Добавка к бензину и топливная композиция

 

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно к составу добавки и топливной композиции, содержащей эту добавку, предназначенной для использования в двигателях внутреннего сгорания. Описывается добавка к бензину, включающая, мас. %: диэтилбициклопентадиенилжелезо 0,0005-1,0, бициклопентадиенилжелезо 0,0005-1,0, простые эфиры алифатических спиртов С₁-С₅ или их смесь со спиртами С₁-С₅ до 100. Добавка может также содержать в своем составе ароматический амин или углеводородную фракцию, выкипающую в пределах 80-360°С, а также дополнительно моющую присадку. Предлагается также топливная композиция, содержащая бензин и добавку вышеуказанного состава в количестве 0,5-15 мас.%. Использование изобретения позволит расширить ассортимент топлив для двигателей с искровым зажиганием, а также улучшить их экологические показатели. 2 табл., 2 с. и 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно к составу добавки и топливной композиции, содержащей эту добавку, предназначенной для использования в двигателях с искровым зажиганием.

Известна добавка к топливу, содержащая в своем составе метил-трет-бутиловый эфир, N-метиланилин, смесь спиртов C₃-C₈, метиловый спирт и металлорганическое соединение, такое, как нафтенат железа, нафтенат марганца, ферроцен (бициклопентадиенилжелезо) или их смесь.

Топливная композиция, содержащая эту добавку, используется в двигателях с искровым зажиганием.

(Патент ПНР N 108252, C 10 L 1/30, 1981 г.).

Однако эта добавка недостаточно эффективна и требуется ее повышенный расход.

Известна добавка к топливу для карбюраторных двигателей, содержащая маслорастворимое производное железа, например, диалкил производное бициклопентадиенилжелеза, карбоновую кислоту ≥ C₂ или ее сложные эфиры и нелетучее полярное соединение, способное растворять углеродистые отложения в двигателе. Там же описана топливная композиция, содержащая эту добавку. (Патент США N 4525174, C 10 L 1/18, 1985 г.).

Однако эта добавка обладает недостаточно высокими антидетонационными и моющими свойствами.

Наиболее близкой к заявляемой является добавка к бензину, включающая диэтилбициклопентадиенилжелезо и 1,0 - 99,5% мас. бициклопентадиенилжелеза.

Добавка может содержать в своем составе моющую присадку, а также ароматический амин или углеводородную фракцию, выкипающую в интервале 100 - 360^oC.

Там же описана топливная композиция на основе бензина, содержащая вышеуказанную добавку в количестве 0,005 - 0,06% мас. (Патент РФ N 2099395, C 10 L 1/18, 1997 г.).

Недостатком топливной композиции, содержащей описанную добавку, является невысокая эффективность при низких концентрациях присадки. Увеличение концентрации присадки в топливной композиции приводит к повышенному содержанию в ней железа. Высокое содержание железа в топливе может вызвать повышенный износ топливной аппаратуры.

Задачей изобретения является разработка добавки к бензину, обладающей повышенными антидетонационными и моющими свойствами, и эффективной топливной композиции с низким содержанием железа.

Для решения поставленной задачи предлагается добавка к бензину, включающая, мас.%: диэтилбициклопентадиенилжелезо - 0,0005 - 1,0 бициклопентадиенилжелезо - 0,0005 - 1,0 простые эфиры алифатических спиртов C₁-C₅ или их смесь со спиртами C₁-C₅ - до 100 Добавка может содержать в своем составе ароматический амин, выбранный из группы N-метиланилин, ксилидин, смесь изомерных ксилидинов с триэтаноламином в массовом соотношении 1:1 или углеводородную фракцию, выкипающую в интервале 80 - 360^oC.

Добавка может также содержать моющую присадку, представляющую собой смесь полибутенаминов мол.м. 500 - 5000 или продукта конденсации полиэтиленполиамина с карбоновыми кислотами C₅-C₂₅ и полиэфиров полиэтиленгликолей мол.м. 500 - 5000, взятых в массовом соотношении 1:1.

Предлагается также топливная композиция на основе бензина, содержащая 0,5 - 15% мас. добавки, включающей 0,0005 - 1,0% мас. диэтилбициклопентадиенилжелеза, 0,0005 - 1,0% мас. бициклопентадиенилжелеза и до 100% мас. простых эфиров алифатических спиртов C₁-C₅ или их смесь со спиртами C₁-C₅ в расчете на добавку.

Топливная композиция может также содержать 0,1 - 2,0% мас. ароматического амина, выбранного из группы N-метиланилин, ксилидин, смесь изомерных ксилидинов с триэтаноламином в массовом соотношении 1:1, а также 0,005 - 0,5% мас. моющей присадки вышеописанного состава.

Новизной заявляемого технического решения является включение в состав добавки простых эфиров алифатических спиртов C₁-C₅ или их смеси со спиртами C₁-C₅ в заявленном количестве.

Совместное содержание в составе добавки указанных выше компонентов позволяет получить добавку к бензину с высокой антидетонационной эффективностью за счет синергетического эффекта, а также топливные композиции с низким содержанием железа.

Дополнительное содержание в составе добавки ароматического амина приводит к усилению антидетонационных свойств добавки. Кроме того, ароматический амин может выполнять функции растворителя, что так же, как и использование углеводородной фракции, выкипающей в пределах 80 - 360^oC, позволяет выпускать добавку в виде товарного продукта.

Добавление моющей присадки позволяет обеспечить высокие моющие свойства добавки и повысить ее стабильность при хранении.

Использование предлагаемой добавки в топливных композициях позволяет расширить ассортимент выпускаемых товарных бензинов при одновременном улучшении их антидетонационных и моющих свойств.

Предлагаемую добавку готовят путем смешения компонентов при интенсивном перемешивании при температуре 10 - 40^oC. Приготовленную добавку вводят в бензин при перемешивании без дополнительного нагревания.

Указанным способом было приготовлено пять образцов предлагаемой добавки.

Для ее приготовления использовали компоненты со следующими характеристиками: Бициклопентадиенилжелезо - кристаллический порошок оранжевого цвета с температурой плавления 174^oC (ТУ 6-02-964-78).

Диэтилбициклопентадиенилжелезо - жидкость красно-бурого цвета, показатель преломления при 20^oC - 1,5785 (ТУ 6-02-593-86).

В качестве простых эфиров алифатических спиртов использовали метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) по ТУ 38.103704-90 с содержанием МТБЭ - 96,5%, но можно также использовать диизопропиловый эфир, метил-втор-пентиловый эфир, а в качестве смеси эфиров со спиртами C₁-C₅ фэтерол, представляющий собой смесь 50 - 85% МТБЭ и 15 - 50% трет-бутилового спирта (ТУ 38.103704-90).

N-метиланилин - маслянистая жидкость светло-коричневого цвета, плотность 982 кг/м³ (ТУ 6-14-5071-90).

В качестве ароматического амина также могут быть использованы ксилидин - с (ТУ 6-04-5807974-90), горючее ТГ-02 (ГОСТ 17147-80), представляющее собой смесь изомерных ксилидинов с триэтаноламином в массовом соотношении 1:1. При введении в состав добавки они дают эффект, аналогичный N-метиланилину.

В качестве углеводородной фракции в примерах использован толуольный концентрат, для этих целей может быть также использовано дизельное топливо (ГОСТ 305-82), авиакеросин (ГОСТ 10227-86), ароматические фракции.

Моющая присадка представляет собой смесь полярных азот- и кислородсодержащих продуктов, представлена в составе добавки присадкой Керопур 3222; однако могут быть использованы другие присадки.

Состав образцов предлагаемой добавки приведен в таблице 1.

Приготовленные образцы были испытаны в составах топливных композиций. В качестве основы топливных композиций использовали бензины: А-76, АИ-91 и АИ-95 (ГОСТ 2084-77), бензин А-92 (ТУ 38.001165-97), прямогонную фракцию газового конденсата 35 - 180^oC, но могут быть использованы и другие бензины.

Испытания приготовленных топливных композиций проводили в объеме действующей нормативно-технической документации, ГОСТ 2084-77, ТУ 3.401-58-144-98, ТУ 38.401-58-127-95.

Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Из данных, приведенных в таблице 2, видно, что введение предлагаемой добавки позволяет значительно расширить ассортимент топлив для двигателей с искровым зажиганием, получая на базе прямогонной фракции товарный бензин А-76, а на основе низкооктановых бензинов А-76, АИ-91, АИ-92 - высокооктановые марки бензинов АИ-92, АИ-95, АИ-98. Введение предлагаемой добавки в состав бензинов позволяет также значительно улучшить их экологические показатели, обеспечивая низкое содержание бензола, при этом содержание железа в топливных композициях не превышает установленную норму 0,040 г/дм³ бензина. Использование предлагаемой добавки в составе бензинов позволяет также снизить токсичность отработавших газов, повысить экономичность и надежность работы двигателя.

Формула изобретения

1. Добавка к бензину, включающая диэтилбициклопентадиенилжелезо и бициклопентадиенилжелезо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит простые эфиры алифатических спиртов С₁-С₅ или их смесь со спиртами С₁-С₅ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Диэтилбициклопентадиенилжелезо - 0,0005-1,0 Бициклопентадиенилжелезо - 0,0005-1,0 Простые эфиры алифатических спиртов С₁-С₅ или их смесь со спиртами С₁-С₅ - До 100
2. Добавка по п.1, отличающаяся тем, что содержит ароматический амин, выбранный из группы N-метиланилин, ксилидин, смесь изомерных ксилидинов с триэтаноламином в массовом соотношении 1:1.

3. Добавка по п.1, отличающаяся тем, что содержит углеводородную фракцию, выкипающую в интервале 80-360^oC.

4. Добавка по пп.1-3, отличающаяся тем, что содержит моющую присадку, представляющую собой смесь полибутенаминов мол. м. 500-5000 или продукта конденсации полиэтиленполиамина с карбоновыми кислотами С₅-С₂₅ и полиэфиров полиэтиленгликолей мол.м. 500-5000, взятых в массовом соотношении 1:1.

5. Топливная композиция на основе бензина, содержащая добавку, отличающаяся тем, что содержит добавку по п.1 в количестве 0,5-15 мас.%.

6. Топливная композиция по п.5, отличающаяся тем, что дополнительно содержит 0,1-2,0 мас. % ароматического амина, выбранного из группы N-метиланилин, ксилидин, смесь изомерных ксилидинов с триэтаноламином в массовом соотношении 1:1.

7. Топливная композиция по пп.5 и 6, отличающаяся тем, что дополнительно содержит 0,005-0,5 мас.% моющей присадки, представляющей собой смесь полибутенаминов мол.м. 500-5000 или продукта конденсации полиэтиленполиамина с карбоновыми кислотами С₅-С₂₅ и полиэфиров полиоксиалкиленгликолей мол.м. 500-5000, взятых в массовом соотношении 1:1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2