Композиційна добавка до моторних палив

1. Композиційна добавка до моторних палив, яка містить аліфатичні спирти або їх суміш, прості ефіри або їх суміш, ароматичні вуглеводні або їх суміш та ароматичні аміни, яка відрізняється тим, що як аліфатичні спирти містить аліфатичні спирти ряду С1-С5 та додатково містить прямогонну бензинову фракцію у наступному співвідношенні компонентів, мас. %: аліфатичні спирти С1-С5 або їх суміші 40...45 прості ефіри або їх суміші 18...23 ароматичні вуглеводні або їх суміші 5...10 ароматичні аміни 0...10 прямогонна бензинова фракція до 100,0. 2. Композиційна добавка до моторних палив за п. 1, яка відрізняється тим, що як аліфатичні U 2 (19) 1 3 Також відомо кисневмісні добавки (оксігенати) до моторних палив, що підвищують октанове число і зменшують вміст шкідливих речовин у відпрацьованих газах, зокрема, добавки на основі етилового спирту. Наприклад, відома добавка до бензину, яка містить етиловий спирт, стабілізований відходами гідролізного виробництва етилового спирту із деревного вугілля (патент RU 2068871 на винахід, опублікований 10.11.1996, МПК: С10L 1/02, С10L 1/18). Використання стабілізованого етилового спирту у паливі знижує утворення вуглецевих відкладень при згорянні палива, зменшує вміст окису вуглецю у відпрацьованих газах. Проте при застосуванні таких добавок у концентраціях, які необхідні для отримання суттєвого підвищення октанового числа палива (>5%), знижуються теплотворні властивості палива та необхідне коригування систем живлення двигуна, що є недоліком застосування таких добавок. Також відома композиційна добавка до моторного палива (патент RU 2139914, опублікована 20.10.1999р., МПК: С10L 1/18, МПК: С10L 1/22), яка містить монометиланілін, метил-третбутіловий ефір та миючу присадку у наступних пропорціях, мас. %: монометиланілін 6,5...70,0 миюча присадка до 6,0 NiN-діметил анілін 0,5...5,0 третинний бутиловий спирт 0,5...27,0 метиловий спирт 0,5...30 метил-трет-бутиловий ефір до 100,0 Невисокий вміст октанопідвищувальних компонентів (метилового спирту та метил-третбутилового ефіру) призводить до відносно невеликого підвищення октанового числа у паливі. Підвищення вмісту такої добавки у паливі призводить до суттєвого збільшення його собівартості. Також невисокий вміст октанопідвищувальних компонентів не дозволяє отримати стійкий синергетичний ефект стосовно антидетонаційних, експлуатаційних та екологічних властивостей палива. Наявність у складі тільки вуглеводнів та октанопідвищувальних компонентів призводить до підвищеної гігроскопічності палива, у якому застосовано таку добавку, та до зниження його споживчих властивостей. За прототип прийнято композиційну добавку до моторного палива, яка містить N-метіланілін, N1N1-діметиланілін, метил-трет-бутиловий ефір, мийну присадку типу Автомаг та етанол технічний обезводнений або етанол харчовий обезводнений або вискооктанову кисневмісну добавку у якості оксигенатів при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: N-метіланілін 20...90 N1N1-діметиланілін 0,28...1,17 метил-трет-бутиловий ефір до 20 мийна присадку типу Автомаг 0,5...6,0 оксигенат до 100 (патент UA3258, опублікований 15.11.2004р. у бюлетені «Промислова власність» №11, 2004р.). Недоліком прототипу є суттєве обмеження можливостей модифікації композиції шляхом зміни 52064 4 концентрації компонентів, відносно велику собівартість отриманого моторного палива, низьку хімічну стабільність при зберіганні, фазову стабільність палива, та схильність до відкладень на деталях двигуна. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення антидетонаційних властивостей добавки з одночасним зменшенням застосування спиртів у її складі, зменшення собівартості отриманого палива за рахунок зменшення долі інших октанопідвищуючих сполучень у паливі при застосуванні запропонованої добавки, зменшення утворення шкідливих продуктів при згорянні палива, а також підвищення однорідності, стабільності та розчинності запропонованої добавки у моторному паливі шляхом підвищення сумісності компонентів добавки у необхідних концентраціях. Поставлене завдання вирішується таким чином, що композиційна добавка до моторних палив, яка містить аліфатичні спирти або їх суміш, прості ефіри або їх суміш, ароматичні вуглеводні або їх суміш та ароматичні аміни, згідно з корисною моделлю, як аліфатичні спирти містить аліфатичні спирти ряду С1-С5 та додатково містить прямогонну бензинову фракцію у наступному співвідношенні компонентів, мас. %: аліфатичні спирти С1-С5 або їх суміші 40...45 прості ефіри або їх суміші 18...23 ароматичні вуглеводні або їх суміші 5...10 ароматичні аміни 0...10 прямогонна бензинова фракція до 100,0 Заявлена композиційна добавка може містити в якості аліфатичних спиртів ряду С1-С5 або їх суміші метиловий спирт та/або етиловий спирт та/або пропіловий спирт та/або ізопропіловий спирт та/або бутиловий спирт та/або ізобутиловий спирт. Також заявлена композиційна добавка може містити в якості простих ефірів або їх суміші метил-трет-бутиловий ефір та/або етіл-третбутіловий ефір та/або метіл-трет-аміловий ефір та/або діізопропіловий ефір. Також заявлена композиційна добавка може містити в якості ароматичних вуглеводнів або їх суміші ароматичні вуглеводні бензол та/або толуол та/або ізомери діметілбензолу та/або сольвент та/або компонент моторних палив ароматичний. Також заявлена композиційна добавка може містити в якості ароматичних амінів N-метіламін та/або екстралін та/або добавку типу «АДА». Також заявлена композиційна добавка може містити в якості прямогонної бензинової фракції бензин експортний технологічний або фракцію бензинову газову стабільну. Наприклад, можливе використання бензину експортного технологічного Нк 35°С, Кк 205°С або фракцію бензинову газову стабільну Нк 35°С, Кк 180°С. Між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі та технічним результатом, що досягається при його застосуванні, існує наступний причиннонаслідковий зв'язок. Винахідниками підібрано склад композиційної добавки до моторних палив саме враховуючі сіне 5 ргетизм групового впливу окремих складників добавки. Так, відомо використання аліфатичних спиртів у якості антидетонаційних компонентів моторних палив (октанове число у межах 98...125 одиниць) через вміст у своєму складі атому кисню (оксигенату). Проте використання цього компоненту моторних палив у чистому вигляді обмежене через невисоку фазову стабільність палив на основі аліфатичних спиртів, що призводить до «розшарування» палива при попаданні в них навіть незначних кількостей вологи, наприклад, підтоварної води. Використання сполуки, яка містить оксигенат, підвищує стабільність моторних палив при низькій температурі, виключає кристалізацію води, яка може потрапити у паливо, підвищує повноту згоряння вуглеводів палива та, таким чином, покращує екологічні характеристики вихлопних газів. В якості сполуки, яка містить оксигенат, використовують аліфатичні спирти групи С1-С5, нормальні або розгалужені, та/або їх суміш, та/або їх прості ефіри, та/або їх суміші. Наприклад, для заявленої добавки можливе використання суміші ізобутанола з метил-трет-бутиловим ефіром, ізопропанола з метанолом, етанолу з метанолом та з метил-трет-бутиловим ефіром у різних співвідношеннях, які перебувають у заявлених співвідношеннях. Винахідниками встановлено, що ароматичні вуглеводні, які також мають високі октанові числа (у межах 98...120 одиниць), у поєднанні з ароматичними амінами у відповідних пропорціях, виступають у якості гомогенізаторів та додаткових розчинників, які підвищують фазову стабільність самої композиційної добавки та моторних палив на її основі у широкому діапазоні температур Т від +30°С до -40°С. При цьому фазова стабільність палива підвищується і у випадку потрапляння вологи до нього у кількості до 30кг/т. Безпосередньо самі ароматичні аміни є також високоефективною антидетонаційною добавкою. Винахідниками шляхом проведення серії дослідів виявлено, що у поєднанні з ароматичними вуглеводнями та ефірами вони забезпечують захист деталей двигуна та паливної системи від відкладення смол, виконуючі функцію миючої добавки. Використання ароматичної складової, тобто ароматичних вуглеводнів та/або їх сумішей та прямогонної бензинової фракції, як додаткового алканового розчинника, забезпечує повноту суміщення добавки з моторними паливами, які отримані прямою перегонкою або готовими товарними паливами, наприклад, бензинами А-76 (80), АИ-92, АИ-95, АИ-98, та підвищує фазову стабільність ароматичних компонентів при низьких температурах. 52064 6 Виготовлення запропонованої композиційної добавки до моторного палива можуть здійснювати різними способами, відомими у нафтопереробній та хімічній галузі. Наприклад, шляхом змішування компонентів в діапазоні температур від -30°С до +35°С та постійного перемішування. Кількісний склад добавки може змінюватися у заявлених межах в залежності від вмісту низькооктанових сполук або сполук, які здатні утворювати перекисні сполуки у бензинових фракціях Нк=80°С, 80...120°С, 120...160°С, 160°С. Відношення високооктанових компонентів добавки визначається, виходячи з хроматографічного складу палива, яке взяте за основу при змішуванні компонентів. При цьому враховується взаємний вплив компонентів, гомогенізуючих властивостей та норм вмісту кожного з компонентів у товарному паливі, які дозволене чинними нормативними актами. Винахідниками було досліджено вплив добавки на октанове число палив, отриманих з сировини з різним груповим та хімічним складом, різним складом самих палив (складу присадок, каталізату та присадок) (таблиця 1-3). Наприклад, у таблиці 1 наведено фізикохімічні характеристики палива -стабільного каталізату риформінгу з типової установки каталітичного риформінгу ЛЧ-35-11/1000, при введенні в нього добавки у різних кількісних параметрах. У таблиці 2 наведено результати досліджень стабільного каталізату з установки каталітичного риформінгу - «БКБ», виготовленого ВАТ «ЛукойлОдеський НПЗ», стосовно приросту октанового числа в залежності від кількості добавки. У таблиці 3 наведено встановлену дослідженням залежність октанопідвищувальної здатності добавки по відношенню до низькооктановому ізомеризату Нк 35°С Кк 205°С. При здійсненні цього дослідження октанове число вихідного ізомеризату Нк 35°С Кк 205°С становило 68,0 за дослідницьким методом та 71,0 за моторним методом. Як видно з таблиць 1-3, отримують суттєве підвищення октанового числа при застосуванні запропонованої добавки до моторних палив, отриманих з сировини з різним груповим хімічним складом або з різним складом каталізату, ізомеризату та присадок, які містить паливо. Таким чином, при застосуванні запропонованої корисної моделі отримують підвищення антидетонаційних властивостей добавки з одночасним зменшенням застосування спиртів у її складі, зменшення собівартості отриманого палива за рахунок зменшення долі інших октанопідвищуючих сполучень у паливі при застосуванні запропонованої добавки, зменшення утворення шкідливих продуктів при згорянні палива, а також підвищення однорідності, стабільності та розчинності запропонованої добавки у моторному паливі. 7 52064 8 Таблиця 1 Найменування показника Густина при 20°С, кг/см3 Фракційний склад: - температура початку кипіння, °С - 10% переганяється при температурі, °С - 50% переганяється при температурі, °С - 90% переганяється при температурі, °С температура кінця кипіння, °С Детонаційна стійкість: - октанове число за моторним методом - октанове число за дослідницьким методом Стабільний каталі- Суміш: стабільний Суміш: стабільний зат установки ЛЧ- каталізат (97мас. %) каталізат (85мас. %) 35-11/1000 та добавка (3мас. %) та добавка (15мас. %) 781,0 781,9 782,2 42 41 75 119 167 200 59,5 111 164,5 200 85,3 86,1 88,9 95,2 96,9 100,0 Таблиця 2 Найменування показника Октанове число: - за дослідницьким методом - за моторним методом Приріст октанового числа - за дослідницьким методом - за моторним методом Чутливість палива «БКБ» Зразок палива «БКБ» з добавкою «БКБ» з добавкою мас. 4 % мас. 7 % «БКБ» з добавкою мас. 10 % 93,9 94,7 95,1 95,4 85,8 86,0 86,3 86,7 0,8 1,2 1,5 0,3 8,7 0,6 8,8 0,9 8,7 8,1 Таблиця 3 Мас. % добавки 1 2 3 4 5 6 10 15 20 23 25 Комп’ютерна верстка Л.Купенко Октанове число за моторним методом 68,2 68,93 69,66 70,39 71,12 71,85 74,77 78,42 82,07 84,26 85,72 Підписне Октанове число за дослідницьким методом 71,1 72,14 73,6 74,64 75,68 76,73 80,9 86,11 91,33 94,46 96,54 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