RU2091443C1

RU2091443C1 - Diesel fuel additive

Info

Publication number: RU2091443C1
Application number: RU95118359/04A
Authority: RU
Inventors: Инна Моисеевна Зерзева; Ua]; Евгений Львович Шафранский; Наталья Вячеславовна Акимова; Ru]; Иван Николаевич Катков; Наталь В чеславовна Акимова; Анатолий Николаевич Дорошенко; Татьяна Филипповна Алдохина; Сергей Викторович Лесюк; Михаил Викторович Карташов; Вера Ивановна Щербак; Тать на Филипповна Алдохина
Original assignee: Акционерное общество Новокуйбышевский нефтеперабатывающий завод
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 1997-09-27
Also published as: RU95118359A

Abstract

FIELD: diesel fuel production. SUBSTANCE: additive constitutes calcium carbonate suspension in diesel fuel stabilized by C₆-C₃₄-carboxylic acid alkali-earth metal salt. Additive exhibits simultaneously antismoke and detergent properties. EFFECT: reduced specific consumption of fuel and exhausted opacity by 30-54%. 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтехимии, а именно к присадке, предназначенной для использования в составах дизельных топлив. The invention relates to petrochemistry, and in particular to an additive intended for use in diesel fuel compositions.

Экологические свойства дизельных топлив зависят от фракционного, группового и химического составов. С углублением переработки нефти эти характеристики ухудшаются. Для улучшения экологических свойств дизельных топлив и обеспечения требуемого уровня качества используют различные присадки, в том числе антидымные. The environmental properties of diesel fuels depend on fractional, group and chemical compositions. With the deepening of oil refining, these characteristics deteriorate. To improve the environmental properties of diesel fuels and ensure the required level of quality, various additives are used, including anti-smoke.

Известны беззольные антидымные присадки, представляющие собой органические пероксиды. Ashless anti-smoke additives are known, which are organic peroxides.

Так, например, известна антидымная присадка, содержащая 10-85 об. пероксида (H₂O₂), 10% алифатического спирта, до 5% ингибиторов коррозии [1]
Однако низкая химическая стабильность этих соединений ограничивает их практическое применение.For example, an anti-smoke additive containing 10-85 vol. peroxide (H ₂ O ₂ ), 10% aliphatic alcohol, up to 5% corrosion inhibitors [1]
However, the low chemical stability of these compounds limits their practical application.

Наиболее эффективными являются зольные присадки на основе металлоорганических соединений. The most effective are ash additives based on organometallic compounds.

Известна присадка к дизельному топливу, представляющая собой соединение формулы

где R H или алкил C₁-C₃₀;
X Cu, Co, Fe или Ni.Known diesel fuel additive, which is a compound of the formula

where RH or alkyl C ₁ -C ₃₀ ;
X Cu, Co, Fe or Ni.

Топливные композиции на основе дизельного топлива содержат присадку вышеуказанной формулы в количестве 0,01-2% [2]
Известна антидымная присадка для дизельных топлив, представляющая собой смесь маслорастворимого сульфоната, нафтената или фенолята кальция и маслорастворимого сульфоната, нафтената или фенолята стронция. Содержание металлов в смеси составляет: 10-90 мас. кальция и 90-10 мас. стронция [3]
Недостатком этих присадок является повышенное нагарообразование и отложение "бороды" сульфата металла на распылителях форсунок, что нарушает их нормальную работу.Diesel fuel-based compositions contain an additive of the above formula in an amount of 0.01-2% [2]
Known anti-smoke additive for diesel fuels, which is a mixture of oil-soluble sulfonate, calcium naphthenate or phenolate and oil-soluble sulfonate, naphthenate or strontium phenolate. The metal content in the mixture is: 10-90 wt. calcium and 90-10 wt. strontium [3]
The disadvantage of these additives is the increased carbonization and deposition of the "beard" of metal sulfate on the nozzle nozzles, which violates their normal operation.

Известна высокозольная алкилфенолятсульфонатная присадка формулы:

где M металл II группы: Mg, Zn, Ca, Sr, Ba;
M Sr, Ba;
R углеводородный радикал.Known high-ash alkyl phenolate sulfonate additive of the formula:

where M is a metal of group II: Mg, Zn, Ca, Sr, Ba;
M Sr, Ba;
R is a hydrocarbon radical.

Наибольшей эффективностью в части снижения содержания сажи в отработавших газах обладает бариевая присадка. Однако, недостатком бариевых присадок также является повышенное нагарообразование и отложения сульфата металла на форсунках двигателя, а продукты сгорания бария токсичны. The most effective in terms of reducing the soot content in the exhaust gases is barium additive. However, the disadvantage of barium additives is also the increased carbon formation and deposition of metal sulfate on the nozzles of the engine, and the products of barium combustion are toxic.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является присадка, представляющая собой маслорастворимое соединение формулы:

где X O или S;
R-R₄ H, углеводородный заместитель C₁-C₂₄ или заместитель, содержащий кислородную и OH-группу (причем, ≥1 из заместителей R-R₄ представляет углеводородный заместитель).The closest technical solution to the claimed invention is an additive, which is an oil-soluble compound of the formula:

where XO or S;
RR ₄ H, a C ₁ -C ₂₄ hydrocarbon substituent or a substituent containing an oxygen and OH group (wherein, ≥1 of the RR ₄ substituents is a hydrocarbon substituent).

По эффективности присадка аналогична сульфонату бария, но при этом образует меньше нагара (золы). In terms of effectiveness, the additive is similar to barium sulfonate, but it forms less soot (ash).

Топливная композиция содержит присадку в количестве 0,1-5,0 об. The fuel composition contains an additive in an amount of 0.1-5.0 vol.

Присадка обладает недостаточно высокими антидымными свойствами, поэтому требуется ее повышенный расход в топливе. The additive does not have high anti-smoke properties, therefore, its increased fuel consumption is required.

Целью изобретения является разработка присадки, обладающей одновременно улучшенными антидымными и моющими свойствами. The aim of the invention is to develop additives with simultaneously improved smoke and detergent properties.

Для решения поставленной задачи предлагается присадка к дизельному топливу, представляющая собой суспензию карбоната кальция в дизельном топливе, стабилизированную солью щелочно-земельного металла и карбоновой кислоты с числом углеродных атомов C₆-C₃₄.To solve this problem, an additive to diesel fuel is proposed, which is a suspension of calcium carbonate in diesel fuel, stabilized with a salt of an alkaline earth metal and carboxylic acid with the number of carbon atoms C ₆ -C ₃₄ .

Новизной заявляемого технического решения является использование в качестве присадки сложного химического соединения, способного работать как антидымная, так и моющая присадка одновременно. The novelty of the claimed technical solution is the use as an additive of a complex chemical compound that can work as an anti-smoke and detergent additive at the same time.

Использование карбонатов щелочных и щелочно-земельных металлов в сочетании с поверхностно-активными или кислородсодержащими соединениями известно. Однако, авторами предлагается продукт, представляющий собой не физическую смесь, а химическое соединение, которое при введении в дизельные топлива в довольно незначительных количествах 0,1-0,5 мас. обеспечивает последним наряду со снижением дымности улучшение моющих свойств, что приводит к уменьшению закоксовываемости распылителя форсунок. The use of alkali and alkaline earth metal carbonates in combination with surface active or oxygen containing compounds is known. However, the authors propose a product that is not a physical mixture, but a chemical compound, which when introduced into diesel fuels in fairly small amounts of 0.1-0.5 wt. along with the reduction of smoke, the latter provides an improvement in the washing properties, which leads to a decrease in the coking ability of the nozzle atomizer.

Предлагаемую присадку получают следующим образом. The proposed additive is prepared as follows.

В реактор загружают 100 г алкил (C₁₆-C₁₈)салициловых кислот с кислотным числом 60 мг KOH/г, 100 г дизельного топлива и 5,7 г Ca(OH)₂, выдерживают при температуре 75^oC и перемешивании 1,5 ч. Реакционную смесь разбавляют 1:1 дизельным топливом и затем производят очистку от твердой фазы. Очищенный продукт загружают в карбонататор, куда предварительно загружено 25 г промотора, 50 г извести пушонки, 2 г воды, 200 г дизельного топлива. В герметичных условиях при перемешивании поднимают температуру реакционной смеси до 65^oC и вводят 15 г диоксида углерода. В качестве промотора могут быть использованы алифатические спирты или карбоновые кислоты, или смесь вышеуказанных спиртов и кислот. При этом количество углеродных атомов кислот и спирта может быть от C₁ до C₁₀.100 g of alkyl (C ₁₆ -C ₁₈ ) salicylic acids with an acid number of 60 mg KOH / g, 100 g of diesel fuel and 5.7 g of Ca (OH) ₂ are loaded into the reactor, kept at a temperature of 75 ^o C with stirring 1.5 h. The reaction mixture is diluted 1: 1 with diesel fuel and then the solid phase is purified. The purified product is loaded into a carbonator, where 25 g of the promoter, 50 g of lime powder, 2 g of water, 200 g of diesel fuel are pre-loaded. Under sealed conditions, with stirring, the temperature of the reaction mixture is raised to 65 ^° C. and 15 g of carbon dioxide are introduced. Aliphatic alcohols or carboxylic acids, or a mixture of the above alcohols and acids can be used as a promoter. The number of carbon atoms of acids and alcohol may be from C ₁ to C ₁₀ .

По окончании процесса от реакционной смеси отгоняют воду, продукт очищают от твердой фазы и частично отгоняют дизельное топливо. At the end of the process, water is distilled off from the reaction mixture, the product is purified from the solid phase and diesel fuel is partially distilled off.

Полученная присадка имеет следующие характеристики:
Вязкость кинематическая при 100^oC, мм²/с 42,7
Массовая доля,
Вода 0,01
Зола сульфатная 45,2
Механические примеси 0,07
Температура вспышки в открытом тигле, ^oC 107
Степень чистоты, мг/100 г присадки 780
Общая щелочность, мг KOH/г 376
Аналогичные результаты получаются и при использовании в качестве сырья для такого типа присадок и других карбоновых кислот, например сульфокислот.The resulting additive has the following characteristics:
Kinematic viscosity at 100 ^o C, mm ² / s 42.7
Mass fraction
Water 0.01
Sulphated ash 45.2
Mechanical impurities 0.07
Flash point in open crucible, ^o C 107
The degree of purity, mg / 100 g of additive 780
Total alkalinity, mg KOH / g 376
Similar results are obtained when using other carboxylic acids, such as sulfonic acids, as additives for this type of additive.

Предлагаемая присадка была испытана в дизельном топливе Л-0,5 в количестве 0,1 мас. на двигателе КАМАЗ-740 в сравнении с зарубежной присадкой фирмы "Лубризол" Lz-8222, взятой в том же количестве. Свойства присадок находятся на одинаковом уровне. The proposed additive was tested in diesel fuel L-0.5 in an amount of 0.1 wt. on the KAMAZ-740 engine in comparison with the foreign additive of the Lubrizol company Lz-8222, taken in the same quantity. Additive properties are at the same level.

В концентрации 0,34-0,5% присадка была испытана на дизельном двигателе 6Ч 12/14. Нагарообразования на форсунке двигателя не обнаружено. At a concentration of 0.34-0.5%, the additive was tested on a 6CH 12/14 diesel engine. Carbon formation on the engine nozzle was not detected.

Результаты испытаний предлагаемой антидымной присадки приведены в таблице. The test results of the proposed anti-smoke additives are shown in the table.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что применение предлагаемой присадки снижает дымность отработанных газов от 30 до 54% При использовании данной присадки установлено снижение удельного расхода топлива, содержания окиси углерода, повышение полноты сгорания топлива в цилиндре двигателя. The data given in the table show that the use of the proposed additive reduces the exhaust smoke from 30 to 54%. Using this additive, it was found to reduce specific fuel consumption, carbon monoxide content, and increase the completeness of fuel combustion in the engine cylinder.

Claims

Additive to diesel fuel based on metal salts of organic acids, characterized in that it is a suspension of calcium carbonate in diesel fuel, stabilized with a salt of alkaline earth metal and carboxylic acid with the number of carbon atoms C ₆ C ₃₄ .