присадка для повышения цетанового числа дизельного топлива

Формула изобретения

1. Присадка для повышения цетанового числа дизельного топлива, состоящая из предварительно смешанных циклогексилнитрата и фракции парафиновых углеводородов нормального строения от С ₉ до С₂₀ при массовом соотношении указанных компонентов от 4:1 до 1:4.

2. Топливная композиция на основе дизельного топлива, содержащая присадку из предварительно смешанных циклогексилнитрата и фракции парафинов нормального строения от С₉ до С₂₀ при массовом соотношении указанных компонентов от 4:1 до 1:4, в количестве присадки 0,05-0,75 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности к составу присадок для повышения цетанового числа (показателя воспламеняемости) дизельного топлива.

Известно использование в качестве цетаноповышающих присадок (промоторов воспламенения) органических соединений следующих классов: альдегиды, простые и сложные эфиры, нитросоединения, пероксидные соединения, моно- и полинитраты алифатических и алициклических спиртов [Лернер М.О. Химические регуляторы горения моторных топлив. М.: Химия, 1979, 222 с.]. Однако, в силу ряда причин, практическое применение из них нашли лишь нитраты алифатических и алициклических спиртов и некоторые органические пероксиды [Данилов A.M. Справочник. Применение присадок в топливах для автомобилей. М.: Химия, 2000, 227 с.].

Известно также применение в качестве промотора воспламенения циклогексилнитрата (ЦГН), который по эффективности и ряду эксплуатационных свойств превосходит присадки из класса алифатических нитратов, в частности 2-этилгексилнитрат (2-ЭГН) [Данилов A.M. Справочник. Применение присадок в топливах для автомобилей. М.: Химия, 2000, 227 с.]. Недостатками известных присадок являются их относительно высокая стоимость и ограниченная совместимость с топливом.

Добавление парафиновых углеводородов повышает ЦЧ дизельного топлива, однако требующиеся для этого концентрации парафинов (5-15 мас.%) позволяют рассматривать их скорее не в качестве присадки, а в качестве компонента ДТ, при этом ниже допустимого ухудшаются низкотемпературные свойства ДТ (температуры помутнения и застывания).

Известна присадка для повышения ЦЧ ДТ, состоящая из 1 мас.% изопропилнитрата (ИПН) и 2% парафинов C₁₈-C₂₃ , последовательно добавленных к ДТ марки Л-0.2-40, которые повышают ЦЧ исходного топлива с 48 до 61 пункта, в то время как добавленные по отдельности 3% парафинов и 2 мас.% ИПН повышают ЦТ соответственно на 3 и 11 пунктов [Бегак О.Ю., Сыроежко A.M. Повышение цетанового числа дизельных топлив // ЖПХ. 2003, т.76, вып.8, с.1389-1391 (прототип)].

Недостатками этой присадки являются высокие концентрации взятых присадок, высокая температура плавления фракции парафинов С₁₈-С₂₃ , способная ухудшить низкотемпературные свойства ДТ, относительно невысокая эффективность (количество присадки на 1 пункт повышения ЦЧ) и высокая стоимость присадки. Кроме того, последовательное введение присадок осложняет технологию производства ДТ.

Целью изобретения является разработка композиционной присадки, эффективно повышающей ЦЧ и снижение ее себестоимости.

Задача решается путем введения в состав ДТ композиционной цетаноповышающей присадки, содержащей ЦГН и парафиновые углеводороды нормального строения из группы С₉-С ₂₀ (НУВ), производимые промышленно при массовом соотношении компонентов от 1:4 до 4:1.

Введение нормальных углеводородов С₉-С₂₀ в состав присадки на основе нитратов спиртов позволяет при заданном значении прироста ЦЧ расширить сырьевую базу и снизить себестоимость композиционной цетаноповышающей присадки. Предлагаемая композиция может вводиться в ДТ любых марок в концентрациях 0.05-0.75 мас.%, без ухудшения основных эксплуатационных свойств топлив.

Присадку согласно данному изобретению готовят путем предварительного смешения нитратов спиртов с НУВ С₉-С₂₀ . Присадку вводят в летнее дизельное топливо марки Л 02-40 по ГОСТ 305-82 производства ООО «Киришинефтеоргсинтез» с содержанием серы 0.2 мас.%, и определяли цетановое число по ГОСТ 3122 - 67 (с изм. 1-4). Для испытаний брали ЦГН с содержанием основного вещества 98.5 мас.% и НУВ фракций С₉-С ₁₃, C₁₄-C₁₇ и С₁₇-С₂₀ по ТУ 0255-041-04689375-95.

Результаты испытаний предлагаемой присадки иллюстрируются примерами, сведенными в таблицу:

№ примера	Концентрация присадки, мас.%	Массовое соотношение компонентов	Наименование компонентов		ЦЧ	Прирост ЦЧ
			1	2
Базовое топливо	-	-	-	-	48	-
прототип	3.0	1:2	ИПН	С 18-С23	61	+13
прототип	0.1	-	ИПН	-	54	+2
прототип	0.3	1:2	ИПН	С14-С17	50	+2
1	0.1	-	ЦГН	-	51	+3
2	0.2	-	-	C14-C17	48	0
3	5.0	-	-	С14-С 17	50	+2
4	0.3	1:2	ЦГН	C 14-C17	55	+7
5	0.2	1:1	ЦГН	Cl4-С17	53	+5
6	0.75	1:4	ЦГН	C14-C 17	56	+9
7	0.75	4:1	ЦГН	C 14-C17	62	+14
7	0.3	1:2	ЦГН	C9-C13	55	+7
8	0.3	1:2	ЦГН	Cl7-C 20	54	+6
9	0.05	4:1	ЦГН	C 14-C17	51	+3

Прирост цетанового числа (ЦЧ) после добавления 0.1% известных присадок ИПН и ЦГН составил 2 и 3 пункта соответственно (пример 1).

Добавка 0.2% парафинов С₁₄-С₁₇ не повлияла на ЦЧ базового топлива, их влияние становится заметным лишь при концентрации выше 5 мас.% (примеры 2-3).

Введение в топливо предлагаемой присадки (примеры 4-9) дает такой прирост ЦЧ дизельного топлива, который не вытекает из суммарного действия тех же компонентов, введенных по отдельности (примеры 1-3), что свидетельствует о наличии синергетического эффекта у предлагаемой композиции.

Применение в составе предлагаемой присадки относительно недорогих промышленно производимых нормальных углеводородов С₉-С₂₀ помимо того, что дает неочевидный прирост цетанового числа дизельного топлива, позволяет облегчить процесс смешения ее с топливом за счет ее большей растворимости и достичь улучшения воспламеняемости топлива при неизменном содержании наиболее дорогого нитратного компонента, снизить затраты у потребителя в расчете на 1 пункт прироста цетанового числа. Например, если принять за единицу затраты на 1 пункт прироста цетанового числа при использовании только нитратной присадки, то у композиционной присадки, содержащей также НУВ, эта величина составит 0.7 для соотношения компонентов 1:1 и 0.5 для соотношения 1:3.