Композиція вуглеводневого палива

1. Композиція вуглеводневого палива, що містить бензини каталітичного риформінгу та каталітичного крекінгу або їх суміш, толуол, яка відрізняється тим, що вона додатково містить бензол або метилбензол, або етилбензол, або їх суміш, фракцію ксилолу, алкіл бензин, гідростабільний бензин піролізу, метилтретбутиловий ефір або прості ефіри з п'ятьма чи більш ніж п'ятьма атомами вуглецю, монометиланілін або диметиланілін, або суміш монометиланіліну та диметиланіліну, спиртовмісну добавку, вибрану з групи, що містить ізоаміловий спирт або очищену сивушну олію, або альдегідну ефірно-спиртову фракцію при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: бензол або метилбензол або етилбен0,5-5 зол або їх суміш фракція ксилолу 20-40 алкіл бензин 10-50 толуол 2-10 гідростабільний бензин піролізу 10-30 метилтретбутиловий ефір або прості ефіри з п'ятьма чи більш ніж п'ятьми 3-15 атомами вуглецю U 2 (19) 1 3 золу, С9 піроконденсату, С10 виробництва етилбензолу і суміші ксилолів з температурою кипіння 135-145°, (див. приведені в описі до патенту приклади 1-19), які додають композиціям октанове число - 76,1 - 89,8 (моторний метод), але при цьому приводять до токсичності вихлопних газів. Внаслідок цього можлива несприятлива дія на навколишнє середовище. Стандартом 51105-97 також обмежена кількість бензолу в не етильованому бензині до 5мас.%, а він присутній у кількості > 5%, оскільки міститься практично у всіх використовуваних компонентах ароматичної частини відомої композиції. Використання ж негидрированої С9 фракції піроконденсату у складі композиції приводить до утворення смол при зберіганні і експлуатації. Відома композиція вуглеводневого палива [SU1797620, МПК С 10 L 1/04, дата публікації 1993.02.23.], що включає у свій склад: 1-15% бутан-пентанової фракції, 1-10% МТБЕ, 5-24% С7-С8фракції виробництва тетрамерів пропилену, 2-25% C6-C7 фракції виробництва етилбензолу і/або фракції С9 піроконденсату і до 100% С6-С9 фракції газофракціонучої установки, і/або виробництва ізопентану. Октанове число композиції не менше 76, але не більше 88. Недоліком композиції є те, що для досягнення високих октанових чисел у неї додається підвищена кількість ароматичних вуглеводнів (приклади 6-10), проте, по стандарту 51105-97 кількість ароматичних вуглеводнів різко обмежена. Використання негидрированої С9 фракції піроконденсату у складі композиції приводить до утворення смол при зберіганні і експлуатації. Відома Композиція вуглеводневого палива [RU2077550, МПК C10L1/18, дата публікації: 1997.04.20], що містить суміш бензину прямої перегонки НК-180°, бензину каталітичного риформінгу і ряд добавок, зокрема добавку що є продуктом етерифікації метилового спирту бутиленом, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: - добавка 3-15 мас.% - суміш бензину коксування і бензину термічного крекінгу, узятих в співвідношенні 1:1, у кількості 2-20 мас.% - фракцію парафінових вуглеводів, що википає в інтервалі: НК-160°С у кількості 15-25 мас.%. - N-монометиланілін у кількості 0,3-3,0 мас.%, - толуол до 20 мас. %. - суміш бензину прямої перегонки НК-180°С і бензину каталітичного - риформінгу - решта Відома Композиція вуглеводневого палива має високу температуру помутніння. Недоліками композиції є наявність в ній великої кількості спиртів, що сприяє корозії паливної системи двигунів, високий вміст ароматики, що позначається на токсичності вихлопних газів і у свою чергу забруднює навколишнє середовище, а також відсутність засобів, що зменшують утворення нагару і відкладень у впускній системі двигуна. Найбільш близькою за базовими компонентами є композиція вуглеводневого палива [RU2077549, МПК C10L1/18, дата публікації: 1997.04.20], що містить суміш бензину каталітич 43469 4 ного риформінгу і / або каталітичного крекінгу і ряд добавок, зокрема добавку що є продуктом етерифікації метилового спирту бутиленом, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Добавка 3-15 мас. % Ізопентан 5-12 мас. % Толуол 0,3-15 мас. % Алкілат1-15 мас. % Бензин каталітичного риформінгу і / або каталітичного крекінгу - решта Відома композиція вуглеводневого палива має високу температуру помутніння. Недоліками композиції є наявність в ній великої кількості спиртів, що сприяє корозії паливної системи двигунів, високий вміст ароматики, що позначається на токсичності вихлопних газів і у свою чергу забруднює навколишнє середовище, а також відсутність засобів, які зменшують утворення нагару і відкладень у впускній системі двигуна. Завданням розробки є створення композиції, що відповідає вимогам навколишнього середовища, розширення сировинної бази, у тому числі і за рахунок залучення побічних продуктів нафтохімічних виробництв, при виробництві композицій вуглеводневого палива, зокрема автомобільних бензинів з покращеними експлуатаційними характеристиками, збільшення їх асортименту і випуску, при цьому варіювання складу в межах, що заявляються, дозволяє отримувати паливні композиції з різними октановими числами залежно від потреб ринку зі зменшеним рівнем утворення нагару і відкладень у впускній системі двигуна. Для вирішення цього завдання композиція вуглеводневого палива, включає бензини каталітичного риформінгу або каталітичного крекінгу, або їх суміш, та толуол. Новим у композиції є те, що вона додатково містить бензол або метилбензол, або етилбензол, або їх суміш, фракцію ксилолу, алкіл бензин, гідростабільний бензин піролізу, метилтретбутиловий ефір або прості ефіри з п'ятьма чи більш ніж п'ятьма атомами вуглецю, монометиланілін або диметиланілін або суміш монометиланіліну та диметиланіліну, спиртовмісну добавку вибрану з групи, що включає ізоаміловий спирт або очищену сивушну олію або альдегідну ефірно-спиртову фракцію, суміш бензинів каталітичного риформінгу та каталітичного крекінгу, метил - трет -бутиловий ефір, суміш бензинів каталітичного риформінгу з бензином каталітичного крекінгу, моно метил анілін та ізоаміловий спирт при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: бензол або метилбензол або етилбен0,5-5 зол або їх суміш фракція ксилолу 20-40 алкіл бензин 10-50 толуол 2-10 гідростабільний бензин піролізу 10-30 метилтретбутиловий ефір або прості ефіри з п'ятьма чи більш ніж п'ятьми 3-15 атомами вуглецю монометиланілін або диметил анілін або суміш монометиланіліну та диме- 0,2-2 тиланіліну 5 спиртовмісна добавка вибрана з групи, що включає ізоаміловий спирт або 5-7 очищену сивушну олію або альдегідну ефірно-спиртову фракцію бензин каталітичного риформінгу або решта каталітичного крекінгу, або їх суміш Застосування зазначеного складу композиції забезпечує значне зниження нагарних властивостей палива і збільшують їх октанове число а також: - зниження тиску насичених парів бензину і за рахунок цього забезпечується стабільна робота двигуна; - зменшуються втрати бензину за рахунок його випару; - підвищується ефективна потужність, що приводить до скорочення витрат палива; - збільшується октанове число легких фракцій (дорожнє октанове число) - покращується розчинність смолистих речовин у композиції вуглеводневого палива за рахунок чого підвищується повнота згорання палива та зменшується відкладення смол на конструкційних елементах двигуна. Іншим технічним результатом є зниження нагарних властивостей палива за рахунок вибору емпіричним та розрахунковим шляхом інгредієнтів, які забезпечують необхідне октанове число, фракційний склад і малий вміст смолистих речовин. Наприклад, композиція №7 приблизно у 20 разів знижує негативний вплив моно - і диметиланілінів на утворення нагару і відкладень у впускній системі двигуна. Застосування нового вмісту компонентів не приводить до викидів небезпечних для навколишнього середовища і людей речовин (свинцю, марганцю, заліза), та забезпечує композиціям високе октанове число, підвищує ефективну потужність двигунів, скорочує витрати палива на 5-6%, зменшує токсичність вихлопних газів. Вищевказані композиції особливо помітно збільшують октанове число легких фракцій (дорожнє октанове число), яке необхідне для поліпшення динаміки розгону сучасних швидкісних автомобілів. Кожний із застосованих нових інгредієнтів у всіх варіантах реалізації має деякою мірою комплекс своїх властивостей: детонаційну стійкість, тиск насиченого пару, вміст смол, розчинність, а також властивості впливати на ці показники в композиції з визначеними речовинами. В окремих варіантах реалізації композиція вуглеводневого палива додатково містить метиловий та етиловий спирти, бутилові та ізопропилові спирти (наприклад: ізобутиловий, третбутиловий і т.д.) або їхню суміш, у кількості - 2-10мас%. В окремих варіантах реалізації композиція вуглеводневого палива додатково містить оцтовий альдегід у кількості 0,1-0,3мас% та етиловий ефір у кількості 0,1-0,8 мас%. Ці композиції дозволяють знизити температуру помутніння паливної композиції, тим самим переводять бензин з літнього виду в зимовий, а також сприяють збільшенню їхнього октанового числа і збереженню корозійних властивостей базового 43469 6 бензину після змішуванні його з обводненим етиловим спиртом. В окремих варіантах реалізації композиція вуглеводневого палива додатково містить хромову чинікелеву сіль жирних кислот Cr(Ni)(CnH2n+1COO)2 де n=10-16, у кількості 40100мг хрому (нікелю) на кілограм монометиланіліну чи диметиланіліну. Солі Cr(Ni) (CnH2n+1COO)2 при n=10-16 добре розчиняються в органічних розчинниках, вони різко знижують негативний вплив моно - і диметиланілінів на утворення нагару і відкладень у впускній системі двигуна. Введення в моно- чи диметиланіліни 40-100мг хрому (нікелю) на кг присадки знижує відкладення нагару у впускній системі і кількість нагару у поршневий системі двигунів. В окремих варіантах реалізації Композиція вуглеводневого палива додатково містить тетраметилциклогексан у кількості 2-15 мас%. Застосування у складі композиції пропонованої добавки, поліпшує чистоту паливної системи автомобільного двигуна і знижує витрати палива. В окремих варіантах реалізації Композиція вуглеводневого палива додатково містить тетраметилбутан у кількості 2-15 мас%. Застосування у складі композиції пропонованої добавки, поліпшує екологічні й експлуатаційні характеристики композиції. В окремих варіантах реалізації Композиція вуглеводневого палива додатково містить воду у кількості 0,5 - 6 мас%. Композиції з вмістом води забезпечують значне зниження нагарних властивостей палива і збільшує його октанове число. Розроблений склад композиції вуглецевого палива ілюструється прикладами. У таблиці 1 дані приклади конкретного виконання варіантів композицій вуглецевого палива, з зазначенням складових речовин і їхнього відсоткового складу, а в таблиці 2 якісні характеристики цього палива, які досягаються. В наведених нижче прикладах при складанні сумішей були використані такі матеріали: бензол за ГОСТ 9572-93; метилбензол за ГОСТ 14710-78; етилбензол за ТУ 38.30225-81; фракція ксилолу за ГОСТ 9410-78; алкіл бензин виробництва ВАТ "Мозирський нафтопереробний завод"; толуол за ТУ 2631-020-44493179-98; толуол за ГОСТ 14710-78; гідростабільний бензин піролізу за ТУ 5131323949-58-2000; метилтретбутиловий ефір за ТУ 38.103704-90; монометиланілін та диметиланілін за ТУ 2471269-00204168-96; ізоаміловий спирт виробництва Наумівський спиртовий завод; очищену сивушну олію виробництва Наумівський спиртовий завод; бензин каталітичного риформінгу за ГОСТ Р 51105-97; бензин каталітичного крекінгу за ГОСТ Р 51105-97; оцтовий альдегід за ГОСТ 4630-88; 7 43469 етиловий спирти, бутилові та ізопропилові спирти за ГОСТ 17299-78; етиловий ефір технічний ГОСТ 22300-76; хромову чи нікелеву сіль жирних кислот Cr(Ni)(CnH2n+1COO)2 за ЧДА; тетраметилциклогексан ЧДА; тетраметилбутан ЧДА; вода за ГОСТ 6709-72. Використані у сумішах спирти, по яким не зазначені стандарти, одержані традиційним шляхом. При цьому вміст спирту в продукті, що використовується в прикладах складає не менш 94 мас. %. Композиції вуглецевого палива у вищенаведених прикладах одержували у такий спосіб. Спочатку у реактор подаються ефіри (метилового чи етилового спиртів), потім додаються, у зазначених у прикладах кількості, інші інгредієнти. Суміш перемішували у барботерах, за допомогою стислого повітря протягом 6-15 хвилин. Приготування композицій з використанням ПАР, здійснювалося механічною мішалкою протягом 10-20 хвилин, після перемішування отримана композиція вуглецевого 8 палива була придатна для використання. Але, як показали дослідження, найкращим засобом виготовлення композицій є їх приготування на установці "Універсал" виробництва ЗАТ "Міжнародна корпорація виробників альтернативного палива", Україна, яка призначена для синтезу рідких, пароподібних та горючих композитів водоорганічних чи органічних сумішей. Температуру початку кипіння палива визначали відповідно ГОСТ 2177. Детонаційну стійкість (октанове число) визначали способом порівняння детонаційної стійкості випробуваного палива й еталонного палива, виражену октановим числом за ДСТ 3122. Сумарний вміст летких компонентів у повітрі робочої зони визначали відповідно до методу за «НАОП 1.4.32-2.47-79 (ОСТ 11 091.421-79) ССБП. Повітря робочої зони. Вміст смолистих речовин визначали відповідно до ДСТУ 3982-2000 Авіаційні палива, оливи, мастильні матеріали і технічні рідини. Організація і правила контролю якості (загальні положення). Таблиця 1 Приклади Склад композицій в прикладах Найменування інгредієнтів бензол 1 (мас%) бензол 0,5 метилбензол (мас%) етилбензол (мас%) фракція ксилолу (мас%) 40 алкіл бензин (мас%) 10 толуол (мас%) 2 гідростабільний бензин піролізу 10 (мас%) метилтретбутиловий ефір (мас%) 3 монометиланілін (мас%) 2,0 диметиланілін (мас%) ізоаміловий спирт (мас%) 5 оч. сивушна олія (мас%) альдегідна ефірно спиртова фракція (мас%) етиловий спирт (мас%) бутиловий спирт (мас%) ізопропиловий спирт оцтовий альдегід (мас%) етиловий ефір (мас%) CrCnH2n+1COO)2 (в мг/ на кг монометиланіліну) Ni(CnH2n+1COO)2 (в мг/ на кг монометиланіліну) тетраметилциклогексан (мас%) тетраметилбутан (мас%) вода (мас%) бензин катал. ріформінгу (мас%) 17 бензин катал, крекінгу (мас%) 10,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5 22 25 5 0,5 20 50 3 10 0,5 24 10 10 5 20 15 8 5 20 15 7 1,5 1,0 24 15 7 1,5 20 10 8 2,5 21 16 2 2,5 22 10 7 2,5 2,5 25 14 5 0,5 0,5 0,5 20 11 7 1,0 0 20 10 3 3,0 22 12 3 11 3 30 25 22 20 18 26 22 14 10 10 14 15 0,2 5 0,5 5 4 1,0 10 11 1,4 8 13 1,7 10 6 1,0 1,0 6 4 0,4 7 9 1,5 12 1,7 3 2 3 0,2 5 1,7 7 1,5 5 6 7 5 10 6 3 0,2 0,1 7 0,1 0,5 2 2 2,0 0,1 0,4 3 0,2 0,5 7 0,1 0,8 4 7 0,3 0,4 5 0,3 3 0,5 60 100 40 50 40 60 50 100 40 11,8 8 10,5 6,6 6,3 14,2 10 13,5 10 13,1 17,1 2 15 0,5 13,1 15 5 3 11 6 2 6 14 Таблиця 2 Показники Температура початку кипіння, °С Наявність нагару Сумарний вміст легких компонентів у повітрі робочої зони 3 мг/м 1 2 3 4 5 Приклади 6 7 8 9 10 11 12 13 14 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 відс. відс. відс. відс. відс. відс. відс. відс. відс. відс. відс. відс. відс. відс. 21 32 54 38 57 48 5 26 18 20 14 8 4 12 9 43469 10 Продовження таблиці 2 Показники Вміст фактичних смол, мг на 100мл палива Вміст сірки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 6 7 6 8 8 3 5,5 4 4,5 4 3,5 3 4 0,03 0,02 0,02 0,04 0,03 0,06 0,07 0,04 0,06 0,04 0,03 0,06 0,07 0,06 Як показують дослідження та результати практичного застосування зазначеного складу композиції вуглеводневого палива його склад покращує розчинність смолистих речовин у композиції вуглеводневого палива за рахунок чого підвищується повнота згорання палива та зменшується відкладення смол на конструкційних елементах двигуна Комп’ютерна верстка А. Крижанівський що забезпечує довготривалу стабільність роботи двигунів, та підвищує ефективну потужність. Зменшуються втрати бензину за рахунок його зменшення його випару, зазначені властивості складу композиції призводять до скорочення витрат палива. Підписне Тираж 28 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