентраціях, внаслідок чого значно підвищується вартість композиційних добавок, а також їх висока вологопоглинальна властивість, що може спричинити корозію двигуна та розшарування палива під час його транспортування і зберігання [„Химия и технология топлив и масел”, 1994, №2, с.35-38]. Є відомою композиційна добавка до автомобільних палив, яка містить N-метиланілін, циклогексанол, 2,6ді-трет-бутил-п-крезол та високооктанову кисневмісну добавку на основі етилового спирту (патент України №53589, кл. С10L1/18, С10L1/22, опубл. 15.01.2003р.]. Відома добавка виготовляється в Україні згідно з ТУ У 23.2-14295447-03-2002. Композиційну добавку вводять у паливну композицію в кількості 5-10мас. %. Незначні ресурси виробництва циклогексанолу та його висока вартість обмежують можливість застосування відомої композиції. Найбільш близькою за складом і технічним результатом до запропонованої корисної моделі є композиційна добавка до автомобільних палив, яка містить N-метиланілін, оксигенати, мийну присадку та N1N'-диметиланілін. Як оксигенати відома добавка містить етанол харчовий зневоднений, або етанол технічний зневоднений, або високооктанову кисневмісну добавку, а як мийну присадку - присадку АВТОМАГ [патент України №55879, кл. С10L1/18, С10L1/22, опубл. 15.04.2003р.]. Залучення до складу відомої композиційної добавки в якості оксигенатів високооктанової кисневмісної добавки і зневоднених етанолу харчового або етанолу технічного у кількості 74мас.% і більше призводить до підвищення собівартості композиційної добавки, а отже, до подорожчання автомобільного палива. В основу корисної моделі поставлено технічну задачу створення складу композиційної добавки до автомобільних палив на основі дешевих і доступних компонентів, переважно вітчизняного виробництва, у якому за рахунок вибору якісних та кількісних показників забезпечено зниження собівартості композиції при збереженні її високих фізико-хімічних та експлуатаційних характеристик. Поставлена задача вирішується тим, що композиційна добавка до автомобільних палив, яка містить Nметиланілін, оксигенати та мийну присадку, згідно з корисною моделлю, додатково містить N-феніл-2нафтиламін, як оксигенати композиційна добавка містить відходи виробництва адіпінової кислоти (спиртову фракцію) і флегмову фракцію етилового спирту при такому співвідношенні компонентів, мас. %: відходи виробництва адіпінової кислоти (спиртова фракція) 15-25 N-метиланілін 10-15 мийна присадка 0,2-0,5 N-феніл-2-нафтиламін 0,1-0,2 флегмова фракція етилового спирту решта. Композиційна добавка додається до автомобільних бензинів в концентрації 5-10мас.%. Запропонована композиційна добавка до автомобільних палив має меншу собівартість при збереженні її високих фізико-хімічних та експлуатаційних характеристик, оскільки до її складу як оксигенати залучені відходи виробництва адіпінової кислоти (спиртова фракція), які у теперішній час не знаходять кваліфікованого застосування і спалюються, і флегмова фракція етилового спирту, яка дешевша, ніж оксигенати в складі композиційної добавки за прототипом. Зменшенню собівартості запропонованої композиційної добавки сприяє також зменшення у її складі кількості мийної присадки. При цьому відходи промислового виробництва адіпінової кислоти (спиртова фракція) у складі запропонованої композиційної добавки є водночас оксигенатом, антидетонатором (мають власне октанове число 96,6) і стабілізатором, який запобігає помутнінню та розшаруванню бензину. Введення мийної присадки у запропонованій кількості надає композиційній добавці миючих і антикорозійних властивостей, завдяки чому забезпечується захист та очи щення впускної системи двигуна та камери згоряння, запобігання утворенню нових відкладень на впускних клапанах, всмоктувальному патрубці, інжекторах чи карбюраторі, а також захист бензобака і паливної системи від корозії. Введення до складу композиційної добавки N-феніл-2-нафтиламіну покращує антиокислювальні характеристики бензинів, їх термостабільність при довгостроковому зберіганні, та сприяє підвищенню індукційного періоду до 1125 хвилин за ГОСТ 4039. Введення запропонованої композиційної добавки до автомобільних палив в кількості 5-10мас.% дозволяє отримати стабільну високооктанову паливну композицію із збереженням антикорозійних властивостей автомобільних бензинів. Композиційну добавку за корисною моделлю, що заявляється, отримують таким чином. Компоненти у вищезгаданій кількості змішують в ємності при температурі 40-60°С та атмосферному тиску протягом однієї години до утворення однорідної рідини. Композиційна добавка має такі основні фізико-хімічні властивості: зовнішній вигляд при 20°С - прозора рідина від жовтого до світло-коричневого кольору; густина при 20°С - 825-845кг/м 3; температура застигання - нижче мінус 25°С; приріст октанового числа - 7-13 (за моторним методом суміші ізооктану з гептаном, взятих у співвідношенні (70:30)об.%, при введенні композиційної добавки в концентрації 5-10мас.%). Як оксигенати в запропонованому складі використовуються відходи виробництва адіпінової кислоти (спиртова фракція) і флегмова фракція етилового спирту. Авторами були досліджені склад і фізико-хімічні показники відходів промислового виробництва адіпінової кислоти (спиртова фракція) ВАТ "Рі вноазот", м. Рівно, Україна. При цьому були отримані нижченаведені дані. Відходи виробництва адіпінової кислоти (спиртова фракція) містять, об.%: циклогексанол - 35, н-Аміловий спирт - 40, ізоаміловий спирт - 11, циклопентанол - 10, н- бутиловий спирт - 4; і мають фізико-хімічні показники: октанове число за дослідним методом - 96,6; температура початку кипіння - 115°С; густина при 20°С - 873кг/м 3; кислотність - 0,87мгКОН на 100см 3 продукту; концентрація фактичних смол - 3,5мг/100см 3 продукту; масова частка води - 0,3%; випробування на мідній пластинці - витримує. В якості флегмової фракції етилового спирту може бути використана флегмова фракція етилового спирту, отримана відомим чином, наприклад, з меласси. Авторами була досліджена флегмова фракція етилового спирту Івашківського спиртозаводу підприємства "ДП Укрспирт", Харківська обл., Україна. Були отримані наступні дані стосовно фізико-хімічних властивостей флегмової фракції етилового спирту: густина при 20°С - 805кг/м 3; температура кипіння - 95°С; октанове число за дослідним методом - 108. В запропонованому складі композиційної добавки як N-метиланілін може бути використаний N-метиланілін технічний згідно з ТУ 2471-269-00204168-96 такого складу: масова частка монометиланіліну - не менше 98%; масова частка аніліну - не більше 0,5%; масова доля води не більше 0,2%. Як мийна присадка в запропонованому складі композиційної добавки можуть бути використані загально відомі в даній галузі мийна присадка Керопур-3401, BASF, Германія, мийна присадка Автомаг, ТУ 38.401-867, Російська Федерація, та інші. Мийна присадка Керопур-3401 є сумішшю поліаміну загальної формули NH2-(CH2)2-[-NH-CH2-CH2-]n-NH2 (де n - ціле число 0-4) з калійною сіллю синтетичних жирних кислот фракції С 7-С20 з такими фізико-хімічними показниками: температура кипіння - у межах 100-200°С; температура застигання - нижче мінус 20°С; температура спалаху - ви ще 55°С; густина при 15°С - не більше 860кг/м 3. Мийна присадка Автомаг являє собою розчин продуктів конденсації поліаміну загальної формули NH2(CH2)2-[-NH-CH2-CH2-]n-NH2 (де n - ціле число 0-4) з С7-С20 жирними кислотами - 5-10мас.%, аліфатичного спирту С3-С4 - 25-40мас.%, С8-С10 моноалкілфенілового ефіру поліетиленгликоля з 4-7 оксіетиленовими групами - 0,3-5,0мас.% у вуглеводневій фракції з межами кипіння 180-350°С. Як N-феніл-2-нафтиламін може бути використана присадка Нафтам-2 згідно з ТУ У 24.1-05800 159.0862003, що представляє собою практично чистий N-феніл-2-нафтиламін (не менше 97мас.%) з температурою плавлення 104°С. Було виго товлено 4 зразка запропонованої добавки, рецептура яких наведена в таблиці 1. Наведені в таблиці 1 зразки 2 і 4 додавали до автомобільного бензину А-76 при кімнатній температурі і атмосферному тиску. Зразки отриманих паливних композицій, а також їх фізико-хімічні і експлуатаційні показники наведені в таблиці 2. З метою отримання порівняльних даних в таблиці 2 наведені склад і показники паливної композиції за прототипом. Результати випробувань свідчать, що паливні композиції з запропонованою композиційною добавкою при розчиненні в них води в кількості до 0,3мас.% не мутніють та не розшаровуються при температурі вище мінус 39°С і характеризуються високими стабільними антидетонаційними, термостабільними, антикорозійними властивостями. Таким чином, наведені вище дані підтверджують досягнення технічного результату - зниження собівартості композиційної добавки при збереженні її високих фізико-хімічних та експлуатаційних характеристик. Таблиця 1 Найменування компонентів Відходи виробництва адіпінової кислоти (спиртова фракція) N-метиланілін (ТУ 2471-269-00204168-96) Мийна присадка - Керопур-3401, BASF, Германія - Автомаг (ТУ 38.401-867), РФ N-феніл-2-нафтиламін (ТУ У 24.1-05800 159.086-2003) Флегмова фракція етилового спирту Вміст компонентів, мас.% Номери зразків 1 2 3 4 15 16 25 18 10 12 15 13 0,2 0,1 74,7 0,3 0,12 71,58 0,5 0,2 59,3 0,4 0,15 68,45 Таблиця 2 Найменування компонентів та показників Автомобільний бензин А-76 Добавка, мас.%: за прикладом 2 за прикладом 4 Добавка, мас.%: за прототипом Детонаційна стійкість вуглеводневої бази (бензин А-76): - октанове число за дослідним методом (ГОСТ 8226) - октанове число за моторним методом (ГОСТ 511) Детонаційна стійкість паливної композиції: - октанове число за дослідним методом (ГОСТ 8226) - октанове число за моторним методом (ГОСТ 511) Температура помутніння, °С (ГОСТ 5066) Корозійна активність, г/м 2 (ГОСТ 6321 та ГОСТ 18597) Індукційний період, хвилин (ГОСТ 4039) Випробування на мідній пластині (ГОСТ 6321) Концентрація фактичних смол, мг/100см 3 (ГОСТ 8489) Тиск насичених парів, кПа (ГОСТ 1756) Вміст компонентів, мас.% Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад 1 2 3 4 5 6 7 90 93 95 90 94 95 90 10 7 5 10 6 5 10 84,4 84,4 84,4 84,4 84,4 84,4 76,8 76,8 76,8 76,8 76,8 76,8 77,9 95,1 94,2 92,3 95,3 93,7 96,7 85,0 83,4 82,5 85,2 83,0 82,8 85,1 -38 -37 -35 -39 -36 -35 -30 0,63 0,63 0,62 0,65 0,62 0,64 0,68 1120 1114 1105 1125 1115 1108 870 витримує 1,6 1,5 1,3 1,8 1,4 1,2 5,0 59,6 60,1 62,2 58,7 59,9 61,9