Топливная композиция

 

Изобретение относится к области нефтехимии, точнее к топливным композициям на основе углеводородных топлив с добавлением различных веществ. Композиция содержит, мас. %: олигодиметилсилоксан линейного строения молекул с кинематической вязкостью 100 мм²/с 0,0075 - 0,0085, изопропилнитрат 0,0010 - 0,0014, изопропанол 0,0005 - 0,0011; дизельное топливо до 100. Использование композиции снижает склонность топлива к образованию нагара на 31 - 35 отн.% и склонность топлива к лаконагарообразованию на 43 - 46 отн.% против соответственно 2 - 12 и 1 - 10 отн.% для известной композиции. 3 табл.

Изобретение относится к нефтехимии, точнее к топливным композициям на основе углеводородных топлив с добавлением различных веществ.

Известна топливная композиция [1] на основе дизельного топлива с добавлением алифатического или циклоалифатического нитрата и алкоксиалканола, однако эта топливная композиция имеет невысокую эффективность по снижению количества отложений на деталях цилиндра дизеля.

Известна также топливная композиция [2], включающая низкосортное дизельное топливо с цетановым числом 37 единиц, с добавлением смеси, содержащей алифатический или циклоалифатический нитрат и алкоксисилан. При применении на дизелях стандартных дизельных топлив по ГОСТ 305-82 с добавлением алифатического или циклоалифатического нитрата и алкоксисилана [2] эффективность полученной топливной композиции по снижению склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля оказывается низкой.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности действия топливной композиции по снижению склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля.

Под высокотемпературными отложениями понимаются отложения лака и нагара, образующиеся при сгорании топлива в условиях дизеля на впускных и выпускных клапанах, днище и боковой поверхности цилиндра, распылителе и игле форсунки.

Поставленная техническая задача достигается тем, что топливная композиция готовится на основе дизельного топлива с добавлением изопропилнитрата и кремнийсодержащего поверхностно-активного вещества, отличающаяся тем, что в качестве кремнийсодержащего вещества она содержит олигодиметилсилоксан линейного строения молекул с кинематической вязкостью 100 мм²/с и дополнительно содержит изопропанол при следующем соотношении компонентов, мас.%: Олигодиметилсилоксан - 0,0075 - 0,0085 Изопропилнитрат - 0,0010 - 0,0014 Изопропанол - 0,0005 - 0,0011 Дизельное топливо - До 100 Для приготовления топливной композиции олигодиметилсилоксан линейного строения молекул с кинематической вязкостью 100 мм²/с, изопропилнитрат и изопропанол вводят в дизельное топливо в требуемой концентрации.

Олигодиметилсилоксан линейного строения молекул с кинематической вязкостью 100 мм²/с представляет собой бесцветную прозрачную жидкость без запаха. Имеет при 20^oC плотность 970 кг/м³, поверхностное натяжение 20,4 мН/м, температурный коэффициент вязкости 0,60. Техническое название ПМС-100. Вырабатывается по ГОСТ 13032.

Изопропилнитрат представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, обладающую эфирным запахом. Имеет температуру кипения 102^oC (при атмосферном давлении), температуру кристаллизации -60^oC, плотность при 20^oC находится в пределах 1030 - 1050 кг/м³. Вырабатывается по ГОСТ 26295.

Изопропанол бесцветная жидкость с характерным запахом. Имеет температуру плавления -89,5^oC, температуру кипения 82,4^oC, температуру самовоспламенения 456^oC, относительную плотность (d₄²⁰) 0,7855, показатель преломления (n_D²⁰) 1,3776. Вырабатывается по ТУ 6-09-402-75.

Для составления топливных композиций использовалось топливо З-0,2 минус 35 по ГОСТ 305.

Склонность топливных композиций к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля оценивалась по нагароооразующей способности по методу ПЗИ [3] на одноцилиндровой установке ИДТ-69 и по лаконагарообразующей способности в соответствии с методом "Способ оценки склонности моторных топлив к лаконагарообразованию" [4].

За показатель нагарных свойств по методу ПЗИ выбрано среднее значение массы отложений на металлических нагарниках по результатам четырех параллельных испытаний.

Режим испытаний: Частота вращения коленчатого вала, мин^-1 - 900±10 Степень сжатия с учетом нагарника - 16 Продолжительность испытаний, мин - 5 С целью оценки склонности топливных композиций не только к нагаро-, но и к лакообразованию дополнительно использован способ оценки склонности моторных топлив к лаконагарообразованию. За показатель склонности топливных композиций к лаконагарообразованию выбрано среднее значение массы отложений на пластинах из стали по результатам четырех параллельных испытаний.

Режим испытаний:
Температура воздуха в кварцевой трубке, ^oC - 500
Температура пластины из стали, ^oC - 300
Температура подаваемого воздуха, ^oC - 70
Скорость подачи воздуха, л/мин - 25
Для оценки эффективности композиции-прототипа приготовлены три образца топливных композиций на основе топлива З-0,2 минус 35 по ГОСТ 305 с добавлением в качестве присадки комбинации органических нитратов с алкоксисиланом. Содержание компонентов в топливной композиции и их соотношение выбрано соответствующим оптимальному составу композиции-прототипа [2]. Состав присадок: образец 1 - циклогексилнитрат (70 мас.%) и тетраэтоксисилан (30 мас.%); образец 2 - 2-этилгексилнитрат (80 мас.%) и тетраэтоксисилан (20 мас.%); образец 3 - изопропилнитрат (60 мас.%) и тетраэтоксисилан (40 мас.%). Присадки вводились в топливо в количестве 0,1 мас.%.

Результаты оценки эффективности предлагаемой топливной композиции и композиции-прототипа [2] представлены в табл. 1 и 2.

Примеры 1, 2, 3 в табл. 1 и 2 отличаются процентным соотношением компонентов в предлагаемой топливной композиции.

При добавлении в топливо З-0,2 минус 35 компонентов предлагаемой топливной композиции в количествах, указанных в табл. 3, другие показатели качества топлива изменяются в пределах допустимых отклонений ГОСТ на методы испытаний.

Данные табл. 1 и 2 свидетельствуют о более высокой эффективности предлагаемой топливной композиции по снижению склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля.

Экономическая эффективность от использования предлагаемой топливной композиции выразится за счет повышения надежности эксплуатации двигателя и увеличения межремонтных сроков его работы.

Литература
1. Патент США N 4623362, C 10 L 1/18, 18.11.86 (аналог).

2. Патент США N 4541838, C 10 L 1/28, 17.09.85 (прототип).

3. Гуреев А.А., Серегин Е.П., Азев B.C. Квалификационные методы испытаний нефтепродуктов. - М.: Химия, 1984, с. 112.

4. Авторское свидетельство СССР N 1467509, 1989.

Формула изобретения

Топливная композиция на основе дизельного топлива с добавлением изопропилнитрата и кремнийсодержащего поверхностно-активного вещества, отличающаяся тем, что в качестве кремнийсодержащего вещества она содержит олигодиметилсилоксан линейного строения молекул с кинематической вязкостью 100 мм²/с и дополнительно содержит изопропанол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олигодиметилсилоксан - 0,0075 - 0,0085
Изопропилнитрат - 0,0010 - 0,0014
Изопропанол - 0,0005 - 0,0011
Дизельное топливо - До 100

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2