Високооктанова кисневмісна добавка до моторного палива

Реферат: Високооктанова кисневмісна добавка до моторного палива на основі спиртів та ефірів містить біоетанол або добавки на його основі, аміноароматичні вуглеводні, бензин прямогонний і добавку, що підвищує октанове число, при наступному співвідношенні компонентів (% мас.): низькомолекулярні спирти спирти С3 - С4 ефіри з кінцем кипіння не вище 210°C біоетанол або добавки на його основі аміноароматичні вуглеводні бензин прямогонний добавка, що підвищує октанове число 3-7 5-10 20-55 10-20 10-20 0,005-0,3. UA 80114 U (54) ВИСОКООКТАНОВА КИСНЕВМІСНА ДОБАВКА ДО МОТОРНОГО ПАЛИВА UA 80114 U UA 80114 U 5 10 15 20 25 Корисна модель стосується галузі нафтопереробки та нафтохімії, зокрема добавок до моторних палив для автомобільних двигунів внутрішнього згоряння, що поліпшують їхні антидетонаційні, експлуатаційні та екологічні властивості. У зв'язку з необхідністю вирішення екологічних проблем, розробка композицій автомобільних бензинів з високим октановим числом і з низьким рівнем викидів відпрацьованих газів залишається актуальною. Зниження токсичності відпрацьованих газів можна досягти трьома способами: застосуванням в автомобілях спеціального устаткування, створенням альтернативних видів палива, додатком до палив відповідних добавок або присадок. Економічно вигідним і технологічним способом є додавання в паливо ефективних добавок (присадок). Як екологічно чистий компонент автомобільного палива, що підвищує октанове число, широке застосування знайшов зневоднений етиловий спирт (біоетанол), який одночасно знижує вміст токсичних компонентів - оксиду вуглецю CO, оксидів азоту (NO)X і летучих вуглеводнів CnHm у відпрацьованих (вихлопних) газах автомобілів. Найбільш близьким до запропонованого в корисній моделі розв'язку є високооктанова кисневмісна добавка для автомобільних бензинів (Патент UA № 64217, Кл. C10L 1/00, публ.2011р.), (прийнята як прототип), яка містить ізопропіловий спирт, діізопропіловий ефір, метил-третбутиловий ефір і 2,2, 4-триметилпентан. Недоліком цієї добавки є її мала ефективність у підвищенні антидетонаційних властивостей і зниженні викидів токсичних речовин в атмосферу. В основу корисної моделі поставлено задачу забезпечення підвищеної детонаційної стійкості моторного палива та зниження токсичності відпрацьованих газів при використанні моторних палив, шляхом створення ефективної високооктанової кисневмісної добавки до палива двигунів внутрішнього згоряння. Поставлена задача вирішується тим, що високооктанова кисневмісна добавка до моторного палива на основі спиртів та ефірів, згідно з корисною моделлю додатково містить біоетанол або добавки на його основі, аміноароматичні вуглеводні, бензин прямогонний і добавку, що підвищує октанове число, при наступному співвідношенні компонентів (% мас): 30 біоетанол або добавки на його 20-55 основі ефіри з кінцем кипіння не вище 5-10 о 210 C низькомолекулярні спирти С3 3-7 С4 аміноароматичні вуглеводні 10-20 бензин прямогонный 10-20 добавка, що підвищує октанове 0,005-0,3. число 35 40 45 50 Для виготовлення запропонованої високооктанової кисневмісної добавки до моторного палива використовують наступні продукти: як біоетанол або добавки на його основі - оксигенат моторного палива альтернативний, компонент моторного палива альтернативний і ін.; як бензин прямогонний - прямогонний бензин, бензин газовий стабільний або інші суміші вуглеводнів, отримані з нафти, газового конденсату або їх сумішей з температурою википання у межах 35-210 °C; як ефіри з кінцем кипіння не вище 210 °C - метил-третбутиловий ефір або етилтретбутиловий ефір, або трет-аміловий ефір, або діізопропіловий ефір, або їх суміш; як низькомолекулярні спирти С3 - С4 - ізопропіловий спирт за ГОСТ 9805 або спирт ізобутиловий за ГОСТ 9536; як аміноароматичні вуглеводні - монометиланілін виробництва Індії або присадка АДА виробництва Росії; як добавку, що підвищує октанове число - присадку виробництва компанії Innospec Ltd (Німеччина) або інші добавки аналогічної якості. Спосіб одержання запропонованої високооктанової кисневмісної добавки до моторного палива полягає в постадійному змішуванні його компонентів при температурі 20-50 °C із використанням стандартного устаткування до одержання однорідного розчину. Приклади запропонованої високооктанової кисневмісної добавки до моторного палива: 1 UA 80114 U Приклад 1 % мас. біоетанол 35 метил-третбутиловий ефір 6 ізопропіловий спирт 4 монометиланілін 12 добавка, що підвищує октанове число 0,1 PLUTOcen 2300і суміш прямогонних бензинових до фракцій з температурою википання у 100. межах 35-210 °C Приклад 2 оксигенат моторного палива етил-третбутиловий ефір ізобутиловий спирт присадка АДА добавка, що підвищує октанове PLUTOcen 2300і % мас. 49 8 5 14 число до 100. Бензин газовий стабільний 5 0,2 Фізико-хімічні показники зразків запропонованої високооктанової кисневмісної добавки до моторного палива наведені в таблиці 1 Таблиця 1 Значення показника Метод Норма Приклад 1 Приклад 2 контролю 2 3 4 5 Прозора рідина ясно-жовтого кольору Візуально без сторонніх часток У межах Відповідно до 820 830 800-980 ГОСТ 18995.1 Назва показника 1 Зовнішній вигляд Щільність при 20 °C, кг/м 3 Об'ємна частка ароматичних амінів, %, не більше Приріст октанового числа (моторний метод) при роботі на суміші ізооктанн-гептан при співвідношенні 70-30 при додаванні добавки 10 % об., не менше Об'ємна частка низькомолекулярних спиртів, %, не більше Об'ємна частка бензолу і його похідних, %, не більше Об'ємна межах частка біоетанолу, %, у Об'ємна частка органічних кисневмісних сполук (ефірів), %, не більше 3 Вміст заліза, г/дм , не більше 20 12 14 12 13 14 7 4 5 1,0 0,8 0,6 27-60 35 49 10 6 8 10 5 6 2 Відповідно ГОСТ 511 до Відповідно до ГОСТ 29040 Відповідно до ГОСТ 320.00149943. 015-2000 або ASTMD5845 Відповідно до ГОСТ 320.00149943. 015-2000 або ASTMD5845 UA 80114 U 5 Для встановлення рівня викиду токсичних речовин при експлуатації моторного палива проводили порівняльну комплексну оцінку дії запропонованої високооктанової кисневмісної добавки (Приклад 1) та високооктанової кисневмісної добавки за прототипом (патент України № 64217) у складі бензину А-95 по ДСТУ 4063 (бензин — 90 % мас, високооктанова кисневмісна добавка — 10 % мас.) на енергетичні, екологічні показники й економію палива при роботі двигуна установки УМЗ-4216. Склад кисневмісної високооктанової добавки за прототипом при випробуванні: ізопропіловий спирт діізопропіловий ефір метил-третбутиловий ефір 2,2, 4-триметилпентан 10 15 20 60 % мас. 17 % мас. 8 % мас. 11 % мас. Визначення показників роботи двигуна УМЗ-4216 щодо діючих в Україні норм питомих викидів забруднюючих (токсичних) речовин проводили по процедурі циклу ESC Правил ЕЭК ООН № 49-03 і вмісту оксиду вуглецю (СО) і вуглеводнів (CnHm) у відпрацьованих газах двигуна та відповідності гранично допустимим нормам за ГОСТ 4277:2004 при роботі на моторному паливі із запропонованою високооктановою кисневмісною добавкою та паливною композицією з високооктановою кисневмісною добавкою за прототипом. Випробування проводили на двигуні з іскровим запалюванням моделі УМЗ-4216 з електронною системою вприскування палива. Під час випробування визначали енергетичні (Ne) і екологічні (CO, CnHm) показники двигуна при роботі на моторному паливі з випробуваними (запропонованої корисної моделі та прототипу) добавками. Концентрації шкідливих речовин визначали відповідно до вимог Правил ЕЭК ООН R49-03. Результати випробувань наведено в таблиці 2. Таблиця 2 Показник Nном, кBт СО хв, % -1 CnHm хв, млн СОпов, % -1 CnHm пов, млн 25 норма 84 0,5 100 0,3 100 Значення показника при роботі на паливі із при роботі на паливі із запропонованою високооктановою високооктановою кисневмісною добавкою за кисневмісною добавкою прототипом 84,7 83,4 0,07 0,14 10 60 0,06 0,11 0 8 Аналіз даних, наведених в таблиці 2, свідчить, що використання в моторному паливі запропонованої високооктанової кисневмісної добавки у порівнянні з високооктановою кисневмісною добавкою за прототипом збільшує Nном двигуна, а також істотно знижує викидів СО і CnHm як при мінімальній, так і при підвищеній частоті обертання колінчатого вала двигуна. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Високооктанова кисневмісна добавка до моторного палива на основі спиртів та ефірів, яка відрізняється тим, що додатково містить біоетанол або добавки на його основі, аміноароматичні вуглеводні, бензин прямогонний і добавку, що підвищує октанове число, при наступному співвідношенні компонентів (% мас.): 35 низькомолекулярні спирти С3 - С4 ефіри з кінцем кипіння не вище 210 °C біоетанол або добавки на його основі аміноароматичні вуглеводні бензин прямогонний добавка, що підвищує октанове число 3-7 5-10 20-55 10-20 10-20 0,0050,3. 3 UA 80114 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 4