Багатофункціональна присадка до бензину

1. Багатофункціональна присадка до бензину, що містить N-метиланілін і фероцен, відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один етер, утворений карбоновою кислотою ряду С1-С4 і спиртом ряду С2-С7, і вуглеводні ряду С2-С7, що мають температуру кипіння -90 +120°С, (мас. ч.): фероцен 0,1-10 N-метиланілін 20-95 етер карбонових кислот ряду С1-С4 і спиртів ряду С2-С7 1-15 вуглеводні ряду С2-С7, що мають температуру кипіння –90+120°С 5-50 3 у свою чергу їм властиві і як достоїнства, так і недоліки. Феромарганцеві присадки мають найвищу здатність підвищувати октанове число палива, але мають схильність осідати на внутрішній поверхні двигуна і утворювати нагар. Азотовмісним присадкам притаманні стабілізуючі, антикорозійні, та антиокислювальні властивості, але у великих кількостях присадки спричиняють підвищений вміст токсичних речовин у вихлопних газах. Кисневмісні присадки мають низьку летючість, знижену фотохімічну активність, високе октанове число, але вони мають здатність "вимиватися" підтоварною водою. Тобто є потреба у присадці, яка була б позбавлена перелічених недоліків і в той же час крім підвищення октанового числа пального мала інші споживчі якості. Метою винаходу є розширення функціональних можливостей паливних присадок, які мають бути комплексної дії, тобто спрямовані на підвищення антидетонаційної дії, покращення екологічних характеристик бензинів нафтового та газоконденсатного походження - зниження димності, а також токсичності вихлопних газів, створення умов для дбайливої експлуатації двигуна шляхом збільшення повноти згорання пального, зниження тертя, зменшення нагароутворення у камері згорання палива і запобігання корозії двигуна, а також на вирішення проблеми стабілізації бензиноетанольних сумішей при попаданні у них вологи. Розроблена присадка призначена для збільшення детонаційної стійкості моторних палив, поліпшення їх екологічних характеристик, а також стабілізації бензинів моторних сумішевих, в тому числі при виробництві яких використовувалась високооктанова кисневмісна добавка (ВКД) і метилкарбінол абсолютований технічний (МКАТ). На практиці було встановлено, що недоліками кисневмісних присадок (добавок) для одержання сумішевих бензинів, є присутність води (0,2%), альдегідів і нерівномірний хімічний склад у залежності від виробника, сировини й умов, що жорстко не зазначені у розробленій нормативно технічній документації. Ці фактори часто впливають на "розшарування" сумішевих моторних бензинів при попаданні в них підтоварної води. Основними компонентами запропонованої присадки є ароматичні аміни (N-метиланілін), металоценові сполуки заліза (фероцен), згідно з запропонованим технічним рішенням присадка містить щонайменше один етер, утворений карбоновою кислотою ряду C1-C4 і стиртом ряду C2-C7 і вуглеводні ряду C2-C7, що мають температуру кипіння -90 - +120 C, (мас.ч.): Фероцен 0,1-10 N-метиланілін 20-95 Етер карбованих кислот ряду C1-C4 і спиртів ряду С2-С7 1-15 Вуглеводні ряду С2-С7, що мають температуру кипіння -90 - +120 C 5-50 Додатково присадка може містити: - щонайменше один спирт ряду С4-С7, для використання у бензиново-етанольних сумішах, у кількості 0,1-5 мас.ч. - металорганічну сполуку загальної формули AkBlOm(C9H11O)n(C16H18N)p, де A, B – два різних 16291 4 метали з ряду літій, калій, натрій, цезій, залізо, алюміній, магній, кальцій, стронцій, ітрій, титан, цирконій, церій, ніобій, скандій, празеодим, ербій або неметал кремній у кількості 0,01-7мас.ч. - миючу присадку Керопур у кількості 0,011мас.ч. - антиокислювальну присадку Агідол у кількості 0,01-1мас.ч. - як етер, утворений карбоновою кислотою ряду C1-C4, присадка містить етер оцтової кислоти спиртів ряду С2-С7. Багатофункціональність дії розробленої присадки заснована на наступних принципах: Максимальне октанопідвищуюча дія присадки при мінімальному вмісті металоорганічних сполук досягається за рахунок синергетичного посилення дії фероцена органічними сполуками класів органічних амінів і етерів. Додаткове введення до присадки металорганічних сполук загальної формули AkBlOm(C9H11O)n(C16H18N)p де А, В - два різних метали з ряду літій, калій, натрій, цезій, залізо, алюміній, магній, кальцій, стронцій, ітрій, титан, цирконій, церій, ніобій, скандій, празеодим, ербій або неметал кремній дає змогу знизити вміст заліза, сприяє суттєвому підвищенню ефективного октанового числа присадки та призводить до її додаткової резистенції до дії зовнішніх факторів при зберіганні. Стабілізуюча дія присадки заснована на принципі стабілізації бензино-етанольних сумішей органічними сполуками класів спиртів, амінів і етерів, що займають проміжне положення в ряді полярностей Лео-Ганча між полярностями спирту та аліфатичних вуглеводнів, що входять до складу бензину. Ефект стабілізації бензино-етанольних сумішей виражається в зниженні точки помутніння бензинів моторних сумішевих при введенні присадки на 10-15°С (до -35°С) у кількості 1% (об'єми.) у бензини, що містять 5-6% ВКД, а також зменшенні "вимивання" спирту при наявності води в бензин. Приріст октанового числа по моторному методу при додаванні від 0,2 до 1% присадки у базові бензини складає від 6 до 12 одиниць. У порівнянні із розробленими раніше, дана присадка позбавлена зазначених недоліків за рахунок використання додаткових технологічних прийомів, доробки продукту на молекулярних ситах, досягнуте зниження вмісту сполук, що знижують октанове число, і сприяють розшаровуванню бензиново-спиртової суміші. Крім того, присадка містить ряд додаткових сполук класу етерів, алкилфенолів, ароматичних і аліфатичних Малкіламінів, що мають властивості амбідентних поверхнево-активних речовин, що збільшують стабільність сумішевих палив. Крім того, присадка містить інертний розбавлювач, в якості якого виступають вуглеводні С2-С7. Додання інертного розбавлювача призводить до зменшення масової частки інших компонентів, без погіршення їх дії в цілому, а саме: дає змогу суттєво зменшити вміст фероцену, що запобігає швидкому зносу двигуна через зменшення відкладень оксидів заліза, і призводить до зменшення у складі присадки вмісту Nметиланіліну, який є отруйною і небезпечною у 5 16291 зберіганні речовиною, наслідком цього є зменшення токсичних ароматичних речовин у вихлопних газах. В якості інертного розбавлювача може бути використаний бензин стабільний газовий або широка фракція легких вуглеводнів. Введення додатково до присадки антиокислювача Агідол-12 і миючої добавки Керопур дає змогу підсилити дію її основних компонентів, та покращити споживчі якості. Бензино-спиртові суміші, що містять присадку є хімічно стійкими при впливі сонячного світла за рахунок наявності антиоксидантів та металвмісних сенсебілізаторів, а також стійкими до розшарування при низьких температурах за наявності підтоварних вод. 6 Присадку отримують простим одночасним змішуванням її компонентів за звичайних умов. Введення присадки у пальне являє собою просте змішування. Розраховану кількість присадки переливають у порожню ємність і потім через верхню горловину заповнюють ємність бензином. Повне перемішування паливної композиції відбувається при пересуванні транспортного засобу на відстань не менш, ніж 10км. Дію присадки було випробувано на суміші ізооктан- н-гептан (70-30), а також на різних фракціях бензинів за моторним та дослідницьким методами. Результати наведено в Таблиці 1. Присадку додавали в кількості від 0,1% (об.) до 1% (об.). Октанопідвищуюча дія присадки коливається у широких межах в залежності від складу бензину. Таблиця 1 № 1 2 3 4 5 6 7 8 Результати випробувань зразків Октанове число зразка - Октанове число зразка Назва зразПідвищення Октанового Присадка, базовий бензин без при- базовий бензин з присадка Базового числа % об. садки кою бензину Моторний Дослідницький Моторний Дослідницький Моторний Дослідницький метод метод метод метод метод метод Суміш ізооктан – 0,05 70,0 73,1 +3,1 н-гептан, 70-30 Суміш ізооктан 0,1 70,0 76,3 +6,3 н-гептан, 70-30 Суміш ізооктан – 0,25 70,0 78,6 +8,6 н-гептан, 70-30 Суміш ізооктан – 0,4 70,0 84,3 +14,3 н-гептан, 70-30 Бензин А-80 1,0 77,5 78,8 82,8 +1,3 AT б/д Бензин А-92 0,1 83,5 93,4 84,8 94,9 +1,3 +1,5 AT Бензин А-92 0,5 83,5 93,4 85,6 95,6 +2,1 +2,2 AT Бензин А-95 0,1 85,6 95,6 87,0 97,1 +1,4 +1.5 AT У Таблиці 2 наведено дані щодо приросту октанового числа в залежності від компонента бензину. При додаванні однакової кількості присадки найбільший приріст октанового числа спостерігається у прямогонних бензинах. Таблиця 2 Назва компонентів Стабільний каталізат Крекінг бензин Прямогонний бензин Октанове число компоОктанове число Приріст октанового Додана Присад- нента з доданням прикомпонента за мочисла за моторним ка, % об. садки за моторним меторним методом методом тодом 82,7 0,25 83,4 0,7 66,0 0,25 67,5 1,5 50,4 0,25 60,5 10,1 7 16291 Проводилися також дослідження щодо впливу води на бензинові суміші, які містять зазначену присадку. Вода була додана в кількості 1% і бензини витримували дві доби при постійній температурі. Бензини не змінилися, обсяг води практично не збільшився (у межах похибки експерименту). Крім того, додання присадки до бензинів призводить до поліпшення їх екологічних характерис 8 тик, що виражається в зниженні змісту чадного газу (СО) у вихлопних газах на 8-12%. Отримані бензинові суміші з присадкою також були перевірені на відповідність ДСТУ 4063-2001. Присадка не впливає негативно на основні фізико-хімічні показники бензину. Зокрема, бензини з присадкою мають навіть кращі показники за вмістом токсичних речовин, що наведено у Таблиці 3. Таблиця 3 Технічні вимоги А-80 А-92 Норм 1. Концентрація факт. смол, мг на 100 див3 бензину, не більше : на 5 місці виробництва 2.Індукційний період бензину на мі360 сці виробництва, хв., не менше 3. Масова частина сірки, %, не бі0,1 льше 4. Вміст водорозчинних кислот і луВідсут. гів 3 5. Концентрація свинцю, м. на 1дм 0,013 бензину, не більше 6.Сумарний зміст ароматичних вуг- Не нормолеводнів, %мас., не більше ване 7. Масова частина бензолу, %, не 5,0 більше Норм Факт норм Факт 3,6 5 1,8 5 1,4 365 360 370 360 375 0,07 0,05 0,022 0,05 0,020 Відсут. Відсут. Відсут. Відсут. Відсут. 0,001 0,013 Відсут. 0,013 Відсут. 31,5 Не нормоване 41,5 Не нормоване 45,8 4,8 5,0 4,4 5,0 3,2 Таким чином, використання присадки дозволяє підвищити товарні якості бензинів, виготовляти А-76 і А-80, використовуючи стабільні газові бензини, та виробляти А-92 та А-95, поліпшити екологічні характеристики бензинів, і зменшити вміст зольного компонента в 3-4 рази в товарних бензинах у порівнянні з розповсюдженим застосу Комп’ютерна верстка М. Ломалова А-95 Факт ванням металорганічних сполук за рахунок введення підсилювача, що підвищує антидетонаційний ефект застосованих присадок. Крім того. стабілізуючі властивості присадки дадуть змогу використовувати пальне з додаванням ВКД при низьких температурах не побоюючись його розшарування і утворення кристалів льоду. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601