CS269596B1 - Dvojzložková depresantná přísada - Google Patents

Abstract

Rieáenie sa týká dvojzložkovej depresantnej přísady zlepSujúeej nízkoteplotně vlastnosti motorovej nafty, ktorá pozostáva z 10 až 40 % hmot. kopolymérov na báze alkylénvinylaoylátov a alkylbeménov a/aiebo polyalkylbenzénov. Přísadu možno používat tak v rafinériách při výrobe motorové j nafty, ako aj pre eekundámu úpravu nízkoteplotných vlastností motorovej nafty v sféře distribúcie a použitia.

Description

CS 269 596 B1 1

Vynález ea týká dvojložkovej depresantnej přísady do paliva pře vznětové motory,ktorá zlepéuje jeho nízkoteplotně vlastnosti. Výroba paliva pře vznětové motory, ktoré sa často označuje ako motorová nafta,zvyčajne zahrnuje přípravu zmesi z petroleje a plynového oleja, ktoré sa získavajúdestalóciou ropy, destiláoiou produktov z katalytického krakovania, hydrogenačnéhokrakovania, viabreakingu a inýeh prooesov. Jednotlivé komponenty alebo ich část sahydrogenačne odsírujú v záujme dosiahnutia takého obsahu siry vo výslednom pálivé, akoto předpisuji! požiadavky na ich akost. Při výrobě motorovéj nafty určenej k spotřeba v zimnom období alebo dokonca přiextrémně chladných povetemostných podmienkach sa do motorovej nafty přidávají! adi-tívy, ktoré zlepSujú jej nízkoteplotně vlastnosti zvyčajne charakterizované bodom tuh-nutia a/alebo filtrovátelnostou za nízkých teplot. Takéto aditivy sa označuji! ako zni-žovače bodu tuhnutia a zlepáovače tekutosti (filtrovátelnosti), V siičasnosti vyrábanéaditivy do motorovej nafty sa často vyznačuji! obidvomi vlastnostami. Nízkoteplotněvlastnosti paliva pře vznětové motory možno ovplyvnif aj destilačným rozmedzím použi-tých komponentov alebo vzájomným pomerom frakčne lahžích a tažáích zložiek. Vzhladomna požadované vlastnosti finálneho paliva (viskosita, bod vzplanutia) a bilančně hle-disko vyrábaných komponentov, možnosti aplikécie tohto spósobu úpravy nízkoteplotnýchvlastností paliva sú poměrně malé a zvyčajne sa teda používajú vyááie uvádzané aditivy.

Aditivy zlepáujúce nízkoteplotně vlastnosti motorovej nafty (depresanty) sú po-lyméry alebo kopolyméry s nízkou molovou hmotnostou (1000 až 4000). Pri-ich výrobě sazvyčajne používajú olefíny Cg až C^, alkylénacyláty, napr. vinylacetát, alkylacyléty,nenasýtených kyselin, napr. metylakrylét a iné.

Typickými predttavitelmi sú etylénvinylacetátové a etylénmetakrylátové kopolyméry aich fyzikálně a chemické zmesi, připadne v oatatnom čase aj kopolyméry alkyl- aleboalkenyl-esterov vyááíeh karboxylovýoh kyselin. Doporučená koncentrácia takýchto adi-tlvov je v rozmedzí 50 až 1000 ppm, praktick váak nepřesahuje 300 až 400 ppm najmavzhladom na ekonomická stránku výroby (vysoká cena aditívu, ako ja na znižujúcu savnímavost paliva při zvyáujúoej sa koncentráoii aditívu.

Depresantné aditivy sa do motorovej nafty pridávajú kontinuálnym spósobom dávkovacímčerpadlem alebo vsádzkovým sposobom pri áaržovitej výrobě paliva. Vzhladom na pomemevysoký bod tuhnutia týchto aditívov (10 až 20 °C) je výhodné tento aditív predriedithotovým palivom alebo jeho komponentom, najma pri diskontinuálnom sposobe výroby mo-torovej nafty. Takéto predriedenie aditívu neovplyvňuje ani v negatívnom, ani v pozi-tivno» smere účinok aditívu alebo vnímavost motorovej nafty na jeho pridavok.

Zistilo sa váak, a detailným výskumom bolo potvrdené, že alkylbenzény, polyal-kylbenzény a/alebo ich-zmesi, ako aj vedlajáie produkty vznikájúce pri výrobě alkyl-benzénov alkyláciou benzénu alkénmi alebo ohloralkánmi, pri ich použití ako rozpúé-tadla aditívov zlepSujúoich nízkoteplotně vlastnosti motorovej nafty zvyžujú účinoktýchto aditívov. Vzhladom na to, že prídavkom samotných uvedených zlúčenín v zodpove-dajúcej koncentráoii sa nízkoteplotně vlastnosti motorovej nafty nemenia, pri ichpoužití ako rozpúSťadla depresantov doohádza k synergizmu, výsledkom ktorého je vyááíúčinok takejto zmesnej dvojzložkovej depresantnej přísady ako samotného depresantnéhoaditívu.

Predmetom tohto vynález je teda dvojzložková depresantné přísada, ktorá obsahuje60% až 90% hmot. alkylbenzénu a/alebo polyalkylbenzénu a/alebo vyááie vrúceho produk-tu vedlajSích reakcií vznikajúceho pri výrobě alkylbenzénov alebo z něho destilačnezískanými frakciami a 100 až 400 hmot. kopolymérov etylénvinylacetátového a/aleboetylénmetylmetakrylátového typu. Výhodnou zložkou přísady podlá vynálezu sú aj kopo-lyméry alkyl- alebo alkenyl-estery vyááíeh karboxylovýoh kyselin. 2 CS 269 596 B1

Alkylová funkčná skupina alkylbenzénov až polyalkylbenzénov tvoriaoích přísadu:podlávynálezu obsahuje 3 až 38 atómov uhlika, pričom jej najvýhodnéjáie vlastnosti sa do-siahnu, ak alkylový relazec alebo alkylová refazce obsahujú 3 až 22 atómov uhlika.

Samotná alkylbenzény, ktoré obsahuje dvojzložkové depresantná přísada padla vy-nálezu, sa zvyčajne používajú ako petrochemická surovina napr. pře výrobu alkylbenzén-sulfonátov alkaliokýoh kovov, alebo ako surovina pře výrobu iných petrochemikálií (fe-nol, styrén). Vyiáie vrúoi produkt vedlaJSích reakcií pri výrobě alkylbenzénov sa po-užívá ako vykurovací olej alebo po odstránení alkylačného katalyzátora rafináciou hlin-kou alebo destiláoiou sa používá ako surovina pře výrobu teplonosiča alebo ako kompo-nent mazacích olejov.

Tento vyíáie vrúoi produkt je zložitou zmesou alkylarmátov rózneho zloženia a typickyobsahuje zvyákové množstvo alkylbenzánu ako aj iné uhlovodíky, ako sú dialkylbenzényaž polyalkylbenzény, dialkyltetralíny, tri- a polyalkyltetralíny, difenylalkány, alkyl-difenylalkány a iné polykondenzované, připadne aj alkylované aromatické uhlovodíky.

Dvojzložková depresantná přísada podlá vynálezu sa móže aplikovat priamo v rafiné-rii pri výrobě motorovej nafty alebo v sféře distribúeie a použitia motorovej nafty.Takáto přísada, ako je to preukázanú v príkladoch, okrem vyáSieho účinku v porovnaníso sam tným depresantom, má aj iné výhodné vlastnosti: nízký bod tuhnutia a vysoký bodvzplanutia, čo významné zjednoduchžuje manipuláciu a ňou tak v priemyselnom meradle(prečerpávanie, skladovanie), ako aj v sféře spotřeby při jej naplnění do malých oba-•lov. Naviac, vyžší účinok přísady podlá vynálezu sa prejavuje aj pri jej přídavku domotorovej nafty predtým už depresovanej tým istým alebo aj iným druhom depresantu, Či-že nedochádza k znižovaniu vnímavosti motorovej nafty na zvyáujúci sa obsah depresan-tu, ktozý sa zvyčajne pozoruje pri použití depresantu samotného.

Pri aplikačných skúákaoh bol pozorovaný výnimočný účinok dvojzložkovéj depresantnejpřísady podlá vynálezu. Pri týchto skúSkach sa sohladená přísada na -15 °C, resp. na-20 °C přidávala do motorovej nafty sohladenej na rovnaké teploty. Vzhladom na to, žebod zákalu použitéj motorovej nafty bol -4 °C, motorová nafta bola zakalená od vylú-čených kryátálikov parafínov. Po přídavku přísady podlá vynálezu bol stanovený bodtuhnutia a filtrovatelnosl takto aditivovanej motorovej nafty. Výsledky stanovení uká-zali, že pri přídavku přísady podlá vynálezu sa dosiahli rovnaké nízkoteplotné vlast-nosti motorovej nafty ako pri přídavku depresantnej přísady pri teplotách 20 až 30 °C.Obdobný účinok nebol pozorovaný při přídavku samotného depresantu, čo teda eáte naviacpoukazuje na výhodné vlastnosti depresantnej přísady podlá vynálezu, najma pri jejaplikácii vo sféře distribúeie a použitia motorovej nafty, kde je možné takto upravo-val nízkoteplotné vlastnosti motorovej nafty v závislosti od oakmžitých poveternost-ných podmienok.

Obvyklá dozáoia dvojzložkovéj depresantnej přísady podlá vynálezu je 0,05 až 0,5 %hmot. v závislosti od nízkoteplotních vlastnosti povodnej motorovej nafty a žiadanýchnízkoteplotných vlastností nafty po přídavku přísady. Následovné příklady dokumentujú výhody a synergický efekt pri použiti dvojzložko-vej depresantnej přísady podlá vynálezu avšak bez toho, že by uvádzané skútočnosti vakomkolvek smere obmedzovali predmet vynálezu. Přiklad 1 V alkylbenzéne, ktorého alkylová skupiny obsahovali 10 až 14 atomov uhlika sa přiteplote 30 - 40 °C rozpustil depresantný aditív na báze polyetylénvinylacetátu (Depre-sant 1), tak, že výsledná dvojzložková přísada obsahovala 80 % hmot. alkylbenzénu (Pří-sada A). V časti motorovej nafty určenej pre letné obdobie sa při teplote 30 až 40 °C roz-pustil Depresant 1 tak, že získaný roztok obsahoval 20 % hmot. Depresantu 1 (Roztok CS 269 596 31 3 depresantu 1). Z uvedeného typu motorové;) nafty prídavkom 500, 1000, 1500» 2000 a3000 ppm hmot. Přísady A a rovnakých množstev Roztoku depresantu 1 sa připravili dvo-jice modelových vzoriek motorových náft, ktoré vždy obsahovali rovnakú kczcerttréciuDepresantu 1, čiže 100, 200, 300, 400 a 600 ppm hmot. čistého Depresantu i. U takto připravených vzoriek sa stanovoval bod tuhnutia. Obdobné boli analyzovaná ajvzorky tej istej motorovej nafty, do ktorej sa přidal čistý alkylbenzén v kcncenirá-cii zodpovedajúcej vzorkám s prídavkom Přísady A. Získané výsledky, ktoré sú uvedené v Tabulke 1 ukazujú, že přídavok čistého alkylben-zénu vóbec neovplyvňuje bod tuhnutia motorovej nafty. Z porovnania výsledkov stanove-nia bodu tuhnutia vzoriek s prídavkom Přísady A a Roztoku aditivu 1 je zřejmé, že pripoužití dvojzložkovej přísady podlá vynálezu (Přísada A) sa dosahuje výrazné nižšíbod tuhnutia motorovej nafty než při použití roztoku Depresantu 1 v naftě, a teda do-chádza synergickému efektu. Uvádzané výsledky sú významné aj z praktického hladiaka,^retože prídavkom takejto depresantnej přísady (Přísada A) možno z letnej motorovejnafty získat motorovú naftu vhodnú pre prevádzku v zimnom období a to aj mimo závodvyrábajúci motorovú naftu. Naviac, nízký bod tuhnutia Přísady A (-30 °C) oproti +15 °Cčistého Depresantu 1 alebo -3 °C Roztoku aditivu 1 umožňuje jeho použitie aj při níz-ké j teplote okolia, ako je to uvedené v popise vynálezu. Příklad 2

VyáSie vrúci produkt vedlajáích reakci! při výrobě alkylbenzénu sa po oddestilo-vaní samotného alkylbenzénu rafináciou hlinkou zbavil zvyákov alkylačného katalyzáto-re (Poylkondenzát 1). Do motorovej nafty určenaj pře letné obdobie, ktorá mala bod zá-kalu -4 °C, bod tuhnutia -14 °C a medznú teplotu filtrovatelnosti -3 °C sa přidalo200 , 400 , 600 a 800 ppm depresantného aditivu na báze kopolyméru etylénu a vinylace-tátu (Depreaant 2) v podobě 10% roztoku připraveného podobné ako v příklade 1 s týmrozdielom, že ako rozpúáfadlo bola použitá petrolejová frakcia. V Polykondenžáte sa rozpustilo taká množstvo Depresantu 2, aby výsledná snes v jednompřípade obsahovala 90 % hmot. (Přísada B) v druhom případe 80 % hmot. (Přísada C) av trefom případe 7° % hmot. (Přísada D) Polykondenzátu 1. Z vyáSie uvedenej motorovej nafty a Přísad B, C a D sa připravili modelové vzorky mo-torovej nafty tak, aby postupné mali také výsledné koncentrácie čistého Depresantu 2ako vzorky, do ktorých sa tento přidával vo formě roztoku v petroleji. U takto připravených vzoriek uvedených átyroch sérií sa stanovoval bod tuhnutia a te-plota filtrovatelnosti. Obdobné boli analyzované aj vzorky motorových náft, do kxorýchbol přidaný iba samotný Polykondenzát i v rovnakej koncentrácii ako Přísada B. Výsled-ky analýz uvedené v Tabulke 2 ukazujú, že samotný Polykondenzát 1 neovplyvňuje nízko-teplotné vlastnosti motorovej nafty. Z výsledkov je taktiež zřejmé, že synergický úči-nok zmeai Polykondenzátu 1 a Depresantu 2 je najvyááí v oblasti 20 % Depresantu 2 apri zvyáovaní ako ak zničovaní jeho koncentrácie sa synergizmus zničuje. Příklad 3

Zo vzorky Polykondenzátu 1 podlá příkladu 2 sa na molekulovej odparke so 3tiera-ným filmom oddestilovala frakoia do 400 °C. Získaná frakcia sa zmieSala s depresantným aditívom na báze kopolyméru esteru metakry-lovej kyseliny (Depresant 3) tak, aby získaný roztok (Přísada E) obsahoval 30 % hmot.Depresantu 3. Z motorovej nafty s bodom tuhnutia -12 °C.a Depresantu 3, resp. Přísady E sa připravi-li modelové vzorky, ktoré obsahovali 200,' 400 a 600 ppm hmot. čistého Depresantu 3. U takto získaných modelových zmesí sa stanovoval bod tuhnutia.

Namerané výsledky, ktoré sú uvedené v Tabulke 3 ukazujú, že při použití Přísady 2 sadosahujú nižáie body tuhnutia motorovej nafty než při použití samotného Depresanru 3. 4 CS,269 596 B1 Příklad 4'

Roztok''depresanlnéha; aditívu.vBól,ykondenzáte 1 podlá příkladu 2 (PríiaaidáPC) bolpřidaný v množstva* 2000 ppm hmot·.:: do. Ifetne j , prechodnej a zimnéj motorovéj. nafty. U takto aditivovanýjchi, vzorietořbioli,stanovený bod zákalu (B.2.), bod tuhnutia (B.T.) amedzná teplota filtrovatelnosti (CFPP).

Obdobné boli tiato nafty analyzované aj bez přídavku Přísady C. Namerané výsledky uve-dené v Tabulke 4 ukazujú, že prídavkom Přísady C možno z latnej motorovej nafty připra-vil, zimná motorová naftu a z přechodnéj a zimnéj motorovéj nafty možno získal nafty u-možňujúca prevádzku vznětových motorov pri extrémně chladných podmienkach.

Tabulka 1

Bod tuhnutia (B.T.) /údaje v °C/ letnej motorovej nafty při rSznej koncentrácii (ppmhmot.) Roztoku depreaantu 1, Přísady A a alkylbenzénu

Roztok Depr. 1ppm B.T, Přísada Appm B.T,

Alkylbenzénppm B.T. 0 - 9 0 - 9 0 - 9 500 r-18 500 -22 400 - 9 1000 -23 1000 -26 800 - 9 1500 -26 1500 -29 1200 - 9 2000 -28 2000 -32 1600 - 9 3000 -30 3000 -34 2400 - 9 4000 - 9 6000 - 9 8000 - 9 Tabulka . 2 Vplyv přídavku (ppm hmot.) Depresantu 2 vo forma Roztoku depr. , 2, Přísad B, C a D, ako aj samotného Polykondenzátu 1 na nízkoteplotně vlastnosti letnej motorovej nafty

EoncentráoiasamotnéhoDepresantu 1 Bod tuhnutia (B.T.Roztok P r ídepr. i B v sad C °C a D Polykondenzát 1B.T. ppm 200 -· 26 - 28 - 30 29 - 14 1000 400 - 34 - 36 - 38 - 38 - 14 3000 600 - 36 - 38 - 40 - 39 - 14 5000 800 - 38 - 40 - 40 - 40 - 14 7000 - 14 9000 - 14 11000 Piltrovatelnosl (CFPP) v °C 200 - 12 - 14 - 14 - 14 - 3 1000 400 - 16 - 18 - 19 - 18 - 3 3000 600 - 19 - 20 - 21 - 20 - 3 5000 800 - 20 - 21 - 22 - 21 - 3 7000 - 3 9000 - 3 11000

Claims (1)

1. 08 269 596 B1 5 Tabulka 3 Vplyv přídavku (ppm hmot.) Depresamtu 3 a Přísady E na bod tuhnutia /údaje v °C/ moto-rové j nafty Depresant 3 Přísada E ppm B.T. ppm B.T. 200 - 30 667 - 34 400 - 36 1333 - 38 600 - 39 2000 - 42 Tabulka 4 Vplyv přídavku 2000 ppm Přísady C na nízkoteplotně vlastnosti motorovej nafty pře let- né, přechodná a zimné obdobie /údaje v °C/ Typ motorovejnafty (NM) Vlastnost Bez přídavkuPřísady C S prídavkom2000 ppmPřísady C 1i«j tnd NM B.Z. - 4 - 4 B.T. - 14 - 38 CPPP - 3 - 19 Přechodná NM B.Z. - 9 - 9 B.T. - 19 - 40 CPPP - 10 - 22 Zimná NM B.Z. - 10 - 10 B.T. - 28 - 46 CPPP - 16 - 29 Vysvětlivky i B.Z. - bod zákalu B.T. - bod tuhnutia CPPP - filtrovatelnosť PSEDMET VYNÁLEZU Dvojzložkovd depreaantná přísada zlepáujúoa nízkoteplotní vlastnosti inotoxOveJ riuJ-ty vyznačujúoa ea tým, že obsahuje 10 až 40 % hmot. kopolymérov na báze etylónvJnyl-acylátového a/alebo alkylénmetakryldtového typu a 60 % až 90 % hmot. alkylbenzénu a/ale-bo polyalkylbenzénov a/alebo vyáíie vrúoeho produktu vedlajáíoh reakoií vznikajdcehopri výrobě alkylbenzónov, z kterého boli odstránenó zvyáky alkyladného katalyzátore avysokomolekulárnych látok, a/alebo z něho destiladne získanými frakoiami, pričom alky-lová skupina alkylbenzénov obsahuje 3 až 38 atómov uhlíka.