Топливная композиция на основе моторного топлива

 

Изобретение относится к технологии получения топливных композиций и присадок к моторным топливам, в частности к топливным композициям на основе бензинов, дизельных и других топлив, которые используются в автотракторной технике, авиации, ракетной технике и пиротехнике. Основной технической задачей предложенного решения является повышение октанового числа бензина и цетанового числа дизельного топлива, а также снижение токсичности дымности выхлопных газов. Топливная композиция содержит растворенное соединение железа на основе жирных кислот и дополнительно один или несколько камфанов при следующем соотношении компонентов, мас.%: соединение железа (в расчете на железо) 0,003 - 0,3; камфаны 0,006 - 0,03; базовое топливо - остальное. 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к технологии получения топливных композиций и присадок к моторным топливам, в частности к присадкам к бензинам, дизельным и другим топливам, которые используются в автотракторной технике, авиации, ракетной технике и пиротехнике.

Известны топливные композиции с присадками в бензин, снижающие величину коэффициента трения [1] . Для улучшения противоизностных свойств в бензин добавляют 10-100 млн. долей молибденорганического комплекса, содержащего углеводородный радикал C₁ - C₅₀ и 1-3 атома кислорода или серы.

Недостатком данных топливных композиций является отсутствие каталитического эффекта, снижающего содержание вредных примесей, и повышение октанового числа бензина (улучшения антидотонационных свойств).

Известна также топливная композиция с присадкой, позволяющая использовать топлива с меньшим октановым числом [2]. Присадкой служит жаропрочный твердый кислый катализатор с большой площадью поверхности, имеющей средние размеры частиц 0,01-5 мкм. Катализатор имеет поверхностные кислотные центры, образованные металлическими нерастворимыми в углеводородах катионами достаточно высокой кислотности.

Недостатком такой топливной композиции является слабое влияние на октановое число топлив и наличие твердой фазы, которая осаждается в топливной аппаратуре двигателей с искровым зажиганием и препятствует их работе.

Наиболее близкой по технической сущности и ожидаемому эффекту к предложенной теме является топливная композиция с присадкой и способ улучшения сгорания дизельного топлива [3], в которой для улучшения сгорания дизельного топлива, используемого в автомобилях и судах, применяют присадку, содержащую растворимое или диспергируемое в масле соединение кальция и растворимое или диспергируемое в масле соединение железа.

Недостатком этой топливной композиции является отсутствие эффекта повышения октанового или цетанового числа моторных топлив и невозможность широкого использования из-за наличия диспергированной твердой фазы - соединения кальция, отрицательно влияющего на работоспособность топливной аппаратуры.

Основной технической задачей предложенного решения является повышение октанового числа бензина и цетанового числа дизельного топлива, а также снижение токсичности и дымности выхлопных газов. Заявляемое решение по сравнению с прототипом позволяет повысить октановое число на 7-9 единиц и цетановое число на 6 единиц при одновременном снижении содержания окиси углерода в 3-4 раза и окислов азота в 1,5-1,8 раза в выхлопных газах карбюраторных двигателей и снижение дымности на 30-40% дизельных двигателей. При этом с увеличением пробега (времени работы) двигателей наблюдается тенденция к росту эффектов. При эксплуатации двигателей также снижается расход топлива и масла, повышается компрессия, мощность, равномерность их работы.

Указанная цель достигается тем, что топливная композиция для моторных топлив, содержащая базовое топливо и растворимое в нем соединение железа, согласно предложенного решения содержит растворимое соединение железа на основе жирных кислот и добавку в виде одного или нескольких камфанов при следующем соотношении компонентов, мас.%: Растворимое соединение железа на основе жирных кислот (в пересчете на железо) - 0,003 - 0,3 Камфаны - 0,006 - 0,03 Базовое топливо - Остальное.

Пример конкретного выполнения.

Образцы для испытаний приготавливали на основе бензина А-76 по ГОСТ 2084-77. Испытания проводили по методике, рекомендованной Московским СКБ НПО "Нефтехимавтоматика" и ВНИИ НП (см. С.Т.Кузьмин и др. Химия и технология топлив и масел; 1986, N 3, с. 40-42) и заключающейся в определении времени задержки вспышки топлива в условиях холоднопламенного окисления (лабораторный метод). В качестве растворимого в моторном топливе соединения железа использовали олеаты железа (II) и железа (III), антидетонационной и стабилизирующей добавки - камфоры. Соотношение между олеатом, камфорой и топливом устанавливали методом взвешивания на аналитических весах АДВ-200 с точностью ±0,01 г. Для определения оптимального содержания компонентов в заявляемой топливной композиции было приготовлено 16 составов с различным соотношением растворимых соединений железа на основе жирных кислот, камфанов и базовых топлив. Результаты испытаний этих составов приведены в табл. 1.

Из данных табл. 1 следует, что при содержании олеатов железа от 0,003 до 0,03 мас. % (по железу) октановое число максимально и составляет 77-81. При концентрации менее 0,003 мас.% влияние добавок незначительно (остается постоянным). При концентрации более 0,030% октановое число также снижается - ухудшаются антидетонационные свойства.

Для определения оптимального содержания камфоры были испытаны составы с концентрацией от 0,002 до 0,040 мас.% (опыты 10-16). Максимальному значению октанового числа соответствует 0,006-0,030 мас.% камфоры при оптимальном содержании остальных компонентов. При уменьшении концентрации камфоры менее 0,006 мас. % недостаточно влияние камфоры на октановое число. При повышении концентрации камфоры более 0,030 мас.% октановое число практически не меняется, а повышение концентрации камфоры нецелесообразно, т.к. происходит удорожание топливной композиции.

Для проверки работоспособности других солей жирных кислот железа и других камфанов были взяты пальмитаты железа (II) и железа (III) и пинен. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как следует из данных табл.2, при использовании в качестве маслорастворимого соединения пальмитатов железа (II) и железа (III) в количестве 0,15 мас. % и представителя камфанов - пинена 0,028 мас.% повышается октановое число бензина на 9 ед., а цетановое - на 6 ед. В сравнении с прототипом заявляемая топливная композиция повышает октановое число на 7-9 и цетановое - на 6 ед., что значительно повышает их качество и улучшает работу двигателей внутреннего сгорания.

Формула изобретения

Топливная композиция на основе моторного топлива с добавлением присадок, содержащих растворимое в топливе соединение железа, отличающаяся тем, что в качестве соединения железа она содержит соединение железа на основе жирных кислот и дополнительно содержит один или несколько камфанов при следующем соотношении компонентов, мас.

Соединение железа (в расчете на железо) 0,003 0,3 Камфаны 0,006 0,03 Моторное топливо До 100т

РИСУНКИ

Рисунок 1