Моющая присадка к автомобильным бензинам

 

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности к составам моющих присадок. Присадка содержит 40-60% продукта взаимодействия дистиллированного таллового масла и/или фракции жирных кислот таллового масла с диэтаноламином, не более 30% алкилбензолов и до 100 минерального масла с вязкостью не более 15 сСт при 50°С и температурой застывания не выше минус 30°С. Моющая присадка используется в составе автомобильных бензинов в концентрации 0,03-0,2 мас.%. Присадка эффективно снижает отложения в топливоподающей системе двигателя, улучшает эксплуатационные характеристики бензинов и снижает токсичность отработавших газов автомобилей. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности к составам моющих присадок к автомобильным бензинам.

Использование моющих присадок в составе автомобильных бензинов необходимо с целью снижения отложений в топливоподающей системе двигателя, улучшения эксплуатационных характеристик бензинов и снижения токсичности отработавших газов автомобилей.

В России были предложены моющие присадки, получаемые на базе продуктов реакции карбоновых кислот и аминов или полиаминов различного строения (Лыков О.П. Улучшение эксплуатационных характеристик моторных топлив с помощью поверхностно-активных присадок. “Химия и технология топлив и масел”, 1992, № 1, с. 16-25). Недостатком этих присадок является малая моющая эффективность 25-35%.

Известна детергентная присадка (патент США № 4729769, кл. 44/71, 1988) на основе продукта реакции моно- или ди-(С₂-С₄)-алканоламинов и сложных эфиров полиспиртов и С₆-С₂₀-карбоновых кислот. В качестве кислотного компонента используют растительные масла - кокосовое, оливковое, пальмовое и друге. Молярное соотношение исходных продуктов (1:1) берется из расчета получения амидов исходных алканоламинов. Недостатком этой присадки является дефицит сырьевых ресурсов - природных растительных масел, используемых для ее получения.

Известна добавка к автобензину (патент США № 6183524, кл. 44-385, 2001), содержащая высший С₉-С₁₁-спирт 46-60%, амид, представляющий собой продукт конденсации метиловых эфиров жирных кислот, содержащих не менее 9 атомов углерода в алкильной цепи, с моно-, ди- или триэтаноламином в эквимолекулярном соотношении (1:1) 20-30% и этоксиэтилированную С₁₁-жирную кислоту 20-28%. Эта присадка имеет сложную технологию получения содержащихся в ней компонентов и использование ее будет приводить к повышению цены бензина.

Наиболее близкой к заявляемой является присадка (заявка Германии № 2559480, кл. C 10 L 1/14, 1977, прототип), в состав которой входят сложные эфиры вторичных циклоалифатических C₅-C₇-спиртов и жирных кислот, продукт конденсации 1 моль глицерина или 1 моль полиэтаноламинов с 1-2 моль жирных кислот, содержащих 10 и более атомов углерода в углеводородной цепи или их смесью и рафинат минеральных масел с вязкостью от 1,6°Е при 20°С до 15°Е при 50°С. Эта присадка обладает низкими моющими свойствами в топливоподающей системе двигателя. Использование в ее составе высоковязких минеральных масел приводит к повышению фактических смол в бензинах. Кроме того, дефицитность и сложность технологии компонентов, входящих в ее состав, будет приводить к повышению цены бензинов при промышленном использовании этой присадки.

Известна присадка аналогичного состава в сочетании с железоорганическим антидетонатором (патент Швейцарии № 599464, кл. F 02 В 51/02, 1978).

Целью настоящего изобретения является создание состава моющей присадки к автомобильным бензинам на доступном сырье, обладающей высокими моющими свойствами в топливоподающей системе двигателя и высоким уровнем эксплуатационных и экологических свойств.

Для достижения поставленной цели предлагается присадка к автомобильным бензинам на основе продукта взаимодействия дистиллированного таллового масла и/или фракции жирных кислот таллового масла с диэтаноламином, взятых в молярном соотношении кислота : амин, равном 3:1, минерального масла с вязкостью не более 15 сСт при 50°С и температурой застывания не выше минус 30°С с добавлением алкилбензолов индивидуальных или их смесей с температурой кипения 138-184°С при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

Продукт взаимодействия

дистиллированного таллового

масла и/или фракции жирных

кислот таллового масла

с диэтаноламином 40-60

Алкилбензолы Не более 30

Минеральное масло До 100

Использование в составе предлагаемой присадки в качестве основного моющего компонента продукта взаимодействия дистиллированного таллового масла и/или фракции жирных кислот таллового масла с диэтаноламином, взятых в молярном соотношении кислота : амин, равном 3:1, в смеси с минеральным маслом с вязкостью не более 15 сСт при 50°С и температурой застывания не выше минус 30°С в заявленном соотношении обеспечивает высокие моющие свойства бензинов в системе подачи топлива. При этом эксплуатационные и экологические свойства бензинов находятся на высоком уровне и отвечают требованиям действующей нормативно-технической документации.

Алкилбензолы выполняют в составе предлагаемой присадки роль растворителя, снижающего вязкость присадки и повышающего скорость растворения ее в бензине.

Использование в составе предлагаемой присадки минерального масла с вязкостью не более 15 сСт при 50°С и температурой застывания не выше минус 30°С необходимо для предотвращения залипания клапанов вследствие образования твердых отложений на их поверхности при охлаждении двигателя.

Предлагаемая присадка может добавляться в бензины любых марок в концентрации 0,03-0,2%.

Для получения продукта взаимодействия может быть использован, например, диэтаноламин по ТУ 6-02-2652, дистиллированное талловое масло по ТУ 13-00281074-26 или фракция жирных кислот таллового масла по ГОСТ 148-45. В качестве минерального масла в предлагаемом составе может быть использовано, например, масло веретенное АУ по ТУ 38.101-12-58 или индустриальное масло И12А1 по ГОСТ 20799. В качестве алкилбензолов может быть использован ксилол нефтяной по ГОСТ 9410, представляющий собой смесь трех изомеров ксилола и этилбензола.

Технология получения предлагаемой присадки состоит в следующем. В смесителе с внешним обогревом смешивают дистиллированное талловое масло или фракцию жирных кислот таллового масла с диэтаноламином в заявленном соотношении и растворитель - алкилбензолы в количестве от 0,5 до 1,5 раз кратном весу таллового масла. Далее проводят азеотропную отгонку образующейся реакционной воды в течение 1-4 часов. После окончания реакции растворитель частично отгоняют. Для ускорения отгонки растворителя может быть использована продувка азота через реакционную смесь. Далее для получения готовой присадки полученный продукт взаимодействия смешивается с минеральным маслом.

Процесс получения продукта взаимодействия может быть проведен без использования растворителя - алкилбензолов. В этом случае реакцию проводят при температуре 145-165°С в течение 1-4 часов с обязательной продувкой реакционной смеси азотом.

Продукт взаимодействия, входящий в состав заявляемой присадки представляет собой смесь, основным компонентом которой является диэфироамид, образующийся по реакции:

3RCOOH+HN(CH₂CH₂OH)₂

=RCON(CH₂CH₂OOCR)₂+3Н₂О,

где R - углеводородный радикал кислот таллового масла.

Продукт взаимодействия представляет собой однородную прозрачную жидкость от желтоватого до светло-коричневого цвета, плотность не менее 870 кг/м³, щелочное число не более 1 мг КОН/г.

Для испытаний приготовлено 3 образца присадки предлагаемого состава, состав и свойства которых представлены в таблице 1. Испытание моющих свойств бензинов с присадкой проводили методу квалификационной оценки.

Для проведения сравнительных испытаний моющих свойств синтезирован образец присадки прототипа (состав по примеру 2 на с.6 заявки Германии 2559480, кл. C 10 L 1/14, 1977). Согласно полученным результатам испытаний время смывания отложений для образца прототипа составило 30,1 мин. Этот результат показывает, что присадка предлагаемого состава обладает более высокой моющей способностью по сравнению с прототипом (табл.1).

По результатам антикоррозионных испытаний (табл.1) использование присадки предлагаемого состава в составе бензинов усиливает антикоррозионную защиту топливной аппаратуры.

Результаты испытаний качества образцов бензинов различных марок с предлагаемой присадкой, приведенные в таблице 2, показывают, что они полностью соответствуют требованиям действующей научно-технической документации.

По результатам дорожных испытаний бензина Нормаль-80 без присадки и с предлагаемой присадкой (образец 3 в концентрации 0,05%, табл.1) на двигателе показано, что использование предлагаемой присадки снижает уровень выброса токсичных компонентов СО - на 20%, СН - на 16% в процессе эксплуатации автомобиля, снижает количество отложений в топливоподающей системе двигателя, сокращает затраты на техническое обслуживание автомобиля и обеспечивает экономию бензина до 5%.

Для приготовления предлагаемой присадки используется недорогое доступное сырье, использование ее не будет приводить к повышению цены на бензин и дает возможность расширить ассортимент неэтилированных автомобильных бензинов.

Формула изобретения

1. Моющая присадка к автомобильным бензинам на основе масла, отличающаяся тем, что дополнительно содержит продукт взаимодействия дистиллированного таллового масла и/или фракции жирных кислот таллового масла с диэтаноламином, взятых в молярном соотношении кислота : амин, равном 3:1, в качестве масла содержит минеральное масло с вязкостью не более 15 сСт при 50°С и температурой застывания не выше минус 30°С и дополнительно содержит алкилбензолы индивидуальные или их смеси с температурой кипения 138-184°С при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

Продукт взаимодействия

дистиллированного таллового

масла и/или фракции жирных

кислот таллового масла

с диэтаноламином 40 - 60

Алкилбензолы Не более 30

Минеральное масло До 100

2. Моющая присадка к автомобильным бензинам по п.1, отличающаяся тем, что используется в составе автомобильных бензинов в концентрации 0,03-0,2 мас.%.