EA003932B1 - Глиоксаль как топливная присадка - Google Patents

Глиоксаль как топливная присадка Download PDF

Info

Publication number
EA003932B1
EA003932B1 EA200100368A EA200100368A EA003932B1 EA 003932 B1 EA003932 B1 EA 003932B1 EA 200100368 A EA200100368 A EA 200100368A EA 200100368 A EA200100368 A EA 200100368A EA 003932 B1 EA003932 B1 EA 003932B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
fuel
glyoxal
additive
methanol
ratio
Prior art date
Application number
EA200100368A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200100368A1 (ru
Inventor
Хорст Киф
Вольфганг Ф. Хёлдерих
Original Assignee
Хорст Киф
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хорст Киф filed Critical Хорст Киф
Publication of EA200100368A1 publication Critical patent/EA200100368A1/ru
Publication of EA003932B1 publication Critical patent/EA003932B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/185—Ethers; Acetals; Ketals; Aldehydes; Ketones
    • C10L1/1852—Ethers; Acetals; Ketals; Orthoesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/02—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/12—Inorganic compounds
    • C10L1/1233—Inorganic compounds oxygen containing compounds, e.g. oxides, hydroxides, acids and salts thereof
    • C10L1/125—Inorganic compounds oxygen containing compounds, e.g. oxides, hydroxides, acids and salts thereof water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/185—Ethers; Acetals; Ketals; Aldehydes; Ketones
    • C10L1/1857—Aldehydes; Ketones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/19—Esters ester radical containing compounds; ester ethers; carbonic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/192—Macromolecular compounds
    • C10L1/198—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds homo- or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon to carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid
    • C10L1/1985—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds homo- or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon to carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid polyethers, e.g. di- polygylcols and derivatives; ethers - esters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Abstract

Глиоксаль в водном растворе используется в присадке к топливам для сокращения загрязняющих агентов в выхлопных газах в бензиновых и дизельных двигателях. Достаточно добавить водный раствор глиоксаля в бензин в соотношении от 1:1000 до 1:20000 и выше для получения почти 100%-ного сокращения несгоревших углеводородов и моноокиси углерода в транспортных средствах с каталитическим конвертером выхлопных газов при холостом ходе и при режиме возрастания оборотов на холостом ходе. Этерифицированные алифатические углеводороды и полиэтиленгликоль добавляются в качестве эмульгаторов и солюбилизаторов. Дополнительно глиоксаль может быть использован в виде его ацеталей и полуацеталей с получающимся в результате продуктом, добавляемым в топливо в двигатели внутреннего сгорания с целью сокращения выброса загрязняющих веществ и частиц углерода и накопления кокса.

Description

Настоящее изобретение относится к топливным присадкам (добавкам) для двигателей внутреннего сгорания, в частности к бензиновым, дизельным и, использующим топливные нефти, которые способствуют сокращению вредных выбросов и накоплению кокса, повышают эффективность, обеспечивают бесперебойную работу, а также оказывают очищающее действие на камеру сгорания двигателя.
Описание уровня техники
Топлива для двигателей внутреннего сгорания и турбин наносят вред окружающей среде, вследствие среди других факторов неполного сгорания в двигателях, что сопровождается выбросами углеводородов, окиси углерода и окислов азота. Известно использование металлокерамических каталитических конверторов, которые сокращают это вредное воздействие, посредством каталитического дожига продуктов, образующихся на выходе из двигателя. Энергия, которая при этом выделяется, однако не может быть использована для основного процесса по выработке энергии в двигателе. Также следует отметить, что эффективность каталитического конвертора может снижаться по истечении некоторого времени, что в свою очередь вызовет рост уровня загрязнений. Добавка топливной присадки перед стадией сжигания имела бы явные преимущества в дополнение к традиционным методам обработки выхлопных выбросов.
Улучшение качества топлива путем добавок различных присадок - обычный прием, который использовался и ранее. Так, например, согласно ΌΕ-Ρ8 582718 известны добавки к топливу, улучшающие его детонационные свойства. К ним относятся соли тяжелых металлов, в частности, соли меди, никеля, кобальта, цинка и хрома, а также продукты конденсации аминов с соединениями, которые содержат одну или более кислородных групп совместно с карбонильной группой, которые добавляются к топливу с целью повышения детонационной устойчивости. В ΌΕ-Ρ8 448 620 и ΌΕ-Ρ8 455 525 описано топливо, которое содержит карбонил железа или никеля, кобальта и/или молибдена. Однако такие методы не стали общепринятыми, так как использование карбонилов металлов вызывает отложение окислов металлов в камере сгорания и они токсичны. В ΌΕ-Ρ8 801865 описано использование топливных присадок, которые представлены толуолом, бензолом, ацетоном, трихлорэтиленом или изобутиловым спиртом, а кроме того карбонилами металлов, хотя основной недостаток - отложение окислов металлов в камере сгорания остается тем же самым. В ΌΕЛ8 1221 488 описываются топливные присадки, содержащие трикарбонилметилциклопентадиенил марганца, тэтраэтилсвинца или другие металлоорганические и органические компоненты, имеющие две сложноэфирные группы. Уровень техники составляют следующие органические топливные присадки, включающие смесь ароматического амина и полиалкилфенола по ΌΕ-Ρ8 845-286; производные третарилгидразина, диарилнитрозоамина и триарилметила по ΌΕ-Ρ8 505 928; альдегиды, хиноны и кетоны по ΌΕ-Ρ8 612 073; кетоны общей формулы В-СО-В', где ^-циклический радикал, В'-алифатический радикал, по меньшей мере с шестью атомами углерода по патенту США № 2,100,287; гидрохинон, растворимый в бензоле по ΌΕ-Ρ8 486 609; производные сложных эфиров по ΌΕ-Ρ8 703 030, спирты по ΌΕ-Ρ8 843 328, продукты конденсации алкиленоксидов и алкилфенолов по ΌΕ-Ρ8 19 37 000, производные антрацена по патенту США № 1,885,190, 1,4-диалкиларилариламиноантрахинон по ЕР 09 095 975 В1.
В патенте США № 1,973,745 описан способ окисления топлива воздухом или кислородом при повышенных температурах, возможно, в присутствии катализатора. В ΌΕ-Ρ8 699 273 описан способ дегидрогенизации невоспламеняющихся масел из испаряющегося ряда дизельных масел в воспламеняющиеся масла в присутствии окисляющих агентов, таких как воздух, кислород, озон, перекиси, хромовая кислота или азотная кислота при температуре 150-350°С, возможно, при повышенных давлениях и предпочтительно в присутствии катализатора. Озонирование топлив описано также в ΌΕ-Ρ8 324 294 и ΌΕ-Ρ8 553 943. Согласно ΌΕ-Ρ8 324 294 озониды, такие как этиленозониды или смесь одного из обычных топлив с озонидом, используются в двигателях внутреннего сгорания. Недостаток способа - нестабильность озонидов, так при их хранении в течение длительного срока возможно изменение переносчика кислорода, частично проблемы связаны с загрязнением окружающей среды, которые не были известны в свое время. Согласно ΌΕ-Ρ8 553 943 смесь углеводородов озонируют под давлением в присутствии переносчика кислорода, такого как терпентиновое масло, и небольших количеств веществ, способствующих воспламенению.
Процедуры, описанные в вышеупомянутых патентах, не нашли промышленного применения. Описанные вещества отчасти токсичны, канцерогенны или слишком дороги для применения. Они не приобрели какой-либо ценности на нефтехимическом рынке.
В ΌΕ 1144971 показано использование тэтраэтилсвинца с добавками монокарбоновых кислот для увеличения октанового числа. В ΌΕ 1271455 запатентованы дикетоны в комбинации с тэтраэтилсвинцом как антидетонационные вещества. В патенте США № 2,655,440 описаны алифатические полиэфиры общей формулы В— (О Х)п—О—В', в качестве добавок, увеличивающих цетановое число. В ΌΕ 19527423 А1 описывается озонирование бензина, содержащего бензол, причем совместно с другими продуктами окисления образуется глиоксаль. Этот процесс имеет недостаток, связанный с тем, что аппарат для озонирования для нефтеперерабатывающих заводов необычен и дорог.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является сокращение выбросов загрязняющих веществ, расхода топлив и продуктов на их основе. Загрязнение окружающей среды, связанное с неполным сгоранием топлива в двигателях внутреннего сгорания, выбросом окиси углерода, так же, как и выбросами окислов азота хорошо известно. Последующее использование каталитических преобразователей и т. п. позволяет в лучшем случае частично приостановить эти выбросы. Следовательно, предпочтение следует отдать оптимизации процесса сгорания путем непосредственного преобразования энергии.
Настоящее изобретение выполняет эту задачу в основном технически приемлемым и эффективным способом.
В настоящем изобретении загрязняющие выбросы из двигателей внутреннего сгорания сокращаются за счет добавки глиоксаля, его производных и аддуктов в водных растворах к топливу, используемому в двигателях внутреннего сгорания. Предпочтительным являются добавки к топливу различных ацеталей и полуацеталей или их смесей, полученных ацеталированием глиоксаля.
Дополнительные сведения, особенности и преимущества будут даны в описании, которое приведено ниже.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - график сокращения выбросов СО, достигнутого при использовании присадок, описанных в изобретении, в двигателе, работающем на холостом ходу;
фиг. 2 - тот же график сокращения выбросов углеводородов (НС) (холостой ход);
фиг. 3 - тот же график сокращения выбросов СО (возрастающий режим холостого хода);
фиг. 4 - тот же график сокращения выбросов углеводородов (НС) (возрастающий режим холостого хода);
фиг. 5 - график выбросов из дизельного двигателя частиц углерода (сажи) в зависимости от времени, при добавках присадок по изобретению, обеспечивающих снижение таких выбросов; и фиг. 6 - график сокращения выбросов окислов азота (ΝΟΧ) в зависимости от времени при добавке присадок по изобретению, сокращающих такие выбросы.
Детальное описание изобретения
Заявка ЕР 94/02052, теперь выданный патент США № 5,762,655, описывает способ оптимизации процесса сгорания в двигателе внутреннего сгорания. В этом способе озонированные продукты, которые вводят в бензин и дизельное топливо, обеспечивают каталитический эффект, в результате чего наблюдается кардинальное снижение недожега углеводородов и сокращение выбросов окиси углерода. С одной стороны, этот способ имеет преимущество, которое заключается в достижении высокой эффективности. Однако, с другой стороны, этот способ имеет недостаток, который заключается в относительной дороговизне, так как озонирующие системы должны быть включены в состав заводов по переработке нефти и выпускающих топливо для двигателей внутреннего сгорания.
Настоящее изобретение имеет цель получить определенные преимущества по сравнению с ранее описанным процессом озонирования, но без увеличения соответствующих затрат.
В настоящем изобретении для сокращения вредных выбросов используются водные растворы глиоксаля в качестве основной части топливной присадки. Глиоксаль получают путем окисления гликоля в его водных растворах способом, известным в промышленности. При этом глиоксаль может быть добавлен к топливу либо совместно с горючими эмульгаторами, либо с химическими соединениями, как показано ниже. По сравнению с предыдущими предложениями, данный способ имеет преимущество, которое заключается в том, что может быть использован продукт, который выпускается в промышленных масштабах, поэтому он экономически и технически легко осуществим, и поэтому описанное здесь вещество относительно стабильно при хранении по сравнению с оксидатами, которые получают в процессе озонирования в соответствии с предлагаемым ранее способом, и которые имеют очень низкую устойчивость при хранении.
Один фактор настоящего решения следует учитывать на практике - речь идет об относительной растворимости глиоксаля в воде при его добавлении к бензину. Однако было обнаружено, что если совместно с 40% раствором глиоксаля с обычным эмульгатором, состоящим из этерифицированных алифатических соединений, добавлять полигликоль, то можно получить неожиданно хороший раствор в бензине. Таким образом, например, 10 мл 40% раствора глиоксаля и 10 мл стандарта, в который не входит эмульсионная основа, состоящая из этерифицированных алифатических соединений (т.е. «Есосоо1-АСС» фирмы Еисйз О1е), а также 10 мл полиэтиленгликоля можно легко смещать с 500 мл бензина. Через некоторое время после смешения получают слегка мутную эмульсионную добавку. Если туда добавить 10 мл метилтретбутилового эфира, смесь впоследствии становится полностью прозрачной. Однако очень важно сначала получить гомогенную смесь из водного раствора глиоксаля, эмульгатора и полиэтиленгликоля, а затем эту смесь добавить к бензину. Таким образом, получают устойчивую при хранении эмульсионную присадку к бензину. Для высококачественного бензина характерно отсутствие разделения фаз. Водный раствор глиоксаля или концентрированный глиоксаль может также быть добавлен к «Лс.|иахо1с» (продукт фирмы ЕБГ Лс.|ш1атс). как описано в Госик 22/1999 стр. 188-189.
На практике, способ, предложенный в изобретении, заключающийся в добавке 500 мл эмульгирующей присадки к 40 л бензина, оказался достаточным для уменьшения количества несгоревших углеводородов на 95% в двигателях с каталитическими конверторами при росте холостого хода и на холостом ходу после того, как машины прошли пять километров в условиях городского движения. Обычно окись углерода не могла быть долго найдена при этих условиях. Также было достигнуто сокращение выбросов окислов азота (ΝΟΧ) примерно на 90%.
В нижеследующих таблицах представлены результаты статистических исследований, основанные на результатах проверки с бензином, в который были добавлены вышеописанные присадки. Так как только 4 г глиоксаля было добавлено к 40 л бензина, можно считать, что глиоксаль оказался эффективным в качестве гомогенного катализатора на ррт-уровне (10-4). Более того, добавки воды в количестве 10 мл на 40 л бензина оказываются настолько малыми, что не вызывают коррозию двигателя. Любой и все компоненты описанной присадки легко воспламеняются и не токсичны, так что вероятность токсичного эффекта может быть исключена.
В дизельном топливе водный раствор глиоксаля, описанный выше, растворяется даже легче, чем в бензине. В данном случае получается молочно-мутная смесь, фазовая система которой более стабильна. Топлива, к которым была добавлена эта присадка, при испытаниях в дизельных двигателях машин на холостом ходу и на возрастающем холостом ходу (10% увеличение по ЕСЕ-стандарту) в среднем снижают обычные выбросы или отложения кокса на 3040% или окислов азота на 20%.
В нижеследующих табл. 1 и 2, а также на графиках, представленных на фиг. 1-5, приведены результаты проверки выбросов, полученных при добавках раствора глиоксаля по настоящему изобретению:
Таблица 1
Сокращение выбросов при добавке эмульсии гликосаля в бензин (холостой ход) η = 22
Дата СО до СО после НС до НС после
07.03.1998 0,01 0 34 5
07.03.1998 0 0 34 5
07.03.1998 0,01 0 79 2
07.03.1998 0 0 8 7
06.26.1998 0,01 0 6 3
06.26.1998 0 0 21 10
06.26.1998 0 0 5 7
06.26.1998 0 0 6 9
05.22.1998 0 0 5 3
05.22.1998 0 0 9 3
05.22.1998 0,02 0 54 10
05.22.1998 0,02 0,01 20 11
04.08.1998 0,1 0 111 6
03.25.1998 0 0 22 29
03.25.1998 0 0 6 4
03.25.1998 0 0 6 2
03.25.1998 0,01 0 16 0
03.25.1998 0 0 4 4
03.25.1998 0,07 0,09 34 13
03.25.1998 0,04 0 42 1
03.25.1998 0,04 0 57 7
без даты 0,02 0,01 15 9
Среднее значение 0,02 0,01 27,00 6,82
Стандартное отклонение 0,03 0,02 27,67 6,06
Таблица 2 Сокращение выбросов при добавке эмульсии гликосаля в бензин (возрастающий режим холостого хода) η = 22
Дата СО до СО после НС до НС после
07.03.1998 0 0 99 9
07.03.1998 0 0 56 5
07.03.1998 0 0 27 5
07.03.1998 0 0 14 11
06.26.1998 0 0 5 2
06.26.1998 0 0 10 12
06.26.1998 0,1 0 10 15
06.26.1998 0,01 0 8 9
05.22.1998 0 0 5 2
05.22.1998 0 0 12 2
05.22.1998 0 0 13 7
05.22.1998 0 0,01 10 12
04.08.1998 0 0 41 6
03.25.1998 0,01 0 17 13
03.25.1998 0,02 0 8 5
03.25.1998 0 0 8 5
03.25.1998 0 0 27 0
03.25.1998 0 0 11 6
03.25.1998 0,05 0,09 13 17
03.25.1998 0 0 24 3
03.25.1998 0 0 16 8
Без даты 0,01 0,01 9 5
Среднее значение 0,02 0,01 20,14 7,23
Стандартное отклонение 0,08 0,02 21,49 4,56
Условия эксперимента:
Все машины марки БМВ тип 5 (525 или 528) Измерительное оборудование: Ифа5 ЛУБ Туре 465 (Ста/. Аиййа) 8еп5от ЛУБ Туре 1554
На фиг. 1-4 (данные взяты из табл. 1 и 2) графически представлены средние значения загрязняющих выбросов для стационарного двигателя (БМВ тип 5 (525 или 528)), которые работали со стандартным бензином без применения и с применением эмульсии глиоксаля согласно настоящему изобретению.
Фиг. 1 показывает количество окиси углерода в об.% при работе двигателя на холостом ходу. После применения водного раствора эмульсии глиоксаля, содержащей 4 г глиоксаля в 10 мл воды на 40 л бензина, что соответствует отношению добавки к топливу = 1:10000, было достигнуто снижение содержания СО с 0,02 до 0,01 об.% СО, то есть 0,01 об.% присадки вызывает сокращение содержания СО на 50%. Фиг. 2 показывает количество выбросов углеводородов (СН) в об.%, ррт (об.% х 10-4) при тех же условиях. Таким образом, применение присадки вызывает снижение выбросов примерно на 75%, что соответствует снижению с 27,00х10-4 об.% до 6,82х10-4 об.%.
На фиг. 3 показано количество окиси углерода на возрастающем холостом ходу (10% согласно ЕСЕ-стандарту) при тех же самых качественных и количественных условиях. При использовании стандартного бензина выбросы составили 0,05 об.%. После добавки присадки их количество уменьшилось до 0,01об.%, что соответствует сокращению на 80%. Так же сократилось количество углеводородов (см. фиг. 4) с 20,14х10-4 об.% до 7,23х10-4 об.% (возрастающий холостой ход).
На фиг. 5 показано сокращение выбросов частиц углерода во времени (дизельный двигатель тип АУДИ, 5 цилиндров, 140 л.с.) после применения присадки согласно данному изобретению. Данная присадка составляет 5 мл 1,1,2,2-тетраэтоксиэтана на 10,3 л дизельного топлива, что соответствует соотношению присадка : топливо = 1 : 2060, то есть 0,0485%. После добавки присадки количество выброшенных частиц углерода быстро сокращается с 27,56 частиц углерода/м до 3,78 частиц углерода/м за 21 мин, что соответствует сокращению на 86,3%. После истечения еще 91 мин количество сокращается до 0,82 частиц углерода/м, что соответствует общему сокращению выброшенных частиц углерода на 97%.
Наконец на фиг. 6 показано сокращение выбросов окислов азота (ΝΟΧ) (10-4 об.%) в отработанных газах в зависимости от времени работы бензинового двигателя, тип Форд Ван V6 (1996) при возрастании оборотов холостого хода с 1300 до 1370 об/мин. Без применения присадки, предложенной в изобретении, измеренное количество окислов составляло 340х10‘4 об.%. После использования 0,086% (= 50 мл) 1,1,2,2-тетраметоксиэтана (ТМЕ) количество окислов за 25 мин сократилось до 135х10‘4 об.%, а после истечения еще 15 мин их количество сократилось до 37х10‘4 об.%, что соответствует общему сокращению приблизительно на 90%.
Особенно предпочтителен вариант изобретения, который использует для добавки в топливо вместо водного раствора глиоксаля ацетали и полуацетали глиоксаля. Получение ацеталей - это хорошо известный в органической химии процесс, описанный, например, в «Органической химии» Моррисона и Бойда, 2-ое издание, 1969, стр. 633 и т.д.. Для описания ацеталей используется соединение общей формулы В—СН(ОВ')2. Например, в простейшем случае ацетальдегид реагирует с метанолом в присутствии НС1 с получением диметилацеталя ацетальдегида. Точно также спирты, будучи добавлены к альдегидам, позволяют получить полуацетали в реакциях, катализируемых кислотами или основаниями. Полуацетали в присутствии спирта и кислотного катализатора превращаются в ацетали. Смотри также «Органическую химию» Холта, Ринехарта и Уинстона, 1964, стр. 308-310.
Такие ацетали и полуацетали могут быть получены в соответствии с описанным выше существующим уровнем техники. В частности способ получения этих продуктов состоит в следующем: 600 г молекулярных сит 4· помешают в реактор колонного типа. Смесь из 600 г глиоксаля гидратируют и 180 г амберлита 15 (полимер в ионообменной форме) помещают в этот реактор поверх молекулярных сит. Содержимое колонны нагревают до 80°С. Затем, к примеру, метанол или этанол прокачивают через амберлит, который является катализатором и через молекулярные сита (для поглощения воды). Отношение метанол : вода = 4 моля, в случае этанола 12 моль.
В течение 16 ч может быть получен желаемый состав. Разделение и очистка его до требуемого состава происходит с помощью перегонки. Метанол и этанол отгоняются при температуре 40°С и остаточном давлении 22 мм рт. ст. Очистка происходит при температуре 58°С и остаточном давлении 20 мм рт. ст..
Ацетали и полуацетали согласно настоящему изобретению получают путем проведения ацеталирования глиоксаля линейными и/или разветвленными спиртами, содержащими 1-16 атомов углерода, и которые представлены такими соединениями, как метанол, этанол, пропанол, бутанол, изопропанол, изобутанол, амиловый спирт; диолами, такими как этандиол, пропандиол, бутандиол, октандиол, неопентилгликоль, а также триолами, такими как глицерин. Кроме того могут быть использованы смеси из этих моно-, ди- и триолов. Таким образом, ацетали и полуацетали согласно настоящему изобретению могут иметь различные спиртовые группы типа — СН2—СН2— на структурную единицу глиоксаля. Следовательно, различные физические свойства ацеталей и полуацеталей могут быть отрегулированы за счет вариации гидроксильными группами.
Настоящее изобретение было показано только на примере двух вариантов его выполнения, что не ограничивает возможность его реализации в различных вариантах и модификациях, без изменения его сущности.

Claims (9)

1. Способ сокращения вредных выбросов загрязняющих веществ нефтяного топлива в двигателях внутреннего сгорания, включающий стадии:
а) приготовления топливных присадок, включающих водные растворы глиоксаля и эмульгаторов, и/или ПАВ, и/или антифризов; добавления водного раствора глиоксаля в углеводородное топливо или
б) приготовления топливных присадок, включающих ацетали и/или полуацетали глиоксаля, переработкой глиоксаля ацеталированием со спиртами, и/или диолами, и/или триолами в водной фазе; выделения конечного продукта из водной фазы и последующего добавления продукта в углеводородное топливо, где соотношение топливной присадки и топлива составляет от 1:1.000 до 1:20.000;
и подачи упомянутого топлива в двигатели внутреннего сгорания.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что эмульгаторы представляют собой этерифицирован ные алифатические углеводороды и/или полиэтиленгликоль и антифризы представляют собой метанол, глицерин, гликоль.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что раствор глиоксаля, тарифицированных алифатических углеводородов и/или полиэтиленгликоля используют в топливной присадке в соотношении 2:1:1.
4. Способ по п.3, включающий стадии первоначального смешивания части топлива со смесью глиоксальэмульгатор и последующего добавления метил-третбутилового эфира в качестве дополнительной присадки в соотношении упомянутого метил-третбутилового эфира и топлива от 1:50 до 1:100.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что ацеталирование глиоксаля осуществляют путем вступления глиоксаля в реакцию со вторым реагентом, выбранным из группы, состоящей из линейных или разветвленных спиртов, и/или линейных и/или разветвленных С1-С16-диолов и/или С|-С’и-триолов. с предпочтительным выбором ацетализирующего агента из группы, включающей метанол, этанол, изопропанол, третичный бутанол, 1,3-пропандиол, неопентилгликоль и глицерин.
6. Углеводородное топливо для механизмов внутреннего сгорания в транспортных средствах и сжигающих топливо отопительных установках, включающее
а) топливную присадку, включающую водный раствор глиоксаля и эмульгаторов и/или ПАВ, и/или антифризов, или
б) ацеталь и/или полуацеталь глиоксаля, в котором соотношение топливной присадки и топлива составляет от 1:1000 до 1:20000, если углеводородное топливо представляет собой бензин, или менее от 1:5000 до 1:20000, если углеводородное топливо представляет собой дизельное топливо.
7. Топливо по п.6, отличающееся тем, что эмульгаторы представляют собой этерифицированные алифатические углеводороды и/или полиэтиленгликоль и антифриз представляет собой метанол, глицерин и гликоль.
8. Топливо по п.7, отличающееся тем, что соотношение раствора гликоля, этерифицированных алифатических углеводородов и/или полиэтиленгликоля составляет 2:1:1.
9. Топливо по одному из пп.6-8, отличающееся тем, что упомянутые ацетали и/или полуацетали включают С1-С16-алкоксильные группы; упомянутые ацетали и/или полуацетали предпочтительно получены путем ацеталирования глиоксаля линейными и/или разветвленными моно-, ди- и триодами, содержащими 1-16 атомов углерода, упомянутые моно-, ди- и триолы предпочтительно выбраны из группы, включающей метанол, этанол, изопропанол, трет-бутанол, 1,3-пропандиол, неопентилгликоль и глицерин.
EA200100368A 1998-09-22 1999-09-20 Глиоксаль как топливная присадка EA003932B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843380A DE19843380A1 (de) 1998-09-22 1998-09-22 Glyoxal in wässriger Lösung als Additiv zur Schadstoffemissionssenkung bei fossilen Brennstoffen
PCT/EP1999/006949 WO2000017290A1 (en) 1998-09-22 1999-09-20 Glyoxal as fuel additive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200100368A1 EA200100368A1 (ru) 2002-02-28
EA003932B1 true EA003932B1 (ru) 2003-10-30

Family

ID=7881799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200100368A EA003932B1 (ru) 1998-09-22 1999-09-20 Глиоксаль как топливная присадка

Country Status (19)

Country Link
EP (1) EP1124915B1 (ru)
JP (1) JP2002526595A (ru)
AT (1) ATE288467T1 (ru)
AU (1) AU755510B2 (ru)
BR (1) BR9914021A (ru)
CA (1) CA2345099A1 (ru)
DE (2) DE19843380A1 (ru)
DK (1) DK1124915T3 (ru)
EA (1) EA003932B1 (ru)
ES (1) ES2237156T3 (ru)
HU (1) HUP0103656A3 (ru)
IL (1) IL142067A0 (ru)
NO (1) NO20011331L (ru)
NZ (1) NZ510510A (ru)
PL (1) PL191757B1 (ru)
PT (1) PT1124915E (ru)
TR (1) TR200100839T2 (ru)
UA (1) UA72747C2 (ru)
WO (1) WO2000017290A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10116115A1 (de) * 2001-03-30 2002-10-10 Horst Kief Verfahren zur Reduktion der Schadstoffemission bei Verbrennungskraftmaschinen
FR2833607B1 (fr) * 2001-12-19 2005-02-04 Inst Francais Du Petrole Compositions de carburants diesel contenant des acetals de glycerol
FR2921385B1 (fr) 2007-09-21 2010-02-26 Inst Francais Du Petrole Procede de transformation de biomasse en produits renfermant des groupements acetals et leur utilisation comme biocarburants
EP2157157A1 (de) * 2008-08-19 2010-02-24 Thorsten Kief Verfahren zur Reduzierung der Schadstoffemission
RU2457238C1 (ru) * 2011-05-06 2012-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Интер-Октан" Унифицированный модификатор моторных топлив
EP3502215B8 (de) * 2017-12-21 2020-04-08 LAPIDE GmbH Reduktion der schadstoffemission von verbrennungsmotoren
AU2019446898A1 (en) * 2019-05-17 2021-11-25 Horst Kief Reduction of pollutant emissions of internal combustion engines

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2655440A (en) * 1949-05-24 1953-10-13 California Research Corp Diesel fuel oil
US2560632A (en) * 1949-09-30 1951-07-17 Leonard Refineries Inc Stabilizing cracked distillate
NL112127C (ru) * 1957-10-11
GB891422A (en) * 1959-02-02 1962-03-14 Nobel Bozel Process for extracting sulphur dioxide from gas which contains it
NL250754A (ru) * 1959-04-24
DE2265593C2 (de) * 1971-05-05 1983-03-24 Österreichische Hiag-Werke AG, Wien Benzinzusatz aus Anilin, Acetalen und Alkoholen
DE2159975A1 (de) * 1971-12-03 1973-06-07 Veba Chemie Ag Glyoxalhalbacetale, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
US4125382A (en) * 1977-04-11 1978-11-14 Basf Wyandotte Corporation Fuels containing polyoxyalkylene ether demulsifiers
JPS56159290A (en) * 1979-12-11 1981-12-08 Aeci Ltd Fuel and internal combustion engine operation
US4541837A (en) * 1979-12-11 1985-09-17 Aeci Limited Fuels
FR2544738B1 (fr) * 1983-04-21 1986-02-28 Inst Francais Du Petrole Nouveaux constituants de carburants pour moteurs automobile ou diesel
JP2792988B2 (ja) * 1990-02-09 1998-09-03 株式会社ジョモテクニカルリサーチセンター ディーゼルエンジン用燃料油
FR2700535B1 (fr) * 1993-01-19 1995-04-14 Hoechst France Procédé continu de fabrication industrielle du diméthoxyéthanal.
AU2692795A (en) * 1994-05-31 1995-12-21 William C. Orr Vapor phase combustion methods and compositions
JPH11509775A (ja) * 1995-07-27 1999-08-31 キーフ，ホルスト 自動車燃料用均一触媒の製造方法
DE19527423A1 (de) * 1995-07-27 1997-01-30 Horst Dr Med Kief Verfahren zur Herstellung von Homogenkatalysatoren bei Treibstoffen unter Verwendung von Ketonen
DE19702989A1 (de) * 1997-01-28 1998-07-30 Clariant Gmbh Umweltfreundlicher Dieseltreibstoff

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002526595A (ja) 2002-08-20
IL142067A0 (en) 2002-03-10
HUP0103656A3 (en) 2004-06-28
PT1124915E (pt) 2005-06-30
EP1124915A1 (en) 2001-08-22
DE69923575D1 (de) 2005-03-10
DE69923575T2 (de) 2006-03-23
BR9914021A (pt) 2001-07-03
NO20011331L (no) 2001-05-18
NZ510510A (en) 2002-12-20
CA2345099A1 (en) 2000-03-30
TR200100839T2 (tr) 2001-07-23
AU755510B2 (en) 2002-12-12
AU6192999A (en) 2000-04-10
HUP0103656A2 (hu) 2002-01-28
ES2237156T3 (es) 2005-07-16
DE19843380A1 (de) 2000-03-23
DK1124915T3 (da) 2005-06-06
WO2000017290A1 (en) 2000-03-30
PL191757B1 (pl) 2006-06-30
EP1124915B1 (en) 2005-02-02
UA72747C2 (en) 2005-04-15
PL346755A1 (en) 2002-02-25
NO20011331D0 (no) 2001-03-16
ATE288467T1 (de) 2005-02-15
EA200100368A1 (ru) 2002-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2702097C2 (ru) Четвертичные аммониевые соединения в качестве добавок к топливу или смазочным материалам
US5034020A (en) Method for catalyzing fuel for powering internal combustion engines
US20070130822A1 (en) Alcohol based fuel and/or biofuel composition
WO2006093877A1 (en) Improved biodiesel additive and method of preparation thereof
EP1321503B1 (fr) Compositions de carburants diesel contenant des carbonates d'acétals de clycérol
EA003932B1 (ru) Глиоксаль как топливная присадка
CA2315683A1 (en) Ignition improved fuels
CN1629259A (zh) 减少含有含氧物的中间馏分燃料中过氧化物的组合物和方法
CA2678087C (en) Iron-containing polymer suitable for regenerating diesel exhaust particulate traps
US6623535B1 (en) Fuel additive for reduction of pollutant emissions
US7111591B2 (en) Method of improving the operation of combustion particulate filters
RU2387702C2 (ru) Способ получения оксигената в качестве присадки к топливам, прежде всего дизельным топливам, бензинам и метиловому эфиру рапсового масла
US5762655A (en) Fuel for internal combustion engines and turbines containing ozonization products
US7524340B2 (en) Catalyst and method for improving combustion efficiency in engines, boilers, and other equipment operating on fuels
CN111575068B (zh) 一种包含汽油辛烷值促进剂的汽油
MXPA01002984A (en) Glyoxal as fuel additive
RU2811842C1 (ru) Кислородсодержащее композиционное дизельное топливо с регулируемыми низкотемпературными свойствами
CN102041132A (zh) 用于提高柴油十六烷值的改进剂
JPH09165586A (ja) ディーゼルエンジン用燃料油改質剤
US20240166963A1 (en) Renewable diesel fuel formulation based on alcohols
KR100321474B1 (ko) 폴리옥시메틸렌글리콜디알킬에테르화합물을함유한연료유조성물
KR20010045991A (ko) 폐식용유를 이용한 연료유 조성물
GB2529398A (en) Fuel, System and Method
JPH10316981A (ja) ディーゼルエンジン用燃料油組成物

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU