Добавка к бензину и композиция, ее содержащая

 

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, конкретно к составу добавки и композиции, ее содержащей, предназначенной для использования в двигателях внутреннего сгорания. Добавка к бензину содержит до 16% N-метиланилина, 0,1-1,0% кротонового альдегида, 0,3-1,5% уксусного альдегида, 0,1-0,8% этилового эфира и остальное этиловый спирт. Добавка может содержать многофункциональную присадку АВТОМАГ в количестве 0,1-2,0 мас.%. Композиция на основе бензина, содержащая вышеуказанную добавку в количестве 1-12 мас.%, обладает высокими антидетонационными свойствами, устойчивой фазовой стабильностью и улучшенными экологическими свойствами. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, конкретно к составу добавки к бензину и композиции, ее содержащей, предназначенной для использования в двигателях внутреннего сгорания.

В качестве октаноповышающей добавки к топливам, в частности к бензину, широкую известность получил этиловый спирт. Однако одним из существенных недостатков этилового спирта является его гигроскопичность. Как правило, при введении обводненного этанола в автомобильное топливо фазовая стабильность последнего снижается, что приводит к нарушению гомогенности фаз при понижении температуры. Разделение композиции на бензиновый и водно-спиртовой слои затрудняет работу двигателей внутреннего сгорания - глохнет двигатель, замерзают топливные баки.

Для устранения указанного недостатка используют ряд приемов: удаление воды из спиртобензиновой смеси, использование различных сорастворителей и стабилизаторов.

Известна топливная композиция, содержащая бензин, этиловый спирт и алкилацетат с алкильными радикалами C₁-C₆ линейного или разветвленного строения (патент США N 4394133, C 10 L 1/18, 1983).

Известна также добавка к моторному топливу, содержащая этиловый спирт и высшие алифатические спирты C₃-C₅. Композиция, содержащая эту добавку, имеет следующий состав, мас.%: Этиловый спирт - 1 - 12 Алифатические спирты C₃-C₅ - 0,3 - 4,0 Бензин - Остальное (патент США N 4541836, C 10 L 1/18, 1985).

Ограниченность ресурсов производства алифатических спиртов C₃-C₅, их высокая стоимость ограничивают возможность применения этой композиции.

Известна добавка к углеводородному топливу, содержащая алифатические спирты C₂-C₄, алифатические спирты C₅-C₆, альдегиды C₃-C₇, циклические кетоны и антиоксидант.

При введении добавки в углеводородное топливо, которое предназначено для использования в двигателях внутреннего сгорания, последнее необходимо осветлять осаждением воды (авт.св. ЧССР N 266119, C 10 L 1/18, 1990).

Такое топливо является нестабильным при хранении, кроме того, не обладает достаточно высокими антидетонационными свойствами и имеет высокую температуру помутнения.

Для повышения антидетонационных свойств добавок, содержащих спирты, в том числе и этиловый, в их состав вводят амины.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является композиция моторного бензина на основе бензина марки Супер, содержащая в качестве добавки смесь эфиров с алифатическими спиртами C₂-C₅ и аминами. Композиция содержит 0,5 - 0,75 об.% эфиров, 0,3 - 2,0 об.% спиртов, 0,3 - 1,5 об.% аминов и 0,0 - 0,8 об.% тетраэтилсвинца. В качестве спирта может быть использован этиловый спирт, а в качестве амина - N-метиланилин (патент Франции N 2050841, C 10 L 1/00, 1971).

Однако известная композиция не обладает достаточно высокими антидетонационными свойствами, поэтому в ее состав предлагается дополнительно вводить тетраэтилсвинец, который значительно ухудшает экологические характеристики композиции. Кроме того, использование в композиции вышеуказанной добавки не обеспечивает требуемой температуры помутнения.

Задачей изобретения является разработка состава добавки к бензину на основе этилового спирта, которая обеспечивает высокие антидетонационные свойства, низкую температуру помутнения, снижение токсичных выбросов отработавших газов (ОГ) автотранспорта при использовании композиции, содержащей эту добавку.

Для решения поставленной задачи предлагается добавка к бензину, содержащая, мас.%: N-метиланилин - до 16 Кротоновый альдегид - 0,1 - 1,0 Уксусный альдегид - 0,3 - 1,5 Этиловый эфир - 0,1 - 0,8 Этиловый спирт - Остальное
Кроме того, добавка может дополнительно содержать многофункциональную присадку АВТОМАГ в количестве 0,1 - 2,0 мас.%.

Предлагается также композиция на основе бензина, содержащая вышеуказанную добавку в количестве 1 - 12 мас.%.

Отличием заявляемого технического решения является дополнительное содержание в составе добавки кротонового альдегида, уксусного альдегида и этилового эфира, а в отдельных случаях и многофункциональной присадки АВТОМАГ в заявленных количествах.

Отличительные признаки обеспечивают предлагаемой добавке и композиции, ее содержащей, одновременно высокие антидетонационные свойства, устойчивую фазовую стабильность и улучшение экологических свойств топлива путем снижения CO и CH в ОГ автотранспорта. Только совокупность всех отличительных признаков обеспечивает получение композиции, обладающей комплексом указанных свойств.

Проведенные авторами исследования позволили установить синергетический эффект в отношении такого важного для композиции показателя, как температура помутнения. Исключение из состава композиции добавки одного из компонентов: N-метиланилина или альдегида и эфира не позволяет получить требуемые значения этого показателя, хотя каждый из них в отдельности в определенной степени улучшает этот показатель. Введение в состав добавки многофункциональной присадки АВТОМАГ обеспечивает снижение содержания токсичных выбросов (CO, CH) автотранспорта. При использовании добавки можно получать все марки высокооктановых неэтилированных автомобильных бензинов (АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95 и АИ-98) как летнего, так и зимнего видов.

Существо заявленного технического решения иллюстрируется нижеприведенными примерами.

Приготовление предлагаемой добавки и композиции, ее содержащей, осуществляется смешением компонентов при перемешивании.

Исходными компонентами для приготовления композиции были:
Смесь товарных бензинов АИ-80 (А-76) и АИ-92 (АИ-91), октановое число бензиновой базы по исследовательскому методу составляло 88,5 ед.

Этиловый спирт, выпускаемый в промышленности по ТУ 38.402-62-117-98, - бесцветная прозрачная жидкость, не содержащая механических примесей, с резким неприятным запахом, содержащая 92,5 - 99,0% спирта, относительная молекулярная масса 46,06.

N-метиланилин (ТУ - 2471-269-00204168-96) представляет собой маслянистую прозрачную жидкость желтого цвета со следующими характеристиками:
Массовая доля N-метиланилина, %, не менее - 98,0
Массовая доля анилина, %, не более - 0,5
Массовая доля диметиланилина, %, не более - 1,3
Массовая доля воды, %, не более - 0,2
Плотность при 20^oC, кг/м³, не менее - 975
Многофункциональная присадка АВТОМАГ выпускается по ТУ 38.401-58-33-92. Представляет собой однородную жидкость от светло-желтого до темно-коричневого цвета,
Кислотное число мг КОН/г присадки, не более - 20
Щелочное число мг КОН/г присадки, не более - 40
Плотность, кг/м³ - 820 - 900
Кротоновый и уксусный альдегиды и этиловый эфир, используемые в составе добавки, представляют собой побочные продукты органического производства, выпускаемые по ГОСТ 18300-87 либо по ТУ 9291-001-32465440-98. Использование индивидуальных химических соединений приведет к удорожанию добавки и композиции в целом.

Было приготовлено 4 образца предлагаемой добавки. Приготовленные образцы композиций, содержащие предлагаемую добавку, были испытаны по "Комплексу методов квалификационной оценки" и по ГОСТ 2084-77.

Состав образцов добавки приведен в таблице 1, а состав образцов композиции и результаты испытаний - в таблице 2.

Данные, приведенные в таблице 2, подтверждают, что совместное использование N-метиланилина и побочных продуктов: кротонового и уксусного альдегидов и этилового эфира, являющихся стабилизаторами в составе добавки, позволяет существенно снизить температуру помутнения топливной композиции и тем самым перевести бензин из летнего вида в зимний, а также способствует увеличению ее октанового числа.

Введение в состав добавки многофункциональной присадки АВТОМАГ обеспечивает значительное снижение токсичности ОГ автотранспорта.

С целью корректировки октанового числа товарных бензинов на 1 - 2,5 единицы возможно использование предлагаемой добавки при отсутствии в ее составе N-метиланилина.

Использование данной добавки в составе топливной бензиновой композиции позволяет решить вопрос замены этиловой жидкости в составе бензинов, сберечь нефтяные ресурсы и улучшить экологические свойства товарных бензинов за счет снижения содержания ароматических углеводородов в их составе и токсичности ОГ (CO, CH) автотранспорта.

Формула изобретения

1. Добавка к бензину, содержащая этиловый спирт, N-метиланилин, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кротоновый альдегид, уксусный альдегид и этиловый эфир при следующем соотношении компонентов, мас.%:
N-метиланилин - До 16
Кротоновый альдегид - 0,1 - 1,0
Уксусный альдегид - 0,3 - 1,5
Этиловый эфир - 0,1 - 0,8
Этиловый спирт - Остальное
2. Добавка по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит многофункциональную присадку АВТОМАГ в количестве 0,1 - 2,0 мас.%.

3. Композиция на основе бензина, содержащая добавку, отличающаяся тем, что содержит добавку по пп.1 и 2 в количестве 1 - 12 мас.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1