Топливная композиция и способ ее получения


 


Владельцы патента RU 2557657:

Зеленов Михаил Павлович (RU)

Настоящее изобретение относится к топливной композиции, в состав которой входит нитрат полиспирта, флегматизатор и стабилизатор, при этом в качестве флегматизатора применяется гетероциклическое соединение, выбранное из группы пятичленных гетероциклических соединений: 3,4,5-триметилизоксазол, 3-метил-5-пропил-1,2,4-оксадиазол, 3,4-диметилфуразан, 3,4-диметилфуроксан, 3-этокси-4-метилфуроксан, 3-пропокси-4-метилфуроксан, 3-бутокси-4-метилфуроксан, 3-амокси-4-метилфуроксан, 3-изоамокси-4-метилфуроксан, 3-циклогексилокси-4-метилфуроксан, 3-(2′-метоксиэтокси)-4-метилфуроксан, 3-(2′-этоксиэтокси)-4-метилфуроксан или циклогексилнитрат при следующем соотношении компонентов, мас. %: нитрат полиспирта 35-75; флегматизатор 20-65; стабилизатор -2. Изобретение относится также к способу получения указанной топливной композиции. Техническим результатом является получение топлива с температурой замерзания до (-50)÷(-60)ºС, что позволяет использовать его в условиях холодной зимы и в торпедах, сбрасываемых с самолетов. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 18 пр.

 

Изобретение относится к топливной композиции для энергосиловых установок, установленных, например, на противолодочных торпедах, и способу ее получения.

В литературе описаны различные виды монотоплив, не требующие подачи дополнительного окислителя в камеру сгорания двигателя.

В патенте США №4427466, МПК С06В 25/34, публ. 14 января 1984, предложено использовать в качестве монотоплива смесь различных алифатических азидов и нитраминов. Приготовление таких составов связано с повышенной опасностью как самих азидов, так и с их синтезом. Получение нитраминов также является опасным и технологически сложным процессом. Нитрамины, как правило, получают нитрованием аминов смесью азотной кислоты и уксусного ангидрида.

В патенте US 3116188 С1, 149-88, публ. 31 декабря 1963, описано получение монотоплива смешиванием различных нитратов полиспиртов с добавкой в качестве флегматизатора дибутилсебацината. В качестве горючего предложено использовать наиболее опасные в обращении нитроглицерин или динитрат этиленгликоля. Никаких характеристик топлива не приводится.

Описанная в патенте WO №2012166046 А2, МПК C06D 5/08, публ. 06.12.2012, смесь, содержащая аммонийную соль динитрамида, воду и алифатические спирты, кристаллизуется при температуре ниже (-7)÷(-20)°C, что не позволяет хранить и использовать ее в зимних условиях.

Для объекта «топливная композиция и способ ее получения» в качестве прототипа выбран способ получения топлива OTTO FUEL II (патент США №5256220, МПК С06В 25/00, публ. 26 октября 1993), содержащего 75% динитрата 1,2-пропиленгликоля, 22,5% дибутилсебасцината и 1,5% 2-нитродифениламина. Топливо получают смешением отдельных компонентов.

Недостатки топлива, выбранного в качестве прототипа:

Топливо имеет недостаточно низкую температуру замерзания -28°C, что осложняет его применение в условиях холодной зимы и в торпедах, сбрасываемых с самолетов.

Недостатки способа, выбранного в качестве прототипа:

Топливо получается смешением трех компонентов, приготовленных в чистом виде. Приготовление топливной композиции с использованием в качестве компонента динитрата 1,2-пропиленгликоля в чистом виде, высокочувствительного к механическим воздействиям, очень опасно.

Кроме того, получение исходного соединения - динитрата 1,2-пропиленгликоля (или нитратов других спиртов) нитрованием 1,2-пропиленгликоля серно-азотной смесью и выделение динитрата 1,2-пропиленгликоля (или нитратов других спиртов) в чистом виде является взрывоопасным процессом.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении безопасности процесса получения топлива и улучшении его эксплуатационных свойств.

Предложена топливная композиция, содержащая нитрат полиспирта, флегматизатор и стабилизатор, которая в качестве флегматизатора содержит гетероциклическое соединение, выбранное из группы пятичленных гетероциклических соединений: 3,4,5-триметилизоксазол, 3-метил-5-пропил-1,2,4-оксадиазол, 3,4-диметилфуразан, 3,4-диметилфуроксан, 3-этокси-4-метилфуроксан, 3-пропокси-4-метилфуроксан, 3-бутокси-4-метилфуроксан, 3-амокси-4-метилфуроксан, 3-изоамокси-4-метилфуроксан, 3-циклогексилокси-4-метилфуроксан, 3-(2′-метоксиэтокси)-4-метилфуроксан, 3-(2′-этоксиэтокси)-4-метилфуроксан или циклогексилнитрат при следующем соотношении компонентов, мас. %:

нитрат полиспирта 35-75
флегматизатор 20-65
стабилизатор 1-2

Предложенная топливная композиция из вышеуказанных компонентов дополнительно может содержать циклогексилнитрат до 45%.

Предложен способ получения топливной композиции смешиванием компонентов, в котором используют горючее в виде раствора, например нитрата полиспирта во флегматизаторе, полученного при нитровании полиспирта.

В качестве флегматизаторов предложено использовать производные изоксазолов и оксадизолов: 3,4,5-триметилизоксазол, 3-метил-5-пропил-1,2,4-оксадиазол, 3,4-диметилфуразан, 3,4-диметилфуроксан, 3-этокси-4-метилфуроксан, 3-пропокси-4-метилфуроксан, 3-бутокси-4-метилфуроксан, 3-амокси-4-метилфуроксан, 3-изоамокси-4-метилфуроксан, 3-циклогексилокси-4-метилфуроксан, 3-(2′-метоксиэтокси)-4-метилфуроксан, 3-(2′-этоксиэтокси)-4-метилфуроксан или циклогексилнитрат.

В качестве полиспирта могут быть использованы этиленгликоль, 1,3- и 1,4-бутиленгликоли, диэтиленгликоль, которые при нитровании дают нитраты полиспиртов.

В качестве флегматизатора предложены гетероциклические соединения, не подвергающиеся взаимодействию с серно-азотной смесью, используемой при нитровании 1,2-пропиленгликоля (или нитратов других спиртов). Также предложено использовать циклогексилнитрат, который имеет нулевую чувствительность по русской пробе. Циклогексилнитрат производится промышленностью и используется как добавка к дизельному топливу. Ранее получение динитрата 1,2-пропиленгликоля (или нитратов других спиртов) проводилось нитрованием 1,2-пропиленгликоля (или других полиспиртов) на периодических установках с выделением динитрата 1,2-пропиленгликоля (или нитратов других спиртов) для последующего приготовления топлива. Использование в чистом виде динитрата 1,2-пропиленгликоля (или нитратов других спиртов), высокочувствительного к механическим воздействиям, очень опасно. Для повышения безопасности процесса получения динитрата 1,2-пропиленгликоля (или нитратов других спиртов) нитрование проводят с использованием инертного растворителя, например дихлорметана. Но при этом появляется дополнительная технологическая стадия отгонки растворителя. Это значительно усложняет технологию, ухудшает качество динитрата 1,2-пропиленгликоля (или нитратов других спиртов) и соответственно самого топлива, так как в нем остается некоторое количество хлорсодержащего растворителя. При горении такого топлива происходит быстрое разрушение двигателя.

В предложенном изобретении для повышения безопасности приготовления топливной композиции предлагается использовать в качестве горючего раствор нитрата полиспирта во флегматизаторе, полученный при нитровании полиспиртов.

Гетероциклические соединения, имеющие более высокую энтальпию образования и плотность, предложено одновременно использовать и в качестве растворителя, уменьшающего контакт нитрата полиспирта с отработанной серно-азотной смесью, и в качестве флегматизатора. Некоторые полученные составы монотоплива имеют более высокую плотность на 0,1-0,7 г/см3 (при замене ДБС) при уменьшении содержания, например, динитрата 1,2-пропиленгликоля на 5%. Кроме того, применение предложенных флегматизаторов позволяет снизить температуру замерзания до (-50)÷(-60)°C, что позволяет использовать топливо в условиях холодной зимы и в торпедах, сбрасываемых с самолетов.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

В трехгорлую колбу, снабженную термометром и мешалкой, заливают 30 мл серно-азотной смеси (48% H2SO4, 48% HNO3, 4% H2O), охлаждают до 5°C и дозируют смесь 10 г пропиленгликоля-1,2 и 7,5 г 3,4-диметилфуроксана при температуре не выше 20°C. По окончании дозировки реакционную массу перемешивают 3-5 минут при 5-15°C и выливают в 100 мл воды со льдом. Органический слой отделяют, промывают водой, 2% раствором соды и снова водой. По окончании промывки продукт сушат смесью сухого сульфата магния и безводной соды и отфильтровывают. К профильтрованному продукту 24,1 г добавляют 0,15 г дифениламина и получают готовое к использованию монотопливо. По данным анализа, полученное топливо содержит 74,8% динитрата пропиленгликоля-1,2, 23,5% 3,4-диметилфуроксана и 1,7% стабилизатора. Тзам ~ -60°C.

Количество исходного растворителя может варьироваться исходя из заданной концентрации компонентов.

Пример 2. Процесс проводят, как описано в примере 1, но в качестве флегматизатора используют 3,4-диметилфуразан.

Пример 3. Процесс проводят, как описано в примере 1, но в качестве флегматизатора используют 3,4,5-триметилизоксазол.

Пример 4. Процесс проводят, как описано в примере 1, но в качестве флегматизатора используют 3-метил-5-пропил-1,2,4-оксадиазол.

Пример 5. Процесс проводят, как описано в примере 1, но в качестве флегматизатора используют 3-этокси-4-метилфуроксан.

Пример 6. Процесс проводят, как описано в примере 1, но в качестве флегматизатора используют 3-пропокси-4-метилфуроксан.

Пример 7. Процесс проводят, как описано в примере 1, но в качестве флегматизатора используют 3-бутокси-4-метилфуроксан.

Пример 8. Процесс проводят, как описано в примере 1, но в качестве флегматизатора используют 3-амокси-4-метилфуроксан.

Пример 9. Процесс проводят, как описано в примере 1, но в качестве флегматизатора используют 3-изоамокси-4-метилфуроксан.

Пример 10. Процесс проводят, как описано в примере 1, но в качестве флегматизатора используют 3-циклогексилокси-4-метилфуроксан.

Пример 11. Процесс проводят, как описано в примере 1, но в качестве флегматизатора используют 3-(2′-метоксиэтокси)-4-метилфуроксан.

Пример 12. Процесс проводят, как описано в примере 1, но в качестве флегматизатора используют 3-(2′-этоксиэтокси)-4-метилфуроксан.

Пример 13. Процесс проводят, как описано в примере 1, но в качестве флегматизатора используют циклогексилнитрат.

Пример 14. Процесс проводят, как описано в примере 1-12, но в качестве флегматизатора используют его смесь с циклогексилнитратом.

Пример 15. Процесс проводят, как описано в примере 1-14, но в качестве спирта используют 1,3-бутиленгликоль.

Пример 16. Процесс проводят, как описано в примере 1-14, но в качестве полиспирта используют 1,4-бутиленгликоль.

Пример 17. Процесс проводят, как описано в примере 1-14, но в качестве полиспирта используют этиленгликоль.

Пример 18. Процесс проводят, как описано в примере 1-14, но в качестве полиспирта используют диэтиленгликоль.

1. Топливная композиция, содержащая нитрат полиспирта, флегматизатор и стабилизатор, отличающаяся тем, что она в качестве флегматизатора содержит гетероциклическое соединение, выбранное из группы пятичленных гетероциклических соединений: 3,4,5-триметилизоксазол, 3-метил-5-пропил-1,2,4-оксадиазол, 3,4-диметилфуразан, 3,4-диметилфуроксан, 3-этокси-4-метилфуроксан, 3-пропокси-4-метилфуроксан, 3-бутокси-4-метилфуроксан, 3-амокси-4-метилфуроксан, 3-изоамокси-4-метилфуроксан, 3-циклогексилокси-4-метилфуроксан, 3-(2′-метоксиэтокси)-4-метилфуроксан, 3-(2′-этоксиэтокси)-4-метилфуроксан или циклогексилнитрат при следующем соотношении компонентов, мас. %:

нитрат полиспирта 35-75
флегматизатор 20-65
стабилизатор 1-2

2. Топливная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что при гетероциклическом соединении, выбранном из группы: 3,4,5-триметилизоксазол, 3-метил-5-пропил-1,2,4-оксадиазол, 3,4-диметилфуразан, 3,4-диметилфуроксан, 3-этокси-4-метилфуроксан, 3-пропокси-4-метилфуроксан, 3-бутокси-4-метилфуроксан, 3-амокси-4-метилфуроксан, 3-изоамокси-4-метилфуроксан, 3-циклогексилокси-4-метилфуроксан, 3-(2′-метоксиэтокси)-4-метилфуроксан, 3-(2′-этоксиэтокси)-4-метилфуроксан, она дополнительно содержит циклогексилнитрат до 45%.

3. Способ получения топливной композиции смешением компонентов, отличающийся тем, что в качестве горючего используют раствор нитрата полиспирта во флегматизаторе, полученный при нитровании полиспирта.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют 3,4-диметилфуроксан.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют 3,4-диметилфуразан.

6. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют 3,4,5-триметилизоксазол.

7. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют 3-метил-5-пропил-1,2,4-оксадиазол.

8. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют 3-этокси-4-метилфуроксан.

9. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют 3-пропокси-4-метилфуроксан.

10. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют 3-бутокси-4-метилфуроксан.

11. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют 3-амокси-4-метилфуроксан.

12. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют 3-изоамокси-4-метилфуроксан.

13. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют 3-циклогексилокси-4-метилфуроксан.

14. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют 3-(2′-метоксиэтокси)-4-метилфуроксан.

15. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют 3-(2′-этоксиэтокси)-4-метилфуроксан.

16. Способ по любому из пп. 3-15, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора используют его смесь с циклогексилнитратом.

17. Способ по любому из пп. 3-15, отличающийся тем, что в качестве полиспирта используют 1,2-пропиленгликоль.

18. Способ по любому из пп. 3-15, отличающийся тем, что в качестве полиспирта используют 1,3-бутиленгликоль.

19. Способ по любому из пп. 3-15, отличающийся тем, что в качестве полиспирта используют 1,4-бутиленгликоль.

20. Способ по любому из пп. 3-15, отличающийся тем, что в качестве полиспирта используют диэтиленгликоль.

21. Способ по любому из пп. 3-15, отличающийся тем, что в качестве полиспирта используют этиленгликоль.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу обработки смолы таллового масла. Способ обработки смолы таллового масла, содержащей стероловые спирты и, возможно, древесные спирты жирных кислот и смоляных кислот, источником которых является талловое масло, отличается тем, что: по меньшей мере часть жирных кислот и смоляных кислот высвобождают из стероловых эфиров и эфиров древесных спиртов и преобразуют в низшие алкиловые эфиры; полученные таким образом алкиловые эфиры удаляют путем испарения из смолы, затем конденсируют и полученный конденсат гидрируют.
Изобретение относится к области переработки органических отходов и может быть использовано в сельском, коммунальном хозяйстве, в топливной промышленности в качестве топлива для транспортных средств, теплоэлектростанций, котельных.

Настоящее изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно - к составу октаноповышающей добавки к бензину и композиции, содержащей эту добавку, предназначенной для использования в двигателях внутреннего сгорания.

Изобретение описывает биотопливо, содержащее ацетали и растительные масла, при этом биотопливо представляет смесь диэтилформаля 40-80 об.% и глицеридов ненасыщенных жирных кислот 20-60 об.%.

Группа изобретений относится к области получения искусственной нефти из парниковых газов. Предложен способ получения искусственной нефти из газа, содержащего CO2, искусственная нефть, полученная вышеуказанным способом, применение искусственной нефти, а также применение газа, содержащего CO2 в предложенном способе.

Изобретение относится к композиции топлива для инжекторного дизельного двигателя, которая включает в себя основное количество топлива и минимальное эффективное количество продукта реакции (i) гидрокарбил-замещенного соединения, содержащего, по меньшей мере, одну третичную аминогруппу, причем гидрокарбил-замещенное соединение выбирают из группы, состоящей из С10-С30-алкил- или алкенилзамещенных амидопропилдиметиламинов и С12-С200-алкил- или алкенилзамещенных сукцинилкарбонилдиметиламинов, и (ii) соли галогензамещенной карбоновой кислоты С2-С8, при этом полученный продукт реакции, по существу, не содержит нековалентно связанных анионных веществ.

Изобретение относится к композиции авиационного неэтилированного бензина, которая содержит бензин каталитического риформинга, алкилбензин, толуол и антидетонационную присадку, при этом композиция дополнительно содержит бензиновую фракцию, выкипающую в пределах 62-85°С, а в качестве антидетонационной присадки - монометиланилин и метилтретбутиловый эфир при следующем соотношении компонентов, % масс.: алкилбензин 15,0-25,0; толуол 10,0-20,0; бензиновая фракция, выкипающая в пределах 62-85°С, 20,0-35,0; монометиланилин 1,5-3,0; метилтретбутиловый эфир 5,0-10,0; бензин каталитического риформинга остальное.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для переработки нефтесодержащих отходов эмульсионного и эмульсионно-суспензионного типа, отработанных моторных масел и т.п.
Изобретение относится к биотопливной композиции, основанной на нефтяном продукте, содержащей биодобавку на основе ацеталей и растительных масел, при этом композиция представляет собой смесь нефтяного дизельного топлива 98-60 об.% с биодобавкой 2-40 об.%, где в качестве биодобавки используют диэтилформаль 35-40 об.%, остальное глицериды ненасыщенных жирных кислот.

Настоящее изобретение касается композиции для улучшения свойств текучести в топливных композициях. Композиция для улучшения свойств текучести в топливных композициях содержит полиалкил(мет)акрилатный полимер, содержащий фрагменты мономеров формулы (II) , где R представляет собой атом водорода или метил, R2 представляет собой линейный алкильный остаток, содержащий 7-15 атомов углерода и имеющий среднечисловую молекулярную массу Мn от 1000 до 10000 г/моль и полидисперсность Mw/Mn от 1 до 8, и этилен-винилацетатный сополимер, представляющий собой привитой сополимер, содержащий этилен-винилацетатный сополимер в качестве основания, и алкил(мет)акрилат, содержащий 1-30 атомов углерода в алкильном остатке, в качестве привитого слоя.

Изобретение относится к эмульгатору, входящему в состав взрывчатой эмульсии. .

Изобретение относится к ракетным топливам для жидкостных, твердотопливных и гибридных ракетных двигателей, а также для поршневых, турбореактивных двигателей.

Изобретение относится к ракетным топливам для жидкостных, твердотопливных и гибридных ракетных двигателей, содержащих окислитель и горючие вещества. Окислитель ракетного топлива содержит нитрат бора.
Изобретение относится к ракетному топливу для ракетного двигателя. Ракетное топливо содержит горючее и окислитель.

Изобретение относится к ракетному топливу для ракетного двигателя. Ракетное топливо содержит горючее и окислитель.

Изобретение относится к ракетным топливам для жидкостных, твердотопливных и гибридных ракетных двигателей. Ракетное топливо содержит горючее, которое представляет собой боразин, и окислитель.

Изобретение относится к способу изготовления охлажденного ниже температуры окружающей среды твердого топлива для ракетных двигателей в криогенных монергольных системах из гетерогенных жидкостно-твердых топлив, у которых, по меньшей мере, один из реактантов, окислитель или горючее, содержит при стандартной температуре жидкую или газообразную фазы, при этом, по меньшей мере, одну жидкую или газообразную фазу, являющуюся реактантом в форме горючего или окислителя, переносят в твердую, имеющую соединенные между собой полости структуру, выполненную из реактанта по отношению к жидкой фазе, и переводят жидкую или газообразную фазу внутри твердой структуры путем замораживания в устойчивую ниже стандартной температуры криогенную твердую фазу.

Изобретение описывает депрессорную присадку для парафинистых нефтей и предотвращения асфальтено-смоло-парафиновых отложений, включающую сополимер этилена и винилацетат, неионогенное поверхностно-активное вещество и растворитель, при этом в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества она содержит блоксополимер окисей этилена и пропилена или оксиэтилированный алкилфенол, или оксиэтилированный жирный амин, в качестве растворителя - ароматический растворитель, и дополнительно монобутиловый эфир этиленгликоля, при следующем соотношении компонентов, мас.%: сополимер этилена и винилацетата 5-15, блок-сополимер окисей этилена и пропилена, или оксиэтилированный алкилфенол, или оксиэтилированный жирный амин 5-15, монобутиловый эфир этиленгликоля 0-2, ароматический растворитель - остальное. Предлагаемая депрессорная присадка обладает низкой температурой застывания и эффективно предотвращает выпадение асфальтено-смоло-парафиновых отложений по отношению к обводненным нефтям и нефтегазоконденсатам. 3 табл.
Изобретение относится к водно-топливной композиции для применения в тепловых и ракетных двигателях, работающих на жидком углеводородном топливе, которая включает дисперсионную среду - углеводородное топливо и дисперсионную фазу - водосодержащую композицию, при этом устойчивость водно-топливной композиции достигается путем установления равенства плотностей водосодержащей композиции и углеводородного топлива за счет соотношения компонентов, при этом в качестве водосодержащей композиции используется водно-спиртовой раствор. Также раскрывается способ получения водно-топливной композиции. Технический результат заключается в получении водно-топливной композиции с улучшенными техническими, экономическими и экологическими параметрами. 2 н.п. ф-лы, 3 пр.
Изобретение описывает универсальное дизельное топливо, состоящее из базового компонента с присадками, в количестве 0,02-0,04 мас.% противоизносной присадки и 0,15-0,30 мас.% цетаноповышающей присадки, при этом базовый компонент представляет собой фракцию нефти, выкипающую в пределах 170-340°C, или ее смесь с газойлем замедленного коксования и/или каталитического крекинга, выкипающих в пределах 170-340°C, с последующими гидроочисткой и гидродепарафинизацией или гидроизомеризацией, а также глубокой стабилизацией до температуры начала кипения не ниже 175°C, позволяющих получить показатели качества, удовлетворяющие дизельному топливу как для умеренного климата, так и для холодного и арктического климата: Цетановое число, не менее 51 Плотность при 15°C, кг/м3 820-840 Температура вспышки в закрытом тигле, °C, не менее 55 Кинематическая вязкость при 40°C, мм2/с 2,0-4,0 Технический результат заключается в получении универсального дизельного топлива, которое обладает повышенной температурой вспышки и кинематической вязкостью, что позволяет использовать его как для холодного и арктического топлива, так и для умеренного климата. 6 пр.
Наверх