Имя изобретателя: Утробин А.Н.; Митин Н.А.; Емельянов В.Е.; Симоненко Л.С.; Скворцов В.Н.
Имя патентообладателя: Симоненко Людмила Сергеевна
Адрес для переписки: 115404, Москва, ул.Липецкая, д.6, корп.1, кв.32, Симоненко Л.С.
Дата начала действия патента: 1998.09.08

Описывается многофункциональная добавка для получения автомобильных бензинов на основе N-метиланилина, антиокислителя и ферроцена, отличающийся тем, что дополнительно содержит анилин, моющую присадку "Автомаг" и алифатические С₁ - С₅-спирты, нормальные или разветвленные или их смеси и/или простые эфиры формулы R - O - R¹, где R = C₁ - C₃ - алкил первичный или вторичный, R¹ = С₃ - С₅-алкил, нормальный или разветвленный или их смеси, имеющая следующий состав компонентов, мас.%: ферроцен - 0,05 - 3,0, антиокислитель - 0,1 - 0,2, анилин - 0,1 - 10,0, добавка "Автомаг" - не более 6,0, алифатические С₁ - С₅-спирты нормальные или разветвленные или их смеси, и/или простые эфиры этих спиртов, или их смеси - не более 95,0, N-метиланилин - 4,0 - 98,0. Добавка предназначена для использования в составе автомобильных бензинов в концентрации 0,2 - 20,0 мас.%. Технический результат - многофункциональная добавка для получения автомобильных бензинов, повышающая их эксплуатационные свойства, обладающая высокой детонационной эффективностью, снижающая содержание токсичных составляющих в отработавших газах.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к составу многофункциональной добавки для получения автомобильных бензинов, улучшающей их антидетонационные, эксплуатационные и экологические свойства.

Необходимость сокращения вредных выбросов в атмосферу с отработавшими газами автомобильного транспорта ведет к ужесточению экологических требований к моторным топливам. В первую очередь это касается ограничения использования свинецсодержащих присадок и замены их менее токсичными октанповышающими добавками.

Известна антидетонационная присадка [1] к жидким углеводородным топливам на основе 1,1-диэтилферроцена, антиокислителя (4-метил-2,6-дитрет-бутилфенола) и N-метиланилина. При добавлении в топливо концентрации компонентов составляют соответственно, мас. %: 0,005 - 0,05: 0,00001 - 0,00002 и 0,1 - 1,0. Недостатком этой присадки является использование значительно более дорогого, чем ферроцен, и менее эффективного алкилзамещенного ферроцена, разрушающегося под действием света. Последнее обстоятельство создает трудности при хранении и использовании содержащего ее бензина. Кроме того, эта присадка не содержит моющего компонента, повышающего эксплуатационные и экологические свойства бензина /РФ 2066341, 10.09.98/.

Более близкой по составу к предлагаемой добавке к бензину является многофункциональная присадка [2] на основе N-метиланилина, стабилизированного экранированным алкилфенолом, с добавлением оксипропилированного жирного спирта C₆-C₁₆ с молекулярной массой 300 - 2000 (5,0-15%), и ферроцена (5,0-15,0%) (прототип) /РФ 2057789, 10.04.96/.

Недостатком этой присадки является очень высокое содержание ферроцена, что может вызвать повышенный износ деталей цилиндропоршневой группы двигателя. В присутствии железа в концентрации 0,2 г/кг топлива износ примерно в 3 раза выше, чем в отсутствие железосодержащих присадок [3]. При низкой концентрации этой присадки (до 0,3% объемных в топливе), не вызывающей повышенного износа двигателя, не используется потенциал детонационных свойств N-метиланилина и детонационная стойкость не высока: прирост октанового числа составляет 3 единицы по моторному методу /"Химия и технология топлив и масел" 1993, N 6, с.3/.

Известны рекомендации по применению N-метиланилина в концентрации до 2% [4] . При использовании в такой концентрации N-метиланилин не вызывает повышения содержания токсичных оксидов азота в отработавших газах двигателя, но ведет к усилению образования отложений в системе подачи топлива. Использование моющих присадок в этих условиях будет предотвращать образование отложений в топливоподающей системе двигателя и тем самым способствовать повышению его эксплуатационных свойств. При этом возможно расширение концентрационных пределов использования N-метиланилина /М.О. Лернер "Химические регуляторы горения моторных топлив", М., "Химия", 1979, с. 158/.

Совершенствование конструкции двигателей и использование каталитических дожигателей отработавших газов также открывает возможность использовать N-метиланилин в более высоких концентрациях.

С целью создания многофункциональной добавки и компонента автомобильных бензинов, способных повышать их детонационную эффективность, эксплуатационные свойства и снижать содержание токсичных составляющих в отработавших газах, предлагается добавка для получения бензинов на основе N-метиланилина, антиокислителя и ферроцена с добавлением анилина, моющей присадки "Автомаг" и алифатических C₁-C₅-спиртов нормальных или разветвленных или их смеси, и/или простых эфиров формулы R-O-R¹ (формула 1), где R = C₁-C₃-алкил, первичный или вторичный, R¹ = C₃-C₅-алкил, нормальный или разветвленный, или их смеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ферроцен - 0,05 - 3,0
Антиокислитель - 0,1-0,2
Анилин - 0,1-10,0
Присадка "Автомаг" - Не более 6,0
Алифатические C₁-C₅-спирты нормальные или разветвленные или их смеси, и/или простые эфиры формулы 1 или их смеси - Не более 95,0
N-метиланилин - 4,0 - 98,0

Снижение содержания ферроцена в предлагаемом составе по сравнению с прототипом позволяет повысить его антидетонационную эффективность за счет более полного использования потенциала антидетонационных свойств N-метиланилина и введения дополнительно октанповышающего компонента: спиртов и/или эфиров указанного строения. При использовании концентрации, при которой содержание железа в топливе не вызывает повышенного износа цилиндропоршневой группы двигателя, предлагаемый состав обладает более высокой антидетонационной эффективностью по сравнению с прототипом.

Введение анилина в состав предлагаемой добавки способствует более равномерному выкипанию антидетонатора и тем самым повышает стабильность работы двигателя.

В качестве N-метиланилина в предлагаемом составе может быть использован, например, N-метиланилин по ТУ 6-14-375 или технический N-метиланилин по ТУ 6-02-571, содержащий в своем составе анилин до 7%.

В качестве антиокислителей в предлагаемом составе используются экранированные алкилфенолы, например 4-метил-2,6-дитрет-бутилфенол, выпускаемый под товарными названиями Агидол-1, ионол и Агидол 12 по ТУ 38.302-16-371, или феноламины, например пара-оксидифениламин, имеющий товарное название Антиокислитель ПОДФА.

Присадка "Автомаг" [5] представляет собой промышленно освоенный продукт, выпускаемый по ТУ 38.401-867. Она обладает высоким уровнем моющих, антикоррозионных, антиобледенительных свойств и снижает содержание токсичных компонентов в отработавших газах /РФ 2009174, 15.03.94/.

Предлагаемая многофункциональная добавка, в состав которой не входит компонент, содержащий указанные спирты, простые эфиры или их смеси, вводится в автомобильные бензины в концентрации 0,2 - 2,5% мас.

Для повышения моющих, антидетонационных и эксплуатационных свойств бензинов предлагаемый состав может содержать алифатические C₁-C₅-спирты нормальные или разветвленные или их смеси, или простые эфиры формулы 1, или их смеси, или смеси спиртов и эфиров. В качестве спиртов могут быть использованы, например, метиловый, этиловый, изопропиловый, вторичный амиловый, изо- и трет-бутиловые спирты.

В качестве простых эфиров предпочтительны: метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ), метил-трет-амиловый эфир ( МТАЭ), диизопропиловый эфир (ДИПЭ). В качестве смеси спиртов и эфиров может быть использована, например, смесь МТБЭ с трет-бутиловым спиртом, выпускаемая по ТУ 2421-009-04749189.

При использовании в предлагаемом составе указанных спиртов, эфиров и их смесей он вводится в бензины в концентрации 0,2 - 20% мас.

При использовании предлагаемого состава для получения высокооктановых автобензинов появляется возможность снизить содержание в них ароматических углеводородов и тем самым понизить содержание токсичных углеводородов (в том числе и самого токсичного бенз-a-пирена) в отработавших газах. Одновременно со снижением содержания ароматических углеводородов в составе бензина снижаются его моющие свойства. Использование моющих присадок в этих случаях становится очень актуальным.

Использование предлагаемого состава, не содержащего моющих компонентов (присадки "Автомаг", спиртов, эфиров), целесообразно в бензинах, содержащих компоненты, обладающие моющей способностью, или другие моющие присадки. Во всех остальных случаях введение компонентов, обладающих моющими свойствами, будет повышать эксплуатационные свойства бензинов и снижать концентрацию токсичных компонентов в отработавших газах.

Использование моющих присадок в составе антидетонационной смеси N-метиланилина и ферроцена не известно.

Введение в предлагаемый состав моющей присадки "Автомаг", указанных спиртов, эфиров и их смесей повышает его стабильность при низких температурах, предотвращает кристаллизацию компонентов, имеющих относительно высокую температуру кристаллизации, например анилина или попадающей в бензин воды.

Предлагаемый состав может быть приготовлен путем последовательного смешения составляющих его компонентов в смесителе при 10-35^oC.

В таблице 1 приведены примеры предлагаемых составов добавки и компонентов для автомобильных бензинов (примеры 2, 3, 4, 5, 6, 7) и результаты их испытаний. В примерах 1 и 8 представлены композиции, концентрации компонентов в которых выходят за пределы заявляемых.

Прирост октанового числа определяли на установке УИТ-86 по ГОСТ 511 по моторному методу. В качестве базового использовался бензин прямогонный с октановым числом 67,1 единицы.

Результаты испытаний показывают, что предлагаемая добавка обладает высокой химической и низкотемпературной стабильностью и моющими свойствами и превосходит прототип по антидетонационной эффективности при концентрации железа в бензине, не вызывающем повышенного износа двигателя.

Оценка токсичности отработавших газов при работе на бензине А-76 с добавлением 2% мас. образца 4 или 10% мас. образца 2 предлагаемой многофункциональной добавки проведена на двигателе ЗМЗ-53 (ГАЗ) по ездовому циклу. Согласно полученным результатам отмечено снижение выбросов оксида углерода (СО) на 26% и 32%, оксидов азота (NO_x) на 5% и 7%, углеводородов (CH) - на 8% и 12% соответственно.

За цикл испытаний 20 часов количество отложений на впускном клапане снизилось соответственно на 60% и 66% по сравнению с неэтилированным бензином по ГОСТ 2084 без добавки.

Антиобледенительная эффективность предлагаемого состава (образцы 2, 4, 7) оценена междуведомственным моторным методом на одноцилиндровой установке УИТ-65. По результатам испытаний введение 10,0, 1,0 и 0,2% предлагаемого состава в топливо эквивалентно введению соответственно 10,0, 1,0 и 0,2 % изопропилового спирта.

Предложенный состав многофункциональной добавки и компонента к автомобильным бензинам обладает высокой антидетонационной эффективностью, моющими, антиобледенительными свойствами, устойчивостью при низких температурах, химической устойчивостью, снижает количество отложений в системе подачи топлива и содержание токсичных компонентов в отработавших газах.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Многофункциональная добавка для получения автомобильных бензинов на основе N-метиланилина, антиокислителя и ферроцена, отличающаяся тем, что дополнительно содержит анилин, моющую присадку "Автомаг" и алифатические C₁-C₅-спирты нормальные или разветвленные, или их смеси, и/или простые эфиры формулы R-O-R¹, где R = C₁-C₃-алкил первичный или вторичный, R¹ = C₃-C₅-алкил нормальный или разветвленный или их смеси при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ферроцен - 0,05 - 3,0
Антиокислитель - 0,1 - 0,2
Анилин - 0,1 - 10,0
Присадка "Автомаг" - Не более 6,0
Алифатические C₁-C₅-спирты нормальные или разветвленные, или их смеси, и/или простые эфиры, или их смеси - Не более 95,0
N-метиланилин - 4,0 - 98,0

2. Добавка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве антиокислителя используются экранированные алкилфенолы, предпочтительно 4-метил-2,6-ди-третбутилфенол, или феноламины, предпочтительно пара-оксидифениламин.

3. Добавка по п.1, отличающаяся тем, что вводится в автобензины в концентрации 0,2 - 20,0 мас.%.

Версия для печати
Дата публикации 07.04.2007гг

вверх