способ получения экологически чистого дизельного топлива

Формула изобретения

1. Способ получения экологически чистого дизельного топлива путем смешения исходного малосернистого дизельного топлива с эфирной добавкой, отличающийся тем, что в качестве эфирной добавки используют продукты этерификации щавелевой кислоты с алифатическими спиртами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве спирта в вышеупомянутом процессе этерификации используют алифатические спирты C₄-C₈.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам получения экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ).

Известен способ получения ЭЧДТ путем глубокого гидрирования прямогонной дизельной фракции, выделяемой из нефти ректификацией на установке АВТ [Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти. - М.: Техника, 2001, стр.46-50].

Недостатком данного способа является получение гидроочищенного дизельного топлива, имеющего низкую смазывающую способность, что создает затруднения при работе топливной системы автомобиля из-за повышенного износа топливного насоса.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения ЭЧДТ путем смешения малосернистого дизельного топлива, гидроочищенного до содержания серы не более 0,035%, с эфирной добавкой, полученной путем переэтерификации растительного масла алифатическим спиртом - сложного эфира ненасыщенных кислот - продукта взаимодействия рапсового масла с бутанолом в присутствии серной кислоты [Хайрудинов И.Р., Жирнов Б.С., Сидрачева И.И. Нефтепереработка и нефтехимия, 2011, № 1, стр.43-45]. Эта эфирная добавка позволяет улучшить смазывающую способность дизельного топлива.

Недостатком ЭЧДТ, полученного известным способом, является пониженная химическая стабильность, что объясняется ненасыщенной природой бутиловых эфиров рапсового масла, отличающихся высоким значением йодного числа (60-65 г йода/100 г). Наличие двойных связей в эфире приводит к осадкообразованию в топливе при его хранении и провоцирует нагарообразование в камере сгорания двигателя и закоксовывание распылителей форсунок, ухудшая качество распыления топлива и процесс горения в целом.

Изобретение направлено на получение ЭЧДТ с повышенной химической стабильностью и достаточной смазывающей способностью из малосернистого дизельного топлива с содержанием серы 0,003%.

Это достигается тем, что в способе получения ЭЧДТ путем смешения исходного малосернистого дизельного топлива с эфирной добавкой согласно изобретению в качестве эфирной добавки используют продукты этерификации щавелевой кислоты с алифатическими спиртами.

Целесообразно в качестве спирта в процессе получения эфирной добавки использовать алифатические спирты C₄-C₈.

Использование в качестве эфирной добавки к ЭЧДТ продуктов этерификации щавелевой кислоты с алифатическими спиртами (диэфиров щавелевой кислоты) позволяет повысить химическую стабильность и, кроме того, дополнительно улучшить его смазывающую способность.

Способ осуществляют следующим образом.

Смесь щавелевой кислоты последовательно нагревали со следующими спиртами: н-бутанолом, н-пентанолом и изо-октанолом. Нагрев проводили без катализатора и в присутствии углеводородного водовыносителя (н-гептана) до температуры 100°C. После отбора реакционной воды от продукта этерификации отгоняли растворитель и спирт. Далее проводили очистку эфира ректификацией.

Были получены следующие эфирные добавки: дибутиловый эфир щавелевой кислоты (ДБЭЩК), дипентиловый эфир щавелевой кислоты (ДПЭЩК) и диизооктиловый эфир щавелевой кислоты (ДИОЭЩК). Характеристики этих эфиров приведены в таблице 1.

Из данных таблицы 1 видно, что диэфиры щавелевой кислоты выгодно отличаются от бутилового эфира рапсового масла (БЭРМ)-прототипа более низкими значениями температуры кипения, вязкости и отсутствием ненасыщенных структур (двойных связей), о чем свидетельствует показатель - йодное число.

Таблица 1
Характеристика эфирных добавок к дизельному топливу
Показатели	Бутиловый эфир рапсового масла (БЭРМ)-прототип	Дибутиловый эфир щавелевой кислоты (ДБЭЩК)	Дипентиловый эфир щавелевой кислоты (ДПЭЩК)	Диизооктиловый эфир щавелевой кислоты (ДИОЭЩК)
1. Плотность, кг/м3	874	989	969	936
2. Температура кипения, °C	330- 385	258	295	346
3. Показатель преломления	1,4530	1,4220	1,4380	1,4420
4. Вязкость при 20°C, сСт	9,47	4,14	4,67	4,90
5. Йодное число, мг KOH/100 г	65,2	отсут.	отсут.	отсут.

Далее смешивали 99% малосернистого дизельного топлива и 1% полученных диэфиров щавелевой кислоты. Исходное малосернистое дизельное топливо плотностью 804 кг/м³ и содержанием серы 0,0030% имело температуру вспышки 67°C, температуру застывания минус 39°C, вязкость при 20°C - 2,1 сСт и пределы выкипания 180-290°C. Смазывающая способность исходного малосернистого дизельного топлива, определенная по ГОСТ Р ИСО 12156-1-2006, была равна 675 мкм. В результате смешивания были получены образцы ЭЧДТ, имеющие улучшенную смазывающую способность. Отсутствие ненасыщенных структур в добавке свидетельствует о повышенной химической стабильности.

В таблице 2 представлены результаты испытаний предлагаемых ЭЧДТ.

Таблица 2
Результаты испытаний предлагаемых ЭЧДТ
Сравнительная характеристика	Дизельное топливо, полученное по известному способу с добавкой БЭРМ (прототип)	Дизельное топливо, полученное предлагаемым способом с добавкой
Дибутиловый эфир щавелевой кислоты (ДБЭЩК)	Дипентиловый эфир щавелевой кислоты (ДПЭЩК)	Диизооктиловый эфир щавелевой кислоты (ДИОЭЩК)
Номера примеров
1	2	3	4
Содержание дизельного топлива, % мас.	99,0	99,0	99,0	99,0
Содержание эфира, % мас.	1,0	1,0	1,0	1,0
Смазывающая способность ДПИ, мкм	356	264	236	186

Из приведенных данных (табл.2) видно, что при смешивании 99% исходного дизельного топлива с 1% бутилового эфира кислот рапсового масла (БЭРМ) смазывающая способность (пример 1) оказалась хуже (356 мкм), чем в предлагаемых примерах 2, 3, 4, (264, 236 и 186 мкм соответственно), когда в исходное топливо добавили 1% полученных диэфиров щавелевой кислоты.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить экологически чистое дизельное топливо с улучшенной смазывающей способностью при сохранении стабильности топлива за счет исключения добавки в виде ненасыщенных эфиров. Кроме того, предлагаемый способ позволяет упростить технологию, так как получение эфиров щавелевой кислоты не требует присутствия сернокислотного катализатора в реакционной смеси при их синтезе.