Многофункциональная присадка к бензину
Владельцы патента RU 2404231:
Файзуллин Радик Рамзиевич (RU)
Родионов Николай Степанович (RU)
Нигматуллина Лилия Ауфатовна (RU)
Изобретение относится к горючим для двигателей внутреннего сгорания. Многофункциональная присадка к автомобильным бензинам содержит в мас.%: тетраборат гексаметилендиаммония 8,0-10,0, стеариновую кислоту 35,0-40,0, углеводородную фракцию 180…350°С до 100. Технический результат - улучшение эксплуатационных и экологических характеристик топлива, снижение содержания токсичных веществ в отработанных газах автомобилей. 1 табл.
Изобретение относится к горючим для двигателей внутреннего сгорания. Присадка в композиции с бензинами может быть использована в двигателях внутреннего сгорания с целью снижения отложений, также может добавляться в моторные масла для улучшения их моющих свойств.
При эксплуатации двигателей внутреннего сгорания наблюдается образование твердых частиц и смолистых веществ в топливном баке, топливопроводах, впускной системе, на впускных клапанах и в карбюраторе двигателя. Особенно сильно образование отложений в высокофорсированных двигателях с замкнутой системой вентиляции картера.
Известны различные присадки к бензинам, в некоторой степени решающие указанную проблему. Наибольшее распространение получили амины. В частности, известно использование в качестве антиокислительных присадок аминофенолов и некоторых аминов, например, n-фенилендиамина [1].
Недостатки таких присадок: ограниченность сырьевой базы, дороговизна получения и невысокая эффективность. Последняя объясняется однофункциональным действием указанных соединений, заключающимся в диспергировании частиц вследствие адсорбции на них поверхностно-активных веществ присадки либо возникновения моющего эффекта, проявляющегося в смешении образовавшихся на деталях двигателя отложений.
Наиболее близкой к заявляемой присадке является присадка «Автомаг» [ТУ 38.401-58-33-92], [2]. В состав присадки входят, мас.%:
| продукт конденсации диэтилентриамина с синтетическими жирными кислотами (СЖК) | 5,0 |
| алифатический спирт С3-С4 (н-бутанол) | 30,0 |
| полиоксиэтилированный алкилфенол (неонол) | 5,0 |
| углеводородная фракция 180…350°С (денормализат) | 60,0 |
Недостатками указанной присадки являются невысокая эффективность, ограниченность отечественной сырьевой базы композиций, используемых для получения указанных присадок, сложность и дороговизна их получения.
Цель изобретения - создание многофункциональной присадки к автомобильным бензинам, которая, обладая антиокислительными, антикоррозионными и другими свойствами, обеспечивает высокую эффективность моющего действия и тем самым улучшает эксплуатационные и экологические характеристики топлива, снижая содержания токсичных веществ в отработавших газах автомобилей.
Для решения поставленной цели предлагается присадка к автомобильным бензинам, содержащая, мас.%:
| тетраборат гексаметилендиаммония | 8,0-10,0 |
| стеариновая кислота | 35,0-40,0 |
| углеводородная фракция 180…350°С | до 100 |
Отличие заявляемого технического решения состоит в замене в составе присадки прототипа всех ингредиентов кроме углеводородной фракции 180…350°С (денормализат), а также в заявленном соотношении компонентов.
Подобранная композиция компонентов в заявленном соотношении позволила получить высокоэффективную присадку.
Синтез тетрабората гексаметилендиаммония
Ингредиент тетраборат гексаметилендиаммония синтезируется при комнатной температуре. Для этого в 500 мл дистиллированной воды добавляют 70 г гексаметилендиамина, затем маленькими порциями при интенсивном помешивании растворяют 50 г борной кислоты. Полученный раствор должен иметь реакцию среды рН 10-11. Кристаллизация соединения, брутто-формула которого C6H28B4N2, происходит при комнатной температуре.
Твердую фазу отфильтровывают после полного перевода вещества в кристаллическое состояние. Фильтруют через воронку Бюхнера под вакуумом, промывая несколькими порциями дистиллированной воды. Просушивают синтезированное вещество при комнатной температуре.
Технология получения присадки
В углеводородную фракцию 180…350°С добавляют при интенсивном перемешивании стеариновую кислоту, а затем тетраборат гексаметилендиаммония. Композицию нагревают до 60…70°С и при данной температуре перемешивают в течение 1,5-2 часов. Затем смесь фильтруют и охлаждают.
Полученная таким образом присадка представляет собой однородную массу, хорошо растворяется в бензине и не выпадает в осадок.
Моющая эффективность приготовленных образцов присадки определяется межведомственным лабораторно-моторным методом оценки моющих свойств бензинов и присадок.
Эффективность моющего действия присадок по указанному методу оценивается по следующим параметрам:
- по среднему уровню загрязнения контрольной поверхности при заданном режиме чередования процессов накопления и смыва отложений, так называемый интегральный показатель моющих свойств (AC, %);
- по влиянию присадки на среднюю скорость загрязнения контрольной поверхности в режиме накопления отложений (VH, %/мин);
- по показателям способности присадки смывать накопившиеся отложения: эффективность смыва (Э, %) и расчетное время очистки контрольной поверхности в режиме смыва от образовавшихся в режиме накопления отложений (Т, мин).
Интегральный показатель AC является комплексным показателем для сравнения присадок. Остальные показатели позволяют оценивать, на какие процессы (VH, Э или Т) присадка оказывает наибольшее влияние. Чем меньше значения AC, VH и Т и больше значение Э, тем большей эффективностью моющего действия обладает присадка.
Антикоррозионную эффективность приготовленных образцов присадки оценивали по ГОСТ 18597.
Склонность бензина, содержащего присадку, к образованию эмульсии при контакте с водой оценивали по методу DIN 51415 с использованием буферного раствора, приготовленного по ГОСТ 27154-86 «Топливо для реактивных двигателей. Метод испытания на взаимодействие с водой (буферным раствором) с последующей оценкой состояния фаз топливо/вода и состояния поверхности их раздела. Результаты взаимодействия оцениваются в баллах. Четкое разделение фаз, чистая прозрачная поверхность раздела, отсутствие эмульсии внутри каждого слоя соответствует 1 баллу.
Результаты испытаний образцов предлагаемой присадки приведены в таблице. Как видно из представленных данных, добавление предлагаемой присадки в автомобильные бензины в концентрации 0,01-0,03 мас.% значительно улучшают их моющие и антикоррозионные свойства.
Введение предлагаемой присадки в концентрации до 0,06 мас.% не оказывают отрицательного влияния на другие физико-химические и эксплуатационные свойства моторных топлив.
Кроме автомобильных бензинов, предлагаемая присадка может быть использована для улучшения моющих и антикоррозионных свойств и других моторных топлив, например, дизельных.
Использование предлагаемой присадки позволит получать экологически чистые моторные топлива, обладающие высокими моющими и антикоррозионными свойствами.
| Результаты испытаний образцов предлагаемой присадки | ||||
| Эффективность действия присадок | Автомаг (прототип) | Пример 1 Концентрация 0,06 мас.% | Пример 2 Концентрация 0,01 мас.% | Пример 3 Концентрация 0,03 мас.% |
| Моющие свойства: | 0,57 | 0,29 | 0,15 | 0,09 |
| VH, %/мин | 69 | 67,9 | 73,7 | 97 |
| Э, % | 31 | 24,8 | 20,3 | 18,7 |
| Т, мин | 3,0 | 1,9 | 1.75 | 1.45 |
| Ас | ||||
| Антикоррозионные | 1,15 | 0 | 0 | 0 |
| свойства: | ||||
| изменение массы | ||||
| стальной пластины, г на м2 | 1 балл | 1 балл | 1 балл | 1 балл |
| Эмульгируемость |
ЛИТЕРАТУРА
1. З.А.Саблина, А.А.Гуреев. Присадки к моторным топливам. ГОСТОПТЕХИЗ ДАТ, 1959, с.62-64.
2. А.М.Данилов. Применение присадок в топливах для автомобилей. - М.: Химия, 2000. - с.120.
Многофункциональная присадка к бензину, содержащая углеводородную фракцию 180…350°С, отличающаяся тем, что дополнительно содержит тетраборат гексаметилендиаммония, стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| тетраборат гексаметилендиаммония | 8,0-10,0 |
| стеариновая кислота | 35,0-40,0 |
| углеводородная фракция 180…350°С | до 100 |
