Присадка к углеводородным топливам

 

Изобретение относится к нефтехимии, точнее к композициям присадок к топливам, в частности к автомобильным бензинам, добавляемым в целях снижения их потерь от испарения при хранении, и может быть использовано на нефтебазах и складах горючего. Присадка содержит 1,2-3,4% фторсодержащую четвертичную аммониевую соль формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(С₂Н₄OH)(СН₃)₂Cl, 3,5-7,5% полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2501 у.е., 3,5-7,5% диоктилового эфира фталевой кислоты и остальное - смесь деканола-1 и бутанола-1 (соотношение 1:1). Использование присадки позволит снизить скорость испарения углеводородных топлив при их хранении в резервуарах на 47,0-48,2 отн.% или на 6,3-7,5 отн.% по сравнению с известной присадкой, уменьшить концентрацию присадки в топливе в 200 раз. 2 табл.

Изобретение относится к нефтехимии, точнее к композициям присадок к топливам, в частности к автомобильным бензинам, добавляемым в целях снижения их потерь от испарения при хранении, и может быть использовано на нефтебазах и складах горючего.

Известна присадка, состоящая из фторсодержащего поверхностно-активного вещества, полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2500 у.е., этиленгликоля и алифатического спирта (бутанол-1). Однако эта присадка имеет высокую концентрацию компонентов и низкую эффективность действия по снижению потерь топлива от испарения при хранении [1 - Усин В.В., Улитько А. В. и др. Защита окружающей среды при применении топлив и эксплуатации транспорта. - Ульяновск: УТЦНТИП, 1993. С.25].

Наиболее близкой по технической сущности и взятой за прототип является присадка, состоящая из фторсодержащего поверхностно-активного вещества, полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 3503 у.е., этиленгликоля и алифатического спирта. Присадка содержит, мас.%: фторсодержащую четвертичную аммониевую соль - 4,5-5,5; полиэфир на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 3503 - 47,0-49,0; этиленгликоль - 4,5-5,5; бутанол-1 - до 100. Данная присадка предназначена для снижения потерь от испарения при введении непосредственно в углеводородное топливо в концентрации 0,2 мас. %. Опыт применения присадки свидетельствует о ее недостаточной эффективности по снижению потерь топлива от испарения при хранении [1 - Усин В. В. , Улитько А.В. и др. Защита окружающей среды при применении топлив и эксплуатации транспорта. - Ульяновск: УТЦНТИП, 1993. С.34-35].

Технической задачей изобретения является повышение эффективности действия присадки по снижению скорости испарения углеводородных топлив при их хранении в резервуарах на нефтебазах и складах горючего с одновременным уменьшением концентрации присадки в топливе.

Поставленная техническая задача достигается тем, что известная присадка к углеводородным топливам на основе алифатического спирта с добавлением фторсодержащей четвертичной аммониевой соли формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(С₂Н₄OН)(СН₃)₂Сl, полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена согласно изобретению в качестве полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена содержит полиэфир с мол.м. 2501 у.е., в качестве алифатического спирта - смесь деканола-1 и бутанола-1 (соотношение 1:1) и дополнительно содержит диоктиловый эфир фталевой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: Фторсодержащая четвертичная аммониевая соль формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(С₂Н₄OН)(СН₃)₂Сl - 1,2 - 3,4 Полиэфир на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2501 - 3,5 - 7,5 Диоктиловый эфир фталевой кислоты - 3,5 - 7,5 Смесь деканола-1 и бутанола-1 (соотношение 1:1) - Остальное Фторсодержащая четвертичная аммониевая соль формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(С₂Н₄OН)(СН₃)₂Сl представляет собой воскообразное вещество светло-коричневого цвета, гигроскопична, растворяется в спиртах. Имеет плотность 1560-1600 кг/м³, температуру плавления 80^oС, содержание хлора составляет 5,0-5,6 мас.%. Техническое название "ЧАС-9". Вырабатывается по ТУ 6-02-2-817-84.

Полиэфир на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2501 - сиропообразная бесцветная жидкость. Содержание гидроксильных групп 1,5-1,7%, кислотное число < 0,1 мг КОН/г, вязкость по Хепплеру при 25^oС - 450-600 МПа•с, плотность 1010 кг/м³, мол.м. - 2501 у.е. Техническое название "Лапрол-2501". Вырабатывается по ТУ 6-05-221-484-79.

Диоктиловый эфир фталевой кислоты - вязкая бесцветная жидкость, плотность 978 кг/м³, Т_кип - 229^oС, Т_заст - минус 54^oС. Вырабатывается по ТУ 6-09-18-49-79. Применяется как пластификатор виниловых полимеров, каучуков, эфиров целлюлозы, полистирола [2 - Химическая энциклопедия. В 5 т., т.2. Кнунянц И.Л. и др. - М.: Сов. энцикл., 1988. С.74-75].

Бутанол-1 представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Имеет плотность 800-830 кг/м³, Т_кип - 108^oС. Производится промышленностью по ГОСТ 6006. Применяется в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности [3 - Химическая энциклопедия. В 5 т., т.1. Кнунянц И.Л. и др. - М.: Сов. энцикл., 1988. С.336-337].

Деканол-1 - бесцветная жидкость с цветочным запахом, плотность - 870-890 кг/м³, Т_кип - 139^oС. Производится промышленностью по ТУ 6-09-1514-75. Используется в парфюмерной и пищевой промышленности, а также для получения деканола и моющих средств [2 - Химическая энциклопедия. В 5 т., т.2. Кнунянц И. Л. и др. - М.: Сов. энцикл., 1988. С.18].

Предложенные признаки изобретения являются существенными для решения задачи изобретения, так как синергетический эффект взаимодействия фторсодержащей четвертичной аммониевой соли формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(С₂Н₄OН)(СН₃)₂Сl с полиэфиром на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2501, диоктиловым эфиром фталевой кислоты, а также дополнительное введение деканола-1 позволяют снизить потери топлива от испарения при уменьшении концентрации присадки в топливе.

Для приготовления присадки фторсодержащую четвертичную аммониевую соль формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(С₂Н₄OН)(СН₃)₂Сl растворяют в смеси деканола-1 и бутанола-1 (соотношение в смеси 1:1). Полученный раствор смешивают с полиэфиром на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2501, диоктиловым эфиром фталевой кислоты.

Предлагаемая присадка вводится в автомобильный бензин в концентрации 0,001 мас.% после заполнения резервуара топливом.

Для обоснования количественного состава присадки были приготовлены образцы (табл.1), которые прошли испытания в композиции с автомобильным бензином А-76 по ГОСТ 2084. Образцы 1-5 (табл. 1) отличаются процентным соотношением компонентов в предлагаемой присадке.

Эффективность действия присадки оценивалась по средней скорости испарения углеводородного топлива при хранении в статических условиях в течение пяти суток относительно топлива без присадки и топлива с присадкой - прототипом. Результаты испытаний присадок представлены в табл.2.

Испытания на скорость испарения проводились в статических условиях в стеклянных стаканах с площадью испарения 12,44 см² при температуре воздуха 18-20^oС и относительной влажности воздуха 85-95%. Погрешность определения скорости испарения ±0,05 г/сут•м².

Дополнительно были оценены показатели основных эксплуатационных свойств, определяющих эффективность применения автомобильных бензинов: октановое число [4 - ГОСТ 511. Топливо для двигателей. Моторный метод определения октанового числа]; масса низкотемпературных отложений во впускной системе двигателя по методике, утвержденной Государственной межведомственной комиссией (ГМК) [5 - Решение ГМК 23/1-78 от 17.05.78 г.].

При добавлении предлагаемой присадки в углеводородные топлива в количестве 0,001 мас.% показатели качества топлив изменяются в пределах отклонений, допустимых ГОСТ на методы испытаний.

Анализ результатов табл. 2 позволяет сделать вывод, что наиболее предпочтительными являются образцы присадок 2-4 (строка 2, столбцы 5-7), содержащие, мас. %: фторсодержащую четвертичную аммониевую соль формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(С₂Н₄OН)(СН₃)₂Сl - 1,2-3,4; полиэфир на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2501 у.е. - 3,5-7,5; диоктиловый эфир фталевой кислоты - 3,5-7,5; смесь деканола-1 и бутанол-1 (соотношение 1:1) - остальное. Снижение содержания фторсодержащей четвертичной аммониевой соли в присадке меньше 1,2 мас.% (образец 1) приводит к существенному увеличению скорости испарения автомобильных бензинов относительно топлива с присадкой - прототипом (строка 1, столбец 4); увеличение содержания фторсодержащей четвертичной аммониевой соли в присадке выше 3,4 мас.% (образец 5) незначительно изменяет скорость испарения автомобильных бензинов (строка 1, столбец 8).

Применение изобретения позволит значительно снизить потери автомобильных бензинов от испарения при хранении в резервуарах на нефтебазах и складах горючего. Так, например, в наземном вертикальном резервуаре вместимостью 2000 м³ при хранении автомобильного бензина с предлагаемой присадкой в течение 1 года во 2 климатической зоне экономия от сокращения потерь горючего составит более 3000 кг.

Источники информации 1. Усин В.В., Улитько А.В. и др. Защита окружающей среды при применении топлив и эксплуатации транспорта. - Ульяновск: УТЦНТИП, 1993. С.25 (аналог); С. 34-35 (прототип).

2. Химическая энциклопедия. В 5 т., т.2. Кнунянц И.Л. и др. - М.: Сов. энцикл., 1988. С. 74-75; С. 18.

3. Химическая энциклопедия. В 5 т., т.1. Кнунянц И.Л. и др. - М.: Сов. энцикл., 1988. С. 336-337.

4. ГОСТ 511. Топливо для двигателей. Моторный метод определения октанового числа.

5. Решение ГМК 23/1-78 от 17.05.78 г.

Формула изобретения

Присадка к углеводородным топливам на основе алифатического спирта с добавлением фторсодержащей четвертичной аммониевой соли формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(С₂Н₄OН)(СН₃)₂Сl, полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена, отличающаяся тем, что в качестве полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена она содержит полиэфир с мол.м. 2501 у.е., в качестве алифатического спирта - смесь деканола-1 и бутанола-1 (соотношение 1:1) и дополнительно содержит диоктиловый эфир фталевой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: Фторсодержащая четвертичная аммониевая соль формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(С₂Н₄OН)(СН₃)₂Сl - 1,2-3,4 Полиэфир на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2501 - 3,5-7,5
Диоктиловый эфир фталевой кислоты - 3,5-7,5
Смесь деканола-1 и бутанола-1 (соотношение 1:1) - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2