RU2147603C1

RU2147603C1 - Fuel composition

Info

Publication number: RU2147603C1
Application number: RU99113406A
Authority: RU
Inventors: С.Н. Волгин; Ю.М. Пименов; Ю.А. Бурматнов
Original assignee: Волгин Сергей Николаевич; Пименов Юрий Михайлович
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2000-04-20

Abstract

FIELD: liquid fuels. SUBSTANCE: diesel fuel-based fuel composition contains 0.0017-0.0023 wt % dimethylfurazine and 0.0077-0.0083 wt % oligodimethyl(methyl)siloxane. EFFECT: decreased carbonization and lacquer-and-carbon formation (by 35-40 and 49-50%, respectively). 3 tbl

Description

Изобретение относится к нефтехимии, точнее к топливным композициям на основе углеводородных топлив с добавлением различных веществ. The invention relates to petrochemistry, more specifically to fuel compositions based on hydrocarbon fuels with the addition of various substances.

Известна топливная композиция [1] на основе дизельного топлива с добавлением алифатического или циклоалифатического нитрата и алкоксиалканола, однако эта топливная композиция имеет невысокую эффективность по снижению количества отложений на деталях цилиндра дизеля. /Пат.США 4623362, C 10 L 1/18, 18.11.86/. Known fuel composition [1] based on diesel fuel with the addition of aliphatic or cycloaliphatic nitrate and alkoxyalkanol, however, this fuel composition has a low efficiency in reducing the amount of deposits on the details of the cylinder of a diesel engine. / Pat.USA 4623362, C 10 L 1/18, 11/18/86 /.

Известна также топливная композиция [2], включающая низкосортное дизельное топливо с цетановым числом 37 единиц, с добавлением смеси, содержащей алифатический или циклоалифатический нитрат и алкоксисилан. При применении на дизелях стандартных дизельных топлив по ГОСТ 305-82 с добавлением алифатического или циклоалифатического нитрата и алкоксисилана [2] эффективность полученной топливной композиции по снижению склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля оказывается низкой. /Пат.США N4541838, C 10 L 1/28, 17.09.85/. Also known is the fuel composition [2], including low-grade diesel fuel with a cetane number of 37 units, with the addition of a mixture containing aliphatic or cycloaliphatic nitrate and alkoxysilane. When standard diesel fuels are used on diesel engines according to GOST 305-82 with the addition of aliphatic or cycloaliphatic nitrate and alkoxysilane [2], the efficiency of the resulting fuel composition in reducing the propensity of fuels to form high-temperature deposits under the conditions of a diesel cylinder is low. / Pat.USA N4541838, C 10 L 1/28, 09.17.85 /.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности действия топливной композиции по снижению склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля. An object of the invention is to increase the efficiency of the fuel composition to reduce the propensity of fuels to form high-temperature deposits in a diesel cylinder.

Под высокотемпературными отложениями понимаются отложения лака и нагара, образующиеся при сгорании топлива в условиях дизеля на впускных и выпускных клапанах, днище и боковой поверхности цилиндра, распылителе и игле форсунки. High-temperature deposits are understood as deposits of varnish and carbon deposits formed during the combustion of fuel in a diesel engine at the intake and exhaust valves, the bottom and side of the cylinder, the atomizer and the nozzle needle.

Поставленная техническая задача достигается тем, что топливная композиция готовится на основе дизельного топлива с добавлением органического нитрата и кремнийсодержащего поверхностно-активного вещества, отличающаяся тем, что в качестве органического нитрата она содержит диметилфуразан, а в качестве кремнийсодержащего вещества - олигодиметил(метил)силоксан разветвленного строения молекул с кинематической вязкостью 100 мм²/с при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Диметилфуразан - 0,0017 - 0,0023
Олигодиметил(метил)силоксан - 0,0077 - 0,0083
Дизельное топливо - До 100
Для приготовления топливной композиции диметилфуразан и олигодиметил(метил)силоксан вводят в дизельное топливо в требуемой концентрации.The stated technical problem is achieved in that the fuel composition is prepared on the basis of diesel fuel with the addition of organic nitrate and a silicon-containing surfactant, characterized in that it contains dimethylfurazan as an organic nitrate, and a branched structure oligodimethyl (methyl) siloxane molecules with a kinematic viscosity of 100 mm ² / s in the following ratio of components, wt.%:
Dimethylfurazan - 0.0017 - 0.0023
Oligodimethyl (methyl) siloxane - 0.0077 - 0.0083
Diesel - Up to 100
To prepare the fuel composition, dimethylfurazan and oligodimethyl (methyl) siloxane are introduced into diesel fuel in the required concentration.

Диметилфуразан представляет собой прозрачную легкоподвижную жидкость с характерным запахом. Имеет температуру кипения 156^oC (при атмосферном давлении), относительную плотность (d₄ ²⁰) 1,05, показатель преломления (n_D ²⁰) 1,4237. Получается циклизацией диметилглиоксима.Dimethylfurazan is a clear, easily mobile liquid with a characteristic odor. Has a boiling point of 156 ^o C (at atmospheric pressure), relative density (d ₄ ²⁰ ) 1.05, refractive index (n _D ²⁰ ) 1.4237. Obtained by cyclization of dimethylglyoxime.

Олигодиметил(метил)силоксан разветвленного строения молекул с кинематической вязкостью 100 мм²/с представляет собой бесцветную прозрачную жидкость без запаха. Имеет плотность при 20^oC 990 кг/м³, температуру кипения 250^oC, температуру застывания -120^oC. Техническое название ПМС-100р. Вырабатывается по ГОСТ 13032.Oligodimethyl (methyl) siloxane with a branched structure of molecules with a kinematic viscosity of 100 mm ² / s is a colorless, transparent odorless liquid. It has a density at 20 ^o C of 990 kg / m ³ , a boiling point of 250 ^o C, a pour point of -120 ^o C. Technical name PMS-100r. It is developed according to GOST 13032.

Для составления топливных композиций использовалось топливо З-0,2 минус 35 по ГОСТ 305. For the preparation of fuel compositions used fuel Z-0.2 minus 35 according to GOST 305.

Склонность топливных композиций к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля оценивалась по нагарообразующей способности по методу ПЗИ [3] /Гуреев А.А. и др. "Квалификационные методы исп. нефтепродуктов", М."Химия", 1984, с.112/ на одноцилиндровой установке ИДТ-69 и по лаконагарообразующей способности в соответствии с методом "Способ оценки склонности моторных топлив к лаконагарообразованию" [4] . /А. С. СССР N 1467509, 1989/. The tendency of fuel compositions to form high-temperature deposits in a diesel cylinder was evaluated by carbon-forming ability according to the PZI method [3] / Gureev A.A. et al., “Qualification methods for the use of petroleum products”, M. Khimiya, 1984, p.112 / on the IDT-69 single-cylinder unit and according to the laconic-forming ability in accordance with the method “Method for assessing the propensity of motor fuels to laconic-forming” [4]. /A. S. USSR N 1467509, 1989 /.

За показатель нагарных свойств по методу ПЗИ выбрано среднее значение массы отложений на металлических нагарниках по результатам четырех параллельных испытаний. For the indicator of carbon properties according to the PZI method, the average value of the mass of deposits on metal carbon deposits was selected according to the results of four parallel tests.

Режим испытаний:
Частота вращения коленчатого вала, мин^-1 - 900±10
Степень сжатия с учетом нагарника - 16
Продолжительность испытаний, мин - 5
С целью оценки склонности топливных композиций не только к нагаро-, но и к лакообразованию дополнительно использован способ оценки склонности моторных топлив к лаконагарообразованию. За показатель склонности топливных композиций к лаконагарообразованию выбрано среднее значение массы отложений на пластинах из стали по результатам четырех параллельных испытаний.Test Mode:
Crankshaft rotation frequency, min ^-1 - 900 ± 10
Compression ratio taking into account a deposit - 16
Test duration, min - 5
In order to assess the propensity of fuel compositions not only to carbon deposits, but also to varnish formation, an additional method was used to assess the propensity of motor fuels to laconic acid formation. For the indicator of the tendency of fuel compositions to laconic formation, the average value of the mass of deposits on steel plates was selected according to the results of four parallel tests.

Режим испытаний:
Температура воздуха в кварцевой трубке, ^oC - 500
Температура пластины из стали, ^oC - 300
Температура подаваемого воздуха, ^oC - 70
Скорость подачи воздуха, л/мин - 25
Для оценки эффективности композиции-прототипа приготовлены три образца топливных композиций на основе топлива З-0,2 минус 35 по ГОСТ 305 с добавлением в качестве присадки комбинации органических нитратов с алкоксисиланом. Содержание компонентов в топливной композиции и их соотношение выбрано соответствующим оптимальному составу композиции-прототипа [2]. Состав присадок: образец 1 - циклогексилнитрат (70 мас.%) и тетраэтоксисилан (30 мас.%); образец 2 - 2-этилгексилнитрат (80 мас.%) и тетраэтоксисилан (20 мас.%); образец 3 - изопропилнитрат (60 мас.%) и тетраэтоксисилан (40 мас.%). Присадки вводились в топливо в количестве 0,1 мас.%.Test Mode:
Air temperature in a quartz tube, ^o C - 500
Steel plate temperature, ^o C - 300
Supply air temperature, ^o C - 70
Air flow rate, l / min - 25
To evaluate the effectiveness of the prototype composition, three samples of fuel compositions based on Z-0.2 minus 35 fuel according to GOST 305 with the addition of a combination of organic nitrates with alkoxysilane as an additive were prepared. The content of components in the fuel composition and their ratio is selected corresponding to the optimal composition of the composition of the prototype [2]. The composition of additives: sample 1 - cyclohexyl nitrate (70 wt.%) And tetraethoxysilane (30 wt.%); sample 2 - 2-ethylhexyl nitrate (80 wt.%) and tetraethoxysilane (20 wt.%); sample 3 - isopropyl nitrate (60 wt.%) and tetraethoxysilane (40 wt.%). Additives were introduced into the fuel in an amount of 0.1 wt.%.

Результаты оценки эффективности предлагаемой топливной композиции и композиции-прототипа [2] представлены в табл. 1 и табл. 2. The results of evaluating the effectiveness of the proposed fuel composition and the composition of the prototype [2] are presented in table. 1 and tab. 2.

Примеры 1, 2, 3 в табл. 1 и 2 отличаются процентным соотношением компонентов в предлагаемой топливной композиции. Examples 1, 2, 3 in the table. 1 and 2 differ in the percentage of components in the proposed fuel composition.

При добавлении в топливо З-0,2 минус 35 компонентов предлагаемой топливной композиции в количествах, указанных в табл. 3, другие показатели качества топлива изменяются в пределах допустимых отклонений ГОСТ на методы испытаний. When adding to the fuel Z-0.2 minus 35 components of the proposed fuel composition in the quantities indicated in the table. 3, other indicators of fuel quality vary within the tolerance limits of GOST for test methods.

Данные табл. 1 и 2 свидетельствуют о более высокой эффективности предлагаемой топливной композиции по снижению склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля. The data table. 1 and 2 indicate a higher efficiency of the proposed fuel composition to reduce the propensity of fuels to form high-temperature deposits in a diesel cylinder.

Экономическая эффективность от использования предлагаемой топливной композиции выразится за счет повышения надежности эксплуатации двигателя и увеличения межремонтных сроков его работы. The economic efficiency from the use of the proposed fuel composition is expressed by increasing the reliability of the engine and increasing the overhaul time of its operation.

Claims

A fuel composition based on diesel fuel with the addition of organic nitrate and a silicon-containing surfactant, characterized in that it contains dimethylfurazan as an organic nitrate and branched oligodimethyl (methyl) siloxane with a kinematic viscosity of 100 mm ² / with the following ratio of components, wt.%:
Dimethylfurazan - 0.0017 - 0.0023
Oligodimethyl (methyl) siloxane - 0.0077 - 0.0083
Diesel - Up to 100