Присадка для повышения цетанового числа дизельного топлива
Владельцы патента RU 2309975:
Новацкий Герман Николаевич (RU)
Водолажский Сергей Васильевич (RU)
Соколов Борис Геннадиевич (RU)
Настоящее изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности к составам присадок, повышающих цетановое число дизельного топлива. Присадка для повышения цетанового числа дизельного топлива состоит из предварительно смешанных циклогексилнитрата и фракции парафиновых углеводородов нормального строения от С9 до С20 при массовом соотношении указанных компонентов от 4:1 до 1:4. Дизельное топливо содержит эту присадку в количестве 0,05-0,75 мас.%. Присадка обладает синергетическим эффектом. Прирост цетанового числа дизельного топлива от ее использования превышает суммарный эффект от использования каждого составляющего компонента. Присадка за счет ее большей растворимости облегчает процесс смешения с топливом и дешевле всех известных. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности к составу присадок для повышения цетанового числа (показателя воспламеняемости) дизельного топлива.
Известно использование в качестве цетаноповышающих присадок (промоторов воспламенения) органических соединений следующих классов: альдегиды, простые и сложные эфиры, нитросоединения, пероксидные соединения, моно- и полинитраты алифатических и алициклических спиртов [Лернер М.О. Химические регуляторы горения моторных топлив. М.: Химия, 1979, 222 с.]. Однако, в силу ряда причин, практическое применение из них нашли лишь нитраты алифатических и алициклических спиртов и некоторые органические пероксиды [Данилов A.M. Справочник. Применение присадок в топливах для автомобилей. М.: Химия, 2000, 227 с.].
Известно также применение в качестве промотора воспламенения циклогексилнитрата (ЦГН), который по эффективности и ряду эксплуатационных свойств превосходит присадки из класса алифатических нитратов, в частности 2-этилгексилнитрат (2-ЭГН) [Данилов A.M. Справочник. Применение присадок в топливах для автомобилей. М.: Химия, 2000, 227 с.]. Недостатками известных присадок являются их относительно высокая стоимость и ограниченная совместимость с топливом.
Добавление парафиновых углеводородов повышает ЦЧ дизельного топлива, однако требующиеся для этого концентрации парафинов (5-15 мас.%) позволяют рассматривать их скорее не в качестве присадки, а в качестве компонента ДТ, при этом ниже допустимого ухудшаются низкотемпературные свойства ДТ (температуры помутнения и застывания).
Известна присадка для повышения ЦЧ ДТ, состоящая из 1 мас.% изопропилнитрата (ИПН) и 2% парафинов C18-C23, последовательно добавленных к ДТ марки Л-0.2-40, которые повышают ЦЧ исходного топлива с 48 до 61 пункта, в то время как добавленные по отдельности 3% парафинов и 2 мас.% ИПН повышают ЦТ соответственно на 3 и 11 пунктов [Бегак О.Ю., Сыроежко A.M. Повышение цетанового числа дизельных топлив // ЖПХ. 2003, т.76, вып.8, с.1389-1391 (прототип)].
Недостатками этой присадки являются высокие концентрации взятых присадок, высокая температура плавления фракции парафинов С18-С23, способная ухудшить низкотемпературные свойства ДТ, относительно невысокая эффективность (количество присадки на 1 пункт повышения ЦЧ) и высокая стоимость присадки. Кроме того, последовательное введение присадок осложняет технологию производства ДТ.
Целью изобретения является разработка композиционной присадки, эффективно повышающей ЦЧ и снижение ее себестоимости.
Задача решается путем введения в состав ДТ композиционной цетаноповышающей присадки, содержащей ЦГН и парафиновые углеводороды нормального строения из группы С9-С20 (НУВ), производимые промышленно при массовом соотношении компонентов от 1:4 до 4:1.
Введение нормальных углеводородов С9-С20 в состав присадки на основе нитратов спиртов позволяет при заданном значении прироста ЦЧ расширить сырьевую базу и снизить себестоимость композиционной цетаноповышающей присадки. Предлагаемая композиция может вводиться в ДТ любых марок в концентрациях 0.05-0.75 мас.%, без ухудшения основных эксплуатационных свойств топлив.
Присадку согласно данному изобретению готовят путем предварительного смешения нитратов спиртов с НУВ С9-С20. Присадку вводят в летнее дизельное топливо марки Л 02-40 по ГОСТ 305-82 производства ООО «Киришинефтеоргсинтез» с содержанием серы 0.2 мас.%, и определяли цетановое число по ГОСТ 3122 - 67 (с изм. 1-4). Для испытаний брали ЦГН с содержанием основного вещества 98.5 мас.% и НУВ фракций С9-С13, C14-C17 и С17-С20 по ТУ 0255-041-04689375-95.
Результаты испытаний предлагаемой присадки иллюстрируются примерами, сведенными в таблицу:
| № примера | Концентрация присадки, мас.% | Массовое соотношение компонентов | Наименование компонентов | ЦЧ | Прирост ЦЧ | |
| 1 | 2 | |||||
| Базовое топливо | - | - | - | - | 48 | - |
| прототип | 3.0 | 1:2 | ИПН | С18-С23 | 61 | +13 |
| прототип | 0.1 | - | ИПН | - | 54 | +2 |
| прототип | 0.3 | 1:2 | ИПН | С14-С17 | 50 | +2 |
| 1 | 0.1 | - | ЦГН | - | 51 | +3 |
| 2 | 0.2 | - | - | C14-C17 | 48 | 0 |
| 3 | 5.0 | - | - | С14-С17 | 50 | +2 |
| 4 | 0.3 | 1:2 | ЦГН | C14-C17 | 55 | +7 |
| 5 | 0.2 | 1:1 | ЦГН | Cl4-С17 | 53 | +5 |
| 6 | 0.75 | 1:4 | ЦГН | C14-C17 | 56 | +9 |
| 7 | 0.75 | 4:1 | ЦГН | C14-C17 | 62 | +14 |
| 7 | 0.3 | 1:2 | ЦГН | C9-C13 | 55 | +7 |
| 8 | 0.3 | 1:2 | ЦГН | Cl7-C20 | 54 | +6 |
| 9 | 0.05 | 4:1 | ЦГН | C14-C17 | 51 | +3 |
Прирост цетанового числа (ЦЧ) после добавления 0.1% известных присадок ИПН и ЦГН составил 2 и 3 пункта соответственно (пример 1).
Добавка 0.2% парафинов С14-С17 не повлияла на ЦЧ базового топлива, их влияние становится заметным лишь при концентрации выше 5 мас.% (примеры 2-3).
Введение в топливо предлагаемой присадки (примеры 4-9) дает такой прирост ЦЧ дизельного топлива, который не вытекает из суммарного действия тех же компонентов, введенных по отдельности (примеры 1-3), что свидетельствует о наличии синергетического эффекта у предлагаемой композиции.
Применение в составе предлагаемой присадки относительно недорогих промышленно производимых нормальных углеводородов С9-С20 помимо того, что дает неочевидный прирост цетанового числа дизельного топлива, позволяет облегчить процесс смешения ее с топливом за счет ее большей растворимости и достичь улучшения воспламеняемости топлива при неизменном содержании наиболее дорогого нитратного компонента, снизить затраты у потребителя в расчете на 1 пункт прироста цетанового числа. Например, если принять за единицу затраты на 1 пункт прироста цетанового числа при использовании только нитратной присадки, то у композиционной присадки, содержащей также НУВ, эта величина составит 0.7 для соотношения компонентов 1:1 и 0.5 для соотношения 1:3.
1. Присадка для повышения цетанового числа дизельного топлива, состоящая из предварительно смешанных циклогексилнитрата и фракции парафиновых углеводородов нормального строения от С9 до С20 при массовом соотношении указанных компонентов от 4:1 до 1:4.
2. Топливная композиция на основе дизельного топлива, содержащая присадку из предварительно смешанных циклогексилнитрата и фракции парафинов нормального строения от С9 до С20 при массовом соотношении указанных компонентов от 4:1 до 1:4, в количестве присадки 0,05-0,75 мас.%.
