Високооктанова кисневмісна добавка до автомобільних бензинів

Високооктанова кисневмісна добавка до автомобільних бензинів, що містить спиртову фракцію та кисневмісні сполуки ефіру, яка відрізня 3 лива відноситься те, що антидетонаційна ефективність таких добавок швидко зменшується зі збільшенням молекулярної ваги спиртів, а наявність у складі зазначеного компоненту моторного палива ефірів призводить до того, що у жарку погоду ефір з бензину улетучується, а це, у свою чергу, призводить до зменшення октанового числа бензину. Найбільш близьким технічним рішенням, як по суті, так і за задачею, що вирішується, яке обрано за найближчий аналог (прототип), є високооктанова кисневмісна добавка до автомобільних бензинів, що містить спиртову фракцію та кисневмісні сполуки ефіру [6]. До недоліків відомої високооктанової кисневмісної добавки до автомобільних бензинів, яку обрано за найближчий аналог (прототип), відноситься те, що при зазначеному складі компонентів вона має невисоку антидетонаційну ефективність, що потребує необхідність використання додаткових високооктанових компонентів. До недоліків відомої високооктанової кисневмісної добавки відноситься й те, що її хімічним складом не забезпечується зниження токсичних викидів CO і СН. В основу корисної моделі покладено задачу шляхом введення до складу добавки додаткових високооктанових компонентів та антидетонатора на основі вуглеводню забезпечити підвищення детонаційної стійкості палива, його октанового числа та зниження при цьому токсичних викидів CO і СН при згорянні палива. Суть технічного рішення у високооктановій кисневмісній добавці до автомобільних бензинів, що містить спиртову фракцію та кисневмісні сполуки ефіру, полягає в тому, що вона додатково містить у як джерело збільшення антидетонаційних властивостей моторного палива вуглеводень 2,2,4триметилпентан при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: ізопропіловий спирт - 55-70 %, діізопропіловий ефір - 15-20 %, метил-третбутиловий ефір - 5-12 % та 2,2,4-триметилпентан 10-13 %. Порівняльний аналіз технічного рішення із прототипом, дозволяє зробити висновок, що високооктанова кисневмісна добавка до автомобільних бензинів, яка заявляється, відрізняється тим, що вона додатково містить у як джерело збільшення антидетонаційних властивостей моторного палива вуглеводень 2,2,4-триметилпентан при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: ізопропіловий спирт - 55-70 %, діізопропіловий ефір - 15-20 %, метил-трет-бутиловий ефір - 5-12 % та 2,2,4триметилпентан - 10-13 %. Рішення технічної задачі дійсно можливе тому, що високооктанова кисневмісна добавка до автомобільних бензинів містить компоненти, які підвищують детонаційну стійкість моторних палив (зокрема, автомобільного бензину легких фракцій), повноту його згоряння, знижують при своєму застосуванні витрати палива й зменшують токсичність вихлопних газів. Рекомендована концентрація компонентів добавки в бензині становить від 3 % до 15 % і вибирається з таким розрахунком, щоб вміст кисню в паливі не перевищував 2,5-2,7 %. Така кількість кисневмісних компонентів добавки, 64217 4 не дивлячись на їх більш низьку в порівнянні з бензином теплотворну здатність, не надає негативного впливу на міцнісні характеристики двигунів. Метил-трет-бутиловий ефір, що входить до складу добавки, є найбільш важливим компонентом зазначеної вище добавки, а його обмеження щодо відсоткового вмісту в добавці обумовлено відносно низькою теплотою згоряння та високою агресивністю стосовно гум. Підвищення октанового числа палива досягається також й введенням до складу добавки антидетонатора - вуглеводню 2,2,4-триметилпентана (який підвищує детонаційну стійкість палива). Дія 2,2,4-триметилпентана (як компоненту добавки) заснована на вповільненні процесу утворення гідроперекисів і перекисів і/або їхнього розщеплення. Детонаційні властивості вуглеводнів залежать від їх будови: чим більше розгалужений ланцюг вуглеводню (тобто чим більше в його молекулі третинних і четвертинних вуглецевих атомів), тим менше він схильний до детонації і тим вища його якість як пального; чим менше розгалужений ланцюг, тим схильність його до детонації більше (зокрема, високими антидетонаційними властивостями володіє (входить до складу бензину) зазначений вище компонент добавки вуглеводень 2,2,4триметилпентан). Антидетонаційні властивості автомобільних бензинів можуть бути підвищені шляхом додавання до них різних речовин (антидетонаторів), наприклад, тетраетил свинцю Pb(C2H2)4, метил-третбутилового ефіру, етил-трет-бутилового ефіру тощо. Метил-трет-бутиловий ефір відноситься до так званих кисеньвмісних добавок до моторного палива, оскільки є ефіром і в його хімічній формулі міститься кисень. Кисень допомагає бензину згоряти повністю, що знижує вміст CO (чадного газу) та NO (оксиду азоту) у вихлопних газах. Згоряння в циліндрах двигуна суміші цих присадок і стандартного бензину збільшує антидетонаційні властивості моторного палива. Цим досягається відповідність вітчизняного (українського) бензину вимогам європейського стандарту "Євро-3". Крім кисневмісних сполук ці добавки також можуть містити металлорганічні з'єднання. Таким чином, високооктанова кисневмісна добавка до автомобільних бензинів, яка заявляється, відповідає критерію корисної моделі "новизна". Суть корисної моделі пояснюється за допомогою ілюстрацій, де на фіг. 1 показано високооктанову кисневмісну добавку до автомобільних бензинів, яка заявляється, з розподілом її на співвідношення компонентів, мас. %, у загальному об'ємі зазначеної добавки, на фіг. 2 показано схему підготовки високооктанової кисневмісної добавки до автомобільних бензинів, яка заявляється, та введення її у моторне паливо. Високооктанова кисневмісна добавка до автомобільних бензинів, яка заявляється, виготовляється в промислових умовах наступним чином (як 5 64217 варіант технологічного процесу). Технологія готування високооктанової кисневмісної добавки (див. схему на фіг. 1) полягає (як варіант технологічного процесу) в підготовці компонентів (включаючи їх контроль якості), їхньому 6 дозуванні, примусовому перемішуванні та розфасовці (див. схему на фіг. 2) [7]. Так при підготовці високооктанової кисневмісної добавки застосовують наступні компоненти з їх фізико-хімічними властивостями (див. таблицю 1). Таблиця 1 Найменування показника Зовнішній вигляд і колір опис Щільність при +20 3 ° С, г/см молекулярна вага Температура кипіння при 760 мм рт.ст. град. С Масова частка воды, %, не більше Масова частка сірчистих сполук у перерахунку на сірку, %, не більше Масова частка вихідної речовини, %, не менше октанове число, IМ діізопропіловий метил-трет2,2,4-триметилефір бутиловий ефір пентан Безбарвна прозора рі- Безбарвна рідина Рідина прозора дина, що не містить мез характерним Прозора рідина безбарвна рідина із ханічних домішок ефірним запахом запахом бензину змішується як з водою, легкозаймиста рітак і з органічними розНерозчиняється у дина, у воді не розчинниками в усіх співводі, розчинний у розчинний у воді чиняється, добре відношеннях, утворююзвичайних органічрозчиняється в чи з водою азеотропну них розчинниках бензині та спиртах суміш 0,695-0,699 (за 0,785-0,786 0,7244 0,7405 факт.0,6963) 60,095 88,1 114,2 ізопропіловий спирт 83,38 68,50 54 99,0-99,5 0,15 0,15 0,1 0,01 (за факт. 0,006) 0,00005 99,7 Великий вплив на якість високооктанової кисневмісної добавки здійснює вибір типу змішувача та час перемішування. Для компонентів (що входять до складу зазначеної вище високооктанової кисневмісної добавки, а саме, для ізопропілового спирту, діізопропілового та метил-трет-бутилового ефірів і 2,2,4-триметилпентану) необхідно використовувати змішувачі примусової дії, у яких більш інтенсивне перемішування досягається за допомогою обертових шнеків, лопаток або інших подібних пристроїв. На фізико-технологічні властивості високооктанової кисневмісної добавки впливає також і час перемішування її компонентів. Виробництво високооктанової кисневмісної добавки до автомобільних бензинів, яка заявляється, надається у вигляді одного з варіантів технологічного процесу, що можуть відрізнятися між собою послідовністю виконання технологічних операцій - або в порядку, коли спочатку у ємність для змішування вводиться спиртова фракція, а потім кисневмісні сполуки ефіру та 2,2,4триметилпентан, або у варіанті, коли спочатку у ємність для змішування вводяться кисневмісні сполуки ефіру, а потім - спиртова фракція та 2,2,4триметилпентан, або у будь якому іншому варіанті. При цьому у варіанті, коли першими у ємність для змішування вводяться кисневмісні сполуки ефіру, 0,0001 98,0 98,0 120 90 % (за факт. 95,8 %) 100 то можуть бути варіанти, коли першим вводиться діізопропіловий ефір, а потім - метил-третбутиловий ефір, і навпаки. Цей же варіант щодо черговості введення ефірів може бути застосовано в технологічному процесі виготовлення високооктанової кисневмісної добавки (яка заявляється), коли у ємність для змішування першим вводиться джерело збільшення антидетонаційних властивостей моторного палива - вуглеводень 2,2,4триметилпентан. При цьому у всіх можливих варіантах виготовлення високооктанової кисневмісної добавки до автомобільних бензинів (яка заявляється) у порожнину змішувача вводяться зазначені вище компоненти у менших пропорціях з поступовим доведенням компонентів до відсотків мас, що визначено технологією приготування високооктанової кисневмісної добавки, що заявляється [8], [9]. Підвищення ефективності застосування високооктанової кисневмісної добавки до автомобільних бензинів, яка заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається за рахунок додавання до складу добавки в оптимальній пропорції всіх складових частин (компонентів), а саме, ізопропілового спирту, діізопропілового та метил-трет-бутилового ефірів і 2,2,4-триметилпентану, які дозволяють 7 підвищити детонаційну стійкість та октанове число палива, та забезпечують при цьому зниження токсичних викидів CO і СН. Присутність у високооктановій кисневмісній добавці до автомобільних бензинів, яка заявляється, зазначених вище компонентів у відповідному оригінальному відсотковому співвідношенні (що сприяє застосуванню для всієї лінійки бензинів, що випускаються), призводить до поліпшення екологічних властивостей палива шляхом зниження CO і CnHm у викидах з відпрацьованими газами. Добавка не містить металоантідетонаторов, що, у свою чергу, дозволяє зменшити знос деталей двигуна і нівелювати негативний вплив на активність каталітичних нейтралізаторів автомобілів. Джерела інформації: 1. Лернер М.О. Химические регуляторы горения моторных топлив. - М.: Химия, 1979, 386 с. 2. Патент РФ № 2128209 "Высокооктановый кислородсодержащий компонент моторного топлива", опубл. 27.03.1999, МПК 8 С 10 L 1/02, С 10 L 1/08 - аналог. 3. Патент РФ № 2241023 "Присадка к моторному топливу", опубл. 27.11.2004, МПК 8 С 10L 1/18, С 10 L 1/22 -аналог. 64217 8 4. Гуреев А.А. "Производство высокооктановых бензинов". - М.: 1981, 221 с. (Глава 2. Производство базовых бензинов и высокооктановых компонентов. Раздел "Получение высокооктановых компонентов») - аналог. 5. Патент РФ № 2132358 "Высокооктановый кислородсодержащий компонент моторного топлива", опубл. 27.06.1999, МПК 8 С 10 L 1/02, С 10 L 1/08 - аналог. 6. И.П. Ермакова "Тенденции использования некоторых химикатов для повышения качества автомобильного бензина" Химическая промышленность за рубежом, 1988, № 3, с. 77-90 - прототип. 7. ТУ 38.401-58-258-99 "Высокооктановая кислородсодержащая добавка" (Российская Федерация, 2000). 8. Танаторов М.А. "Перспективы и прблемы альтернативних моторных топлив". - М.: 1998, с. 132 (Раздел 2.7.2 Влияние кислородсодержащих соединений на токсичные характеристики двигателей). 9. Данилов A.M. "Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив", - М.: Химия, 1996, 232 с. 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 64217 Підписне 10 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