Многофункциональная добавка к моторным топливам

 

Изобретение относится к области получения высокооктановых моторных топлив за счет добавок, регулирующих процесс их горения, в частности на основе элементоорганических соединений. Описывается многофункциональная добавка к моторным топливам, включающая пентакарбонил железа, дополнительно содержит олеиновую кислоту, гексакарбонил молибдена и толуол при следующем соотношении компонентов, мас.%: пентакарбонил железа - 5,0-15,0; олеиновая кислота - 0,3-0,5, гексакарбонил молибдена - 0,2-0,3, толуол - остальное до 100. Технический результат-повышение эксплуатационных свойств добавки на основе ПКЖ, в частности снижение нагарообразования на свечах зажигания и повышение стабильности топлива. 2 табл.

Изобретение относится к области получения высокооктановых моторных топлив за счет добавок, регулирующих процесс их горения, в частности, на основе элементоорганических соединений.

Повышение экономических и мощностных показателей карбюраторных двигателей в значительной степени связано с увеличением степени сжатия топливно-воздушной смеси двигателей и с повышением требований к детонационной стойкости бензинов. Одним из наиболее простых и экономически целесообразных методов получения таких бензинов является использование антидетонационных добавок.

Открытие в 1920 г. антидетонационных свойств тетраэтилсвинца (ТЭС), а затем тетраметилсвинца (ТМС) и их применение в качестве присадок к топливам позволило значительно улучшить работу двигателей с воспламенением от искры и рационально расходовать нефтяные ресурсы во многих странах мира. Однако нельзя забывать, что алкилсвинцовые антидетонаторы являются сильными ядами. Продукты испарения этилированных бензинов и отработавшие газы, содержащие соединения свинца, резко повышают загрязнение окружающей среды токсичными продуктами. При работе двигателей на этилированных бензинах выходят из строя нейтрализаторы отработавших газов /М.О.Лернер. Горение и экология. М., МГП "Контекст", 1992 г. ст. 165/.

Неудивительно поэтому, что поиск новых, более эффективных нетоксичных антидетонаторов идет уже давно. В настоящие время известно значительное число органических и металлоорганических соединений, обладающих антидетонационными свойствами. Однако создание антидетонаторов на их основе является сложной задачей, поскольку к антидетонатору предъявляются, кроме антидетонационного эффекта и нетоксичности, ряд других требований. Антидетонатор не должен изменять физико-химические свойства топлива и не должен повышать стоимость бензина, а продукты его сгорания не должны снижать надежность и долговечность двигателя.

Соединения на основе железа по антидетонационной эффективности занимают одно из первых мест в мире среди антидетонаторов. Пентакарбонил железа (ПКЖ) /Патент США N 4336033 от 22.06.82/.

При добавлении в бензин ПКЖ октановое число топлива повышается на 5-10 единиц, но при его использовании в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) нарушается работа свечей зажигания, на поверхности камеры сгорания образуется нагар, приводящий к ускоренному износу двигателя. Стабильность топлива с добавкой ПКЖ в процессе эксплуатации недостаточно высокая и составляет всего несколько суток, что связано с быстропротекающим процессом окисления ПКЖ кислородом воздуха и выпадением осадков оксидов железа Fe_xO_y. Поэтому, несмотря на удовлетворительные антидетонационные свойства ПКЖ, а также острую необходимость разработки присадок и добавок к топливам, обладающих пониженной (по сравнению с тетраэтилсвинцом) экологической опасностью, ПКЖ не нашел своего применения (несмотря на свою относительную доступность, по сравнению с другими добавками, в отечественной практике).

Технической задачей является повышение эксплуатационных свойств добавки на основе ПКЖ, в частности, снижение нагарообразования на свечах зажигания и повышение стабильности топлива.

Технической задачей является повышение эксплуатационных свойств добавки на основе ПКЖ, в частности, снижение нагарообразования на свечах зажигания и повышение стабильности топлива.

Технический результат достигается тем, что многофункциональная добавка к моторным топливам, включающая пентакарбонил железа, дополнительно содержит олеиновую кислоту, гексакарбонил молибдена и толуол при следующем соотношении компонентов (мас.%): Пентакарбонил железа - 5,0 - 15,0 Олеиновая кислота - 0,3 - 0,5 Гексакарбонил молибдена - 0,2 - 0,3 Толуол - До 100 Указанные пределы содержания компонентов обусловлены необходимостью достижения необходимой совокупности технических и экспуатационных характеристик добавки, которые при выходе за указанные пределы резко ухудшаются.

Вышеприведенное сочетание указанных компонентов обеспечивает повышение октанового числа моторного топлива на 10 единиц (моторный метод), эффективность работы свечей в ДВС увеличивается в 3 раза, а стабильность топлива достигает 100 суток.

Приготовление многофункциональной добавки к моторным топливам осуществляется следующим образом. В толуоле при нагревании до 30-50^oC растворяют при перемешивании гексакарбонил молибдена, полученную смесь охлаждают до комнатной температуры и при перемешивании добавляют ПКЖ и олеиновую кислоту в указанных выше соотношениях, после чего добавка готова к употреблению.

В таблице 1 представлены выбранные для испытаний варианты образцов добавок. Эффективность действия добавки оценивалась по отношению к характеристикам, полученным при использовании чистого ПКЖ при одинаковом его содержании в топливе.

Сравнительные исследования добавки в соответствии с изобретением и чистого ПКЖ проводились на бензине, октановое число которого составляло 60 единиц (моторный метод). Эффективность работы свечей зажигания ДВС при использовании в качестве добавки 100% ПКЖ принималась за 1. За время стабильности топлива принималось время, в течение которого октановое число бензина с добавкой не изменялось. Добавка вводилась в количестве 10 мл на 1 кг топлива. Количество вводимого в топливо чистого ПКЖ соответствовало ПКЖ, вводимого в топливо в составе добавки.

В таблице 2 представлены результаты испытаний с образцами добавки в соответствии с изобретением и чистого ПКЖ.

Как следует из таблицы 2, введение в исходное топливо многофункциональной добавки в соответствии с изобретением увеличило его октановое число на 3-10 единиц (моторный метод), эффективность работы свечей зажигания топлива увеличивается в 2-3 раза при повышении стабильности топлива в 10 раз. При этом топливо характеризуется повышенной экологичностью по сравнению с бензинами, содержащими добавки на основе тетраэтилсвинца.

Формула изобретения

Многофункциональная добавка к моторным топливам, включающая пентакарбонил железа, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит олеиновую кислоту, гексакарбонил молибдена и толуол при следующем соотношении компонентов, мас.%: Пентакарбонил железа - 5,0 - 15,0 Олеиновая кислота - 0,3 - 0,5 Гексакарбонил молибдена - 0,2 - 0,3
Толуол - До 100

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2