Способ модификации топлива для двигателей внутреннего сгорания
Изобретение относится к способу модификации топлива для двигателей внутреннего сгорания, включающему смешение углеводородных основ с гидроксилсодержащим веществом и модификатором. Способ характеризуется тем, что в качестве модификатора используются гидроксиды, карбонаты, фосфаты, галогениды, соли органических кислот металлов 1 группы главной подгруппы Периодической системы Менделеева или аммония и их смешивают с гидроксилсодержащим веществом до смешения с углеводородной основой, в качестве которого используют воду или одноатомные спирты: этанол, метанол. Применение данного способа позволяет достичь более высоких показателей октанового числа топлива, а также более полно использовать газовый конденсат и низкооктановые бензины, что дает существенный экономический эффект. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии и может использоваться в задачах более эффективного применения нефтепродуктов, в частности автомобильного бензина.
При использовании таких видов топлив на транспорте первоочередной задачей является увеличение октанового числа автобензина, позволяющее избежать детонации при работе двигателя, увеличить мощность двигателя путем его форсирования и получить реальный эффект за счет увеличения мощности.
До настоящего времени эти задачи полностью не решены, хотя известны пути их частичного решения путем создания топливно-спиртовых и водно-топливных эмульсий.
Цель изобретения - улучшение стабильности топлива, увеличение октанового числа.
Аналогом данного способа является способ получения топливно-водной эмульсии, включающий смешение углеводородного топлива и воды при помощи ультразвуковых к кавитационных воздействий [1].
Аналогом данного способа является способ получения водно-топливной эмульсии путем смешения углеводородной основы и воды, осуществляемый при помощи различных диспергирующих устройств, путем барботажа воздухом либо паром [2].
Аналогом данного способа является способ получения и применения водно-топливных эмульсий в дизельных двигателях при помощи поверхностно-активных веществ (ПАВ) [3].
Аналогом данного способа является способ получения водно-углеводородных эмульсий электрическими и электрофизическими способами [4].
Аналогом данного способа является способ получения топливно-спиртовых, в частности топливно-метанольных эмульсий при помощи поверхностно-активных веществ (ПАВ) и различных дополнительных приемов интенсивного перемешивания [5].
Прототипом данного технического решения является способ получения топливной эмульсии, описанной в [6].
Согласно прототипу, осуществляют изготовление - модификацию топлива для двигателей внутреннего сгорания путем смешения углеводородной основы - например, низкооктанового бензина и гидроксилсодержащих жидкостей, например, метанола.
Недостатками прототипа можно считать
1. Недостаточную агрегативную стабильность модифицированного топлива в течение некоторого времени с потерей полезных целевых свойств;
2. Недостаточный уровень октанового числа топлива.
Указанные недостатки преодолеваются, если используют способ получения топлива для двигателей внутреннего сгорания, включающий смешение углеводородной основы с гидроксилсодержащим веществом и модификатором, отличаются тем, что в качестве модификатора используют гидроксиды, карбонаты, фосфаты, галогениды, соли органических кислот металлов 1 группы главной подгруппы Периодической системы Менделеева или аммония и их смешивают с гидроксилсодержащим веществом, в качестве которого используют воду или одноатомные спирты: этанол, метанол.
Указанные модификаторы относятся к различным классам неорганических и органических соединений.
Известны гидроксиды, фосфаты, карбонаты, галогениды, соли органических кислот металлов 1 группы главной подгруппы Периодической системы Менделеева и аммония [7], используемые в различных областях техники. Использование этих солей в качестве модификаторов углеводородного топлива, используемых по предлагаемому способу, ранее описано не было.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.
Пример 1
Осуществляют изготовление топлива на основе газового конденсата по прототипу, путем ввода солей непосредственно в топливо и по заявляемому способу. В качестве топлива используют низкооктановый газовый конденсат, в качестве гидроксилсодержащего вещества - метанол, в качестве модификаторов - натриевые, калиевые и аммониевые соли гидроксиды, фосфаты, карбонаты, хлориды, иодиды, стеараты и ацетаты, которые растворимы в метаноле до ввода в бензин - по заявляемому решению. Испытание топлива проводили на оценку стабильности путем визуального контроля, на октановое число - по моторному методу.
Результаты испытаний топлив (смеси бензина со спиртом) по прототипу, при простом вводе и по заявляемому решению представлены в таблице 1.
Величина октанового числа у топлива (смесь бензина с метанолом) по прототипу была равна 74, при непосредственном вводе солей в топливо отмечали его расслоение через определенные промежутки времени от 10 до 40 минут, из-за чего октановое число оценить не удалось. В заявляемом решении топливо было однородным и гомогенным, значения октанового числа представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | |
| Тип модификатора | Заявляемое решение |
| Гидроксиды | |
| Калия | 88 |
| Натрия | 84 |
| Аммония | |
| Хлориды | |
| Калия | 80 |
| Натрия | 82 |
| Аммония | 82 |
| Иодиды | |
| Калия | 92 |
| Натрия | 92 |
| Аммония | 90 |
| Фосфаты | |
| Калия | 95 |
| Натрия | 91 |
| Аммония | 92 |
| Стеараты | |
| Калия | 86 |
| Натрия | 83 |
| Аммония | 80 |
| Ацетаты | |
| Калия | 90 |
| Натрия | 84 |
Пример 2
Осуществляют изготовление топлива на основе низкооктанового бензина А-76 по прототипу, путем непосредственного ввода солей в топливо и по заявляемому способу. В качестве гидроксилсодержащей жидкости используют этанол. Значения октанового числа представлены в таблице 2. Величина октанового числа у топлива (смесь бензина с этанолом) по прототипу была равна 79, при непосредственном вводе солей в топливо (смесь бензина с этанолом) отмечали его расслоение через определенные промежутки времени от 10 до 40 минут, из-за чего октановое число оценить не удалось. В заявляемом решении топливо было однородным
| Таблица 2 | |
| Гидроксиды | Заявляемое решение |
| Калия | 85 |
| Натрия | 82 |
| Аммония | |
| Хлориды | |
| Калия | 80 |
| Натрия | 82 |
| Аммония | 81 |
| Иодиды | |
| Калия | 88 |
| Натрия | 86 |
| Аммония | 85 |
| Фосфаты | |
| Калия | 83 |
| Натрия | 82 |
| Аммония | 80 |
| Стеараты | |
| Калия | 84 |
| Натрия | 82 |
| Аммония | 80 |
| Ацетаты | |
| Калия | 82 |
| Натрия | 82 |
Пример 3
Осуществляют изготовление топлива на основе газового конденсата по прототипу, путем непосредственного ввода солей в топливо и по заявляемому способу. В качестве гидроксилсодержащего компонента используют воду.
Величина октанового числа у топлива по прототипу эмульсии-смесь газового конденсата с водой, была равна 66, при непосредственном вводе солей в топливо-эмульсию газового конденсата и воды отмечали его расслоение через определенные промежутки времени от 10 до 40 минут, из-за чего октановое число оценить не удалось. В заявляемом решении топливо было однородным
| Таблица 3 | |
| Гидроксиды | Заявляемое решение |
| Калия | 80 |
| Натрия | 78 |
| Аммония | |
| Хлориды | |
| Калия | 79 |
| Натрия | 76 |
| Аммония | 76 |
| Иодиды | |
| Калия | 84 |
| Натрия | 84 |
| Аммония | 83 |
| Фосфаты | |
| Калия | 80 |
| Натрия | 81 |
| Аммония | 79 |
| Стеараты | |
| Калия | 80 |
| Натрия | 80 |
| Аммония | 77 |
| Ацетаты | |
| Калия | 79 |
| Натрия | 77 |
Таким образом, из представленных примеров ясно видны преимущества заявляемого технического решения по сравнению с прототипом в плане более высоких показателей по величине октанового числа. Предлагаемое топливо имеет в среднем на 800-1000 рублей/тонну более низкую цену, чем серийно применяемые топлива. Наряду с этим обеспечивается решение важного вопроса более полного использования газового конденсата и низкооктановых бензинов. Реализация данного решения в промышленности даст существенный экономический эффект.
Литература
1. Б.Б.Кудрявцев. Диспергирующее действие кавитации. Коллоидный журнал, 1959 г. вып.1.
2. И.И.Левш, О.Б.Баландина. Барботаж воздуха через слой вязкой жидкости. Журнал прикладной химии, 1959. Вып.5.
3. В.П.Шкаликова. Применение нетрадиционных топлив в дизелях. М.: 1986. с.37-41.
4. Ред. А.А.Абрамзон. Эмульсии. Перевод с англ. Л.: 1972. С.35-60.
5. В.А.Лиханов. Снижение токсичности и улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения метанола. Киров, 2001, с.137-145.
6. Т.А.Терентьев, В.М.Тюков, Ф.В.Смаль. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. М., 1989, стр.113-121.
7. М.Е.Позин. Технология минеральных солей. Ч.2. Л. 1974.
1. Способ модификации топлива для двигателей внутреннего сгорания, включающий смешение углеводородных основ с гидроксилсодержащим веществом и модификатором, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют гидроксиды, карбонаты, фосфаты, галогениды, соли органических кислот металлов 1 группы главной подгруппы Периодической системы Менделеева или аммония и их смешивают с гидроксилсодержащим веществом до смешения с углеводородной основой, в качестве которого используют воду или одноатомные спирты: этанол, метанол.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидроксилсодержащего вещества используют воду.
