BR112021008185A2 - composições de combustível à base de uma fração de diesel com um teor de enxofre inferior a 10 mg/kg com pontos de ebulição na faixa de 180-360 °c - Google Patents
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Abstract
A invenção divulga uma composição de
combustível à base de uma fração de diesel, com um teor de enxofre
inferior a 10 mg/kg e com ponto de ebulição na faixa de 180-360 °C,
caracterizada pela referida composição de combustível conter peróxidos
orgânicos como promotores de ignição, que são selecionados a partir do
grupo: peróxido de di-terc-butila,
1,1-di-(terc-butilperoxi)ciclo-hexano, peróxido de dicumila, peróxido de
terc-butilcumila, peróxido de isobutilcumila, peróxido de
N-butilcumila, peróxido de isopropilcumila, peróxido de etilcumila e
peróxido de metilcumila e contém um aditivo antidesgaste à base de
ácidos carboxílicos com a seguinte proporção de componentes em % em
peso: 0,01-0,5 de peróxido orgânico, 0,005-0,1 de aditivo antidesgaste e
até 100 sendo a fração de diesel. A composição de combustível diesel
proposta permite a produção de um combustível diesel que atende aos
requisitos de desempenho de qualidade.
Description
COMPOSIÇÕES DE COMBUSTÍVEL À BASE DE UMA FRAÇÃO DE DIESEL COM UM TEOR DE ENXOFRE INFERIOR A 10 MG/KG COM PONTOS DE EBULIÇÃO NA FAIXA DE 180-360 °C
[0001] A invenção diz respeito ao refinamento de petróleo e petroquímica, a saber, a uma composição de combustível diesel.
[0002] O combustível diesel continua sendo o produto de petróleo mais procurado tanto no mercado mundial quanto no russo. É consumido principalmente por transporte de carga ferroviário, hidroviário e rodoviário, bem como por vários geradores elétricos, equipamentos militares e agrícolas.
[0003] O combustível diesel moderno é um produto profundamente hidroprocessado com vários aditivos que fornecem as propriedades ambientais e operacionais necessárias.
[0004] Uma qualidade muito importante nos parâmetros do combustível diesel que caracteriza sua volatilidade é o número de cetano e seu valor ótimo fornece boas propriedades de partida do combustível, bem como uma menor quantidade de emissões nocivas junto com os gases de exaustão.
[0005] A fim de potencializar a ignição dos combustíveis diesel, são usados promotores de ignição. Hoje em dia, aditivos à base de nitrato de 2-etilhexila são usados como os promotores de ignição na Rússia. No entanto, junto com as vantagens, o nitrato de 2-etilhexila tem uma série de desvantagens: é perigoso para explosão, pode se decompor mediante explosão, acelera a oxidação do combustível, compreende nitrogênio, é corrosivo em relação a metais, deteriora as propriedades antidesgaste do combustível diesel. Sabe-se que na presença do promotor de ignição à base de nitrato de 2-etilhexila, a concentração do aditivo antidesgaste deve ser aumentada a fim de atingir a lubrificidade de combustível necessária. Além disso, os pesquisadores observam que os números de cetano dos combustíveis diesel são reduzidos no processo de seu armazenamento, o que é explicado pela decomposição (por hidrólise) do nitrato de 2-etilhexila na presença de água.
[0006] No exterior, tendo em vista a limitação do teor de nitrogênio no combustível diesel, o California Air Resources Board (CARB) implica uma transição sucessiva para a produção de combustíveis diesel com peróxidos.
[0007] Um aditivo para um combustível diesel baixo em enxofre é conhecido a fim de reduzir o consumo de combustível em um motor a diesel, caracterizado por compreender peróxido na quantidade de 0,001% em peso a 10% em peso. (Pedido WO 2016/174176 А1, 2016).
[0008] A desvantagem do aditivo reside em uma eficiência insuficiente em termos de aumento da lubricidade, a lubricidade do combustível diesel que não permite potencializar esse parâmetro até os requisitos padrão.
[0009] Uma composição de combustível diesel é conhecida, o combustível compreendendo uma combinação sinérgica de um aditivo de peróxido orgânico, tal como di-terc-butilperóxido em combinação com propileno ou éter monoalquílico de butilenoglicol ou poliol, uma combinação de aditivos que fornece redução do consumo de combustível. (Patente U.S. No. 5314511, 1994).
[0010] A desvantagem da composição reside em um alto teor de enxofre na composição de combustível, sendo de até 500 mg/kg de enxofre, enquanto hoje em dia os combustíveis diesel modernos compreendem até 10 mg/kg de enxofre. Ao testar as amostras obtidas da composição de combustível, foi estudada uma influência do aditivo no consumo de combustível e avaliada uma toxicidade das emissões, isto é, foram avaliadas propriedades ambientais, em vez das operacionais.
[0011] O análogo mais próximo da composição de combustível sugerida é uma formulação de combustível diesel compreendendo um aditivo de nitrato de ciclohexila pré-misturado ou nitrato de 2-etilhexila e peróxidos selecionados a partir de um grupo de: peróxido de di-terc-butila, peróxido de dicumila, hidroperóxido de cumila sob uma proporção de massa dos referidos componentes de 3:1 a 1:3 na quantidade do aditivo de 0,1-0,5% em peso. (Patente RU No. 2451718, 2012).
[0012] A desvantagem dessa composição reside na presença do combustível diesel produzido de acordo com o GOST 305-82, que é caracterizado por um teor aumentado de compostos sulfúricos (até 0,05% em peso). Tais combustíveis diesel têm boas propriedades de lubrificação e não requerem a adição de aditivos antidesgaste. Além disso, esse combustível é produzido apenas para fornecimento conforme ordem de defesa de estado e para exportação. Além disso, a formulação dessa composição de combustível compreende nitratos que não permitem reduzir ao mínimo o teor de óxidos de nitrogênio nos gases de exaustão.
[0013] Uma tarefa da invenção é melhorar a qualidade de um combustível diesel de baixo enxofre devido ao uso de uma composição de combustível compreendendo, como promotores de ignição peróxidos orgânicos selecionados a partir de um grupo de: peróxido de di-terc-butila, 1,1-di-(terc-butilperoxi)ciclo-hexano, peróxido de dicumila, peróxido de terc- butilcumila, peróxido de isobutilcumila, peróxido de n-butilcumila, peróxido de isopropilcumila, peróxido de etilcumila, peróxido de metilcumila e um aditivo antidesgaste à base de ácidos carboxílicos.
[0014] A tarefa proposta é resolvida pela composição de combustível diesel proposta, incluindo uma fração de diesel com um teor de enxofre inferior a 10 mg/kg com pontos de ebulição na faixa de 180-360 °C, caracterizada por compreender uma combinação sinérgica de um peróxido orgânico como um promotor de ignição (até 0,5% em peso) e um aditivo antidesgaste à base de ácidos carboxílicos (até 0,1% em peso).
[0015] A fim de preparar um combustível diesel básico, os seguintes componentes são usados: ultra-baixo em enxofre (com o teor de enxofre de menos de 10 mg/kg) = fração de diesel hidroprocessado e/ou uma fração de diesel de hidrocraqueamento com pontos de ebulição na faixa de 180-360 °C.
[0016] O combustível diesel proposto é preparado usando um equipamento padrão misturando componentes e aditivos até um produto homogêneo ser obtido.
[0017] As características dos componentes do combustível diesel, que são usados em exemplos para fundamentar a invenção proposta, são mostradas na Tabela 1.
[0018] Como exemplos da invenção proposta, as composições de combustível diesel foram preparadas, com seus resultados de teste apresentados nas Tabelas 2, 3 e 4, em que os resultados de teste do combustível diesel compreendendo nitrato de 2-etilhexila como o promotor de ignição são fornecidos para comparação.
[0019] Os resultados dos testes mostram que as amostras de combustível diesel compreendendo peróxido orgânico como o promotor de ignição são altamente competitivas, em termos de um incremento dos números de cetano, com combustíveis diesel compreendendo nitrato de 2- etilhexila como o promotor de ignição.
[0020] A combinação do pacote de aditivos na formulação do combustível diesel, onde o pacote compreende um peróxido orgânico e o aditivo antidesgaste à base de ácidos carboxílicos, tem um efeito sinérgico em termos de lubricidade do combustível. A Tabela 2 apresenta os valores experimentais do diâmetro corrigido da cicatriz de desgaste de acordo com o método HFRR para cada amostra de combustível diesel. Para comparação, as tabelas também apresentam dados acerca da lubricidade das amostras de combustível diesel, que compreendem nitrato de 2- etilhexila como um promotor de ignição, enquanto a formulação e a concentração do aditivo antidesgaste permanecem inalteradas. De maneira interessante, verificou-se que o aditivo de peróxido no pacote com o aditivo antidesgaste à base de ácidos carboxílicos não afeta negativamente a lubricidade do combustível diesel em oposição ao nitrato de 2-etilhexila. A característica distintiva da invenção é o efeito sinérgico que é observado no caso do uso combinado dos peróxidos orgânicos como promotores de ignição e do aditivo antidesgaste à base de ácidos carboxílicos no combustível diesel (com o teor de enxofre inferior a 10 mg/kg)
[0021] Sabe-se que o nitrato de 2-etilhexila facilita a formação de compostos resinosos em combustíveis diesel e a aceleração da oxidação do combustível. Os dados obtidos (Tabela 2) permitem concluir que os promotores de ignição à base de peróxidos orgânicos têm menor impacto na formação de um resíduo. Isso é vantajoso em comparação com os promotores de ignição à base de nitrato de 2-etilhexila. O número de resinas de adsorção em combustíveis compreendendo promotores de ignição com base em peróxidos orgânicos e nitrato de 2-etilhexila são comensuráveis e estão dentro dos limites da reprodutibilidade do método.
[0022] A combinação eficaz dos promotores de ignição à base de peróxidos orgânicos e do aditivo antidesgaste à base de ácidos carboxílicos pode permitir reduzir a concentração deste último. Essa é uma vantagem em comparação aos promotores de ignição à base de nitrato de 2-etilhexila, que, quando são usados, tornam necessário aumentar a concentração do aditivo antidesgaste a fim de atingir a lubrificação necessária.
[0023] Um efeito técnico da invenção reside na melhora da qualidade do combustível diesel com baixo enxofre devido ao uso da composição de combustível compreendendo, como promotores de ignição, peróxidos orgânicos e aditivo antidesgaste à base de ácidos carboxílicos, obtendo, desse modo, um efeito sinérgico em termos de lubricidade de combustível.
Tabela 1 - Principais características dos componentes do combustível diesel Parâmetro Fração de diesel Fração de diesel hidroprocessado de hidrocraqueamento Número de cetano, un. 46,2 55,7 Lubricidade: o parâmetro 564 635 corrigido do diâmetro da cicatriz de desgaste a 60°С, μm Formulação fracionária: 9,5 1,1 destilada até 180 °C, vol. % destilada até 360°C, vol. % 97,4 98,3 Teor geral de enxofre, mg/kg 10 5,1
[0024] Tabelas 2, 3, 4 – A formulação do componente das amostras da composição de combustível diesel proposta compreendendo a composição sinérgica do peróxido orgânico e do aditivo antidesgaste à base de ácidos carboxílicos e os resultados dos seus testes em comparação com a composição compreendendo nitrato de 2-etilhexila. Tabela 2 Componente Teor dos componentes, % em peso/número de amostra/ Requisitos de GOST 32511- 2013, GOST R 52368-2005 1 2 2a 2b 3 3a 4 4a 4b 5 6 7 8 8a 8 10 e TR CU 013/2011 Fração de diesel 99,97 99,77 99,47 99,5 99,77 99,7 99,77 99,77 99,47 99,77 hidroprocessado Fração de diesel de 99,97 99,77 99,77 99,7 99,77 99,77 hidrocraqueamento Aditivo antidesgaste 0,03 0,03 0,03 - 0,03 0,1 0,005 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,1 0,03 0,03 Peróxido di-terc- - 0,2 0,5 0,5 - - - - - - - 0,2 - - - - butila 1,1-di(terc-butila - - - - 0,2 0,2 - - - - - - 0,2 0,2 - - peroxi)ciclohexano Peróxido de - - - - - - 0,01 0,2 0,5 - - - - - 0,2 - dicumila Nitrato de 2-etilhexila - - - - - - - - - 0,2 - - - - - 0,2 Parâmetro Valor do parâmetro Lubricidade: o 398 356 328 559 359 332 425 346 325 405 404 418 354 337 380 467 Não mais que 460 parâmetro corrigido do diâmetro da cicatriz de desgaste a 60°С, μm Número de cetano, 46,2 52,0 54,6 54,6 53,3 53,3 51,4 54,6 57,2 53,2 55,7 61,7 62,2 62,2 63,2 62,2 não menos que 51 un.
Teor de resinas de - 692 705 698 805 867 769 785 803 744 - 113 263 328 236 110 não mais que 2500 1) adsorção, mg por 100cm3 do combustível
Massa residual - 0,300 0,400 0,375 0,675 0,725 0,725 0,700 0,675 0,750 - 0,450 0,550 0,650 0,575 0,625 não mais que 2 geral, ml/100 ml 2)
Nota:
1) Determinado de acordo com STO 11605031-056, o regulamento é estabelecido dentro do MCO (МКО),
2) Determinado de acordo com SТО 11605031-077-2013, o método é qualificado, não está incluído no ND para o combustível diesel
Tabela 3 Componente Teor dos componentes, % em peso/número de amostra/ Requisitos de GOST 32511-2013, GOST R 1 2 2a 2b 3 3a 4 4a 4b 5 6 7 8 8a 8 10 52368-2005 e TR CU 013/2011 Fração de diesel 99,97 99,77 99,47 99,5 99,77 99,7 99,77 99,77 99,47 99,77 hidroprocessado
Fração de diesel 99,97 99,77 99,77 99,7 99,77 99,77 de hidrocraqueamento
Aditivo 0,03 0,03 0,03 - 0,03 0,1 0,005 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,1 0,03 0,03 antidesgaste
Peróxido de terc- - 0,2 0,5 0,5 - - - - - - - 0,2 - - - - butilcumila
Peróxido de - - - - 0,2 0,2 - - - - - - 0,2 0,2 - - isobutilcumila
Peróxido de n- - - - - - - 0,01 0,2 0,5 - - - - - 0,2 - butilcumila
Nitrato de 2-etilhexila - - - - - - - - - 0,2 - - - - - 0,2
Parâmetro Valor do parâmetro
Lubricidade: o 398 356 328 559 359 332 425 346 325 405 404 418 354 337 380 467 Não mais que 460 parâmetro corrigido do diâmetro da cicatriz de desgaste a 60°С, μm
Número de cetano, un. 46,2 52,0 54,6 54,6 53,3 53,3 51,4 54,6 57,2 53,2 55,7 61,7 62,2 62,2 63,2 62,2 não menos que 51
Teor de resinas de - 692 705 698 805 867 769 785 803 744 - 113 263 328 236 110 não mais que 2500 1) adsorção, mg por 100cm3 do combustível Massa residual - 0,300 0,400 0,375 0,675 0,725 0,725 0,700 0,675 0,750 - 0,450 0,550 0,650 0,575 0,625 não mais que 2 geral, ml/100 ml 2)
Nota:
1) Determinado de acordo com STO 11605031-056, o regulamento é estabelecido dentro do MCO (МКО),
2) Determinado de acordo com SТО 11605031-077-2013, o método é qualificado, não está incluído no ND para o combustível diesel
Tabela 4 Componente Teor dos componentes, % em peso/número de amostra/ Requisitos de GOST 32511- 2013, GOST R 52368-2005 e TR CU 013/2011
1 1a 2 2a 2b 2c 2d 3 3a 3b 3c 4 4a 4b 4c 5 9 10
Fração de diesel 99,97 99,77 99,47 99,5 99,77 99,7 99,77 99,77 99,47 99,77 hidroprocessado
Fração de diesel 99,77 99,77 de hidrocraqueamento
Aditivo 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,1 0,1 0,1 0,005 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 antidesgaste
Peróxido de - 0,2 - - - - - - - - - - - - - - - - isopropilcumila Peróxido de - - - - - - 0,2 - - - - - - - - - - - etilcumila Peróxido de - - - - - - - - - - 0,2 - - - - - - - metilcumila Nitrato de 2- - - - - - - - - - - - - - - - 0,2 - 0,2 etilhexila Parâmetro Valor do parâmetro
Lubricidade: o 398 372 356 328 559 343 362 359 332 341 354 425 346 325 335 405 380 467 não mais que parâmetro 460 corrigido do diâmetro da cicatriz de desgaste a 60°С, μm
Número de cetano, 46,2 52,1 52,0 54,6 54,6 54,6 53,5 53,3 53,3 53,5 52,1 51,4 54,6 57,2 56,2 53,2 63,2 62,2 não menos que un. 51
Teor de resinas de - 706 692 705 698 732 728 805 867 832 816 769 785 803 792 744 236 110 não mais que adsorção, 2500 1) mg por 100 cm3 do combustível
Massa residual - 0,350 0,300 0,400 0,375 0,425 0,400 0,675 0,725 0,625 0,700 0,725 0,700 0,675 0,725 0,750 0,575 0,625 não mais que 2 geral, ml/100 ml 2)
Nota: 1) Determinado de acordo com STO 11605031-056, o regulamento é estabelecido dentro do MCO (МКО), 2) Determinado de acordo com SТО 11605031-077-2013, o método é qualificado, não está incluído no ND (НД) para o combustível diesel
Claims (3)
1. Composição de combustível à base de uma fração de diesel com um teor de enxofre inferior a 10 mg/kg com pontos de ebulição na faixa de 180-360 °C, caracterizada pelo fato de que compreende promotores de ignição, tais como peróxidos orgânicos selecionados a partir de um grupo de: peróxido de di-terc-butila, 1,1-di(terc-butila peroxi)ciclo-hexano, peróxido de dicumila e um aditivo antidesgaste à base de ácidos carboxílicos com a seguinte proporção de % em peso de componentes: peróxido orgânico de 0,01 a 0,5, aditivo antidesgaste de 0,005 a 0,1, fração de diesel até 100.
2. Composição de combustível à base de uma fração de diesel com um teor de enxofre inferior a 10 mg/kg com pontos de ebulição na faixa de 180-360 °C, caracterizada pelo fato de que compreende promotores de ignição, tais como peróxidos orgânicos selecionados a partir de um grupo de: peróxido de terc-butilcumila, peróxido de isobutilcumila, peróxido de n- butilcumila e um aditivo antidesgaste à base de ácidos carboxílicos com a seguinte proporção de % em peso de componentes: peróxido orgânico de 0,01 a 0,5, aditivo antidesgaste de 0,005 a 0,1, fração de diesel até 100.
3. Composição de combustível à base de uma fração de diesel com um teor de enxofre inferior a 10 mg/kg com pontos de ebulição na faixa de 180-360 °C, caracterizada pelo fato de que compreende promotores de ignição, tais como peróxidos orgânicos selecionados a partir de um grupo de: peróxido de isopropilcumila, peróxido de etilcumila, peróxido de metilcumila e um aditivo antidesgaste à base de ácidos carboxílicos com a seguinte proporção de % em peso de componentes: peróxido orgânico de 0,01 a 0,5, aditivo antidesgaste de 0,005 a 0,1,
fração de diesel até 100.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06W | Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette] | ||
| B11B | Dismissal acc. art. 36, par 1 of ipl - no reply within 90 days to fullfil the necessary requirements |