RU2009176C1

RU2009176C1 - Multifunctional additive for liquid fuels

Info

Publication number: RU2009176C1
Authority: RU
Inventors: М.О. Лернер; С.Р. Лебедев; В.Г. Сыркин
Original assignee: Акционерное общество "Сигма-Гикон"
Priority date: 1992-09-18
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: fuel production. SUBSTANCE: additive contains, mass % : cyclopentadienyltricarbonyl of manganese 2.5-5, monomethylaniline 75.3-80.6, hexacarbonylmolybdenum 0.2-0.3, oleic acid 0.3-0.5, toluene to 100. EFFECT: improves fuel quality. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области получения высокооктановых жидких топлив за счет использования добавок, регулирующих процесс горения топлив, в частности на основе элементоорганических соединений. The invention relates to the field of production of high-octane liquid fuels through the use of additives that regulate the combustion process of fuels, in particular based on organoelement compounds.

Известно использование в качестве антидетонационной добавки к жидкому топливу, в частности к бензину, циклопентадиенилтрикарбонила марганца (ЦТМ) [1] . It is known to use manganese cyclopentadienyltricarbonyl (CTM) as an antiknock additive to liquid fuel, in particular gasoline [1].

При добавлении в бензин ЦТМ октановое число топлива повышается всего лишь на 6 ед. , но при этом нарушается работа свечей зажигания и требуется частая очистка свечей от нагара. When adding DTM to gasoline, the octane number of fuel rises by only 6 units. , but at the same time the operation of the spark plugs is disrupted and frequent cleaning of the candles from soot is required.

Топливо с добавкой нестабильно, даже при недлительном хранении (в течение 3-4 ч) выпадает осадок. Fuel with an additive is unstable, even with short-term storage (within 3-4 hours) a precipitate forms.

Известно использование в качестве антидетонационной добавки к бензину технического монометиланилина или экстралина [2] . Октановое число в случае добавки экстралина в количестве до 1% повышается всего на 3-4 ед. , увеличение же количества добавки вызывает смолообразование при эксплуатации топлива. It is known to use technical monomethylaniline or extraline as an antiknock additive to gasoline [2]. The octane number in the case of the addition of extraline in an amount of up to 1% increases by only 3-4 units. , an increase in the amount of the additive causes gum formation during fuel operation.

В патенте [3] описан способ уменьшения загрязнения свечей зажигания двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине, содержащем марганецорганические соединения, в том числе и ЦТМ, предусматривающий введение в топливо добавок органических производных молибдена, например нафтената. The patent [3] describes a method for reducing the pollution of spark plugs of internal combustion engines operating on gasoline containing organic manganese compounds, including CTM, which involves introducing additives of organic molybdenum derivatives, for example, naphthenate, into the fuel.

Топливо с такого рода присадками плохо распределяется по цилиндрам и в виде отложений осаждается во впусковой системе. Fuel with such additives is poorly distributed in the cylinders and precipitates in the intake system as deposits.

Кроме того, концентрация добавки молибдена, требуемая для обеспечения ликвидации данного недостатка, приводит к снижению детонационной стойкости топлива - снижению октанового числа. In addition, the concentration of the molybdenum additive required to ensure the elimination of this deficiency leads to a decrease in the detonation resistance of the fuel — a decrease in the octane number.

Известно, что совместное применение некоторых элементоорганических соединений и ароматических аминов позволяет получить синергетический антидетонационный эффект. It is known that the combined use of certain organoelement compounds and aromatic amines allows to obtain a synergistic antiknock effect.

Так, в патенте [4] отмечается, что в бензинах, содержащих тетраэтилсвинец, с октановым числом более 90 при совместном присутствии растворов элементоорганических соединений марганца, в том числе ЦТМ, никеля в монометиланилине наблюдается эффект синергизма. So, in the patent [4] it is noted that in gasolines containing tetraethyl lead with an octane number of more than 90 in the joint presence of solutions of organoelemental compounds of manganese, including CTM, nickel in monomethylaniline, a synergistic effect is observed.

Октановое число таких топлив повышается до 10 ед. The octane number of such fuels rises to 10 units.

Однако при горении топлив, содержащих ЦТМ и ароматические амины, наблюдается резкое снижение работоспособности свечей зажигания вследствие образования мостиков, частично или полностью перекрывающих искровый зазор, а также выпадение осадков при пребывании таких топлив под воздействием света. However, during the combustion of fuels containing DTM and aromatic amines, a sharp decrease in the performance of spark plugs is observed due to the formation of bridges that partially or completely cover the spark gap, as well as precipitation when such fuels are exposed to light.

Изобретение направлено на создание многофункциональной добавки, позволяющей повысить октановое число жидких топлив, поддерживая его на требуемом уровне в процессе эксплуатации топлива, увеличить стабильность топлива и эффективность работы свечей зажигания, а также снизить концентрацию высокотоксичных компонентов, выделяющихся в окружающую среду при сгорании жидких топлив. The invention is aimed at creating a multifunctional additive that can increase the octane number of liquid fuels, maintaining it at the required level during the operation of the fuel, increase fuel stability and the efficiency of spark plugs, and reduce the concentration of highly toxic components released into the environment during the combustion of liquid fuels.

Многофункциональная добавка для жидких топлив, включающая циклопентадиенилтрикарбонил марганца и монометиланилин в качестве ароматического амина, отличается от прототипа тем, что она дополнительно содержит гексакарбонилмолибден, олеиновую кислоту и толуол в качестве растворителя при следующих соотношениях компонентов, мас. % : циклопентадиенилтрикарбонил марганца 2,5-5, гексакарбонилмолибден 0,2-0,3, монометиланилин 75,3-80,6, олеиновая кислота 0,3-0,5; толуол остальное. A multifunctional additive for liquid fuels, including cyclopentadienyltricarbonyl manganese and monomethylaniline as an aromatic amine, differs from the prototype in that it additionally contains hexacarbonylmolybdenum, oleic acid and toluene as a solvent in the following ratios of components, wt. %: manganese cyclopentadienyltricarbonyl 2.5-5, hexacarbonylmolybdenum 0.2-0.3, monomethylaniline 75.3-80.6, oleic acid 0.3-0.5; toluene rest.

Использование данной добавки позволяет повысить октановое число жидких топлив на 10-14 единиц, повысить стабильность топлива более чем в 10 раз в процессе его эксплуатации, а также более чем в три раза повысить эффективность работы свечей зажигания. Кроме того, использование этой добавки, повышающей октановое число жидкого топлива, делает возможным изъять из обращения высокооктановые бензины, содержащие соединения тетраэтилсвинца (ТЭС), снижая при этом концентрацию высокотоксичных веществ, выделяющихся в окружающую среду при сгорании топлива, содержащего ТЭС. The use of this additive makes it possible to increase the octane number of liquid fuels by 10-14 units, increase the stability of the fuel by more than 10 times during its operation, and also increase the efficiency of spark plugs by more than three times. In addition, the use of this additive, which increases the octane number of liquid fuel, makes it possible to withdraw high-octane gasolines containing tetraethyl lead compounds (TPP) from circulation, while reducing the concentration of highly toxic substances released into the environment during the combustion of fuel containing TPP.

Содержание ЦТМ в заявляемой добавке в иных количественных соотношениях, а именно ниже 2,5 мас. % не обеспечивает увеличение октанового числа топлива до требуемого значения; увеличение же количества указанного компонента более 5 мас. % нецелесообразно, т. к. не приводит к росту октанового числа топлива, увеличивая при этом нагарообразование. The content of DTM in the claimed additive in other quantitative ratios, namely below 2.5 wt. % does not provide an increase in the octane number of fuel to the desired value; an increase in the amount of said component of more than 5 wt. % is impractical, because it does not lead to an increase in the octane number of fuel, while increasing carbon formation.

Гексакарбонилмолибден в количестве ниже 0,2 мас. % снижает работоспособность свечей зажигания, а выше 0,3 мас. % приводит к снижению октанового числа. Hexacarbonylmolybdenum in an amount below 0.2 wt. % reduces the efficiency of spark plugs, and above 0.3 wt. % leads to a decrease in the octane number.

Использование монометиланилина в количестве ниже 75,3 мас. % не позволяет повысить октановое число топлива, т. е. увеличить антидетонационную эффективность топлива, а выше 80,6 мас. % приводит к смолообразованию при сгорании топлива. The use of monomethylaniline in an amount below 75.3 wt. % does not allow to increase the octane number of fuel, i.e., to increase the antiknock efficiency of the fuel, and above 80.6 wt. % leads to gum formation during fuel combustion.

Использование олеиновой кислоты только в указанном количественном диапазоне позволяет поддерживать стабильность высокооктанового топлива в процессе всей его эксплуатации. The use of oleic acid only in the specified quantitative range allows maintaining the stability of high-octane fuel during its entire operation.

Приготовление многофункциональной добавки к жидким топливам осуществляется следующим образом. Preparation of multifunctional additives to liquid fuels is as follows.

Готовят раствор гексакарбонилмолибдена в толуоле, добавляют олеиновую кислоту, при комнатной температуре перемешивают и получают раствор N 1. A solution of hexacarbonylmolybdenum in toluene is prepared, oleic acid is added, stirred at room temperature and a solution of N 1 is obtained.

Затем циклопентадиенилтрикарбонил марганца растворяют в монометиланилине при комнатной температуре и перемешивании, получая раствор N 2. Раствор N 1 и раствор N 2 смешивают, и добавка готова к употреблению. Вместо монометиланилина возможно использование экстралина, являющегося техническим монометиланилином. Then the manganese cyclopentadienyltricarbonyl is dissolved in monomethylaniline at room temperature and with stirring to obtain a solution of N 2. Solution N 1 and solution N 2 are mixed and the additive is ready for use. Instead of monomethylaniline, extraline, which is technical monomethylaniline, can be used.

Для определения эффективности многофункциональной добавки по описанной выше методике приготовлены 3 образца заявленной добавки (табл. 1). To determine the effectiveness of a multifunctional additive according to the method described above, 3 samples of the claimed additives were prepared (Table 1).

Эффективность действия присадки была проведена на топливе, состоящем из 70 мас. % изооктана и 30 мас. % н. гептана, октановое число которого 70 ед. При этом эффективность работы свечей зажигания данного топлива принята за единицу, а стабильность топлива составляет 2 ч. Свойства полученного топлива при введении заявленной добавки (в количестве 10 мл) приведены в табл. 2. The effectiveness of the additive was carried out on a fuel consisting of 70 wt. % isooctane and 30 wt. % n heptane, the octane of which is 70 units. In this case, the efficiency of the spark plugs of this fuel is taken as a unit, and the stability of the fuel is 2 hours. The properties of the resulting fuel with the introduction of the claimed additives (in the amount of 10 ml) are given in table. 2.

Как видно из табл. 2, заявленная композиция многофункциональной добавки позволяет увеличить октановое число исходного жидкого топлива на 10-14 единиц при увеличении стабильности топлива в 15 раз и увеличении более чем в три раза эффективности работы свечей зажигания. As can be seen from the table. 2, the claimed composition of a multifunctional additive allows you to increase the octane number of the original liquid fuel by 10-14 units while increasing fuel stability by 15 times and increasing more than three times the efficiency of spark plugs.

Кроме того, многофункциональная добавка согласно настоящему изобретению позволяет получить высокооктановые бензины с низким содержанием ароматики, что в свою очередь приводит к снижению канцерогенных веществ в продуктах сгорания. In addition, the multifunctional additive according to the present invention allows to obtain high-octane gasoline with a low aromatic content, which in turn leads to a decrease in carcinogens in the combustion products.

Использование многофункциональной добавки позволяет получить автобензин А-92 из бензина А-76 путем добавления всего 5 мл. добавки указанного состава, в то время как для получения такого же бензина требуется 0,41 мг/кг ТЭС, являющегося высокотоксичным соединением. Using a multifunctional additive allows you to get A-92 gasoline from A-76 gasoline by adding only 5 ml. additives of the specified composition, while 0.41 mg / kg TPP, which is a highly toxic compound, is required to obtain the same gasoline.

Использование многофункциональной добавки создает также и возможность эксплуатации автомобиля без применения нейтрализаторов. (56) 1. Марганцевые антидетoнаторы Сборник статей под редакцией академика Несмеянова А. Н. М. , Наука, 1971, с. 124. The use of multifunctional additives also creates the possibility of operating the car without the use of neutralizers. (56) 1. Manganese antiknock detonators Collection of articles edited by academician Nesmeyanov A.N. M., Nauka, 1971, p. 124.

2. Моторные, реактивные и котельные топлива. Труды ВНИИНП вып. ХХ, 1977, с. 112-118. 2. Motor, jet and boiler fuels. Proceedings of VNIINP vol. XX, 1977, p. 112-118.

3. Патент США N 3615293, кл. С 10 L 1/18, 1981. 3. US patent N 3615293, CL. C 10 L 1/18, 1981.

4. Патент Франции N 1255840, кл. С 10 L 1/14, 1961. 4. French patent N 1255840, cl. C 10 L 1/14, 1961.

Claims

MULTIFUNCTIONAL ADDITION TO LIQUID FUELS, including cyclopentadienyltricarbonyl manganese and monomethylaniline, characterized in that it additionally contains hexacarbonylmolybdenum, oleic acid and toluene as a solvent in the following ratio of components, wt. %:
Manganese cyclopentadienyltricarbonyl 2.5 - 5
Monomethylaniline 75.3 - 80.6
Hexacarbonylmolybdenum 0.2 - 0.3
Oleic acid 0.3 - 0.5
Toluene Up to 100