Присадка к топливу


 


Владельцы патента RU 2629559:

Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований" (АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ") (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "РОСАТОМ" (RU)

Изобретение раскрывает присадку к топливу, которая представляет собой трифторметан CF3H. Технический результат заключается в улучшении характеристик сгорания топлива, повышении экономии используемого газообразного углеводородного топлива, а также в придании топливу противопожарных свойств. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к многофункциональным присадкам для газообразного углеводородного топлива на основе метана и других простых углеводородов, улучшающим характеристики его сгорания, а в связи с этим улучшающим экологию окружающей среды, повышающим экономию топлива, а также улучшающим противопожарные свойства топлива.

Известно, что присадки к топливу могут выполнять различные функции, например улучшать процесс сгорания топливной смеси (такие присадки называются промоторами воспламенения), улучшать антикоррозионные свойства топлива, играть роль смазки для трущихся частей и т.д. Иногда одна и та же присадка может выполнять несколько функций. В этом случае она называется многофункциональной.

Известны, например, промоторы в виде диметиламина (CH3)2N2 и гидрида германия GeH4, небольшие добавки которых (0.1-0.3%) к метано-кислородно-аргоновой смеси 2%СН4+20%О2+78%Ar при температурах 1320-2040° К приводят к снижению задержек воспламенения в 2-8 раз [см. Зборовский А.Г., Петров Ю.П., Смирнов В.Н., Тереза A.M., Тюрин А.Н. Химическая физика 1987, т. 6, №4, 506-513, Ващенко A.M., Заслонко И.С., Зборовский А.Г., Петров Ю.П., Смирнов ВН., Тереза A.M., Тюрин А.Н., Цыганов С.А. Химическая физика 1987, т. 6, №2, 272-277].

Недостатком таких промоторов является то, что они, в случае превышения предельно допустимой концентрации в воздухе (ориентировочно, 1 мг/м3), оказывают вредное воздействие на человека: его нервную систему, печень, почки, слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей. Кроме того, диметиламин – пожаро- и взрывоопасен. Его температура самовоспламенения равна 402°С.

Известны также промоторы в виде аланина C3H7ONO2, тетрафторгидразина N2F4, нитроэтана G2H5NO2, метилнитрита CH3ONO и метилнитрата CH3ONO2 (см. Борисов А.А., Заманский В.М., Лисянский В.В., Скачков Г.И., Трошин К.Я. Химическая физика, 1987, т. 6, №2, 262-271). Добавление любого из этих промоторов к метано-воздушной смеси в количестве 1% также существенно уменьшает время задержки воспламенения. Наиболее сильно время задержки воспламенения уменьшается при добавлении тетрафторгидразина N2F4. Например, при добавлении 0.06% N2F4 к стехиометрической метано-кислородной смеси, разбавленной аргоном, задержка воспламенения при температуре 1000°К и давлении 1 атм уменьшается в 30 раз.

Недостатком этих присадок к топливу является относительно невысокое улучшение характеристик сгорания топлива.

Технической задачей данного изобретения является улучшение характеристик сгорания топлива, повышение экономии используемого газообразного углеводородного топлива, а также придание топливу противопожарных свойств.

Поставленная цель достигается прибавлением к газообразному углеводородному топливу многофункциональной присадки в виде трифторметана (CF3H) в количестве до 3 мас. %.

Следует заметить, что в настоящее время не существует твердого единого мнения относительно механизма самовоспламенения горючих смесей в дизелях. Два наиболее известных механизма самовоспламенения - тепловой и цепной, в реальных условиях практически неотделимы друг от друга и, в целом, представляют сложную картину зависимости процесса самовоспламенения от давления, состава газовой смеси и различных примесей. Численное исследование протекающих при самовоспламенений многочисленных химических реакций возможно лишь с привлечением мощной вычислительной техники, а экспериментальная проверка результатов расчета - с привлечением современных средств диагностики.

Применительно к данному изобретению расчетные исследования сгорания углеводородных топлив с присадками на основе фторозамещенных углеводородов, в том числе трифторметана, проводились авторами с использованием пакета программ CHEMKIN II. Экспериментальная проверка результатов расчета проводилась на ударной трубе диафрагменного типа с использованием углеводородного топлива, состоящего из смеси метана и кислорода (20%), аргона (70-80%) и присадки в виде фторзамещенного углеводорода (0-10%).

Интервал температур, до которых в экспериментах нагревалась горючая смесь при прохождении через нее ударной волны, соответствовал значениям 1250-2500°К.

Наиболее сильное промотирующее действие наблюдалось при использовании в качестве присадки трифторметана (CF3H). При этом промотирующее действие трифторметана усиливалось при увеличении его начальной концентрации в смеси до 3-4 мас. %. При достижении значений начальной концентрации 3-4% и выше (вплоть до 10%) промотирующее действие выходило на насыщение. Данный эффект может быть объяснен влиянием неучтенных реакций окисления фторозамещенных углеводородов, приводящих к повышению температуры реагирующей смеси.

На основании проведенных исследований можно заключить, что присадка к топливу в виде трифторметана (CF3H) является эффективным промотором воспламенения метано-кислородных смесей при температурах самовоспламенения свыше 1100°С. Для достижения максимального промотирующего эффекта начальная концентрация трифторметана в топливе должна составлять не менее 3 и не более 10 мас. %. Более точное значение этой концентрации должно определяться экспериментальным путем и непосредственно касаться используемого углеводородного топлива. Минимальная концентрация содержания трифторметана в топливе, равная 3 мас. %, выбрана исходя из того, что при этом значении возникающий промотирующий эффект достигает 90% своей максимальной величины.

Еще одной отличительной особенностью трифторметана является его чрезвычайно низкая температура кипения и высокое значение давления паров (около 44,6 кг/см2 при 21°С), что позволяет использовать его в роли пропеллента в ручных огнетушителях, а также, совместно с другими пламегасящими веществами, имеющими низкое давление паров, одновременно в роли и пропеллента, и пламегасителя). В связи с этим добавка трифторметана к газообразному углеводородному топливу будет оказывать на топливо не только промотирующее действие при его высокотемпературном сгорании, но и ингибирующее действие при нормальной температуре (см. В.В. Азатян, Ю.Н. Шебеко, А.Ю. Шебеко, В.Ю. Навценя, Химическая физика, 2010, Т. 29, №9, с. 42-51).

Ингибирующее действие трифторметана актуально с точки зрения обеспечения пожарной безопасности топлива при его хранении и транспортировки, а также аварийной разгерметизации топливной системы в условиях нормальных температур (патент РФ №2066560 «Способ подавления огня в замкнутом воздушном пространстве» и патент РФ №2180255 «Пожаротушащая композиция, включающая трифторметан»).

Выявленные и экспериментально подтвержденные промотирующие свойства трифторметана (наряду с известными его ингибиторными свойствами) позволяют отнести трифторметан к категории многофункциональных присадок.

Кроме того, трифторметан обладает такими важными с экологической точки зрения особенностями, как:

- отсутствие токсичности (воздействие на живые организмы сравнимо с воздействием на них азота);

- короткий срок его существования в атмосфере с незначительным воздействием на потенциал глобального потепления;

- нейтральность по отношению к озоновому слою Земли.

1. Присадка к топливу представляет собой трифторметан CF3H.

2. Присадка по п. 1, отличающаяся тем, что топливо представляет собой газообразное углеводородное топливо на основе метана и других простых углеводородов.

3. Присадка по п. 1, отличающаяся тем, что доля присадки в топливе составляет не более 10 мас. %.

4. Присадка по п. 1, отличающаяся тем, что доля присадки в топливе составляет не менее 3 мас. %.



 

Похожие патенты:

Изобретение описывает способ получения нефти с пониженной эффективной вязкостью и температурой застывания путем введения в высоковязкую нефть депрессорной присадки на основе полимера в растворителе, при этом в качестве полимера используют каучук бутадиеновый СКДН, в качестве растворителя каучука используют дизельное топливо или фракцию альфа-олефинов С20-С26 при следующем соотношении компонентов, мас.
Изобретение относится к способам получения антитурбулентных присадок на основе (со)полимеров высших альфа-олефинов и может быть использовано в топливных магистралях жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Изобретение относится к производству противотурбулентных присадок, снижающих гидродинамическое сопротивление в трубопроводах для транспортировки нефти и нефтепродуктов.

Изобретение раскрывает многофункциональную добавку к авиационным бензинам, которая включает тетраэтилсвинец, 1,2-дибромэтан и 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, добавка имеет температуру начала кристаллизации не выше минус 40°C и содержит углеводородную фракцию, имеющую температуру конца кипения не выше 201°C, давление насыщенных паров при 38,7°C не более 51 кПа, содержащую не менее 10% масс.

Изобретение описывает депрессорную присадку к дизельным топливам, которая содержит сополимер низкомолекулярного полиэтилена и стирола, при этом в качестве растворителя она включает органический растворитель и фракцию дизельного топлива с диапазоном температур кипения 200-360ºС, мас.%: сополимер - 10-30 мас.%; органический растворитель - 70-90 мас.%; соотношение раствор сополимера:дизельное топливо - 1:3 или 1:5.

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. Описан способ получения реагента для снижения гидродинамического сопротивления потока жидких углеводородов в трубопроводах полимеризацией альфа-олефинов C6-C14 в присутствии катализатора и активатора катализатора.

Изобретение описывает многофункциональную эфирную присадку к углеводородсодержащему топливу, которая включает смесь высокооктановых N-замещенных эфиров анилина - N-метил-пара-анизидина и/или N-метил-пара-фенетидина и высокооктановых эфиров анилина - пара-фенетидина и/или пара-анизидина.

Изобретение раскрывает антидетонационную добавку к топливу для двигателей внутреннего сгорания на основе бензина, которая содержит следующие компоненты: (I) 2,4-ксилидин, 2,5-ксилидин, 2,6-ксилидин или их смесь; (II) пара-анизидин или N-метил-пара-анизидин; (III) анилин, (IV) агидол-1 или агидол-12, при следующем содержании компонентов (масс.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, к способам получения дизельных топлив из продуктов прямой перегонки нефти. Способ получения арктического дизельного топлива включает первичную перегонку нефти с выделением керосиновой фракции и легкого атмосферного газойля с их последующим компаундированием и введением депрессорной присадки, способ отличается тем, что в качестве керосиновой фракции выделяют керосиновый дистиллят - фракцию 180-220°С, 96% которой перегоняется от 180°С, в качестве легкого атмосферного газойля выделяют фракцию, 96% которой перегоняется до 280°С, полученную керосиновую фракцию компаундируют с легким атмосферным газойлем в соотношении 2:3 и вводят депрессорную присадку Difron 315 в концентрации 0,55 г в органическом растворителе.

Изобретение описывает охлаждающую среду, которая в основном состоит из синтетического дизельного топлива, включающего нециклические алканы в количестве, по меньшей мере, 50%, возможно, алкилированные моноциклические алканы в количестве до 50%, не более 1% ароматических углеводородов и не более 1% ди-полициклических алканов.

Изобретение относится к топливной композиции для дизелей на основе дизельного топлива с добавлением спирта, эмульгатора, воды, смеси мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты, при этом топливная композиция дополнительно содержит присадку ЦД-7К при следующих соотношениях компонентов, мас.%: этанол 5,0-50,0; вода 0,5-7,0; смазывающая присадка ЦД-7К 2,0; смесь мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты 0,2; алкенилсукцинимид 0,25-1,0; дизельное топливо - до 100.

Изобретение раскрывает способ получения антидетонационной добавки к автомобильным бензинам на основе алкил-трет-алкиловых эфиров, осуществляемый путем взаимодействия спирта с изоалкиленсодержащей фракцией, характеризующийся тем, что в качестве спирта используют метанол, в качестве изоалкиленсодержащей фракции - изобутиленсодержащую или изоамиленсодержащую фракцию, выделенный из реакционной массы метил-трет-бутиловый или метил-трет-амиловый эфир смешивают с непрореагировавшим и отделенным от воды метанолом в следующем соотношении, мас.%: Метанол 4-30 Метил-трет-бутиловый или метил-трет-амиловый эфир до 100 Также заявлена топливная композиция автомобильного бензина из углеводородных фракций, содержащая антидетонационную добавку, полученную разработанным способом, в концентрации 3,0-22,0 мас.%.

Изобретение относится к многофункциональной присадке к бензину, содержащей добавку к бензину с моющим действием, которая является производным ангидрида полиизобутенилянтарной кислоты, получаемого путем взаимодействия полиизобутенов или полиизобутенов с мол.

Изобретение относится к способу получения низкосернистого низкозастывающего дизельного топлива. Гидроочищенную дизельную фракцию, содержащую 0,001 мас.% и менее серы, смешивают с водородом и направляют в реактор, в котором верхним слоем загружен катализатор изодепарафинизации на основе цеолита, а нижним слоем - катализатор гидрофинишинга.

Изобретение описывает способ получения нефти с пониженной эффективной вязкостью и температурой застывания путем введения в высоковязкую нефть депрессорной присадки на основе полимера в растворителе, при этом в качестве полимера используют каучук бутадиеновый СКДН, в качестве растворителя каучука используют дизельное топливо или фракцию альфа-олефинов С20-С26 при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение описывает многофункциональную экологическую присадку к топливам на основе ацетилацетонатов металлов и эфира ортокремневой кислот, при этом присадка дополнительно содержит оксигенаты, амины, нитрилы и ароматические углеводороды при следующем соотношении компонентов (% вес): эфир ортокремневой кислоты 0,1-70, ацетилацетонат металла 0,001-5,0, растворимое в топливе соединение металла 0-5,0, оксигенаты 0-30, нитрилы 0-10, амины 0-45, ароматический углеводород 0-20, топливо до 100.

Изобретение раскрывает многофункциональную добавку к авиационным бензинам, которая включает тетраэтилсвинец, 1,2-дибромэтан и 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, добавка имеет температуру начала кристаллизации не выше минус 40°C и содержит углеводородную фракцию, имеющую температуру конца кипения не выше 201°C, давление насыщенных паров при 38,7°C не более 51 кПа, содержащую не менее 10% масс.
Изобретение описывает топливную композицию для дизельных двигателей, характеризующуюся тем, что в качестве присадки к топливу используется смесь 10-25 мас.% смеси алкилнитратов спиртов С6-С9, 10-25 мас.% смеси простых диалкиловых эфиров на основе спиртов С6-С9 и до 100 мас.% дизельного топлива или любого углеводородного растворителя, причем в качестве исходных спиртов С6-С9 для получения смеси алкилнитратов и смеси простых диалкиловых эфиров используют фракцию спиртов C6-C9, полученных методом жидкофазного окисления фракции н-алканов C6-C9 водным раствором пероксида водорода в среде метанола на гетерогенном катализаторе ДП-2, и последующего гидрирования реакционной массы на жестком ячеистом катализаторе Pd/Al2O3.

Изобретение раскрывает октаноповышающую добавку к автомобильным бензинам на основе изобутанола, которая дополнительно содержит побочные продукты производства бутиловых спиртов или их смесь с отходами получения 2-этилгексанола, при следующем соотношении компонентов, % масс: побочные продукты производства бутиловых спиртов или их смесь с отходами получения 2-этилгексанола 5-30; изобутанол до 100.

Изобретение раскрывает применение светильной масляной добавки с плотностью 950÷1400 кг/м3 и кинематической вязкостью при 100°С (2,5÷100000)*10-6 м2/с, полученной путем термической деструкции нефтяных остатков, для увеличения излучательной способности пламени печных аппаратов.

Изобретение раскрывает композиция газойля, в которой содержание серы составляет 1 м.д. по массе или менее, содержание ароматических соединений составляет 1% по массе или менее, содержание С5-С15 парафинов составляет от 40% до 70% по массе, содержание С20-С27 парафинов составляет от 7% до 16% по массе и содержание изопарафинов составляет от 50% до 75% по массе, характеризующаяся тем, что имеет в своем составе добавку, улучшающую холодную текучесть, в количестве от 150 м.д. до 1000 м.д. по массе. Технический результат заключается в создании композиции газойля, имеющей хорошую текучесть в условиях низких температур без уменьшения кинематической вязкости. 2 з.п. ф-лы, 6 пр., 1 табл.
Наверх