EA018090B1 - Agent for increasing the octane number of a gasoline automobile fuel - Google Patents
Agent for increasing the octane number of a gasoline automobile fuel Download PDFInfo
- Publication number
- EA018090B1 EA018090B1 EA201001729A EA201001729A EA018090B1 EA 018090 B1 EA018090 B1 EA 018090B1 EA 201001729 A EA201001729 A EA 201001729A EA 201001729 A EA201001729 A EA 201001729A EA 018090 B1 EA018090 B1 EA 018090B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- gasoline
- alcohols
- cyclic
- tool according
- acetone
- Prior art date
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
- C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
- C10L1/023—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for spark ignition
-
- 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
-
- 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
- C10L1/1855—Cyclic ethers, e.g. epoxides, lactides, lactones
-
- 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
- C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
- C10L10/10—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for improving the octane number
-
- 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
- C10L1/1817—Compounds of uncertain formula; reaction products where mixtures of compounds are obtained
-
- 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
- C10L1/182—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof
- C10L1/1822—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms
- C10L1/1824—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms mono-hydroxy
-
- 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
- C10L1/182—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof
- C10L1/1822—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms
- C10L1/1826—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms poly-hydroxy
-
- 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
- C10L10/14—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for improving low temperature properties
-
- 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
- C10L2200/00—Components of fuel compositions
- C10L2200/04—Organic compounds
- C10L2200/0407—Specifically defined hydrocarbon fractions as obtained from, e.g. a distillation column
- C10L2200/0415—Light distillates, e.g. LPG, naphtha
- C10L2200/0423—Gasoline
-
- 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
- C10L2200/00—Components of fuel compositions
- C10L2200/04—Organic compounds
- C10L2200/0461—Fractions defined by their origin
- C10L2200/0469—Renewables or materials of biological origin
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к средствам, повышающим октановое число бензинового автомобильного топлива, в том числе спиртосодержащего бензинового автомобильного топлива, и может быть использовано для улучшения потребительских характеристик указанных видов автомобильного топлива.The invention relates to means that increase the octane number of gasoline automobile fuel, including alcohol-containing gasoline automobile fuel, and can be used to improve consumer characteristics of these types of automobile fuel.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Прогресс в области конструкции автомобильных двигателей и повышение требований к экологическим показателям автомобильного топлива определяют все увеличивающуюся потребность в высокооктановом бензине, обеспечивающем уровень токсичности отработавших газов, отвечающий современным стандартам. Рост доли производства высокооктановых бензинов невозможен без широкого использования антидетонационных добавок, способствующих увеличению детонационной стойкости бензинового топлива.Progress in the design of automotive engines and increased requirements for environmental performance of automotive fuel determine the ever-increasing need for high-octane gasoline, which ensures the level of toxicity of exhaust gases that meets modern standards. An increase in the share of production of high-octane gasolines is impossible without the widespread use of antiknock additives, which increase the detonation resistance of gasoline fuel.
В настоящее время в качестве антидетонаторов используют оксигенаты, включающие широкий спектр кислородсодержащих соединений. Как правило, это трудно контролируемые по составу смеси, содержащие спирты, простые и сложные алкиловые эфиры, карбонильные соединения, продукты их взаимодействия. Большинство из них под действием кислорода воздуха способны к превращению в пероксиды, приводящие к снижению химической стабильности топлива, накоплению карбоновых кислот, вызывающих коррозию двигателя и емкостей для хранения топлива. Серьезным недостатком широко применяемого в настоящее время метил-трет-бутилового эфира является заметная токсичность и низкая способность к разложению, что приводит к распространению и накоплению токсичных продуктов в почве и водоемах.Currently, oxygenates are used as antiknock agents, including a wide range of oxygen-containing compounds. As a rule, it is difficult to control in composition mixtures containing alcohols, simple and complex alkyl ethers, carbonyl compounds, and the products of their interaction. Most of them, under the influence of atmospheric oxygen, are capable of being converted to peroxides, leading to a decrease in the chemical stability of the fuel, and the accumulation of carboxylic acids, which cause corrosion of the engine and fuel storage tanks. A serious drawback of the currently widely used methyl tert-butyl ether is its noticeable toxicity and low degradability, which leads to the spread and accumulation of toxic products in soil and water bodies.
Известно, что циклические кетали, получаемые взаимодействием гликолей с карбонильными соединениями (1,3-диоксоланы) в составе топливных композиций, способствуют улучшению экологических характеристик автомобильных двигателей. Например, они снижают содержание твердых частиц и токсичных продуктов неполного сгорания в составе выхлопных газов двигателей, работающих на дизельном топливе [И8 2004025417, опубл. 12.02.2004, БК 2833607, опубл. 20.06.2003, АТ 311428Т, опубл. 15.12.2005, ДР 7331262, опубл. 19.12.1995], улучшают экологические характеристики биодизеля [И8 2006199970, опубл. 07.09.2006, АО 2006084048, опубл. 10.08.2006] и бензина [И8 4390345, опубл. 28.06.1983, АО 8903242, опубл. 20.04.1989].It is known that cyclic ketals obtained by the interaction of glycols with carbonyl compounds (1,3-dioxolanes) in the composition of fuel compositions help to improve the environmental performance of automobile engines. For example, they reduce the content of particulate matter and toxic products of incomplete combustion in the exhaust gases of diesel engines [I8 2004025417, publ. 02.12.2004, BC 2833607, publ. 06/20/2003, AT 311428T, publ. 12/15/2005, DR 7331262, publ. 12.19.1995], improve the environmental characteristics of biodiesel [I8 2006199970, publ. 09/07/2006, AO 2006084048, publ. 08/10/2006] and gasoline [I8 4390345, publ. 06.28.1983, AO 8903242, publ. 04/20/1989].
В изобретении, защищенном патентом СА 2530219, опубл. 03.02.2005, описан способ получения оксигената и применение его в качестве добавки, повышающей способность бензина к воспламенению и уменьшающей содержание вредных выбросов в атмосферу. Оксигенат представляет собой продукт взаимодействия глицерина с карбонильным соединением, например ацетоном, алкилированный третичным олефином. Необходимость алкилирования связана с недостаточной растворимостью 1,3-диоксоланов, имеющих свободную гидроксильную группу, в углеводородном топливе. Это обстоятельство является существенным ограничением для использования 1,3-диоксоланов на основе глицерина в качестве добавки к бензину.In the invention protected by patent CA 2530219, publ. 02/03/2005, describes a method for producing oxygenate and its use as an additive that increases the ability of gasoline to ignite and reduces the content of harmful emissions into the atmosphere. Oxygenate is the product of the interaction of glycerol with a carbonyl compound, for example acetone, alkylated with a tertiary olefin. The need for alkylation is associated with the insufficient solubility of 1,3-dioxolanes having a free hydroxyl group in hydrocarbon fuel. This circumstance is a significant limitation for the use of glycerol-based 1,3-dioxolanes as an additive to gasoline.
В указанных выше документах не содержится информации о способности 1,3-диоксоланов проявлять антидетонационные свойства по отношению к бензину.The above documents do not contain information on the ability of 1,3-dioxolanes to exhibit antiknock properties with respect to gasoline.
Описано алкилирование глицерина изобутиленом с целью получения полиалкиловых эфиров глицерина в качестве добавки к бензину [ΌΕ 4445635, опубл. 27.06.1996, ЕР 0718270, опубл. 26.06.1996]. Если в качестве растворителя используют ацетон, реакционная смесь представляет собой смесь третбутиловых эфиров глицерина с разной степенью замещения с примесью свободного глицерина, а также дополнительно содержит циклический кеталь - 2,2-диметил-4-трет-бутоксиметил-1,3-диоксолан и примесь 2,2-диметил-4-гидроксиметил-1,3-диоксолана, содержащего свободный гидроксил. Показано, что эти реакционные смеси при их добавлении к бензину проявляют свойства эффективных октаноповышающих добавок. Для обеспечения фазовой совместимости необходимо проводить алкилирование свободных гидроксильных групп глицерина, что связано с дополнительными трудо- и энергозатратами. Тем не менее, наличие в смеси моноалкилированного глицерина, а также примесей свободного глицерина и неалкилированного 4-гидроксиметил-1,3-диоксолана повышает вероятность расслоения бензиновой композиции, включающей эту добавку. Сложный непостоянный состав добавки, зависящий от условий проведения реакции в многокомпонентной системе, обусловливает непостоянство и непредсказуемость ее антидетонационных свойств.The alkylation of glycerol with isobutylene is described in order to obtain glycerol polyalkyl esters as an additive to gasoline [ΌΕ 4445635, publ. 06/27/1996, EP 0718270, publ. 06/26/1996]. If acetone is used as the solvent, the reaction mixture is a mixture of tert-butyl esters of glycerol with varying degrees of substitution mixed with free glycerol, and also additionally contains cyclic ketal - 2,2-dimethyl-4-tert-butoxymethyl-1,3-dioxolane and an impurity 2,2-dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane containing free hydroxyl. It is shown that these reaction mixtures, when added to gasoline, exhibit the properties of effective octane enhancing additives. To ensure phase compatibility, it is necessary to alkylate the free hydroxyl groups of glycerol, which is associated with additional labor and energy costs. However, the presence of monoalkylated glycerol, as well as impurities of free glycerol and unalkylated 4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane in the mixture increases the likelihood of delamination of the gasoline composition comprising this additive. The complex variable composition of the additive, depending on the reaction conditions in a multicomponent system, causes the variability and unpredictability of its antiknock properties.
Известна многофункциональная добавка к бензину на основе этилового спирта, обеспечивающая повышение октанового числа (ОЧ), снижение температуры помутнения, уменьшение токсичности выбросов, содержащая, наряду с этиловым спиртом, Ν-метиланилин, уксусный альдегид, кротоновый альдегид, этиловый эфир, многофункциональную присадку АВТОМАТ [КН 2148077, опубл. 27.04.2000].Known multifunctional additive for gasoline based on ethyl alcohol, providing an increase in octane number (OC), lowering the cloud point, reducing toxicity of emissions, containing, along with ethyl alcohol, Ν-methylaniline, acetic aldehyde, crotonaldehyde, ethyl ether, a multifunctional additive AUTOMAT [ KN 2148077, publ. 04/27/2000].
Известна добавка к бензину на основе этилового спирта [КН 2068871, С1, опубл. 10.11.1996], содержащая в качестве стабилизатора сорастворитель, представляющий собой отходы гидролизного производства этилового спирта из древесного сырья, т.н. альдегидо-эфиро-спиртовую фракцию в количестве 8-80 мас.%. Введение этой добавки в бензин в количестве 2-20 мас.% позволяет повысить октановое число и получить автомобильное топливо, не расслаивающееся при пониженных температурах. Входящие в добавку отходы гидролизного производства представляют собой смесь алифатических спиртов С3-С5, сложных эфиров метилового и этилового спиртов и муравьиной и уксусной кислот, фурфурола и других органических соединений.Known additive to gasoline based on ethyl alcohol [KN 2068871, C1, publ. November 10, 1996], containing as a stabilizer a co-solvent, which is a waste of the hydrolysis production of ethyl alcohol from wood raw materials, the so-called aldehyde-ether-alcohol fraction in an amount of 8-80 wt.%. The introduction of this additive in gasoline in an amount of 2-20 wt.% Allows you to increase the octane number and get automobile fuel, not stratified at low temperatures. Hydrolysis production wastes included in the additive are a mixture of aliphatic alcohols C3-C5, esters of methyl and ethyl alcohols and formic and acetic acids, furfural and other organic compounds.
- 1 018090- 1 018090
Известна добавка к бензину на основе стабилизированного этилового спирта, включающая Νметиланилин, ферроцен и/или его производные, причем для стабилизации этилового спирта используют низшие алифатические спирты, эфиры или альдегидоэфироспиртовую фракцию, полученную из отходов производства этилового спирта из древесного сырья [КИ 2129141, опубл. 20.04.1999].Known additive for gasoline based on stabilized ethyl alcohol, including ил methylaniline, ferrocene and / or its derivatives, moreover, to stabilize ethyl alcohol lower aliphatic alcohols, esters or aldehyde-alcohol-alcohol fraction obtained from waste products from the production of ethyl alcohol from wood raw materials are used [KI 2129141, opub. 04/20/1999].
Задачей настоящего изобретения является создание универсального средства для бензинового автомобильного топлива, обладающего более высокой октаноповышающей способностью, смешиваемого с бензином, которое легко может быть получено из доступных продуктов химического производства или из отходов или промежуточных продуктов переработки углеводсодержащего сырья.The objective of the present invention is to provide a universal tool for gasoline automobile fuel with a higher octane-improving ability, miscible with gasoline, which can easily be obtained from available chemical products or from waste or intermediate products of processing carbohydrate-containing raw materials.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В результате проведенных исследований было обнаружено, что комбинация спирта с продуктом взаимодействия карбонильного соединения с соединением, содержащим по меньшей мере две гидроксигруппы, позволяющие образовывать циклы с карбонильными соединениями, или смеси указанных продуктов, позволяет повысить октановое число бензина значительно более эффективно, чем каждый из указанных компонентов индивидуально, проявляя синергетический эффект.As a result of the studies, it was found that the combination of alcohol with the product of the interaction of a carbonyl compound with a compound containing at least two hydroxy groups, allowing the formation of cycles with carbonyl compounds, or mixtures of these products, allows to increase the octane number of gasoline much more efficiently than each of these components individually, showing a synergistic effect.
Кроме того, устраняется проблема фазовой несовместимости с бензиновым топливом, возникающая за счет наличия свободной гидроксильной группы в продуктах взаимодействия карбонильного соединения с соединением, содержащим, по меньшей мере, две гидроксигруппы, позволяющие образовывать циклы с карбонильными соединениями.In addition, the problem of phase incompatibility with gasoline fuel due to the presence of a free hydroxyl group in the products of the interaction of a carbonyl compound with a compound containing at least two hydroxy groups allowing the formation of rings with carbonyl compounds is eliminated.
Таким образом, указанная выше задача решается тем, что в качестве средства для повышения октанового числа бензинового автомобильного топлива используют комбинацию спирта и продукта или смеси продуктов, полученных взаимодействием карбонильного соединения с соединением, содержащим по меньшей мере две гидроксигруппы, образующие циклы с карбонильными соединениями.Thus, the aforementioned problem is solved in that a combination of alcohol and a product or mixture of products obtained by reacting a carbonyl compound with a compound containing at least two hydroxy groups forming rings with carbonyl compounds are used as a means to increase the octane number of gasoline automobile fuel.
Предпочтительно в качестве соединений, содержащих по меньшей мере две гидроксигруппы, позволяющие образовывать циклы с карбонильными соединениями, используют сахариды или двухатомные, трехатомные и многоатомные спирты.Preferably, saccharides or dihydric, trihydric and polyhydric alcohols are used as compounds containing at least two hydroxy groups allowing the formation of rings with carbonyl compounds.
Предпочтительно указанные сахариды представляет собой моносахариды, однако, могут быть использованы и олигосахариды, превращающиеся в процессе взаимодействия с карбонильными соединениями в моносахариды.Preferably, said saccharides are monosaccharides, however, oligosaccharides that are converted into monosaccharides by reaction with carbonyl compounds can also be used.
В качестве моносахаридов могут быть использованы пентозы или гексозы, а также их смеси, которые могут быть получены смешением индивидуальных моносахаридов или в технологических процессах переработки углеводсодержащего сырья.As monosaccharides, pentoses or hexoses can be used, as well as mixtures thereof, which can be obtained by mixing individual monosaccharides or in technological processes of processing carbohydrate-containing raw materials.
В качестве пентоз преимущественно используют ксилозу или арабинозу, а в качестве гексозы используют глюкозу.As pentoses, xylose or arabinose is mainly used, and glucose is used as hexose.
В качестве двухатомных спиртов используют гликоли, например этиленгликоль, в качестве трехатомных спиртов используют глицерин, в качестве многоатомных спиртов используют эритриты, например пентаэритрит.Glycols, for example ethylene glycol, are used as dihydric alcohols, glycerin is used as trihydric alcohols, erythrites, for example pentaerythritol, are used as polyhydric alcohols.
В качестве карбонильного соединения используют соединение, относящееся к низшим альдегидам или низшим кетонам, например формальдегид, ацетальдегид, ацетон, метилэтилкетон, диэтилкетон, циклогексанон.As the carbonyl compound, a compound relating to lower aldehydes or lower ketones is used, for example, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, cyclohexanone.
В качестве спирта используют алифатические спирты, содержащие до пяти атомов углерода, преимущественно этанол.Aliphatic alcohols containing up to five carbon atoms, mainly ethanol, are used as alcohol.
Бензиновое автомобильное топливо в контексте настоящего изобретения означает бензин или в спиртобензиновую композицию.Gasoline automobile fuel in the context of the present invention means gasoline or in an alcohol-gasoline composition.
Присутствие в заявляемом средстве для повышения октанового числа бензинового автомобильного топлива спирта в комбинации с продуктами взаимодействия карбонильного соединения с соединением, содержащим по меньшей мере две гидроксигруппы, способным образовывать циклы с карбонильными соединениями или смесями указанных продуктов, является существенным условием, необходимым для обеспечения высокой октаноповышающей способности. Так, спирты сами по себе являются недостаточно эффективными антидетонаторами: по нашим данным, а также согласно [И8 4541836, опубл. 17.09.1985] введение в бензин безводного этилового спирта в количестве до 10% увеличивает октановое число топлива на 2-4 единицы.The presence in the inventive tool for increasing the octane number of gasoline automobile fuel alcohol in combination with the reaction products of a carbonyl compound with a compound containing at least two hydroxy groups, capable of forming cycles with carbonyl compounds or mixtures of these products, is an essential condition for ensuring a high octane-raising ability . So, alcohols themselves are not sufficiently effective antiknock: according to our data, as well as according to [I8 4541836, publ. September 17, 1985] the introduction of anhydrous ethyl alcohol into gasoline in an amount up to 10% increases the octane number of fuel by 2-4 units.
Исследование октаноповышающей способности циклических кеталей моносахаридов, являющихся одним из примеров продукта взаимодействия карбонильного соединения с соединением, содержащим по меньшей мере две гидроксигруппы, позволяющие образовывать циклы с карбонильными соединениями, на стандартной модельной углеводородной смеси показало, что чистые кетали, образованные моносахаридами и ацетоном, практически не увеличивают октановое число углеводородов. Например, введение кеталя ацетона и арабинозы в модельную смесь изооктан - н-гептан (4:1) в количестве около 8 вес.% практически не сказывается на ее октановом числе. Аналогичная картина имеет место и для кеталей на основе трехатомных спиртов: при 10%-ном содержании в бензине циклического кеталя глицерина и ацетона прирост октанового числа составляет 1,4 ед., для кеталя глицерина и метилэтилкетона - 0,9 ед., для других кеталей прирост октанового числа не превышает погрешности измерений.The study of the octane-enhancing ability of cyclic ketals of monosaccharides, which is one example of the product of the interaction of a carbonyl compound with a compound containing at least two hydroxy groups, allowing the formation of cycles with carbonyl compounds, on a standard model hydrocarbon mixture showed that pure ketals formed by monosaccharides and acetone practically do not increase the octane number of hydrocarbons. For example, the introduction of ketal acetone and arabinose into the model mixture of isooctane - n-heptane (4: 1) in an amount of about 8 wt.% Practically does not affect its octane number. A similar picture holds for ketals based on trihydric alcohols: at a 10% content of cyclic ketal of glycerol and acetone in gasoline, the increase in octane number is 1.4 units, for ketal of glycerol and methyl ethyl ketone - 0.9 units, for other ketals the increase in the octane number does not exceed the measurement error.
Добавление в систему этилового спирта приводит к увеличению октанового числа модельной смеThe addition of ethanol to the system leads to an increase in the octane number of the model mixture
- 2 018090 си: на: 10,4 ед. - в случае кеталя арабинозы и ацетона (весовое соотношение кеталь:этанол 0,75:1,0), на 13,1 ед. - в случае кеталя ксилозы и ацетона (весовое соотношение кеталь:этанол 0,75:1,0), на 12,6 ед. - в случае кеталя глицерина и ацетона (весовое соотношение кеталь:этанол 1,0:1,0). Это свидетельствует о синергетическом эффекте пары спирт - циклический кеталь, обеспечивающем высокую октаноповышающую способность заявляемых средств.- 2018090 si: at: 10.4 units. - in the case of ketal arabinose and acetone (weight ratio ketal: ethanol 0.75: 1.0), by 13.1 units. - in the case of ketal xylose and acetone (weight ratio ketal: ethanol 0.75: 1.0), by 12.6 units. - in the case of ketal glycerol and acetone (weight ratio ketal: ethanol 1.0: 1.0). This indicates the synergistic effect of the pair alcohol - cyclic ketal, providing high octane-increasing ability of the claimed funds.
Особо следует отметить то обстоятельство, что порядок введения спирта и продукта взаимодействия карбонильного соединения с соединением, содержащим по меньшей мере две гидроксигруппы, позволяющие образовывать циклы с карбонильными соединениями, не влияет на достижение октаноповышающего действия заявленного средства. Существенным является только наличие комбинации указанных компонентов, независимо от того, смешали их до введения в автомобильное бензиновое топливо или это смешивание произошло в самом автомобильном бензиновом топливе. В связи с этим средство проявляет октаноповышающее действие как в случае бензина, так и в случае спиртсодержащих бензиновых композиций.Of particular note is the fact that the order of introduction of the alcohol and the product of the interaction of the carbonyl compound with the compound containing at least two hydroxy groups, which allow the formation of cycles with carbonyl compounds, does not affect the achievement of the octane-raising effect of the claimed agent. The only significant thing is the presence of a combination of these components, regardless of whether they were mixed before being introduced into automotive gasoline fuel or whether this mixing occurred in automobile gasoline fuel itself. In this regard, the tool exhibits an octane-enhancing effect both in the case of gasoline and in the case of alcohol-containing gasoline compositions.
Наличие в составе добавки спирта снимает проблему фазовой совместимости с бензином циклических кеталей и ацеталей, имеющих свободные гидроксильные группы. В присутствии спирта эти соединения, независимо от природы алкильных заместителей, образуют с бензином однофазную стабильную систему.The presence of alcohol in the additive eliminates the problem of phase compatibility with gasoline of cyclic ketals and acetals having free hydroxyl groups. In the presence of alcohol, these compounds, regardless of the nature of the alkyl substituents, form a single-phase stable system with gasoline.
Известно, что циклические кетали на основе глицерина способствуют повышению фазовой стабильности спиртосодержащего бензина [СВ 811406, опубл. 02.04.1959, И8 4390344, опубл. 28.06.1983]. Это в полной мере относится и к циклическим кеталям на основе моносахаридов. Например, добавление циклических кеталей или смесей циклических кеталей на основе моносахаридов в количестве 3-8 вес.% к двухфазной системе, содержащей бензин и 10 об.% обводненного этанола, приводит к получению гомогенной системы. Таким образом, присутствие указанных кеталей стабилизирует фазовую однородность бензина, позволяя увеличить пороговую концентрацию воды, за которой происходит ее выслаивание в отдельную фазу. Поэтому для компаундирования углеводорода и спирта становится возможным использовать не только сухой этанол, но также ректификат, содержащий 3,6% воды, и обводненный спирт, содержащий до 5% воды.It is known that cyclic ketals based on glycerol increase the phase stability of alcohol-containing gasoline [CB 811406, publ. 04/02/1959, I8 4390344, publ. 06/28/1983]. This fully applies to cyclic ketals based on monosaccharides. For example, the addition of cyclic ketals or mixtures of cyclic ketals based on monosaccharides in an amount of 3-8 wt.% To a two-phase system containing gasoline and 10 vol.% Hydrated ethanol, results in a homogeneous system. Thus, the presence of these ketals stabilizes the phase uniformity of gasoline, making it possible to increase the threshold concentration of water, beyond which it is expelled into a separate phase. Therefore, to compound hydrocarbon and alcohol, it becomes possible to use not only dry ethanol, but also a rectified product containing 3.6% water and waterlogged alcohol containing up to 5% water.
Варианты осуществления изобретенияEmbodiments of the invention
Продукт взаимодействия карбонильного соединения с соединением, содержащим по меньшей мере две гидроксигруппы, позволяющие образовывать циклы с карбонильными соединениями, необходимый для осуществления изобретения, может быть получен следующим образом.The product of the interaction of a carbonyl compound with a compound containing at least two hydroxy groups, allowing the formation of rings with carbonyl compounds, necessary for carrying out the invention, can be obtained as follows.
Одной группой соединений, содержащей по меньшей мере две гидроксигруппы, позволяющие образовывать циклы с карбонильными соединениями, являются сахариды.One group of compounds containing at least two hydroxy groups allowing the formation of rings with carbonyl compounds are saccharides.
В качестве сахаридов используют как индивидуальные моносахариды, так и их смеси, например пентозную фракцию, полученную, как описано ниже, из растительного сырья.As saccharides, both individual monosaccharides and mixtures thereof, for example, the pentose fraction obtained, as described below, from plant materials are used.
В качестве источника смеси сахаридов для получения продуктов, используемых в составе заявляемого средства, целесообразно использовать дешевые отходы сельскохозяйственного производства, не имеющие пищевой и кормовой ценности, например солому злаков и другие отходы зернопереработки, используемые для получения биоэтанола.As a source of a mixture of saccharides to obtain products used in the composition of the claimed funds, it is advisable to use cheap agricultural waste that does not have food and feed value, such as cereal straw and other grain processing waste used to produce bioethanol.
Исходное сырье подвергают предварительной обработке, включающей измельчение с образованием частиц размером 2,0-0,5 мм, химическое отделение сопутствующих компонентов (воски, жиры, терпены, растворимые пектины, белки, лигнины, неорганические вещества) путем экстракции смесью этанолбензол, последующий кислотный гидролиз и отделение углеводной фракции по известным методикам [Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. М.: Лесная промышленность, 1989]. В результате получают смеси: моносахаридов в количестве 25-30% от веса исходного сырья, представляющие собой так называемую пентозную фракцию, содержащую, главным образом, ксилозу и арабинозу с примесью глюкозы.The feedstock is subjected to pre-treatment, including grinding to form particles with a size of 2.0-0.5 mm, chemical separation of related components (waxes, fats, terpenes, soluble pectins, proteins, lignins, inorganic substances) by extraction with a mixture of ethanolbenzene, followed by acid hydrolysis and the separation of the carbohydrate fraction by known methods [Kholkin Yu.I. Technology of hydrolysis production. M .: Forest industry, 1989]. The result is a mixture of: monosaccharides in an amount of 25-30% of the weight of the feedstock, which is the so-called pentose fraction containing mainly xylose and arabinose mixed with glucose.
В табл. 1 показан состав продуктов предварительной обработки и гидролиза сырья различного вида. Таблица 1. Состав продуктов предварительной обработки и гидролиза сырья различного вида.In the table. 1 shows the composition of the products of pre-treatment and hydrolysis of raw materials of various kinds. Table 1. The composition of the products of pre-processing and hydrolysis of raw materials of various kinds.
- 3 018090- 3 018090
Продукты получают взаимодействием этих веществ с карбонильными соединениями в условиях кислого катализа с удалением образующейся воды одним из известных методов [Под. ред. Кочеткова Н.К. Методы химии углеводов. М.: Мир, 1967, с.165]. Для отделения от побочных, плохо растворимых в углеводородах продуктов, реакционную смесь экстрагируют бензолом или другим подходящим растворителем, экстракт упаривают и используют в составе средства для повышения октанового числа. Также могут быть использованы ди- и олигосахариды, гидролизующиеся в процессе взаимодействия с карбонильными соединениями, и также дающие смеси соответствующих продуктов.Products are obtained by the interaction of these substances with carbonyl compounds under conditions of acid catalysis with the removal of water formed by one of the known methods [Under. ed. Kochetkova N.K. Methods of carbohydrate chemistry. M .: Mir, 1967, p. 165]. To separate from by-products poorly soluble in hydrocarbons, the reaction mixture is extracted with benzene or another suitable solvent, the extract is evaporated and used in the composition to increase the octane number. Di- and oligosaccharides that hydrolyze in the course of reaction with carbonyl compounds and also produce mixtures of the corresponding products can also be used.
В качестве карбонильных соединений могут быть использованы низшие альдегиды или кетоны, при этом в первом случае реакция взаимодействия представляет собой реакцию ацетализации, а продукты реакции представляют собой циклические ацетали, а во втором случае реакция взаимодействия представляет собой реакцию кетализации, а продукты реакции представляют собой циклические кетали.Lower aldehydes or ketones can be used as carbonyl compounds. In the first case, the reaction is an acetalization reaction, and the reaction products are cyclic acetals, and in the second case, the reaction is a ketalization reaction, and the reaction products are cyclic ketals. .
Поскольку указанные моносахариды содержат по меньшей мере по две пары гидроксигрупп, способных при взаимодействии с карбонильными соединениями образовывать циклы, могут быть получены производные, содержащие как по одной, так и по две циклические группировки в расчете на одну молекулу моносахарида. В целях получения максимального октаноповышающего эффекта реакцию проводят в присутствии избытка карбонильного соединения, что обеспечивает максимальную глубину превращения с образованием продуктов, содержащих по два кислородсодержащих цикла. В качестве примера в табл. 2 приведены физико-химические характеристики продуктов взаимодействия сахаридов (индивидуальных моносахаридов, дисахаридов, смесей моносахаридов) с ацетоном.Since these monosaccharides contain at least two pairs of hydroxy groups capable of forming cycles when reacted with carbonyl compounds, derivatives containing one or two cyclic groups per one monosaccharide molecule can be obtained. In order to obtain the maximum octane enhancing effect, the reaction is carried out in the presence of an excess of carbonyl compound, which ensures maximum conversion depth with the formation of products containing two oxygen-containing cycles. As an example, in table. 2 shows the physico-chemical characteristics of the products of the interaction of saccharides (individual monosaccharides, disaccharides, mixtures of monosaccharides) with acetone.
Таблица 2. Физико-химические характеристики циклических продуктов, полученных взаимодействием моносахаридов и ацетонаTable 2. Physico-chemical characteristics of cyclic products obtained by the interaction of monosaccharides and acetone
Приведенные в табл. 2 циклические дикетали моносахаридов и ацетона представляют собой твердые при комнатной температуре или вязкие жидкие продукты, растворимые в спирте, их смеси со спиртом растворимы в бензине.Given in the table. 2 cyclic diketals of monosaccharides and acetone are solid at room temperature or viscous liquid products soluble in alcohol, their mixtures with alcohol are soluble in gasoline.
При использовании пентозной фракции, выделенной из гидролизата углеводсодержащего сырья, выход смеси циклических дикеталей составляет 57-70% в зависимости от того, из какого сырья получена пентозная фракция. Высушенные стебли мескантуса являются перспективным сырьем для получения заявляемых добавок, поскольку наиболее богаты пентозами и обеспечивают получение наиболее высокого выхода смеси циклических дикеталей. В табл. 3 приведен весовой состав смеси, полученной при кетализации ацетоном пентозной фракции, выделенной из сухих стеблей мескантуса.When using a pentose fraction isolated from a hydrolyzate of a carbohydrate-containing raw material, the yield of a mixture of cyclic diketals is 57-70%, depending on which raw material the pentose fraction is obtained from. Dried stalks of Mescanthus are a promising raw material for obtaining the claimed additives, since they are richest in pentoses and provide the highest yield of a mixture of cyclic diketals. In the table. Figure 3 shows the weight composition of the mixture obtained by ketalization with acetone of the pentose fraction isolated from dry stalks of mescanthus.
Таблица 3. Состав смеси, полученной кетализацией ацетоном пентозной фракции, выделенной из сухих стеблей мескантусаTable 3. The composition of the mixture obtained by ketalization with acetone of the pentose fraction isolated from the dry stems of mescanthus
Продукты кетализации моносахаридов нетоксичны. В опытах на лабораторных мышах линии 8НК (питомник Столбовая) показано, что препараты циклических дикеталей на основе арабинозы и глюкозы в оливковом масле, введенные рег оз животным в дозах от 100 до 6000 мг/кг, при наблюдении в течение 30 суток хорошо переносятся животными и не вызывают каких-либо изменений в их состоянии.Monosaccharide ketalization products are non-toxic. It was shown in experiments on laboratory mice of the 8NK line (Stolbovaya nursery) that preparations of cyclic diketals based on arabinose and glucose in olive oil, administered to animals at doses of 100 to 6000 mg / kg, are well tolerated by animals during 30 days and do not cause any changes in their condition.
Циклические дикетали моносахаридов стабильны в составе средства для повышения октановогоCyclic diketals of monosaccharides are stable in the composition for increasing octane
- 4 018090 числа, при этом они способны к гидролитическому расщеплению с образованием нетоксичных продуктов, что является их существенным преимуществом перед токсичными, неразлагаемыми алкиловыми эфирами, в частности метил-трет-бутиловым эфиром, широко применяемым в составе оксигенатов.- 4 018090 numbers, while they are capable of hydrolytic cleavage with the formation of non-toxic products, which is their significant advantage over toxic, non-degradable alkyl esters, in particular methyl tert-butyl ether, which is widely used in oxygenates.
Другой группой соединений, содержащей по меньшей мере две гидроксигруппы, позволяющие образовывать циклы с карбонильными соединениями, являются двух-, трех- и многоатомные спирты.Another group of compounds containing at least two hydroxy groups that allow the formation of rings with carbonyl compounds are di-, tri- and polyhydric alcohols.
Продукты взаимодействия двух-, трех- и многоатомных спиртов с карбонильными соединениями циклические ацетали и кетали - получают одностадийным синтезом из доступных крупнотоннажных продуктов промышленного производства (глицерин, этиленгликоль, пентаэритрит, параформ, ацетальдегид, ацетон и др.) по известным методикам в условиях кислого катализа с азеотропной отгонкой реакционной воды [Терней А. Современные методы органической химии, т. 2, М.: Мир, 1981, с. 20]. В том случае, когда азеотропную отгонку реакционной воды проводят в присутствии метилэтилкетона, продукт реакции представляет собой смесь соответствующих циклических соединений, которая также может быть использована в составе заявляемого октаноповышающего средства.The products of the interaction of di-, tri- and polyhydric alcohols with carbonyl compounds cyclic acetals and ketals are obtained in a single-stage synthesis from available large-capacity industrial products (glycerin, ethylene glycol, pentaerythritol, paraform, acetaldehyde, acetone, etc.) by known methods under conditions of acid catalysis with azeotropic distillation of reaction water [A. Terney. Modern methods of organic chemistry, vol. 2, Moscow: Mir, 1981, p. twenty]. In the case when the azeotropic distillation of the reaction water is carried out in the presence of methyl ethyl ketone, the reaction product is a mixture of the corresponding cyclic compounds, which can also be used as part of the inventive octane-raising agent.
Циклические ацетали и кетали двух- и трехатомных спиртов являются жидкостями, хорошо растворимыми в спирте, их смеси со спиртом хорошо растворимы в бензине.Cyclic acetals and ketals of di- and trihydric alcohols are liquids that are highly soluble in alcohol, their mixtures with alcohol are highly soluble in gasoline.
Еще одним примером циклического ацеталя, который может быть использован в составе заявляемого средства для повышения октанового числа, является диформаль пентаэритрита, являющийся продуктом взаимодействия пентаэритрита с формальдегидом. Пентаэритрит является доступным крупнотоннажным продуктом химического производства и представляет собой многоатомный спирт разветвленного строения, содержащий четыре гидроксигруппы, которые попарно взаимодействуют с формальдегидом с образованием двух диоксановых циклов. Диформаль пентаэритрита - твердое вещество, растворимое в спирте.Another example of cyclic acetal, which can be used in the composition of the claimed means to increase the octane number, is the pentaerythritol formal, which is the product of the interaction of pentaerythritol with formaldehyde. Pentaerythritol is an available large-capacity chemical product and is a branched polyhydric alcohol containing four hydroxy groups that pairwise react with formaldehyde to form two dioxane rings. Pentaerythritolformal is a solid soluble in alcohol.
Октаноповышающая способность заявляемых средств исследована на н-гептане и на модельных углеводородных смесях изооктан - н-гептан 1:1 и 4:1. Измерения проводят стандартным методом по ГОСТ 8226-82 Топливо для двигателей. Исследовательский метод определения октанового числа (метод 1) и экспресс-методом (метод 2), дающим результаты, близкие к стандартным методам. В экспресс-методе используют измеритель детонационной стойкости бензинов Октанометр ОК-2м (фирма-изготовитель ПЛЮС РАДИО), применяемый для быстрого определения октанового числа бензинов при контроле технологического процесса их изготовления, при проведении исследовательских работ, при приеме бензинов потребителем. Принцип действия Октанометра ОК-2м основан на измерении параметров реакции холоднопламенного окисления бензинов с последующим определением по ним детонационной стойкости эквивалентно моторному и исследовательскому методам. При этом в качестве эталонов сравнения используют параметры реакций холоднопламенного окисления контрольных топлив, изготовленных по ГОСТ 511-82.The octane-increasing ability of the claimed agents was studied on n-heptane and on model hydrocarbon mixtures of isooctane - n-heptane 1: 1 and 4: 1. Measurements are carried out by the standard method in accordance with GOST 8226-82 Fuel for engines. The research method for determining the octane number (method 1) and the express method (method 2), giving results close to standard methods. In the express method, a gas detonation resistance meter Oktanometer OK-2m (manufacturer PLUS RADIO) is used, which is used to quickly determine the octane number of gasolines during the control of the technological process of their manufacture, during research, when gasolines are received by the consumer. The principle of operation of the OK-2m Octanometer is based on measuring the reaction parameters of the cold flame oxidation of gasolines with subsequent determination of the detonation resistance from them, equivalent to motor and research methods. In this case, the parameters of the reactions of cold-flame oxidation of control fuels made according to GOST 511-82 are used as reference standards.
В табл. 4 и 5 приведены примеры, иллюстрирующие октаноповышающее действие средств, содержащих различные индивидуальные циклические кетали и ацетали и различные алифатические спирты, по отношению к н-гептану и к модельным углеводородным смесям изооктан - н-гептан.In the table. 4 and 5 are examples illustrating the octane enhancing effect of agents containing various individual cyclic ketals and acetals and various aliphatic alcohols with respect to n-heptane and to model isooctane-n-heptane hydrocarbon mixtures.
Таблица 4. Октаноповышающая способность средств на основе циклического кеталя глицерина и ацетона в присутствии спиртов различного строения по отношению к н-гептануTable 4. Octane-enhancing ability of products based on cyclic ketal of glycerol and acetone in the presence of alcohols of various structures with respect to n-heptane
- 5 018090- 5 018090
Таблица 5. Октаноповышающая способность средств, включающих различные индивидуальные циклические ацетали и кетали и различные спирты, по отношению к модельным смесям изооктан - н-гептан различного составаTable 5. Octane enhancing ability of agents, including various individual cyclic acetals and ketals and various alcohols, in relation to model mixtures of isooctane - n-heptane of various compositions
- 6 018090- 6 018090
Данные табл. 4 и 5 подтверждают известный факт, что, чем ниже октановое число исходной углеводородной смеси, тем больший эффект дает введение октаноповышающего средства. Величина октаноповышающего эффекта в исследованном диапазоне концентраций примерно пропорциональна весовому содержанию средства в смеси. Кроме того, эти данные показывают, что синергетический октаноповышающий эффект циклических кеталей и ацеталей проявляется в присутствии спиртов различного строения.The data table. 4 and 5 confirm the well-known fact that the lower the octane number of the initial hydrocarbon mixture, the greater the effect of the introduction of an octane enhancing agent. The magnitude of the octane enhancing effect in the studied concentration range is approximately proportional to the weight content of the agent in the mixture. In addition, these data show that the synergistic octane-enhancing effect of cyclic ketals and acetals is manifested in the presence of alcohols of various structures.
В табл. 6 показана октаноповышающая способность средств, содержащих этанол, в сочетании со смесями циклических кеталей различного строения.In the table. Figure 6 shows the octane-increasing ability of ethanol-containing products in combination with mixtures of cyclic ketals of various structures.
- 7 018090- 7 018090
Таблица 6. Октаноповышающая способность этанолсодержащих средств, включающих смеси циклических кеталей, по отношению к модельной углеводородной смеси изооктан - н-гептан 4:1 (данные получены методом 1)Table 6. Octane-increasing ability of ethanol-containing agents, including mixtures of cyclic ketals, in relation to the model hydrocarbon mixture isooctane-n-heptane 4: 1 (data obtained by method 1)
Для ряда октаноповышающих средств были: проведены испытания на автомобильном бензине и прямогонной бензиновой фракции.For a number of octane boosting agents, the following tests were carried out: automobile gasoline and straight-run gasoline fractions were tested.
В табл. 7 приведены примеры, показывающие октаноповышающее действие заявляемых средств на основе моносахаридов по отношению к автомобильному бензину.In the table. 7 are examples showing the octane-enhancing effect of the claimed monosaccharide-based products in relation to motor gasoline.
- 8 018090- 8 018090
Таблица 7. Октаноповышающая способность средств, содержащих циклические кетали и этанол по отношению к автомобильному бензину с ОЧ=77,6 (данные получены методом 1)Table 7. Octane-enhancing ability of products containing cyclic ketals and ethanol with respect to motor gasoline with OCh = 77.6 (data obtained by method 1)
* результаты получены на коммерческом бензине АИ-80* The results were obtained on commercial gasoline AI-80
В табл. 8 приведены результаты испытаний нескольких вариантов топливных композиций, включающих прямогонную бензиновую фракцию и октаноповышающие средства, содержащие циклические кетали на основе глицерина и этиленгликоля и этанол.In the table. Figure 8 shows the test results of several variants of fuel compositions, including straight-run gasoline fraction and octane-raising agents containing cyclic ketals based on glycerol and ethylene glycol and ethanol.
- 9 018090- 9 018090
Таблица 8. Результаты испытаний различных вариантов октаноповышающих средств, содержащих циклические кетали на основе глицерина, этиленгликоля и этанол в бензиновой фракции.Table 8. Test results of various variants of octane-raising agents containing cyclic ketals based on glycerol, ethylene glycol and ethanol in the gasoline fraction.
Если в качестве автомобильного бензинового топлива используют готовую спиртобензиновую композицию (СБК), то циклический кеталь или смесь циклических кеталей добавляют в требуемом количестве непосредственно к спиртобензиновой композиции.If a ready-made alcohol-gasoline composition (SBC) is used as automobile gasoline fuel, then a cyclic ketal or a mixture of cyclic ketals is added in the required amount directly to the alcohol-gasoline composition.
Данные табл. 9 и 10 показывают влияние циклических кеталей на октановые характеристики СБК. Таблица 9. Влияние циклических дикеталей на основе моносахаридов на октановые характеристики СБК, содержащей 10 об.% этанолаThe data table. 9 and 10 show the effect of cyclic ketals on the octane characteristics of SBC. Table 9. The effect of cyclic diketals based on monosaccharides on the octane characteristics of SBC containing 10 vol.% Ethanol
Циклический кеталь (ЦК)Cyclic Ketal (Central Committee)
Количество ЦК, добавленного к СБК,The amount of Central Committee added to SBC,
ΔΟ4 весΔΟ4 weight
Циклический дикеталь арабинозы и ацетонаCyclic Diketal of Arabinose and Acetone
Циклический дикеталь ксилозы и ацетонаCyclic Diketal of Xylose and Acetone
Циклический дикеталь глюкозы и ацетона Смесь циклических дикеталей моносахаридовCyclic diketal of glucose and acetone A mixture of cyclic diketals of monosaccharides
из пшеничной соломыfrom wheat straw
Таблица 10. Влияние циклических кеталей на основе этиленгликоля и глицерина на изменение октанового числа СБКTable 10. The effect of cyclic ketals based on ethylene glycol and glycerol on the change in the octane number of SBC
- 10 018090- 10 018090
Фазовую стабильность спиртобензиновых композиций, количественно характеризуемую температурой расслоения, измеряют по ГОСТ 5066-91 на низкотемпературном термостате ΚΚΙΟ УТ (фирмапроизводитель ΤΕΚΜΕΧ-ΙΙ). Данные табл. 11 показывают влияние циклических кеталей на основе глицерина и этиленгликоля на фазовую стабильность спиртобензиновых композиций при пониженных температурах.The phase stability of alcohol-gasoline compositions, quantitatively characterized by the stratification temperature, is measured according to GOST 5066-91 on a low-temperature thermostat ΚΚΙΟ UT (manufacturer ΤΕΚΜΕΧ-ΙΙ). The data table. 11 show the effect of cyclic ketals based on glycerol and ethylene glycol on the phase stability of alcohol-gasoline compositions at low temperatures.
Таблица 11. Стабилизирующая способность циклических кеталей по отношению к СБКTable 11. The stabilizing ability of cyclic ketals in relation to SBC
Таким образом, приведенные результаты показывают, что заявляемые средства проявляют выраженное октаноповышающее и стабилизирующее действие по отношению к спиртосодержащему бензиновому топливу.Thus, the results show that the claimed means exhibit a pronounced octane-enhancing and stabilizing effect with respect to alcohol-containing gasoline fuel.
Исследования на модельных системах показали, что октаноповышающие средства по изобретению имеют низкую склонность к смолообразованию. Так, при норме, закрепленной ГОСТом, допускающей содержание фактических смол до 6,0 мг/100 см топлива, реальное смолообразование средства, содержащего 10% циклического кеталя ацетона и глицерина, составило 0,6 мг/100 см топлива, а при содержании 30% - 3,0 мг/100 см. Учитывая известное влияние указанных средств на уменьшение содержания вредных продуктов в выхлопных газах, можно утверждать, что они могут оказывать комплексное положительное влияние на работу двигателя.Studies on model systems have shown that the octane enhancing agents of the invention have a low tendency to gum formation. So, under the norm established by GOST, allowing the actual resin content to 6.0 mg / 100 cm of fuel, the actual gumming of the agent containing 10% cyclic ketal of acetone and glycerol was 0.6 mg / 100 cm of fuel, and with a content of 30% - 3.0 mg / 100 cm. Given the known effect of these products on reducing the content of harmful products in exhaust gases, it can be argued that they can have a comprehensive positive effect on engine performance.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008121080 | 2008-05-28 | ||
RU2008121078/04A RU2365617C1 (en) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Octane-increasing additive to petrol |
PCT/RU2009/000266 WO2009145674A1 (en) | 2008-05-28 | 2009-05-27 | Agent for increasing the octane number of a gasoline automobile fuel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201001729A1 EA201001729A1 (en) | 2011-06-30 |
EA018090B1 true EA018090B1 (en) | 2013-05-30 |
Family
ID=41377310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201001729A EA018090B1 (en) | 2008-05-28 | 2009-05-27 | Agent for increasing the octane number of a gasoline automobile fuel |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110154725A1 (en) |
EP (1) | EP2298851B1 (en) |
EA (1) | EA018090B1 (en) |
WO (1) | WO2009145674A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2679143C2 (en) * | 2014-10-17 | 2019-02-06 | Эфтон Кемикал Корпорейшн | Fuel composition and method of formulating fuel composition to reduce real-world driving cycle particulate emissions |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101768485A (en) * | 2010-01-27 | 2010-07-07 | 陕西超能石化科技有限公司 | Addictive for greatly improving gasoline octane number and preparation method thereof |
CN102229813B (en) * | 2011-05-23 | 2013-07-17 | 陕西超能石化科技有限公司 | Multifunctional desulphurization auxiliary agent of distillate of FCC device and preparation method thereof |
CN102229823B (en) * | 2011-06-10 | 2013-06-12 | 西安万德科技有限公司 | Terpene isopropyl carbonate gasoline antiknock |
WO2017006142A1 (en) | 2015-07-06 | 2017-01-12 | Rodhia Poliamida E Especialidades Ltda | Gasoline compositions with improved octane number |
RU2609264C1 (en) | 2015-12-09 | 2017-01-31 | Акционерное Общество "Газпромнефть - Московский Нпз" (Ао "Газпромнефть - Мнпз") | Method for producing high-octane components from olefins of catalytic cracking |
US11008525B2 (en) | 2017-03-22 | 2021-05-18 | Sabic Global Technologies B.V. | Octane-boosting fuel additives, method of manufacture, and uses thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB811406A (en) * | 1956-03-02 | 1959-04-02 | Basf Ag | Additives for gasoline fuels for internal combustion engines |
US4541836A (en) * | 1982-12-09 | 1985-09-17 | Union Carbide Corporation | Fuel compositions |
EP0718270A2 (en) * | 1994-12-21 | 1996-06-26 | Wessendorf, Richard, Dr. | Process for the preparation of polyol alkyl ethers |
RU2246527C1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-02-20 | Бакланов Анатолий Васильевич | Multifunctional motor fuel antiknock additive |
RU2263135C2 (en) * | 2002-07-16 | 2005-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр научных технологий "Стандарт" | Multifunctional additive for the motor fuel |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE577436A (en) * | 1958-04-09 | |||
DE1127339B (en) * | 1960-11-22 | 1962-04-12 | Wacker Chemie Gmbh | Process for the production of alcohol-free and water-free acetals by extractive distillation |
US3748344A (en) * | 1971-12-27 | 1973-07-24 | Monsanto Co | Cyclic ketals and acetals of norbornane carboxyaldehyde |
US4390344A (en) * | 1980-03-26 | 1983-06-28 | Texaco Inc. | Gasohol maintained as a single mixture by the addition of an acetal, a ketal or an orthoester |
US4390345A (en) | 1980-11-17 | 1983-06-28 | Somorjai Gabor A | Fuel compositions and additive mixtures for reducing hydrocarbon emissions |
US4844878A (en) | 1985-10-04 | 1989-07-04 | Fuel Tech, Inc. | Process for the reduction of nitrogen oxides in an effluent |
US5268007A (en) * | 1986-12-29 | 1993-12-07 | The Lubrizol Corporation | Dioxolanes and thio analogs, derivatives thereof and lubricants and fuels containing same |
US4792411A (en) * | 1986-12-29 | 1988-12-20 | The Lubrizol Corporation | Dioxolanes and thio analogs, derivatives thereof and lubricants and fuels containing same |
JPH07331262A (en) | 1994-05-31 | 1995-12-19 | Tonen Corp | Additive for reducing particulate substance and fuel composition for diesel engine using the same additive |
EP0779289A4 (en) * | 1994-08-29 | 1999-06-02 | Kao Corp | Synthetic lubricating oil |
RU2068871C1 (en) | 1995-06-14 | 1996-11-10 | Хорский гидролизный завод | Additive to gasoline and fuel composition |
RU2129141C1 (en) | 1998-06-23 | 1999-04-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ТСП" | Gasoline additive and fuel composition |
WO2001018154A1 (en) | 1999-09-06 | 2001-03-15 | Agrofuel Ab | Motor fuel for diesel engines |
RU2148077C1 (en) | 1999-11-04 | 2000-04-27 | Закрытое акционерное общество "Самарская нефтехимическая компания" | Gasoline additive and composition containing thereof |
US6514299B1 (en) * | 2000-11-09 | 2003-02-04 | Millennium Fuels Usa, Llc | Fuel additive and method therefor |
FR2833606B1 (en) * | 2001-12-19 | 2004-02-13 | Inst Francais Du Petrole | DIESEL FUEL COMPOSITIONS CONTAINING GLYCEROL ACETAL CARBONATES |
FR2833607B1 (en) | 2001-12-19 | 2005-02-04 | Inst Francais Du Petrole | DIESEL FUEL COMPOSITIONS CONTAINING GLYCEROL ACETALS |
ES2201894B2 (en) * | 2002-01-18 | 2005-03-01 | Industrial Management, S.A | PROCEDURE TO PRODUCE BIODIESEL FUELS WITH IMPROVED PROPERTIES AT LOW TEMPERATURE. |
DE10312346A1 (en) * | 2003-03-20 | 2004-09-30 | Bayer Healthcare Ag | Controlled release system |
UA85188C2 (en) | 2003-06-24 | 2009-01-12 | Михиель Арьян Коземакер | Oxygen-containing compound as fuel additive, in particular in diesel fuels, gasoline and rapeseed methyl ether, the process for preparation thereof and fuel, containing it |
BRPI0507963A (en) * | 2004-02-24 | 2007-07-17 | Inst Francais Du Petrole | biofuel manufacturing process; transformation of triglycerides into at least two biofuel families: fatty acid monoesters and glycerol soluble ethers and / or acetals |
WO2006084048A1 (en) | 2005-02-02 | 2006-08-10 | Jalin Technologies, Llc | Bio-diesel fuel and manufacture of same |
US7321052B2 (en) * | 2005-03-01 | 2008-01-22 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Process for production of a composition useful as a fuel |
-
2009
- 2009-05-27 EA EA201001729A patent/EA018090B1/en not_active IP Right Cessation
- 2009-05-27 US US12/994,668 patent/US20110154725A1/en not_active Abandoned
- 2009-05-27 EP EP09755123.8A patent/EP2298851B1/en not_active Not-in-force
- 2009-05-27 WO PCT/RU2009/000266 patent/WO2009145674A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB811406A (en) * | 1956-03-02 | 1959-04-02 | Basf Ag | Additives for gasoline fuels for internal combustion engines |
US4541836A (en) * | 1982-12-09 | 1985-09-17 | Union Carbide Corporation | Fuel compositions |
EP0718270A2 (en) * | 1994-12-21 | 1996-06-26 | Wessendorf, Richard, Dr. | Process for the preparation of polyol alkyl ethers |
RU2263135C2 (en) * | 2002-07-16 | 2005-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр научных технологий "Стандарт" | Multifunctional additive for the motor fuel |
RU2246527C1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-02-20 | Бакланов Анатолий Васильевич | Multifunctional motor fuel antiknock additive |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2679143C2 (en) * | 2014-10-17 | 2019-02-06 | Эфтон Кемикал Корпорейшн | Fuel composition and method of formulating fuel composition to reduce real-world driving cycle particulate emissions |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20110154725A1 (en) | 2011-06-30 |
WO2009145674A1 (en) | 2009-12-03 |
EA201001729A1 (en) | 2011-06-30 |
EP2298851A1 (en) | 2011-03-23 |
EP2298851B1 (en) | 2014-10-08 |
EP2298851A4 (en) | 2011-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA018090B1 (en) | Agent for increasing the octane number of a gasoline automobile fuel | |
EP2195306B1 (en) | Mixture of furfural and 5-(alkoxymethyl)furfural derivatives from sugars and alcohols | |
US20150113860A1 (en) | Fuel compositions comprising hydrophobic derivatives of glycerine | |
US20100299991A1 (en) | Hydroxymethylfurfural Ethers from Sugars and Olefins | |
Olson et al. | A concise review of glycerol derivatives for use as fuel additives | |
Staples et al. | A simple, solvent free method for transforming bio-derived aldehydes into cyclic acetals for renewable diesel fuels | |
RU2365617C1 (en) | Octane-increasing additive to petrol | |
EP2956530B1 (en) | Integrated process for the preparation of compounds useful as fuel components | |
ITMI20091753A1 (en) | COMPOSITION OF GASOLINE INCLUDING DIETHYL CARBONATE FROM BIOETHANOL | |
EP2958977B1 (en) | Diesel fuel with improved ignition characteristics | |
ITMI20092202A1 (en) | COMPOSITION OF GAS OIL INCLUDING DIETYL CARBONATE FROM BIOETHANOL AND VEGETABLE OIL | |
RU2704035C1 (en) | Method of producing furfurol acetals, which are an antiknock additive of automotive fuels, and a fuel composition containing an additive | |
RU2475472C2 (en) | Fuel composition | |
EP3129449B1 (en) | Diesel fuel with improved ignition characteristics | |
Kremer et al. | Butyl ethers and levulinates | |
EP2862915B1 (en) | Method for manufacturing biodiesel | |
RU2522764C2 (en) | Method of obtaining oxygenates increasing exploitation properties of fuels for internal combustion engines (versions) | |
RU2734918C1 (en) | Alternative automotive fuel for gasoline engines, containing furfural derivative | |
RU2068871C1 (en) | Additive to gasoline and fuel composition | |
AU2007310727A1 (en) | Diesel fuel containing long-chain glycerol acetals | |
RU2567541C2 (en) | Application of 1,1-diethoxyethane as antidetonation additive for increase of detonation stability of automobile petrol | |
Mamedov et al. | Testing of Glycerol Ketals as Components of B20, B50 Fuel Blends | |
Bara Radhi | The Recent Development in Gasoline Upgrading Additives (Octane Boosters) | |
ITMI20122006A1 (en) | USEFUL COMPOSITIONS AS FUELS INCLUDING HYDROPHOBIC OXYGENATED COMPOUNDS | |
SunnatovZafarUbaydullaevich et al. | Comparative Characteristics of Octane-Increasing Additives based on Local Raw Materials |
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 KG MD TJ TM |