Антидетонационная этиловая жидкость

 

Изобретение касается производства топлива, в частности этиловой жидкости без альфа-хлорнафталина, добавляемой в бензины для повышения их октанового числа. Сущность изобретения заключается в том, что в этиловую жидкость, содержащую тетраэтилсвинец, бромистый этил, дибромпропан, нафрас С50/170 (или бензин), параоксидифениламин и краситель, дополнительно вводят 2,6-дитретбутил-4-метилфенол (ионол) при следующем соотношении компонентов, мас. %: тетраэтилсвинец 50,5 - 60,5; выносители: бромистый этил 30,5 - 35,0 или дибромпропан 33,0 - 35,0; краситель 0,03 - 0,05; 2,6-дитретбутил-4-метилфенол (ионол) 0,01 - 0,05; параоксидифениламин 0,01 - 0,05; нефрас остальное. 6 табл.

Изобретение относится к жидким композициям, содержащим металлоорганические соединения и галоидированные углеводороды, и может быть использовано в областях народного хозяйства, где вырабатываются автомобильные и авиационные бензины для повышения их октанового числа, улучшения сгорания и бездетонационной работы двигателя.

Цель изобретения - повышение эффективности и снижение себестоимости этиловой жидкости. Показателями высокой эффективности является способность максимально возможно повысить октановое число бензина при минимальном добавлении этиловой жидкости и ее стабильность при хранении, транспортировании и применении. До сих пор в нашей стране и за рубежом лучшей антидетонационной присадкой несмотря на свою ядовитость, является этиловая жидкость [1]. ГОСТ 988-89 предусматривает выпуск этиловых жидкостей следующих марок: 1-ТС; Р-9 и П-2. Состав товарных жидкостей и для сравнения предлагаемых нами Р-БХ и П-БХ, представлен в табл. 1.

Этиловая жидкость 1-ТС не вырабатывается, во первых, из-за отсутствия в стране производства дибромэтана, а во вторых, из-за плохой морозостойкости (температура застывания -11^oC), что вызывает забивку топливных систем двигателя при использовании жидкости в отдельных регионах страны в зимнее время. По ряду причин ограничен выпуск этиловой жидкости П-2. В основном сдерживающим фактором увеличения выработки жидкости П-2 является отсутствие достаточных мощностей по производству дибромпропана и более высокая ее себестоимость по сравнению с жидкостью Р-9, что делает в настоящее время впуск ее экономически невыгодным для завода-изготовителя.

Таким образом, исключая отдельные партии вырабатываемой заводом жидкости П-2 остается практически одна антидентонационная жидкость, а именно Р-9, производство которой налажено. Однако и этиловой жидкости Р-9 присущи некоторые недостатки, которые отрицательно сказываются при ее применении. Так, проведенными исследованиями [2] показано, что наличие в бензине таких соединений как сера и особенно хлор снижает эффективность присадки (уменьшает прирост октанового числа при добавлении одинаковых количеств этиловой жидкости). Отрицательное влияние хлора было подтверждено и более поздними исследованиями [3].

Однако, как видно из табл.1 именно соединение хлора (альфа-хлорнафталин) входит в состав этиловых жидкостей, а это приводит к снижению октанового числа бензина при добавлении одного и того же количества жидкости до 4 и более единиц [3]. Одновременно присутствие в жидкости соединений хлора из-за образования хлористоводородной кислоты в процессе сгорания бензина, способствует увеличению коррозионного поражения двигателя. Исключение из состава этиловых жидкостей альфа-хлорнафталина устранит перечисленные недостатки и одновременно снизит их себестоимость.

Проведенными исследованиями было установлено, что альфа-хлорнафталин выполняет роль также и частично антиокислителя [4]. Как известно, основное соединение этиловой жидкости тетраэтилсвинец при обычных температурах хранения и транспортирования подвергается окислению с образованием нерастворимых в бензине продуктов (осадков), представляющих главным образом соединения свинца, которые и приводят к забивке топливных фильтров двигателя [5]. Для предотвращения процесса разложения ТЭС при хранении и транспортировке жидкости, и только для этого, в состав этиловых жидкостей вводится антиокислительная присадка. Данные, представленные в табл.2 показывают, что при исключении из состава этиловых жидкостей альфа-хлорнафталина в случае ускоренного хранения их на свету с доступом кислорода воздуха процесс распада ТЭС происходит значительно быстрее. Одновременно кроме визуального наблюдения было дополнительно проведено определение показателя "период стабильности" (ГОСТ 6667), который также характеризует скорость распада ТЭС и в данном случае подтверждает результаты визуального наблюдения.

Так как установлено (см. табл.2), что исключение из состава этиловых жидкостей альфа-хлорнафталина приводит к значительному снижению стабильности ТЭС при хранении жидкостей, сделана попытка увеличить количество антиокислителя (параоксидифениламина) до значительной величины (0,06 мас.%). Как видно из данных табл. 3 резкое увеличение (в 3 раза) количества указанного антиокислителя не дает существенного эффекта.

Дальнейшее увеличение концентрации параоксидифениламина нецелесообразно в связи с его ограниченной растворимостью и соответственно трудностью введения в жидкость. Аналогичный эффект был получен при использовании (в случае исключения из состава жидкостей альфа-хлорнафталина) антиокислителя 2,6-ди-третбутил-4-метил фенола (ионола) в концентрации до 0,04 мас.%, т.е. max, т.к. дальнейшее ее увеличение не желательно.

Цель изобретения - повышение эффективности этиловых жидкостей при одновременном снижении ее себестоимости. Указанная цель достигается тем, что известная антидетонационная жидкость для автомобильных и авиационных бензинов, содержащая тетраэтилсвинец, бромистый этил, дибромпропан, нефрас С50/170 или бензин, параоксидифениламин и краситель, согласно изобретения дополнительно содержит 2,6-ди-третбутил-4-метилфенол при следующем соотношении компонентов, мас%: Тетраэтилсвинец - 50,5 - 60,5 Бромистый этил - 30,5 - 35,0 или дибромпропан - 33,0 - 35,0 Нефрас C50-170 или бензин - Остальное Краситель - 0,03 - 0,05 2,6-Ди-третбутил-4-метилфенол - 0,01 - 0,05 Параоксидифениламин - 0,01 - 0,05 Для обоснования количественного состава антиокислительных присадок, т.е. пределов соотношения ингредиентов и изучения предлагаемых композиций этиловых жидкостей Р-БХ и П-БХ были приготовлены смеси, состав которых представлен в табл. 4.

Исследование приготовленных композиций этиловых жидкостей проводилось следующими лабораторными методами: период стабильности определялся (ГОСТ 6667);
антидетонационная эффективность (прирост октанового числа) (ГОСТ 511);
коррозионная эффективность (потеря массы стальной пластины) ГОСТ 18597.

Из результатов испытаний, представленных в табл.4, видно, что образцы 2, 3 и 4 (жидкость Р-БХ) и 7, 8 и 9 (жидкость П-БХ) наиболее полно отвечают двум остальным требованиям, предъявляемым этиловым жидкостям, и, главное, что именно у образца 3 и 8 т.е. при соотношении ионол : параоксидифениламин 1: 1 (0,02 : 0,02 мас.%) отмечается синергический эффект указанных присадок т. е. наблюдается максимальный период стабильности, а следовательно этиловая жидкость будет иметь наибольший срок хранения. По образцу 3 и 8 предлагаемой композиции были приготовлены опытные этиловые жидкости Р-БХ и П-БХ, соответственно которые прошли испытания в сравнении с товарными этиловыми жидкостями Р-9 и П-2 (прототип). Результаты испытаний представлены в табл. 5.

Кроме того, дополнительно было проведено ускоренное опытное хранение образцов (см. табл. 5) на свету в стеклянной таре. Результаты хранения представлены в табл. 6.

Из данных представленных в табл. 5 и 6 видно, что предлагаемые композиции этиловых жидкостей Р-БХ и П-БХ превосходят вырабатываемые в настоящее время товарные жидкости Р-9 и П-2 по таким важным показателям, как коррозионная агрессивность - характеризующая наличие коррозионных поражений двигателя; период стабильности и стойкость при хранении на свету - характеризующие их стабильность при хранении и транспортировании. Остальные характеристики находятся на уровне товарных этиловых жидкостей. Этиловые жидкости предлагаемого состава заменят вырабатываемые жидкости Р-9 и П-2.

Народно-хозяйственный эффект достигается за счет получения высококачественных бензинов с лучшими эксплуатационными свойствами, использование которых позволит увеличить ресурс автомобильных и авиационных двигателей.

Завод-изготовитель готов к переходу на производство предлагаемых этиловых жидкостей Р-БХ и П-БХ, что произойдет без дополнительных капитальных вложений.

Формула изобретения

Антидетонационная этиловая жидкость для автомобильных и авиационных бензинов, содержащая тетраэтилсвинец, бромистый этил или дибромпропан, наполнитель, параоксидифениламин и краситель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 2,6-ди-третбутил-4-метилфенол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тетраэтилсвинец - 50,5 - 60,5
Бромистый этил или - 30,5 - 35,0
Дибромпропан - 33,0 - 35,0
Краситель - 0,03 - 0,05
2,6-Ди-третбутил-4-метилфенол - 0,01 - 0,05
Параоксидифениламин - 0,01 - 0,05
Наполнитель - До 100л

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3