Унитарное топливо

Авторы патента:

C10L8/00 - Виды топлива, не отнесенные к другим подклассам (топливо для генерирования сжатого газа, например для ракет C06D 5/00; свечи C11C; ядерное топливо G21C 3/00); природный газ; синтетический природный газ, полученный способами, не отнесенными к подклассам C10G, C10K; сжиженный нефтяной газ; добавки к топливам или в топки для уменьшения дыма или нежелательных осадков или для облегчения удаления сажи; растопки

C10L1/00 - Жидкое углеродсодержащее топливо

Владельцы патента RU 2533832:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) (RU)

Изобретение описывает унитарное топливо, состоящее из жидкого окислителя и горючих веществ, заключенных в гранулы с оболочкой из твердого полимерного материала. Гранулы горючего содержат полимерные материалы в смеси с гидридами металлов или углеродом в различных модификациях. Технический результат заключается в повышении безопасности при использовании, увеличении плотности и энергетических характеристик топлива, а также в повышении технологичности получения топлива. Унитарное топливо предназначено для ракетных двигателей и может также использоваться для горелок, применяемых в различных технологических процессах, связанных с добычей вязких и загрязненной песком нефти, с проходкой скальных пород, с образованием в них отверстий, шурфов и т.д. 1 табл., 3 пр.

Настоящее изобретение относится к унитарному высокоэнергетическому топливу, предназначенному для ракетных двигателей, а также может использоваться для горелок, применяемых в различных технологических процессах, связанных с добычей вязких и загрязненной песком нефти, с проходкой скальных пород, с образованием в них отверстий, шурфов и т.д.

Известно унитарное топливо (патент США №3523839 от 1970 г.), состоящее из твердого окислителя, заключенного в капсулы из легкого металла, с атомным весом не выше 27 и плотного, устойчивого к растворителям полимера. Капсулы служат горючим в этом топливе и одновременно предотвращают взаимодействие топлива с окислителем. В качестве твердого окислителя предполагается перхлорат аммония, перхлорат лития или перхлорат нитрония. Рассмотренный прототип унитарного топлива предназначен для использования в твердотопливных двигателях и требует повышенных мер предосторожности при хранении. Недостатками данного унитарного топлива являются невысокая скорость истечения струи, сложности с его хранением и необходимость термостатирования перед использованием.

Наиболее близким к заявленному унитарному топливу является топливо (патент RU 2128684, C10L 1/00, C10L 3/00, C10L 7/00, опубл. 15.10.1996 г.), состоящее из жидкого кислорода с газообразным, жидким или гелеобразным горючим, заключенным в капсулы из твердого полимерного материала. В топливе, рассмотренном в качестве аналога, жидкий окислитель и капсулы с горючим хранятся отдельно и соединяются вместе в баковой системе перед его применением. Это упрощает хранение топлива и делает его безопасным при хранении. Использование жидких окислителей в унитарном топливе позволяет применить его в горелках и в двигателях, существенно поднять скорость истечения струи. Недостатками данного унитарного топлива является использование в капсулах горючего химических элементов (водорода и др.) в газообразном состоянии при высоких давлениях, а также в жидком и гелеобразном виде. Упомянутое унитарное топливо из-за повышенной опасности при его применении препятствует получению заявленного результата.

Технический результат заключается в повышении безопасности при использовании, увеличении плотности и энергетических характеристик топлива, а также повышении технологичности получения топлива.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в унитарном топливе, состоящем из жидкого окислителя и горючих веществ, заключенных в гранулы с оболочкой из твердого полимерного материала, согласно изобретению гранулы горючего содержат полимерные материалы в смеси с гидридами металлов или углеродом в различных модификациях.

Использование твердых гранул горючего повышает безопасность при работе, кроме того, отсутствие жидкой или газообразной фазы в грануле повышает технологичность получения топлива. Применение энергоемких составляющих в гранулах горючего, таких как гидрид алюминия, снижает объем емкости хранения топлива (и соответственно массы на 20÷25%) за счет увеличения плотности унитарного топлива и увеличивает энергетические характеристики.

Примеры реализации изобретения

1. Унитарное топливо, состоящее из водного раствора аммиачной селитры (окислитель) с гранулами из смеси полиэтилена или полипропилена с графитом в качестве горючего, предназначено для использования в горелках для разогрева высоковязкой нефти и битумных песков. Горелки, размещенные в скважинах месторождений высоковязкой нефти и природных битумов, разогревают нефть до состояния текучести и позволяют осуществлять ее добычу. Данное унитарное топливо существенно повышает безопасность и эффективность парогазового способа добычи высоковязкой нефти.

2. Унитарное топливо, состоящее из водного раствора аммиачной селитры и гранул из полиэтилена с гидридом алюминия. Обладая высокой энергией и скоростью истечения продуктов сгорания с частицами окиси алюминия, это топливо может использоваться в высокотемпературных горелках для обработки металлов, бетонов и скальных пород.

3. Унитарное топливо находится в одном баке и состоит из жидкого кислорода (Т=55…91 K) и размещенных в нем равномерно по всему объему гранул из смеси полиэтилена и гидрида алюминия. Плотность жидкого кислорода 1140 кг/м³. Диаметр гранул от 10 до 500 микрон. Весовая доля гидрида алюминия в грануле, состоящей из гидрида алюминия и полиэтилена, составляет порядка 30%. Плотность гранул равна плотности жидкого кислорода 1,14 т/м³. В унитарном топливе гранулы находятся во взвешенном состоянии. Массовое отношение кислорода к горючему в данном унитарном топливе доходит до 0,8. Использование этого унитарного топлива позволяет получать скорость истечения в пустоту до 4570 м/с. Многопараметрические массовые термодинамические расчеты эффективности унитарного топлива производились с использованием известного программного обеспечения «Astra», разработанного в МГТУ им. Н.Э.Баумана. Результаты, приведены в следующей таблице :

Результаты термодинамических расчетов
Массовый состав	Массовое отношение окислителя O₂ к горючему
0,795	0,818	1,000	1,222	1,5
O₂	0,443	0,45	0,5	0,55	0,6
AlH₃	0,428	0,423	0,385	0,346	0,308
(CH₂)_n	0,129	0,127	0,115	0,104	0,092
Параметры, по которым происходит сравнение
Скорость истечения, м/с	4427	4570	4252	4201	4043
Температура горения T, K	3875	3935	4252	4447	4547

Из таблицы видно, что в зависимости от соотношения компонентов в грануле и соотношения между кислородом и горючим (гранулами) возможно получить скорость истечения продуктов сгорания 4570 м/с. Применение в гранулах гидрида алюминия позволяет получить скорость истечения на уровне топлива кислород-водород, но при плотности не 360 кг/м³, а 1140 кг/м³, что дает возможность более чем в три раза уменьшить объем топливных баков.

Использование предлагаемого унитарного топлива с более высокой плотностью позволяет существенно сократить объемы емкостей для хранения и транспортировки топлива, а также перейти к однобаковой системе хранения топлива.

Важно, что топлива с гидридом алюминия, струи которого обладают высокой температурой, скоростью и сильным абразивным действием, могут найти применение во многих технологических процессах, связанных с проходкой скальных пород, с образованием в них отверстий, шурфов и т.д.

Унитарное топливо, состоящее из жидкого окислителя и горючих веществ, заключенных в гранулы с оболочкой из твердого полимерного материала, отличающееся тем, что гранулы горючего содержат полимерные материалы в смеси с гидридами металлов или углеродом в различных модификациях.

Изобретение относится к области ракетной техники. .

Металлотермическое топливо // 2416627

Изобретение относится к нетрадиционным источникам энергии, используемым с целью получения тепловой энергии для бытовых и промышленных нужд. .

Устройство для производства пеллет и гранул // 2351636

Способ полукоксования твердого топлива // 77108

Способ получения цетаноповышающих присадок к дизельному топливу // 2532663

Изобретение относится к способу получения цетаноповышающих присадок к дизельному топливу, включающему нитрование вторичных спиртов, где в качестве спиртов используют фракцию вторичных 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 последующему гидрированию реакционной массы на жестком ячеистом катализаторе P1/A2O3, нитрование проводят 5-10- кратным мольным избытком азотной кислоты концентрации 50-80% в присутствии 1-5% масс.

Топливная композиция // 2531146

Изобретение относится к топливной композиции, которая содержит углеводородное топливо, компоненты, возникающие при высоковольтном электрическом разряде, дополнительные углеродсодержащие присадки и дисперсную фазу, при этом качестве углеродсодержащих присадок композиция включает наночастицы в виде углеродных нанотрубок, полученных каталитическим пиролизом ацетилена на нанокластерах железа или кобальта в матрице из оксида алюминия и имеющих структуру переплетенных клубков диаметром более 2 мкм со средним внешним диаметром ~20-30 нм, или наночастицы в виде графена, имеющего слоистую структуру с размером зерен ~400 нм и полученного химическим способом, заключающимся в окислении слоев графита с последующим восстановлением и получением нанометровых слоев углеродного продукта.

Способ термической переработки органосодержащего сырья и устройство для его осуществления // 2530057

Изобретения могут быть использованы в сельском хозяйстве и в деревообрабатывающей промышленности. Способ термической переработки органосодержащего сырья включает загрузку сырья и его горизонтальное перемещение поршнем (2) по длине трубы через камеры конвективной сушки (3), пиролиза (4), конденсации (5).

Противоизносная присадка для малосернистого дизельного топлива // 2529678

Изобретение относится к противоизносной присадке для малосернистого дизельного топлива на основе карбоновых кислот, при этом она дополнительно содержит полиэтиленполиамин, а в качестве карбоновых кислот используются технические алкил(С16-С18)салициловые кислоты при массовом соотношении полиэтиленполиамин: технические алкил(С16-С18)салициловые кислоты, равном 0,007-0,035:1,0.

Усовершенствование, относящееся к топливу // 2529426

Изобретение относится к применению продукта реакции (i) соединения, содержащего фрагмент -NR1R2, где R1 представляет собой группу, содержащую от 4 до 44 атомов углерода, а R2 представляет собой атом водорода или группу R1 , и (ii) карбоновой кислоты, содержащей от 1 до 4 карбоксильных групп, или ангидрида такой кислоты, или хлорида такой кислоты в качестве добавки для улучшения фильтруемости Вх топлива при температурах выше температуры помутнения Вх топлива.

Композиция жидкого топлива // 2526620

Изобретение относится к композиции жидкого топлива, включающее жидкое топливо и присадку в количестве 0,005-0,03 мас.%, при этом присадка к жидкому топливу содержит соль металла органической кислоты с числом углеродных атомов C15-C18 в количестве 10-90 мас.%, в которой металл является металлом, расположенным в электрохимическом ряду активности правее водорода, ароматический амин 1-5 мас.%, полимер сукцинимида 3-10 мас.% и глицерин 1-75 мас.%.

Способы получения и применения топливных композиций // 2525239

Изобретение относится к способу удаления отложений из дизельного двигателя, включающий сжигание в двигателе топливной композиции, содержащей добавку для очистки двигателя и добавку, представляющую собой четвертичную соль аммония, где добавка для очистки двигателя явялется продуктом реакции Манниха, протекающей между: (а) альдегидом; (b) аммиаком, гидразином или амином; и (с) фенолом, который может быть замещенным; и при этом средняя молекулярная масса единственного или каждого заместителя фенольного компонента (с) составляет менее 400, и где добавка, представляющая собой четвертичную соль аммония получена по реакции азотсодержащего вещества, включающего по меньшей мере одну третичную аминогруппу, и кватернизующего агента.

Многофункциональная добавка к углеводородсодержащему топливу и топливная композиция, ее содержащая // 2524955

Изобретение относится к многофункциональной добавке к углеводородсодержащему топливу, включающей смесь из одного или нескольких простых смешанных эфиров с одним или несколькими оксигенатами, при этом в качестве простых смешанных эфиров используют N-метил-пара-анизидин и/или N-метил-пара-фенетидин, в качестве оксигенатов используют диметилкарбонат и/или диэтилкарбонат, и/или метилацетат, и/или этилацетат, и/или метилаль.

Ракетное горючее // 2523367

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

Способ получения оксигенатов, повышающих эксплуатационные свойства топлив для двигателей внутреннего сгорания (варианты) // 2522764

Изобретение относится к способу получения оксигенатов, повышающих эксплуатационные свойства топлив для двигателей внутреннего сгорания, в котором взаимодействие глицерина с ацетоном происходит на кислотном катализаторе, причем процесс происходит на гетерогенном катализаторе в одну стадию в проточном реакторе при регулировке подачи реагентов в соотношении глицерин: ацетон (1):(5-20) и поддержании в реакторе температуры от 35°С до 55°С, объемной скорости 0.5-1.5 ч-1 и атмосферного давления с получением золькеталя как основного продукта, и возвращении непрореагировавшего ацетона в реактор.

Топливная композиция и ее применение // 2537347

Изобретение относится к бессвинцовой топливной композиции, которая содержит: (а) в качестве основной своей части смесь углеводородов в пределах кипения бензина и (b) небольшое количество смеси добавок, содержащей (i) одно или более соединений п-алкокси-N-алкилароматического амина, имеющего формулу I, в которой, R13 обозначает водород, и R12 обозначает метильную, этильную, пропильную или бутильную группу, и (ii)один или более дициклопентадиенов; при этом компоненты (b)(i) и (b)(ii) присутствуют в смеси добавок в соотношениях в пределах от примерно 1:19 до примерно 4:3. Также предложен способ повышения октанового числа бензина, который включает в себя добавление к основной части бензиновой смеси небольших количеств раскрытой выше смеси добавок. Описывается способ уменьшения отложений во впускном клапане двигателя внутреннего сгорания, который включает в себя сжигание в указанном двигателе раскрытой выше топливной композиции. Применение указанной смеси добавок в бессвинцовой топливной композиции позволяет повысить моторное октановое число топлива, а также сократить отложения во впускном клапане в двигателе внутреннего сгорания путем сжигания заявленной бессвинцовой топливной композиции. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл, 5 пр. Формула I

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%. Техническим результатом является снижение вязкости тяжелых фракций нефти - гудронов при добавлении к ним карбоксилата натрия и повышение стабильности получаемой смеси. 3 табл., 10 пр.

Синтетическое топливо и способ его получения // 2537916

Изобретение относится к способу получения синтетического топлива, который заключается в том, что в теплоизолированный топливный бак загружают брикеты твердого полиэтилена, нагревают их в баке до температуры более 85°С и подают в бак углеводородное топливо (церезин, керосин, дизтопливо), чем обеспечивают интенсивное растворение полиэтилена до жидкой фазы, после чего прогревают раствор до температуры 110-130°С и в виде жидкого топлива подают в горелки котельной, поршневой или турбинной энергетической установки внутреннего сгорания. Техническим результатом заявленного изобретения является возможность применения отходов полиэтилена в качестве топлива и упрощение технологического процесса его получения.

Моторное топливо и способ его применения // 2538589

Изобретение относится к способу применения моторного топлива, полностью состоящего из твердых парафинов и нефтешламов, в котором твердое или вязкое топливо загружают в термоизолированный топливный бак, нагревают до температуры 70-85°С и через фильтр топливным насосом низкого давления подают к насосу высокого давления, а затем на топливные форсунки цилиндров или турбину мотора, причем фильтр, топливные насосы и трубопроводы топливной системы мотора выполнены теплоизолированными, что позволяет сохранять в них температуру топлива не ниже 70ºС. Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение возможности применения парафина и нефтешламов в качестве моторного топлива и снижение технологической сложности его получения.

Способ приготовления многокомпонентных ультрадисперсных суспензионных и эмульсионных биотоплив и установка для его осуществления // 2539978

Изобретение относится к технологиям приготовления эмульсий и суспензий на основе многокомпонентных смесей разнородных по своей природе веществ, в частности минерального и растительного происхождения, для использования в качестве топлив смесевого типа, а также в других областях, где требуются гомогенные композиции различных материалов текучей консистенции. Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе обработку производят в циркулирующем потоке путем гидродинамического и ультразвукового кавитационного воздействия в циклически повторяющейся последовательности, состоящей из двух фаз, при этом в фазе гидродинамического воздействия производят механическую деструкцию жидких и(или) твердых частиц компонентов до размеров, не превышающих величину прядка 1 мм, а в фазе ультразвукового воздействия осуществляют ультрадисперсную деструкцию жидких и(или) твердых частиц компонентов, произведенных в ходе первой фазы деструкции, при этом частоту акустического ультразвукового поля fT изменяют в зависимости от температуры обрабатываемой многокомпонентной среды в соответствии с выражением: fT=fN/(1+αΔT), где fN - резонансная частота ультразвукового излучателя при нормальной температуре TN=25°C, ΔT - разность между фактическими значениями температуры и TN, α - коэффициент теплового расширения материала, из которого изготовлен ультразвуковой излучатель, а циклическую двухфазную последовательность обработки многокомпонентной среды продолжают до тех пор, пока в ней остается более 5% взвешенных твердых или/и жидких частиц размером более 25 мкм. В изобретении описывается также установка для осуществления указанного способа. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

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. Низкотемпературная добавка содержит следующие компоненты: (А) от 0,1 до 50 мас.%, по меньшей мере, одного сложного полиэфира формулы (А1), в которой один из радикалов R1-R4 представляет собой линейный С16-С40-алкильный или -алкенильный радикал, а остальные радикалы R1-R4 независимо друг от друга представляют собой водород или алкильный радикал, содержащий от 1 до 3 атомов С, R5 представляет собой С-С связь или алкиленовый радикал, содержащий от 1 до 6 атомов С, R16 представляет собой гидрокарбильную группу, содержащую от 2 до 10 атомов углерода, n представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 100, m представляет собой целое число в диапазоне от 3 до 250, р составляет 0 или 1, и q составляет 0 или 1, В) от 1,5 до 73,5 мас.%, по меньшей мере, одного сополимера этилена и, по меньшей мере, одного этилен-ненасыщенного сложного эфира, при этом упомянутый сополимер характеризуется вязкостью расплава согласно измерению при 140°С, не большей чем 5000 мПа·сек, и С) по меньшей мере, один органический растворитель. Способ улучшения характеристик низкотемпературной текучести жидких топлив заключается в том, что вышеуказанную добавку добавляют к среднему дистилляту. Жидкое топливо содержит средний дистиллят и, по меньшей мере, одну низкотемпературную добавку. Изобретение позволяет получить высокоактивную добавку с низкой температурой потери текучести, которая повышает характеристики низкотемпературной текучести средних дистиллятов при минимальных концентрациях. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 табл., 26 пр.

Композиция для улучшения свойств холодной текучести топливных масел // 2543047

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. Заявлено также применение композиции в топливных композициях. Технический результат - композиция характеризуется очень низкой температурой блокады холодного фильтра. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 табл., 13 пр.