унифицированный модификатор моторных топлив
Классы МПК: | C10L1/19 сложные эфиры C10L1/185 простые эфиры; ацетали; кетали; альдегиды; кетоны |
Автор(ы): | Волков Николай Михайлович (RU), Решетников Виктор Николаевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Общество с ограниченной ответственностью "Интер-Октан" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2011-05-06 публикация патента:
27.07.2012 |
Изобретение относится к области нефтехимии и автомобильной промышленности. Унифицированный модификатор для бензина содержит в своем составе амиловый эфир уксусной кислоты и глиоксаль в твердой фазе при следующем соотношении компонентов, мас.%: амилацетат 99,5-99,9; глиоксаль 0,1-0,5. Технический результат - повышение октанового числа топлива; увеличение мощности двигателя; снижение выбросов оксида углерода (СО) с отработавшими газами; снижение расхода топлива; улучшение моющих свойств топлива. 2 пр., 3 табл.
Формула изобретения
Унифицированный модификатор для бензина, содержащий в своем составе амиловый эфир уксусной кислоты, отличающийся тем, что в качестве экологической составляющей в состав дополнительно вводят глиоксаль в твердой фазе при следующем соотношении компонентов, мас.%:
амилацетат | 99,5-99,9 |
глиоксаль | 0,1-0,5 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области нефтехимии и автомобильной промышленности, а именно к составу многофункциональной добавки, которая обеспечивает одновременно снижение вредных выбросов с отработавшими газами, увеличение детонационной стойкости бензина, улучшение моющих свойств, а также стабилизацию бензина при хранении.
Известна многофункциональная присадка к автомобильному топливу (патент РФ 2349629, C10L 1/18, опубл. 20.03.2009), которая содержит в об.%: метанол или этанол 28,6-55,5, спиртовую фракцию капролактама 33,3-57,1, окись пропилена 1,1-13,8. Техническим результатом известного изобретения является одновременное снижение вредных выбросов с отработавшими газами, увеличение детонационной стойкости бензина, улучшение моющих свойств, а также стабилизация бензина при хранении.
Недостатками известного изобретения является высокая токсичность и резкий неприятный запах.
Известна беззольная высокооктановая добавка к автомобильным бензинам (патент РФ 2337129, C10L 1/18, опубл. 27.10.2008). Изобретение относится к составу бензинов, а именно к беззольной высокооктановой добавке, предназначенной для использования в автомобильных бензинах. Для создания беззольной добавки к автомобильным бензинам, обладающей высокой антидетонационной эффективностью, а также высокими эксплуатационными, а главное - экологическими свойствами, полностью соответствующей стандартам Евро-3 и Евро-4, беззольная высокооктановая добавка к автомобильным бензинам содержит N-метиланилин, N,N-диметиланилин, оксигенат, включает третичный бутиловый спирт, и моющую присадку «Автомаг» или «Keropur 3430N». При этом она дополнительно содержит стабилизирующую добавку в виде алифатических спиртов или эфироальдегидной фракции, а оксигенат - в виде этилового спирта и этил-трет-бутилового эфира при следующем соотношении компонентов, мас.%: N-метиланилин 70-10, N,N-диметиланилин 0,5-4, третичный бутиловый спирт 15-0,5, этиловый спирт 0,5-30,0, моющая присадка 1,5-5,0, стабилизирующая добавка 2,5-0,5, этил-трет-бутиловый эфир 10,0-50,0.
Недостатком известного изобретения является невысокая стабильность при хранении и сложный состав добавки.
Известна высокооктановая добавка к автомобильным бензинам (патент РФ 2235117, C10L 1/18, опубл. 27.08.2004), выбранная в качестве прототипа. Изобретение относится к составам добавок для автомобильных бензинов. Добавка содержит 5-30% С2-С5-алифатических спиртов или их смесей, 0,1-10% амилацетата и/или изоамилацетата, 0,3-20% метанола, 0,5-6% моющей присадки на основе продукта взаимодействия дистиллированного таллового масла и диэтаноламина, взятых в молярном соотношении кислота: амин, равном 3:1, не более 1,0% ферроцена и до 100 N-метиланилина. Добавка предназначена для использования в автомобильных бензинах в концентрации до 2 мас.%. Добавка обладает высоким уровнем эксплуатационных и экологических свойств, в том числе по моющим свойствам в системе подачи топлива, а также обладает более низкой склонностью к смолообразованию.
Недостатком известной добавки является расслоение бензина при хранении (отделение спиртов) и сложный состав.
Задачей настоящего изобретения является разработка унифицированного модификатора для бензина, с целью повышения октанового числа топлива, увеличения мощности двигателя, снижения содержания окиси углерода (СО) в выхлопных газах двигателя, увеличения ресурса двигателя.
Поставленная задача решается тем, что унифицированный модификатор для бензина содержит в своем составе амиловый эфир уксусной кислоты, но в отличие от прототипа в качестве экологической составляющей в состав дополнительно вводят глиоксаль в твердой фазе при следующем соотношении компонентов, мас.%:
амилацетат 99,5-99,9
глиоксаль 0,1-0,5
После проведения процесса получения амиловых эфиров уксусной кислоты и охлаждения их до 40-45°С в реактор при работающей мешалке постепенно добавляют безводный глиоксаль и перемешивают 40-60 минут до его полного растворения.
Примеры конкретного осуществления изобретения приведены ниже.
Пример 1.
В реактор принимают амиловый эфир уксусной кислоты в количестве 99,5 мас.%. Затем включают мешалку, подают пар в рубашку реактора и нагревают содержимое до температуры 40-45°С. Затем через загрузочный люк в реактор добавляют мелкокристаллический глиоксаль в количестве 0,5 мас.%. При работающей мешалке и постоянной температуре (40-45°С) в течение 40-60 минут происходит растворение глиоксаля, после чего прекращают подачу пара в рубашку реактора, подают туда оборотную воду и охлаждают продукт до 25-30°С. Охлажденный продукт сливают из реактора в емкость товарной продукции.
Пример 2.
В реактор принимают амиловый эфир уксусной кислоты в количестве 99,9 мас.%. Затем включают мешалку, подают пар в рубашку реактора и нагревают содержимое до температуры 40-45°С. Затем через загрузочный люк в реактор добавляют мелкокристаллический глиоксаль в количестве 0,1 мас.%. При работающей мешалке и постоянной температуре (40-45°С) в течение 40-60 минут происходит растворение глиоксаля, после чего прекращают подачу пара в рубашку реактора, подают туда оборотную воду и охлаждают продукт до 25-30°С. Охлажденный продукт сливают из реактора в емкость товарной продукции.
Преимуществом настоящего изобретения является то, что заявленное изобретение позволяет улучшить следующие характеристики бензинов:
- основные физико-химические показатели качества автомобильных бензинов при добавлении унифицированного модификатора в количестве от 2,0 до 4,0% не претерпевают ухудшения. В то же время наблюдается существенное повышение детонационной стойкости проб модифицированных бензинов, составившее при добавлении 4% (об.) присадки:
а) по исследовательскому методу:
- для прямогонного бензина (углеводородное сырье) - 3,0 ед. ОЧи,
- для товарного автомобильного бензина Нормаль-80 - 5,7 ед. ОЧи;
б) по моторному методу:
- для прямогонного бензина (углеводородное сырье) - 2,5 ед. ОЧм.
Эффективная мощность, определяемая при стендовых испытаниях двигателя Москвич-412 при частоте вращения коленчатого вала 3000 мин-1 после перевода его работы на модифицированный бензин Нормаль-80 возросла:
- при 2% присадки УММТ-10 с 42,00 л.с. до 44,8 л.с. или на 6,25%;
- при 3% присадки до 48,3 л.с. или на 13,04%;
- при 4% присадки до 49,0 л.с. или на 14,28%.
Удельный расход топлива двигателем Москвич-412, работающим на модифицированном автомобильном бензине Нормаль-80, в условиях стендовых испытаний снизился:
- при 2% концентрации присадки УММТ-10 на 5,52% (об.);
- при 3% концентрации присадки на 8,10% (об.);
- при 4% концентрации присадки на 11,31% (об.).
Содержание СО и СН в отработанных газах автомобилей УА3-3152 и «TOYOTA CARINA», работавших на модифицированных УММТ-10 автомобильных бензинах Нормаль-80 и Регуляр-92-ЕВРО, снижается в среднем в два и более раза;
- использовать добавки в производстве экологически чистых бензинов, соответствующих стандартам Евро-4, Евро-5, т.к. согласно Требованиям технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» (постановление Правительства РФ № 118 от 27.02.2008 г.) добавление эфиров в автомобильные бензины разрешено до 10%. Это подтверждается снижением содержания СО в выхлопных газах и снижением расхода топлива (см. Таблицу 2);
- улучшение моющих свойств топлива. Применение присадки приводит к вымывания ранее образовавшихся слоистых отложений в топливоподающей аппаратуре автомобиля, что подтверждается визуальным осмотром деталей двигателя (карбюратор, свечи зажигания, блок цилиндров) до и после применения присадки;
- снижение расхода топлива,
- увеличение мощности двигателя,
- снижение содержания окиси углерода (СО) в выхлопных газах двигателя (Таблица 3).
Унифицированный модификатор по физико-химическим показателям соответствует требованиям, указанным в таблице 1. В таблице 2 приведены результаты испытаний на стендовом двигателе с различными концентрациями УММТ-10 (n дв. - частота вращения коленчатого вала двигателя; Р - нагрузка на двигатель; Me - эффективный крутящий момент; Ne - эффективная мощность; Gt - часовой расход топлива; ge - удельный эффективный расход топлива).
Таблица 1 | |
Физико-химические показатели модификатора | |
Наименование показателя | Норма |
Цветность | Бесцветная жидкость |
Запах | Резкий фруктовый запах |
Плотность при 20°С | 0,91-0,93 кг/л |
Таблица 2 | |||||||
Результаты испытаний на стендовом двигателе с различными концентрациями УММТ-10 | |||||||
Внешняя скоростная характеристика ДВС | |||||||
Параметры испытания, полученные на исходном бензине Нормаль-80 | |||||||
n, об/мин | Р, кг | Me, Н·м | Ne, л.c. | Gt, кг/ч | ge, г/л.с.·ч | Экономия топлива, % | Средняя экономия топлива, % |
2000 | 12,1 | 86,66 | 24,20 | 6,65 | 275,00 | - | 0 |
2500 | 12,7 | 90,96 | 31,75 | 9,39 | 295,78 | - | |
3000 | 13,0 | 93,11 | 39,00 | 10,49 | 269,03 | - | |
3500 | 12,0 | 85,94 | 42,00 | 13,22 | 314,79 | - | |
Тоже на модифицированном бензине Нормаль-80 с 2% (об.) присадки УММТ-10 | |||||||
n, об/мин | Р, кг | Me, Н·м | Ne, л.с. | Gt, кг/ч | ge, г/л.с.·ч | Экономия топлива, % | Средняя экономия топлива, % |
2000 | 13,0 | 93,11 | 26,0 | 6,65 | 255,96 | 6,92 | 5,52 |
2500 | 13,2 | 94,54 | 33,0 | 9,39 | 284,58 | 3,79 | |
3000 | 13,7 | 98,12 | 41,1 | 10,49 | 255,28 | 5,11 | |
3500 | 12,8 | 91,67 | 44,8 | 13,22 | 295,11 | 6,25 | |
Тоже на модифицированном бензине Нормаль-80 с 3% (об.) присадки УММТ-10 | |||||||
n, об/мин | Р, кг | Me, Н·м | Ne, л.с. | Gt, кг/ч | ge, г/л.с.·ч | Экономия топлива, % | Средняя экономия топлива, % |
2000 | 13,0 | 93,11 | 26,00 | 6,65 | 255,96 | 6,92 | 8,10 |
2500 | 13,5 | 96,69 | 33,75 | 9,39 | 278,25 | 5,93 | |
3000 | 14,0 | 100,27 | 42,00 | 10,49 | 249,81 | 6,50 | |
3500 | 13,8 | 98,84 | 48,30 | 13,22 | 273,73 | 13,04 | |
Тоже на модифицированном бензине Нормаль-80 с 4% (об.) присадки УММТ-10 | |||||||
n, об/мин | Р, кг | Me, Н·м | Ne, л.с. | Gt, кг/ч | ge, г/л.с.·ч | Экономия топлива, % | Средняя экономия топлива, % |
2000 | 13,2 | 94,54 | 26,4 | 6,65 | 252,08 | 8,33 | 11,31 |
2500 | 14,0 | 100,27 | 35,0 | 9,39 | 268,31 | 9,29 | |
3000 | 15,0 | 107,43 | 45,0 | 10,49 | 233,16 | 13,33 | |
3500 | 14,0 | 100,27 | 49,0 | 13,22 | 269,82 | 14,28 |
Класс C10L1/185 простые эфиры; ацетали; кетали; альдегиды; кетоны