Применение 1,1-диэтоксиэтана в качестве антидетонационной присадки для увеличения детонационной стойкости автомобильного бензина

Авторы патента:

C10L1/185 - Жидкое углеродсодержащее топливо

C10L10/10 - Добавки к топливам или в топки для уменьшения дыма и нежелательных отложений или облегчения удаления сажи

C07C43/303 - с ацетальными атомами углерода, связанными с ациклическими атомами углерода

Владельцы патента RU 2567541:

ТОП-БИОФУЕЛ ГМБХ & КО. КГ (DE)

Настоящее изобретение относится к применению 1,1-диэтоксиэтана в качестве антидетонационной присадки для увеличения детонационной стойкости низкокипящего бензина с температурой начала кипения от 80°С до 120°С, исследовательское и моторное октановые числа которого составляют не менее 70 единиц. Причем 1,1-диэтоксиэтан составляет от 5% до 20% по объему относительно общего объема низкокипящего бензина и является единственной антидетонационной присадкой, при этом исследовательское октановое число бензина увеличивается не менее чем на 40 единиц. Также изобретение относится к автомобильному бензину с исследовательским октановым числом от 110 до 140 единиц, включающему низкокипящий бензин с температурой начала кипения от 80°С до 120°С в качестве базового бензина, 1,1-диэтоксиэтан от 5% до 20% по объему относительно общего объема низкокипящего бензина в качестве единственной антидетонационной присадки, а также стандартные добавки. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Настоящее изобретение относится к применению 1,1-диэтоксиэтана (ацетальдегид-диэтилацетата) в качестве антидетонационной присадки для карбюраторного топлива (автомобильного бензина). Объект изобретения также включает автомобильный бензин, получаемый путем добавления антидетонационной присадки согласно настоящему изобретению. В данной заявке вместо термина «карбюраторное топливо» далее используется более правильный термин «автомобильное топливо».

Существуют различные виды автомобильного топлива, например Супер и Суперплюс (Super и Superplus), с разной детонационной стойкостью. Детонационная стойкость бензина, используемого в двигателях внутреннего сгорания, определяет способность бензина не подвергаться неконтролируемому сгоранию («детонации») в результате самовоспламенения, при этом контролируемое сгорание происходит только от искр зажигания, при впрыске или сжатии. Для повышения детонационной стойкости автомобильного бензина его смешивают с добавками (т.н. антидетонационными присадками), которые снижают склонность бензина к детонации в двигателе внутреннего сгорания путем увеличения его октанового числа.

Это означает, что октановое число определяет степень детонационной стойкости автомобильного бензина. Октановое число ниже 100 равно содержанию в процентах по объему изооктана C₈H₁₈ (ОЧИ = 100, где ОЧИ - исследовательское октановое число) в смеси с н-гептаном С₇Н₁₆ (ОЧИ = 0), при котором указанная смесь имеет ту же детонационную стойкость (в опытном двигателе согласно ОЧИ или ОЧМ, где ОЧМ - моторное октановое число), что и исследуемое топливо. Например, октановое число ОЧИ = 95 бензина означает, что детонационная стойкость этого бензина эквивалентна стойкости смеси, на 95% по объему состоящей из изооктана и на 5% - из н-гептана.

Исследовательское октановое число (ОЧИ) определяется согласно стандарту DIN EN ISO 5164 (ASTM D 2699) и показывает склонность бензина к детонации в режиме малой нагрузки и с низкой скоростью вращения. Моторное октановое число (ОЧМ) определяется согласно стандарту DIN EN ISO 5163 (ASTM D 2700) и показывает склонность бензина к детонации в режиме большой нагрузки и при высоком термическом напряжении.

В прошлом в качестве антидетонационных присадок использовались органические соединения свинца, в частности алкилы свинца, например тетраэтилсвинец. В настоящее время используются кислородсодержащие соединения (оксигенаты), например спирты или эфиры, так как свинец вызывает повреждения каталитического конвертера автомобиля, а также является высокотоксичным и очень вредным для окружающей среды. Поскольку смеси бензина и спирта склонны к расслаиванию в присутствии воды и (или) при низких температурах, в качестве антидетонационной присадки сейчас, в основном, применяется метил-трет-бутиловый эфир (МБТЭ). Однако МБТЭ загрязняет окружающую среду и плохо поддается биоразложению (период полуразложения в подземных водах равен 10-15 годам). Помимо МБТЭ в России также используется такой антидетонатор как N-метиланилин (монометиланилин, ММА), антидетонационный эффект которого выше, чем у МБТЭ или метанола, однако при его использовании образуются канцерогены - N-нитрозамины.

В патентной литературе также предлагается несколько соединений для увеличения детонационной стойкости карбюраторного топлива.

Например, в патенте US 6,514,299 описана антидетонационная присадка, в которой от 85% до 99% по объему занимает спирт С₁-С₄ и от 1% до 15% по объему занимает соединение эфира, например диалкоксиалкан, алкоксиалканол, триалкоксиалкан, диалкоксициклоалкан или арилалкилдиэфир. Вышеуказанное соединение получают путем нагрева спирта С₁-С₄ в присутствии нейтрального или основного катализатора на базе платины. Соединение демонстрирует синергическое увеличение октанового числа.

В патенте DE 3133899 А1 предлагается добавлять кетали с общей формулой R₃O-C(R₁)(R₂)-OR₄, где R₁ - это СН₃, С₂Н₅ или С₃Н₇, R₂ обозначает СН₃ или С₂Н₅, а в качестве R₃ и R₄ могут присутствовать СН₃, С₂Н₅, С₃Н₇ или С₄Н₉. По возможности, вышеуказанные диалкоксиалканы добавляют в сочетании с диалкоксиметанами. В предпочтительном варианте осуществления изобретения используют 2,2-диалкоксипропаны (в частности, 2,2-диметоксипропан), по возможности, в сочетании с диметоксиметаном. Результаты этой заявки демонстрируют, что указанные добавки позволяют увеличить исследовательское октановое число и моторное октановое число максимум на 2,5 единицы.

Перед настоящим изобретением ставится задача создания альтернативной антидетонационной присадки для автомобильного бензина, которая позволяла бы достичь существенного увеличения исследовательского октанового числа, а также моторного октанового числа.

Было обнаружено поразительное явление, что одно лишь добавление 1,1-диэтоксиэтана в низкокипящий бензин с температурой начала кипения (НК) от 80°С до 120°С приводит к существенному увеличению детонационной стойкости (исследовательского октанового числа ОЧИ) на величину не менее 40 единиц. ОЧМ возрастает на величину от 25 до более 40 единиц, в предпочтительном варианте осуществления на величину от 30 до 40 единиц. 1,1-диэтоксиэтан добавляют в количестве от 5% до 20% по объему, в предпочтительном варианте осуществления - от 5% до 10% по объему. Низкокипящий бензин с НК от 80°С до 120°С используется в качестве базового бензина и имеет ОЧИ и ОЧМ не менее 70 единиц каждое, в предпочтительном варианте осуществления - 75 единиц каждое. Автомобильный бензин согласно настоящему изобретению получают путем добавления 1,1-диэтоксиэтана и стандартных добавок, таких как противоокислители, антикоррозийные присадки, моющие добавки (для защиты системы впрыска от образования отложений), противообледенительные присадки для защиты карбюратора, ускорители воспламенения и т.д., или их смеси. Применяемый базовый бензин имеет предпочтительную температуру начала кипения от 80°С до 115°С, в более предпочтительном варианте от 85°С до 110°С, в особенно предпочтительном варианте - от 90°С до 110°С. Согласно изобретению предпочтительно добавлять 1,1-диэтоксиэтан в количестве от 5% до 10% по объему, в особенно предпочтительном варианте - в количестве ок. 5% по объему.

Объект изобретения также включает автомобильный бензин с исследовательским октановым числом от ПО до 140 единиц, включающий низкокипящий бензин с температурой начала кипения от 80°С до 120°С в качестве базового бензина, 1,1-диэтоксиэтан в качестве единственной антидетонационной присадки и стандартные добавки. Предпочтительно, чтобы автомобильный бензин в настоящем изобретении имел моторное октановое число от 95 до 140 единиц, в особенно предпочтительном варианте от 100 до 140 единиц.

Автомобильный бензин в настоящем изобретении включает 1,1-диэтоксиэтан и стандартные добавки, но не содержит других антидетонационных присадок, в частности не содержит спиртов С₁-С₄, которые в сочетании с особыми 1,1-диалкоксиалканами описаны в качестве антидетонационных присадок в патенте US 6,514,299. Также автомобильный бензин не содержит кеталей с общей формулой R₃O-C(R₁)(R₂)-OR₄, которые в сочетании с диметоксиметаном описаны в качестве антидетонационной присадки в патенте DE 3133899 А1.

Также было обнаружено, что добавляемый в бензин 1,1-диэтоксиэтан предотвращает нагарообразование, а также действует как очиститель, устраняя отложения и нагар в цилиндре двигателя и обеспечивая чистоту инжекторного насоса.

При добавлении 1,1-диэтоксиэтана в товарный бензин (содержащий 15, 10 или 20% этанола) полученный бензин сохраняет стабильность, и в течение 1-1,5 лет не происходит расслаивания. Это относится и к предлагаемому автомобильному бензину.

Далее настоящее изобретение подробно описано со ссылками на примеры вариантов его осуществления без указания на чертежи.

Варианты осуществления изобретения

1,1-диэтоксиэтан был синтезирован в соответствии с известными способами; его точку кипения определили равной 103°С, а коэффициент преломления - равным 1,3819 (n_d ²⁰).

Приведенные в таблице 1 составляющие добавляли к низкокипящему бензину с температурой НК 110°С в количестве по объему, указанном в таблице, чтобы сравнить их с 1,1-диэтоксиэтаном. Диэтоксиэтан добавляли к низкокипящим фракциям бензина с НК 100°С и НК 110°С. ОЧИ измеряли согласно стандарту ASTM D 2699-86 при помощи анализатора Shatox SX-300 или Shatox SX-150 NEW, по возможности экстраполировали полученные значения. ОЧМ определяли аналогичным образом, в соответствии со стандартом ASTM D 2700-86.

Таблица 1
Составляющие	ОЧМ	ОЧИ
Бензин, НК 100°С	78,0	80,0
Бензин, НК 100°С (95%) + диэтоксиэтан (5%)	107,0	127,0
Бензин, НК 110°С	82,0	82,0
Бензин, НК 110°С (90%) + диэтоксиметан (10%)	98,0	129,0
Бензин, НК 110°С (95%) + диэтоксиэтан (5%)	124,0	135,0
Бензин, НК 110°С (90%) + диэтоксиэтан (10%)	130,0	140,0
Бензин, НК 110°С (90%) + пропилаль (10%)	101,5	136,0
Бензин, НК 110°С (95%) + бутилаль (5%)	119,3	146,6

Полученные значения убедительно показывают, что добавление 1,1-диэтоксиэтана в количестве 5%-10% по объему к низкокипящему базовому бензину позволяет добиться увеличения ОЧМ на величину от 29 до более 40 единиц и увеличения ОЧИ на более чем 40 единиц.

1. Применение 1,1-диэтоксиэтана в качестве антидетонационной присадки для увеличения детонационной стойкости низкокипящего бензина с температурой начала кипения от 80°С до 120°С, исследовательское и моторное октановые числа которого составляют не менее 70 единиц, 1,1-диэтоксиэтан составляет от 5% до 20% по объему относительно общего объема низкокипящего бензина и является единственной антидетонационной присадкой, при этом исследовательское октановое число бензина увеличивается не менее чем на 40 единиц.

2. Применение 1,1-диэтоксиэтана по п. 1, отличающееся тем, что моторное октановое число увеличивается на величину от 25 до 40 единиц, предпочтительно на величину от 30 до 40 единиц.

3. Применение 1,1-диэтоксиэтана по п. 1 или 2, для увеличения детонационной стойкости низкокипящего бензина с температурой начала кипения от 80°С до 115°С, предпочтительно от 85°С до 110°С.

4. Применение 1,1-диэтоксиэтана по п. 1 или 2, в количестве около 5% по объему.

5. Применение 1,1-диэтоксиэтана по п. 3, в количестве около 5% по объему.

6. Автомобильный бензин с исследовательским октановым числом от 110 до 140 единиц, включающий низкокипящий бензин с температурой начала кипения от 80°С до 120°С в качестве базового бензина, 1,1-диэтоксиэтан от 5% до 20% по объему относительно общего объема низкокипящего бензина в качестве единственной антидетонационной присадки, а также стандартные добавки.

7. Автомобильный бензин по п. 6, моторное октановое число которого составляет от 95 до 140 единиц, предпочтительно от 100 до 140 единиц.

Изобретение относится к композиции жидкого топлива, которая содержит биодизельное топливо и по меньшей мере одну добавку для улучшения фильтруемости, при этом в качестве добавки композиция содержит по меньшей мере два полиалкил(мет)акрилатных полимера, один из которых содержит повторяющиеся фрагменты, полученные из алкил(мет)акрилатов, имеющих 16-40 атомов углерода в алкильном остатке, а другой содержит повторяющиеся фрагменты, полученные из гидроксилсодержащих мономеров и/или (мет)акрилатов простоэфирных спиртов.

Топливная смесь // 2562233

Изобретение описывает топливную смесь, которая содержит, по меньшей мере, селитру, индустриальное масло, поверхностно-активное вещество и воду, при этом в качестве поверхностно-активного вещества она содержит оксид амина, бетаин или четвертичные аммониевые основания, при количественном содержании поверхностно-активного вещества не более 10% масс.

Диспергатор парафинов, способ его получения и топливная композиция, его содержащая // 2561279

Изобретение относится к диспергаторам парафинов и топливным композициям на основе дизельных топлив. Предложен диспергатор парафинов, содержащий в качестве активного компонента производные алкиловых эфиров β-аминопропионовой кислоты общей формулы где a=0-2, b=0-1, c=0-1, n≥1, x=0-1; y=0-1; z=0-1; x+y+z=a+nb+c≤n+3, R - алкильный радикал нормального строения C12-C28.

Универсальное дизельное топливо // 2559877

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.

Водно-топливная композиция и способ ее приготовления // 2559055

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.

Депрессорная присадка для парафинистых нефтей и предотвращения асфальтено-смоло-парафиновых отложений // 2558359

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.

Топливная композиция и способ ее получения // 2557657

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.

Способ применения смолы таллового масла // 2556003

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.

Способ переработки органического сырья в топливо // 2554355

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.

Добавка к бензину и композиция, ее содержащая // 2554076

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.

Сополимеризат с высокой химической однородностью и его применение для улучшения характеристик холодной текучести жидких топлив // 2565055

Настоящее изобретение относится к получению сополимеризата с высокой химической однородностью и его применению для улучшения характеристик холодной текучести жидких топлив.

Топливо для котельной токош // 2553998

Изобретение описывает топливо для котельной, состоящее из углеродсодержащих соединений органического и минерального происхождения, при этом в его состав в качестве углеродсодержащего соединения органического происхождения входит смесь нефтешлама и карбоксилата натрия в соотношении 1:(1-3), а в качестве углеродсодержащего соединения минерального происхождения - угольная пыль, при следующем соотношении компонентов, % масс.: Смесь нефтешлама и карбоксилата натрия 40-50 Угольная пыль остальное Топливо для котельной обладает высокой стабильностью, низкой коррозионной активностью, зольностью и вязкостью, а также высокой теплотворной способностью.

Способы регулирования вязкости поли-альфа-олефинов // 2551850

Настоящее изобретение относится к способу получения поли-альфа-олефина, включающему стадию полимеризации, по меньшей мере, одного C8-C12-мономера, предпочтительно децена, такого как 1-децен, в присутствии алюмоксана, активатора и металлоцена с получением поли-альфа-олефина, где молярное отношение алюмоксана к металлоцену составляет менее 100:1.

Присадка к топливу для увеличенной эффективности в инжекторных двигателях // 2549570

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.

Депрессорная присадка к дизельному топливу // 2548359

Изобретение относится к депрессорной присадке к дизельному топливу, которая включает остаточные продукты нефтепереработки, при этом присадка содержит продукт окисления тяжелой пиролизной смолы и алкилароматические углеводороды при следующих соотношениях реагентов (маc.%): окисленная тяжелая пиролизная смола 30-38, алкилароматические углеводороды (толуол, ксилол) 62-70.

Топливная композиция // 2547902

Изобретение относится к топливной композиции, состоящей из карбоксилата натрия и углеродсодержащего соединения, где в качестве углеродсодержащего соединения используется угольная пыль, при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбоксилат натрия 40-50; угольная пыль - остальное.

Добавки для охлаждения, обладающие улучшенной текучестью // 2540279

Изобретение относится к низкотемпературным добавкам для средних дистиллятов, которые характеризуются улучшенной легкостью в обращении при низких температурах, к способу улучшения характеристик низкотемпературной текучести жидких топлив и к жидкому топливу.

Топливная композиция // 2538608

Изобретение относится к топливной композиции для дизельных двигателей, включающей среднедистиллятное жидкое топливо и присадку, повышающую цетановое число, при этом присадка представляет собой алкилнитратсодержащий продукт нитрования фракции НК-195°C кубового остатка продукта процесса гидроформилирования пропилена, при следующем соотношении компонентов, мас.%: алкилнитратсодержащий продукт нитрования фракции НК-195°C кубового остатка продукта процесса гидроформилирования пропилена - 0,01-1,00 и среднедистиллятное жидкое топливо - 99,00-99,99.

Присадка для снижения вязкости тяжелых фракций нефти // 2537843

Изобретение описывает присадку для снижения вязкости тяжелых фракций нефти - гудронов, которая представляет собой карбоксилат натрия - отход производства растительных масел, добавляемую к тяжелым фракциям нефти - гудронам, в количестве 20-50 мас%.

Одностадийный способ получения 1,1-диэтоксиэтана // 2535373

Изобретение относится к одностадийному способу получения 1,1-диэтоксиэтана, который может быть использован в качестве растворителя ароматизатора в парфюмерии и пищевой промышленности, как добавка к медицинским препаратам и оксигенатная присадка к автомобильному горючему.