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 такому співвідношенні компонентів, мас. %: аліфатичні спирти С1-С5 або їх суміш 40-45 прості ефіри або їх суміш 18-23 ароматичні вуглеводні або їх суміш 5-10 C2 2 96063 1 3 вати таку добавку у концентраціях, необхідних для суттєвого підвищення октанового числа палива. Також відомо кисневмісні добавки (оксигенати) 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 (RU 2068871, С1, опубл. 10.11.1996 р.) Використання стабілізованого етилового спирту у паливі знижує утворення вуглецевих відкладень при згорянні палива та 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 (RU 2139914, С1, опубл. 20.10.1999 р.), яка містить монометиланілін, метил-третбутиловий ефір та мийну присадку у таких співвідношеннях, мас. %: монометиланілін 6,5-70,0 мийна присадка до 6,0 N,N-диметиланілін 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 палива тільки вуглеводнів та октанопідвищувальних компонентів призводить до підвищеної гігроскопічності палива, у якому застосовано таку добавку, та до зниження його експлуатаційних властивостей. За прототип прийнято композиційну добавку до моторного палива, яка містить N-метиланілін, 1 N,N -диметиланілін, метил-трет-бутиловий ефір, мийну присадку типу Автомат та етанол технічний обезводнений, або етанол харчовий обезводнений, або вискооктанову кисневмісну добавку як оксигенатів при такому співвідношенні компонентів, мас.%: N-метиланілін 20-90 1 N,N -диметиланілін 0,28-1,17 метил-трет-бутиловий ефір до 20 мийна присадка типу Автомат 0,5-6,0 оксигенат до 100. (UA 3258, U, опубл. 15.11.2004 р., Бюлетень «Промислова власність» №11, 2004 р.). Недоліком прототипу є суттєве обмеження можливостей модифікації композиції шляхом зміни 96063 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 винаходу поставлено задачу підвищення антидетонаційних властивостей добавки з одночасним зменшенням застосування спиртів у її складі, зменшення собівартості отриманого палива за рахунок зменшення частини інших октанопідвищуючих сполук 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. Поставлена задача вирішується тим, 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 винаходом, як аліфатичні спирти містить аліфатичні спирти ряду С1-С5 та додатково містить прямогонну бензинову фракцію у такому 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 0,1-10 прямогонна бензинова фракція до 100. Заявлена композиційна добавка може містити як аліфатичні спирти ряду С1-С5 метиловий спирт та/або етиловий спирт, та/або пропіловий спирт, та/або ізопропіловий спирт, та/або бутиловий спирт, та/або ізобутиловий спирт, або їх суміші. Також заявлена композиційна добавка може містити як прості ефіри: метил-трет-бутиловий ефір та/або етил-трет-бутиловий ефір, та/або метил-трет-аміловий ефір, та/або діізопропіловий ефір, або їх суміші. Також заявлена композиційна добавка може містити як ароматичні вуглеводні: бензол та/або толуол, та/або ізомери диметилбензолу, та/або сольвент, та/або компонент моторних палив ароматичний, або їх суміші. Також заявлена композиційна добавка може містити як ароматичні аміни: N-метиланілін та/або екстралін, та/або добавку типу «АДА». Також заявлена композиційна добавка може містити як прямогонну бензинову фракцію 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 винаходу та технічним результатом, що досягається при його застосуванні, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Винахідниками підібрано склад композиційної добавки до моторних палив саме враховуючи синергетизм групового впливу окремих складників добавки. 5 Так, відомо використання аліфатичних спиртів як антидетонаційних компонентів моторних палив (октанове число у межах 98-125) завдяки вмісту у їх 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. Як сполуки, які містять 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 ізобутанолу з метил-трет-бутиловим ефіром, ізопропанола з метанолом, етанолу з метанолом та з метил-третбутиловим ефіром у різних співвідношеннях, які перебувають у заявлених співвідношеннях. Винахідниками встановлено, що ароматичні вуглеводні, які також мають високі октанові числа (у межах 98-120), у поєднанні з ароматичними амінами у відповідних пропорціях, виступають як гомогенізаторів та додаткові розчинники, які підвищують фазову стабільність самої композиційної добавки та моторних палив на її основі у широкому діапазоні температур від +30 до -40 °С. При цьому фазова стабільність палива підвищується і у випадку потрапляння вологи до нього у кількості до 30 кг/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, виконуючи функцію мийної 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. Виготовлення запропонованої композиційної добавки до моторного палива можуть здійснювати 96063 6 різними способами, відомими у нафтопереробній та хімічній галузі. Наприклад, шляхом змішування компонентів в діапазоні температур від -30 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 дозволено 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 щодо низькооктанового ізомеризату НК 35 °С Кк 205 °С. При здійсненні цього дослідження октанове число вихідного ізомеризату Нк35 °С Кк205 °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 запропонованого винаходу отримують підвищення антидетонаційних властивостей добавки з одночасним зменшенням застосування спиртів у її складі, зменшення собівартості отриманого палива за рахунок зменшення частки 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 96063 8 Таблиця 1 Композиційна добавка до моторних палив Найменування показника 3 Густина при 20°С, кг/см 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 каталізат Суміш: стабільний Суміш: стабільний установки ЛЧ-35каталізат (97 мас.%) каталізат (85 мас.%) 11/1000 та добавка (3 мас.%) та добавка (15 мас.%) 781,0 781,9 782,2 42 41 75 59,5 119 111 167 164,5 200 200 85,3 86,1 88,9 95,2 96,9 100,0 Таблиця 2 Композиційна добавка до моторних палив Найменування показника «БКБ» Октанове число: - за дослідницьким методом - за моторним методом Приріст октанового числа - за дослідницьким методом - за моторним методом Чутливість палива 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 Октанове число за моторним методом Октанове число за дослідницьким методом 68,2 68,93 69,66 70,39 71,12 71,85 74,77 78,42 82,07 84,26 85,72 71,1 72,14 73,6 74,64 75,68 76,73 80,9 86,11 91,33 94,46 96,54 Комп’ютерна верстка Мацело В. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601