Способ подавления выброса бенз( )пирена и его аналогов автомобилями с бензиновыми двигателями


 


Владельцы патента RU 2468069:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)

Изобретение относится к автомобильной промышленности и системе эксплуатации автотранспорта. Изобретение относится к способу подавления выбросов бенз(α)пирена и его вышекипящих аналогов вводом в двигатель с бензином 3-5 мг никеля в составе присадки - олеорастворимого соединения никеля [CnH2n+1COO]2Ni, (где n=10-16), применяемой в концентрации 0,06-0,10 мг Ni/кг бензина. Технический результат - улучшение экологических характеристик автомобилей с бензиновыми двигателями. 2 табл.

 

Изобретение относится к автомобильной промышленности и системе эксплуатации автотранспорта.

Автомобили с бензиновыми двигателями выбрасывают с отработавшими газами высоко канцерогенный бенз(α)пирен и его аналоги. Бенз(α)пирен и его аналоги имеют очень низкую упругость паров, и поэтому в основном адсорбируются на дорожном покрытии, фасадах домов, растительности. В результате, концентрация бенз(α)пирена в воздухе в зоне дыхания в большинстве городов превышает ПДК в 10 и более раз [1].

Существует практика дожига углеводородов в отработавших газах автомобилей с помощью каталитических нейтрализаторов, однако при применении бензинов с повышенным содержанием серы, каталитические нейтрализаторы быстро отравляются.

Известна присадка, представляющая собой никелевые соли жирных кислот [CnH2n+1COO]2Ni, (где n=10-16) [2], вводимая в количестве 0,5-1,0 мг Ni/кг бензина и снижающая содержание газообразных токсичных веществ в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями. Газообразные токсичные выбросы образуются в объеме камеры сгорания, и снижение их выбросов достигается за счет постоянного введения в топлива указанной присадки (прототипа).

Задачей настоящего изобретения является улучшение экологических характеристик автомобилей с бензиновыми двигателями.

Поставленная задача реализуется за счет достижения технического результата, который заключается в подавлении выбросов бенз(α)пирена и его аналогов с отработавшими газами автомобилей с бензиновыми двигателями.

Указанный технический результат достигается использованием способа подавления выбросов бенз(α)пирена и его вышекипящих аналогов в составе отработавших газов автомобилями с бензиновыми двигателями с помощью олеорастворимого соединения никеля [CnH2n+1COO]2Ni, (где n=10-16), отличающегося тем, что в работающий двигатель с бензином вводится 3-5 мг никеля в составе указанного олеорастворимого соединения, концентрация которого составляет 0,06-0,1 мг Ni/кг бензина.

В результате сгорания присадки никель осаждается на стенках камер сгорания, поршней, клапанов, свечей зажигания. Никель является лучшим катализатором газификации углеводородов [3, 4]. В результате обеспечивается газификация конденсирующихся на стенках углеводородов. Каталитическая активность никеля, отлагающегося на рабочих поверхностях в двигателе, зависит от степени его дисперсности.

Проводили замеры содержания в отработавших газах автомобиля ГАЗ-3102 с использованием бензина АИ-92 бенз(α)пирена и его аналогов при работе двигателя на холостом ходу. В бензин вводили никель в виде [CnH2n+1COO]2Ni, (где n=10-16). Из выхлопной трубы отработавшие газы пропускали со скоростью 50 л/мин через фильтры из стекловолокна с помощью пробоотборного устройства ПУ-ЭР/220 в течение 200 мин. Фильтры экстрагировали в течение 20 мин н-гексаном (100 см3). Экстракт испаряли и пробу концентрировали 2 см3 ацетонитрила. Измерение концентрации бенз(α)пирена проводили по методике ПНДФ 14,2:4,70-96 методом жидкостной хроматографии с флуоресцентным детектированием. Использовали хроматограф Varian 9075, концентрацию бенз(α)пирена определяли методом абсолютной калибровки.

Никельсодержащую присадку вводили в топливный бак; из расчета введения в работающий двигатель с бензином заданного количества никеля исследовали зависимость содержания полициклических ароматических углеводородов от количества введенного в двигатель никеля. Эффективность изобретения характеризуется данными примеров 1-7 таблицы 1.

Из приведенных примеров видно, что уже при введении в двигатель с бензином 3-5 мг никеля в составе присадки достигается примерно 95% снижение выбросов бенз(α)пирена и его аналогов. Увеличение количества введенного в двигатель никеля снижает эффективность метода, так как степень дисперсности при его отложении на рабочих поверхностях в двигателе снижается, что снижает каталитическую активность. В таблице 2 представлены данные, характеризующие влияние концентрации присадки на эффективность метода. Максимальная эффективность снижения выбросов полициклических ароматических углеводородов достигается при очень низких концентрациях присадки - 0,06-0,10 мг Ni/кг бензина. Эффект сохраняется длительное время после введения никеля в виде раствора присадки в бензине в двигатель.

Таблица 1
Влияние однократного введения в работающий двигатель с бензином никельсодержащей присадки (0,925 мг Ni/кг бензина) на содержание бенз(α)пирена и его аналогов в отработавших газах
Пример Количество введенного в двигатель никеля, мг Содержание бенз(α)пирена, мг/м3 Содержание суммы полициклических ароматических углеводородов, мг/м3*
1 0 0,00023 0,00583
2 2 0,000069 0,00181
3 3 0,00001 0,00030
4 5 0,000009 0,00029
5 35 0,00001 0,00030
6 90 0,00009 0,00230
7 180 0,00018 0,00466
* Коэффициенты чувствительности относительно бенз(α)пирена приняты равными 1.

Из данных таблицы видно, что постоянное применение присадки, ведущее к накоплению в двигателе никеля, как и применение присадки в более высоких концентрациях, значительно менее эффективно, чем предлагаемый метод, что, очевидно, связано с уменьшением степени дисперсности частиц никеля на рабочих поверхностях в двигателе.

Таблица 2
Влияние концентрации присадки в бензине на содержание полициклических ароматических углеводородов в отработавших газах
Пример Концентрация присадки в бензине, мг Ni/кг Содержание бенз(α)пирена, мг/м3 Содержание суммы полициклических ароматических углеводородов, мг/м3*
общее количество вводимого в двигатель никеля 3 мг
1 0 0,00023 0,00583
2 0,06 0,000007 0,000175
3 0,10 0,000007 0,000175
4 0,46 0,000009 0,00029
5 0,925 0,00001 0,00030
6 1,39 0,00001 0,00030
7 1,85 0,000009 0,00029
8 2,78 0,00001 0,00030
через 3 месяца после введения 3 мг никеля в двигатель в виде раствора присадки в бензине
9 0,10 0,000007 0,000175
через 6 месяцев после введения 3 мг никеля в двигатель в виде раствора присадки в бензине
10 0,10 0,000007 0,000175
через 12 месяцев после введения 3 мг никеля в двигатель в виде раствора присадки в бензине
8 0,10 0,000007 0,000175
постоянная работа двигателя на бензине с присадкой, через 3 месяца
9 0,10 0,000080 0,00150
постоянная работа двигателя на бензине с присадкой, через 6 месяцев
10 0,10 0,000120 0,00230
* Коэффициенты чувствительности относительно бенз(α)пирена приняты равными 1

Литература

1. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России / В.Ф.Протасов. М.: Финансы и статистика, 1999. 672 с.

2. Клаузнер Ш.-Г.М, Магарил Е.Р., Трушкова Л.В. Патент РФ 2082751, 1997.

3. Каталитические свойства веществ. / Под ред. В.А.Ройтера. Киев; Наукова думка, 1968. 1463 с.

4. Производство технологического газа для синтеза аммиака и метанола из углеводородных газов / А.Г.Лейбуш., В.П.Семенов, Я.С.Казарновский, Н.В.Кархов. М.; Химия, 1971. 286 с.

Способ подавления выбросов бенз(α)пирена и его вышекипящих аналогов в составе отработавших газов автомобилями с бензиновыми двигателями с помощью олеорастворимого соединения никеля [CnH2n+1COO]2Ni, (где n=10-16), отличающийся тем, что в работающий двигатель с бензином вводится 3-5 мг никеля в составе указанного олеорастворимого соединения, концентрация которого составляет 0,06-0,1 мг Ni/кг бензина.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам получения экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ). .

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам получения экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ). .

Изобретение относится к применению многоядерных фенольных соединений в качестве стабилизаторов реактивного топлива. .
Изобретение относится к многофункциональной добавке, включающей ацетамид и четвертичную аммониевую соль, отличающейся тем, что она дополнительно содержит бутанол или этанол при следующем соотношении указанных компонентов по отношению к массе углеводородного топлива (мас.%): четвертичная аммониевая соль 0,01-0,12; ацетамид 0,32-3,6; бутанол или этанол 5,0-19,0.
Изобретение относится к многофункциональной добавке, включающей ацетамид и четвертичную аммониевую соль, отличающейся тем, что она дополнительно содержит бутанол или этанол при следующем соотношении указанных компонентов по отношению к массе углеводородного топлива (мас.%): четвертичная аммониевая соль 0,01-0,12; ацетамид 0,32-3,6; бутанол или этанол 5,0-19,0.
Изобретение относится к добавкам для различных видов жидкого углеводородного топлива, а также твердого, как правило микродисперсного, топлива, в том числе и угля, улучшающих характеристики его сгорания, в частности теплотворную способность топлива и количество вредных примесей в продуктах сгорания, т.е.
Изобретение относится к добавкам для различных видов жидкого углеводородного топлива, а также твердого, как правило микродисперсного, топлива, в том числе и угля, улучшающих характеристики его сгорания, в частности теплотворную способность топлива и количество вредных примесей в продуктах сгорания, т.е.
Изобретение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. .
Изобретение относится к области производства топлива. .

Изобретение относится к области нефтехимии и автомобильной промышленности. .

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам получения экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ). .

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам получения экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ). .
Изобретение относится к многофункциональной добавке, включающей ацетамид и четвертичную аммониевую соль, отличающейся тем, что она дополнительно содержит бутанол или этанол при следующем соотношении указанных компонентов по отношению к массе углеводородного топлива (мас.%): четвертичная аммониевая соль 0,01-0,12; ацетамид 0,32-3,6; бутанол или этанол 5,0-19,0.

Изобретение относится к области нефтехимии и автомобильной промышленности. .
Изобретение относится к добавкам для различных видов жидкого углеводородного топлива, а также твердого, как правило микродисперсного, топлива, в том числе и угля, улучшающих характеристики его сгорания, в частности теплотворную способность топлива и количество вредных примесей в продуктах сгорания, т.е.
Изобретение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. .
Изобретение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. .
Изобретение относится к области производства топлива. .

Изобретение относится к области нефтехимии и автомобильной промышленности. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для снижения температуры застывания, динамической вязкости при транспортировке и хранении парафинистых и высокопарафинистых нефтей.
Изобретение относится к многофункциональной добавке к автомобильному бензину, которая содержит, % масс.: биобутанол 45,5-94,0, побочные продукты производства биобутанола до 33,5, антидетонационную добавку на основе ароматических аминов, включающая в качестве основного компонента N-метиланилин 6,0-30,0 и многофункциональную присадку с моющими и антикоррозионными свойствами до 1,5
Наверх