RU2205863C2 - Fuel composition and a method for creation of precombustion vapors - Google Patents

Fuel composition and a method for creation of precombustion vapors Download PDF

Info

Publication number
RU2205863C2
RU2205863C2 RU96121373A RU96121373A RU2205863C2 RU 2205863 C2 RU2205863 C2 RU 2205863C2 RU 96121373 A RU96121373 A RU 96121373A RU 96121373 A RU96121373 A RU 96121373A RU 2205863 C2 RU2205863 C2 RU 2205863C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
composition according
fuel composition
combustion
temperature
Prior art date
Application number
RU96121373A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96121373A (en
Inventor
Уильям С. ОРР
Original Assignee
Уильям С. ОРР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уильям С. ОРР filed Critical Уильям С. ОРР
Publication of RU96121373A publication Critical patent/RU96121373A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2205863C2 publication Critical patent/RU2205863C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/02Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

FIELD: compounded liquid fuels. SUBSTANCE: invention relates to fuel compositions for jet, turbine, diesel, and other combustion systems. Composition contains (i) burning-improving amount of at least one other than lead element selected from group consisting of elements belonging to groups 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, and 8 and also selected from group including bromine, iodine, bismuth, germanium, phosphorus, silicon, fluorine, chlorine, sulfur, nitrogen, and tin and their mixture and derivatives, indicated elements and compounds being combustible with combustion heat at least 4000 kcal/kg, and (ii) burning- improving amount of at least one compound with burning-improving structure having latent evaporation heat at least 21 kJ/mole at its boiling temperature and burning rate, as measured from laminar flame of Bunsen burner, at least 40 cm/s. Creation of precombustion vapors is accomplished consists in injecting fuel having average particle size no larger than 70 mcm (above-described fuel composition) into combustion chamber simultaneously with air supply. EFFECT: increased burning rate, lowered burning temperature, and improved environmental characteristics of fuel. 144 cl, 7 dwg, 10 tbl, 194 ex

Description

Данное изобретение относится к топливным композициям для реактивных, турбинных, дизельных и других систем сгорания. Более конкретно, оно относится к топливным композициям с добавками органических соединений марганца, к механическим и/или химическим средствам, способствующим улучшению сгорания и/или снижению температуры горения, посредством которых улучшается термическая эффективность и снижаются случайные потери. This invention relates to fuel compositions for jet, turbine, diesel and other combustion systems. More specifically, it relates to fuel compositions with additives of organic manganese compounds, to mechanical and / or chemical agents that improve combustion and / or lower the temperature of combustion, through which thermal efficiency is improved and accidental losses are reduced.

Известно, что различные органические соединения марганца, например трикарбонилметилциклопентадиенилмарганец (ММТ) и другие, вводят в углеводородные топлива в качестве антидетонаторов [1-3]. Известно также, что органические соединения марганца используют в более тяжелых видах топлива, таких как уголь, дизельное топливо и авиационные топлива; предполагают, что это помогает уменьшить выделение дыма и твердых частиц [4-7]. It is known that various organic manganese compounds, for example, tricarbonylmethylcyclopentadienyl manganese (MMT) and others, are introduced into hydrocarbon fuels as antiknock [1-3]. It is also known that organic manganese compounds are used in heavier fuels such as coal, diesel and aviation fuels; suggest that this helps to reduce smoke and particulate matter [4-7].

Несмотря на преимущества использования органических соединений марганца в качестве антидетонатора и аналогичных добавок, их присутствие в углеводородных топливах порождает ряд других экологических и практических проблем. А именно, при сгорании органических соединений марганца в углеводородных топливах образуются вредные тяжелые оксиды марганца (Mn3O4 и Мn2О3), которые, в свою очередь, осаждаются на деталях двигателя, систем сгорания, турбины, поверхностях выхлопного отверстия, катализаторах эмиссии/выхлопа и т.д., вызывая, например, ранние усталостные явления, разрушения, чрезмерный износ, выделение твердых частиц или металлов, медленное снижение эмиссии углеводородов и тому подобные явления [8-12].Despite the advantages of using organic manganese compounds as an antiknock and similar additives, their presence in hydrocarbon fuels raises a number of other environmental and practical problems. Namely, during the combustion of organic manganese compounds in hydrocarbon fuels, harmful heavy manganese oxides (Mn 3 O 4 and Mn 2 O 3 ) are formed, which, in turn, are deposited on the parts of the engine, combustion systems, turbines, exhaust surfaces, emission catalysts / exhaust, etc., causing, for example, early fatigue phenomena, fractures, excessive wear, release of solid particles or metals, a slow decrease in hydrocarbon emissions and the like [8-12].

Например, осаждение оксидов марганца на реактивных двигателях, турбинах и др. в течение длительного времени было главным препятствием для использования марганца. Поскольку эти отложения оказывают отрицательное действие, были разработаны различные методы специально для удаления этих оксидов с реактивных двигателей [13-16]. Однако вследствие их неэффективности использование марганца в этих применениях было практически прекращено. For example, the deposition of manganese oxides on jet engines, turbines, etc. for a long time was the main obstacle to the use of manganese. Since these deposits have a negative effect, various methods have been developed specifically for removing these oxides from jet engines [13-16]. However, due to their inefficiency, the use of manganese in these applications was virtually discontinued.

Известно также, что такие осадки создают диффузионный барьер на поверхности катализатора, что снижает каталитическую эффективность [17]. It is also known that such precipitation creates a diffusion barrier on the surface of the catalyst, which reduces the catalytic efficiency [17].

Компанией Ethyl Corporation были затрачены большие усилия в течение 1970 и 1980-х годов, чтобы найти решение этой проблемы. В том числе было испробовано использование различных кислородсодержащих соединений в сочетаний с органическими соединениями марганца [18-30]. Однако, несмотря на насущную необходимость, не удалось успешно перевести на коммерческую основу какое-либо из технологических решений этой фундаментальной проблемы. Ethyl Corporation worked hard during the 1970s and 1980s to find a solution to this problem. In particular, the use of various oxygen-containing compounds in combination with organic manganese compounds was tried [18-30]. However, despite the urgent need, it was not possible to successfully transfer to a commercial basis any of the technological solutions to this fundamental problem.

Известно, что органические соединения марганца, даже при очень низком уровне, вызывают разрушение системы контроля выхлопа США, и что их использование в любом количестве официально запрещено в неэтилированных бензинах в США. It is known that organic manganese compounds, even at a very low level, cause the destruction of the US exhaust control system, and that their use in any quantity is officially prohibited in unleaded gasolines in the USA.

Ethyl Corporation не удалось добиться у Агенства по охране окружающей среды изъятия ММТ под $221 (f) из Акта по чистому воздуху даже для очень низких концентраций марганца порядка 0,008 г/л (1/32 г/гал) (запрещено 8 января 1992). Ethyl Corporation was unable to get the Environmental Protection Agency to seize MMT at $ 221 (f) from the Clean Air Act even for very low manganese concentrations of about 0.008 g / l (1/32 g / gal) (banned January 8, 1992).

Все их предшествующие усилия, в том числе для концентраций марганца в интервале от 0,004 (1/64) до 0,03 (1/8) г/л (г/гал), завершились неудачей. См. RE Запрет Агенства по защите окружающей среды по использованию ММТ. Федеральный перечень, т. 43, N 181, понедельник, 18 сентября 1978 г, а также Ethyl Corporation, Запрет на применение в области топлива; аннотация решения. Федеральный перечень, т. 46, N 230, вторник, 1 декабря 1981 г [31-32]. All their previous efforts, including for manganese concentrations in the range from 0.004 (1/64) to 0.03 (1/8) g / l (g / gal), failed. See RE the Environmental Protection Agency's ban on the use of MMT. Federal List, T. 43, No. 181, Monday, September 18, 1978; and Ethyl Corporation, Fuel Prohibition; decision summary. Federal List, Vol. 46, No. 230, Tuesday, December 1, 1981 [31-32].

Недавно производители автомобилей вновь рассмотрели вопрос о склонности марганца образовывать вредные оксиды, так как даже при очень низких концентрациях порядка 0,008 г/л (1/32 г/гал) марганца новая система диагностики катализатора, известная как "Монитор эффективности катализатора OBD-11", выходит из строя из-за осаждения оксида на (чистую) поверхность катализатора [33-35]. Recently, car manufacturers have again considered the tendency of manganese to form harmful oxides, since even at very low concentrations of about 0.008 g / l (1/32 g / gal) manganese, a new catalyst diagnostic system known as the “OBD-11 Catalyst Performance Monitor” fails due to the deposition of oxide on the (clean) surface of the catalyst [33-35].

Таким образом, компетентные источники, продолжая признавать длительный официальный и экологический запрет ММТ, в общем, отказались от представления, что когда-нибудь марганец будет включен в регулируемые неэтилированные бензины и в эмиссионные системы). Thus, competent sources, while continuing to recognize the MMT's long-standing official and environmental ban, generally rejected the notion that someday manganese would be included in regulated unleaded gasolines and in emission systems).

Даже Ethyl Corporation (единственный производитель ММТ) из-за необходимости реального решения проблемы уменьшения или регулирования образования вредных оксидов, по-видимому, отказалась бы от принятия разрешение, если бы оно и было когда-нибудь дано; это было бы возможно только для очень низких концентраций (например, до 0,008 г/л (1/32 г/гал)) марганца, а покрытие на поверхности катализатора образуется даже при этих низких концентрациях. См. последнее заявление Ethyl Corporation $ 211 (f) на отмену запрета и Заявления Агентства по охране окружающей среды США 92302679.3; 91306359.0; 91306360.8 и 92307609.5 (зарегистрированные одновременно с попыткой получения разрешения на применение). Even Ethyl Corporation (the only manufacturer of MMT), because of the need for a real solution to the problem of reducing or regulating the formation of harmful oxides, would apparently refuse to accept the permit, if it had ever been given; this would be possible only for very low concentrations (for example, up to 0.008 g / l (1/32 g / gal)) of manganese, and a coating on the surface of the catalyst is formed even at these low concentrations. See Ethyl Corporation's latest declaration of $ 211 (f) to lift the ban and US Environmental Protection Agency Statement 92302679.3; 91306359.0; 91306360.8 and 92307609.5 (registered simultaneously with the attempt to obtain permission to use).

Известно использование в качестве присадки к топливу широкого класса растворимых карбонатов (см. патент США 2331386, изданный в 1939 г до материалов по оксиду марганца [36]). Этот патент описывает широкий ряд алкил-, гомологических алкил-, арил и амидкарбонатных эфиров для использования в печах, работающих на нефти, и в двигателях внутреннего сгорания. It is known to use a wide class of soluble carbonates as a fuel additive (see US Pat. No. 2,331,386, published in 1939 to manganese oxide materials [36]). This patent describes a wide range of alkyl, homologous alkyl, aryl and amide carbonate esters for use in oil-fired furnaces and internal combustion engines.

В дальнейшем упоминание карбонатов обнаруживается в основном в связи с топливами или составами, не содержащими металла марганца. Например, в литературе [37-39] рассмотрены не содержащие металла алкилкарбонаты в топливах типа газойля для двигателей с компрессионным зажиганием, дизелей и реактивных двигателей. In the future, the mention of carbonates is found mainly in connection with fuels or compounds not containing manganese metal. For example, the literature [37–39] considered metal-free alkyl carbonates in fuels such as gas oil for compression ignition engines, diesel engines, and jet engines.

В литературе [40] использован алкилфенилкарбонат в качестве антидетонатора. В данной публикации, наряду с вышеупомянутыми проблемами, связанными с образованием оксидов из органических соединений марганца, также отмечено, что состав не должен содержать органических соединений марганца. In the literature [40], alkyl phenyl carbonate was used as an antiknock agent. In this publication, along with the above problems associated with the formation of oxides from organic manganese compounds, it is also noted that the composition should not contain organic manganese compounds.

Поскольку, с одной стороны, специалисты оставили надежды разрешить фундаментальные проблемы, связанные с оксидами, полученными из органических соединений марганца, и, с другой стороны, марганец разрешен только в этилированных бензинах США, на практике применение ММТ не отделялось от применения свинцовых присадок (см. , например, литературу [41], в которой рассмотрен тетраэтилсвинец, тетраметилсвинец и циклопентадиенилтрикарбонилмарганец совместно в одном контексте, при отсутствии допущения об их использовании независимо друг от друга). Since, on the one hand, experts left hopes to solve the fundamental problems associated with oxides derived from organic manganese compounds, and, on the other hand, manganese is allowed only in leaded US gasolines, in practice the use of MMT was not separated from the use of lead additives (see for example, the literature [41], in which tetraethyl lead, tetramethyl lead, and cyclopentadienyltricarbonyl manganese are considered together in the same context, in the absence of assumption of their use independently of each other).

В настоящем изобретении рассмотрен новый класс высокоэнергетических низкотемпературных составов и процессов. The present invention considers a new class of high-energy low-temperature compositions and processes.

Сущность предложенного изобретения заключается в обнаружении причины возникновения проблемы окисления тяжелых металлов и ее решении путем использования средств, препятствующих выделению оксидов тяжелых металлов при сгорании металлов. The essence of the proposed invention is to detect the causes of the problem of oxidation of heavy metals and its solution by using means that prevent the release of heavy metal oxides during the combustion of metals.

Заявитель обнаружил механизм, по которому при сгорании топлив, содержащих металлы, включая органические соединения марганца, образуются вредные оксиды марганца в виде частиц или осажденного слоя, причиной чего является недостаточно приближенный к идеальному процесс сгорания, в котором скорости сгорания и температуры не оптимальны. The applicant has discovered a mechanism by which the combustion of fuels containing metals, including organic manganese compounds, produces harmful manganese oxides in the form of particles or a deposited layer, the cause of which is not sufficiently close to the ideal combustion process, in which the combustion rates and temperatures are not optimal.

Путем эффективного увеличения скорости сгорания топлива при одновременном идеальном понижении температуры сгорания изобретение позволяет не только регулировать или избегать образования вредных металлических оксидов, но и реализовать возможность создания на основе металлов (исключая свинец) нового чистого высокоэнергетического класса топлив/горючих и процесса сгорания. By effectively increasing the rate of combustion of fuel while ideally lowering the temperature of combustion, the invention allows not only to control or avoid the formation of harmful metal oxides, but also to realize the possibility of creating, on the basis of metals (excluding lead), a new pure high-energy class of fuels / fuels and the combustion process.

В сущности, в изобретении предложен процесс сгорания, в котором участвуют некоторые химические структуры/подструктуры и/или механические структуры/подструктуры, что позволяют одновременно 1) увеличить скорость горения, 2) поддерживать высокую интенсивность испускания того, что может быть известно как свободная энергия, при 3) понижении температуры горения. In fact, the invention proposed a combustion process in which some chemical structures / substructures and / or mechanical structures / substructures are involved, which allow 1) to simultaneously increase the burning rate, 2) maintain a high emission rate of what may be known as free energy, at 3) lowering the combustion temperature.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1. Различие температур горения. Иллюстрирует разницу температур горения различных составов топлива, измеренную относительно температур выхлопных газов при различных нагрузках на двигатель.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
FIG. 1. The difference in combustion temperatures. Illustrates the difference in combustion temperatures of various fuel compositions, measured relative to exhaust gas temperatures at various engine loads.

Фиг. 2. Температуры сгорания и выделение углеводородов. Иллюстрирует разницу в температурах горения и ее соотношение с образованием выделяющихся углеводородов. FIG. 2. Combustion temperatures and hydrocarbon evolution. Illustrates the difference in combustion temperatures and its ratio with the formation of hydrocarbons.

Фиг. 3. Температуры горения и выделение NOx. Иллюстрирует разницу в температурах горения и ее соотношение с образованием выделяющихся NOx.FIG. 3. Combustion temperatures and NO x emission. Illustrates the difference in combustion temperatures and its ratio with the formation of released NO x .

Фиг. 4. Индицированные скорости горения. Иллюстрирует скорость горения различных топлив при различных нагрузках. FIG. 4. Indicated combustion rate. Illustrates the burning rate of various fuels at various loads.

Фиг. 5. Скорость горения и выделение НС. Иллюстрирует скорость горения и образование выделяющихся НС. FIG. 5. The burning rate and the allocation of NS. Illustrates the burning rate and the formation of prominent NS.

Фиг.6. Скорость горения и выделение NOx. Иллюстрирует скорость горения с образованием выделяющихся NOx.6. Burn rate and NO x release. Illustrates the burning rate with the formation of released NO x .

Фиг. 7. Технические прогнозы. Иллюстрирует изменение тепловыделения и улучшение горения бензина, обусловленное поддержанием минимальной температуры испарения для топлива, содержащего кислородные соединения. FIG. 7. Technical forecasts. It illustrates the change in heat generation and the improvement of gasoline combustion due to maintaining a minimum evaporation temperature for fuels containing oxygen compounds.

Благодаря тому, что заявителю удалось выяснить причину образования оксидов тяжелых металлов, была решена связанная с ними проблема, в частности, путем увеличения скорости горения и/или снижения температуры горения, что и является сущностью настоящего изобретения. Due to the fact that the applicant was able to find out the cause of the formation of heavy metal oxides, the problem associated with them was solved, in particular, by increasing the burning rate and / or lowering the combustion temperature, which is the essence of the present invention.

В изобретении предложены способы и составы, которые ускоряют и улучшают процесс горения, позволяя достичь более оптимальных параметров, и в то же время понизить температуры горения и расширить интервал горения. The invention provides methods and compositions that accelerate and improve the combustion process, allowing to achieve more optimal parameters, and at the same time lower the combustion temperature and extend the combustion interval.

Кроме того, в изобретении показано, что при этих улучшенных условиях горения сами соединения металлов совершенно неожиданно становятся неотъемлемым и мощным фактором в процессе сгорания, улучшая термическую эффективность горения, экономичность топлива, получаемую работу, мощность, тягу и т.д., одновременно снижая уровень опасных загрязнений. In addition, the invention shows that under these improved combustion conditions, metal compounds themselves quite unexpectedly become an integral and powerful factor in the combustion process, improving thermal combustion efficiency, fuel economy, resulting work, power, traction, etc., while reducing the level hazardous pollution.

В контексте данного изобретения заявитель в основном обращается к тепловому кпд в его как химическом, так и механическом значении, например к эффективности химической реакции и количеству полезной работы, производимой в системе, в частности свободной энергии. In the context of this invention, the applicant mainly refers to thermal efficiency in both its chemical and mechanical meaning, for example, the effectiveness of a chemical reaction and the amount of useful work performed in the system, in particular free energy.

Заявитель обнаружил, что фактически в каждом случае термическая эффективность (тепловой кпд), в частности измеряемая в зависимости от чистой полезной работы, производимой системой, возрастает, и часто очень существенно. В то же время благодаря пониженным температурам горения системы сгорания при этом работают более продолжительно, они легче в обращении, а оксиды тяжелых металлов не образуются. The applicant found that in virtually every case, thermal efficiency (thermal efficiency), in particular measured depending on the net useful work produced by the system, increases, and often very significantly. At the same time, due to the reduced combustion temperatures, the combustion systems work longer, they are easier to handle, and heavy metal oxides are not formed.

Например, в изобретении неожиданно обнаружено, что термическая эффективность, достигаемая в изобретении, повышена по сравнению с существующими видами топлива и системами сгорания примерно на 2-20%. И, в зависимости от обстоятельств (таких как система сгорания, структура топлива), среднее улучшение может составить от 2,0 до 5,0%, от 5,0 до 10,0% или выше; в самом скромном случае улучшения составляют от 0,05 до 1,0% и до 2,0%. В исключительных случаях улучшение может составить от 10%, от 25 до 40%, от 30 до 80% или более. For example, the invention unexpectedly found that the thermal efficiency achieved in the invention is increased compared with existing fuels and combustion systems by about 2-20%. And, depending on the circumstances (such as the combustion system, fuel structure), the average improvement can be from 2.0 to 5.0%, from 5.0 to 10.0% or higher; in the most modest case, improvements range from 0.05 to 1.0% and up to 2.0%. In exceptional cases, the improvement can be from 10%, from 25 to 40%, from 30 to 80% or more.

Кроме того, в завершение заявитель предполагает, что можно получить дополнительное улучшение, составляющее от 5 до 25% или даже более, благодаря модификации систем сгорания и инжекции топлива, которые выполнены таким образом, чтобы оптимизировать уникальные особенности процесса горения, заявляемого в настоящем изобретении. In addition, the applicant concludes that it is possible to obtain an additional improvement of 5 to 25% or even more by modifying the combustion and fuel injection systems, which are designed to optimize the unique features of the combustion process of the present invention.

Заявитель предполагает, что это приведет к значительным улучшениям процесса горения и преобразования энергии на высоте в случае авиационных реактивных систем и авиационных бензиновых двигателей. Подобное же улучшение предполагается для широкого диапазона применений, например дизелей, турбин, работающих на бензине, топливной нефти, газойле и т.д. The applicant suggests that this will lead to significant improvements in the combustion process and the conversion of energy at altitude in the case of aircraft jet systems and aircraft gasoline engines. A similar improvement is anticipated for a wide range of applications, such as diesel engines, gas turbines, fuel oil, gas oil, etc.

Основополагающими принципами реализации данного изобретения являются предложенные заявителем методы сгорания, химия топлива, камеры сгорания, система инжекции топлива, подачи воздуха и эмиссионная система. The fundamental principles for the implementation of the present invention are the combustion methods proposed by the applicant, fuel chemistry, combustion chambers, fuel injection system, air supply and emission system.

Заявитель неожиданно обнаружил синергизм их действия и разнообразные преимущества, которые дает использование этого изобретения, что будет подробнее описано ниже. The applicant unexpectedly discovered a synergy of their actions and the various benefits that the use of this invention provides, which will be described in more detail below.

В описании изобретения представлены в различных вариантах исполнения новая конструкция, способ и/или работа двигателя, камеры сгорания, систем сгорания, инжекции, подачи воздуха и/или эмиссии, которые позволяют улучшить достигаемый в изобретении технический эффект, связанный с процессом сгорания. In the description of the invention, in various embodiments, a new design, method and / or operation of the engine, combustion chamber, combustion systems, injection, air supply and / or emission are presented, which can improve the technical effect achieved in the invention associated with the combustion process.

В практической реализации данного изобретения предполагается одновременное действие одной или более из упомянутых систем, или независимое использование единичной системы, или компонента, или подкомпонента указанной системы. Кроме того, как вариант конструкции, такие структуры можно использовать независимо от предложенных Заявителем улучшенных видов топлива, что также позволит улучшить скорость горения и/или снизить температуру горения. Однако совместное использование этих систем приводит к синергизму их действия, который не может быть достигнут другим способом. In the practical implementation of the present invention, the simultaneous action of one or more of the above systems, or the independent use of a single system, or component, or subcomponent of the specified system, is assumed. In addition, as a design option, such structures can be used independently of the improved fuels proposed by the Applicant, which will also improve the burning rate and / or lower the combustion temperature. However, the joint use of these systems leads to a synergy of their action, which cannot be achieved in another way.

В сущности данное изобретение заключается в увеличении 1) скорости горения в результате а) увеличения скорости ламинарного горения благодаря введению в состав топлива улучшающей горение структуры (УГС) и/или изменения процесса испарения, b) увеличения турбулентной скорости (химическими и/или механическими способами), 2) снижения температуры горения (химическими или механическими способами) в сочетании с использованием топлива на основе металлсодержащего компонента. In essence, this invention consists in increasing 1) the burning rate as a result of a) increasing the rate of laminar combustion due to the introduction of a combustion-improving structure (UGS) into the fuel composition and / or changing the evaporation process, b) increasing the turbulent speed (by chemical and / or mechanical methods) , 2) lowering the combustion temperature (by chemical or mechanical methods) in combination with the use of fuel based on a metal-containing component.

Таким образом, изобретение включает в себя многочисленные взаимосвязанные химические и механические элементы, и все они существенны для реализации изобретения. Thus, the invention includes numerous interrelated chemical and mechanical elements, and all of them are essential for the implementation of the invention.

Один из аспектов реализации данного изобретения заключается в использовании любого количества не содержащих свинца соединений металлов (исходно предпочитали циклические соединения марганца) в качестве компонента предложенного Заявителем состава топлива. One aspect of the implementation of this invention is the use of any quantity of lead-free metal compounds (initially preferred cyclic manganese compounds) as a component of the fuel composition proposed by the Applicant.

Однако использование металла не обязательно, как будет показано ниже. Так, в приведенном ниже описании с определенностью показана возможность альтернативных вариантов. However, the use of metal is not necessary, as will be shown below. So, in the description below, the possibility of alternatives is shown with certainty.

Предполагается, что можно использовать соединения/компоненты и/или химические и/или механические процессы, способы и средства, включая их сочетания и подсочетания, которые увеличивают скорость горения. Предпочтительно, но не обязательно, если одновременно снижается температура горения. It is contemplated that compounds / components and / or chemical and / or mechanical processes, methods, and means, including combinations and combinations thereof, that increase the burning rate, can be used. Preferably, but not necessarily, if the combustion temperature is reduced at the same time.

В практической реализации данного изобретения должно быть использовано кислородсодержащее соединение, желательно с максимально возможным содержанием кислорода. Содержание кислорода может быть в пределах от 0,0001 до 80% по массе. Это предписывается конкретным составом топлива и типом системы сгорания. Однако, по-видимому, положительный эффект не обнаружится до тех пор, пока содержание кислорода не достигнет 1,0, 1,5, 2,0% или более; более предпочтительны концентрации 2,0% или более. Однако приемлемы и меньшие концентрации при использовании кислорода в качестве компонента топливной смеси. Желательный интервал составляет от 0,001 до 30,0% кислорода по массе. Дополнительные массовые концентрации кислорода включают от 0,001 до 15,0%, от 0,5 до 1,5%, от 0,3 до 2,7%, от 2,0 до 3,7%, от 0,2 до 0,9%, от 1,0 до 4,0%, от 2,0 до 8,0%, от 1,8 до 12%, от 2,0 до 10,0%, от 3,0%, 5,0 до 40%, от 2,0 до 53%. In the practical implementation of this invention should be used oxygen-containing compound, preferably with the highest possible oxygen content. The oxygen content may be in the range from 0.0001 to 80% by weight. This is prescribed by the specific fuel composition and type of combustion system. However, apparently, a positive effect will not be detected until the oxygen content reaches 1.0, 1.5, 2.0% or more; concentrations of 2.0% or more are more preferred. However, lower concentrations are acceptable when using oxygen as a component of the fuel mixture. The desired range is from 0.001 to 30.0% oxygen by weight. Additional mass oxygen concentrations include from 0.001 to 15.0%, from 0.5 to 1.5%, from 0.3 to 2.7%, from 2.0 to 3.7%, from 0.2 to 0, 9%, from 1.0 to 4.0%, from 2.0 to 8.0%, from 1.8 to 12%, from 2.0 to 10.0%, from 3.0%, 5.0 up to 40%, from 2.0 to 53%.

В чистом топливе и в ракетных применениях ожидается, что концентрация кислорода будет значительной. В первых вариантах использования смешанного топлива (см. ниже) концентрации будут ниже. Однако задачей изобретения является введение значительных концентраций кислорода в предложенные заявителем виды топлива, особенно активного кислорода, который может быстро и агрессивно реагировать с металлом. In clean fuels and in rocket applications, oxygen concentrations are expected to be significant. In the first uses of mixed fuel (see below), the concentrations will be lower. However, the object of the invention is the introduction of significant concentrations of oxygen in the types of fuel proposed by the applicant, especially active oxygen, which can quickly and aggressively react with metal.

При осуществлении данного изобретения приемлемое увеличение скорости горения топлива по сравнению со скоростью горения нерегулируемого топлива или обычной системой сгорания составляет приблизительно от 1,0 до 800% или более. Желательно возрастание скорости на величину порядка 0,2, 0,5, 1,0, 2,0, 3,5, 5% до 10,0, 7,0% до 15,0, 9,0% до 25, 5,0% до 20,0, 12% до 30, 15% до 40, 20% до 50%. Более желательно возрастание в интервалах от 5 до 60%, 10 до 80%, 20 до 100%, 30 до 150%. Возможно увеличение на величину примерно от 100 до 200%, от 100 до 300%. Также предполагаются и весьма желательны увеличения от 200 до 400%, от 300 до 600%, от 400 до 800%, от 500 до 900%. Увеличение порядка 300% и более весьма желательно, особенно для топлива и систем сгорания, усовершенствованных Заявителем. Увеличение за пределами этих интервалов предполагается и желательно. In the practice of this invention, an acceptable increase in the rate of combustion of the fuel compared to the rate of combustion of unregulated fuel or a conventional combustion system is from about 1.0 to 800% or more. It is desirable to increase the speed by a value of the order of 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 3.5, 5% to 10.0, 7.0% to 15.0, 9.0% to 25, 5 , 0% to 20.0, 12% to 30, 15% to 40, 20% to 50%. More desirable increase in the intervals from 5 to 60%, 10 to 80%, 20 to 100%, 30 to 150%. It is possible to increase by approximately 100 to 200%, from 100 to 300%. Increases from 200 to 400%, from 300 to 600%, from 400 to 800%, from 500 to 900% are also expected and highly desirable. An increase of about 300% or more is highly desirable, especially for fuels and combustion systems improved by the Applicant. An increase beyond these ranges is contemplated and desirable.

Различные химические средства также будут влиять на увеличение скорости горения и применение топлива. Одной из задач данного изобретения является оптимизация скоростей горения в свете химии топлива, систем сгорания, систем инжекции топлива и подачи воздуха, условий работы, желаемой термической эффективности и цены. Various chemicals will also affect the increase in burning rate and the use of fuel. One of the objectives of this invention is to optimize combustion rates in the light of fuel chemistry, combustion systems, fuel injection and air supply systems, operating conditions, the desired thermal efficiency and price.

Увеличение скорости горения и/или снижение температуры горения будут изменяться в зависимости от изменения состава топлива, систем сгорания и механических систем. An increase in the rate of combustion and / or a decrease in the temperature of combustion will vary depending on changes in the composition of the fuel, combustion systems, and mechanical systems.

В частности, предполагается, что коэффициенты сжатия, давление сжатия, давление зажигания, конструкция камеры зажигания, температура негорящей газовой смеси, эквивалентные соотношения, время зажигания, доля оставшегося газа, давление и время инжекции топлива, система подачи воздуха, входные температуры воздуха, системы выхлопа, катализаторы выхлопа, способы/системы теплообмена, системы смазки, системы охлаждения и/или связанные с ними способы и/или устройства, включая их сочетания и/или подсочетания, могут быть видоизменены с тем, чтобы максимально извлечь их преимущества, усовершенствовать или произвести какие-либо иные улучшения в отношении скоростей горения и/или снижения температур горения. In particular, it is assumed that compression ratios, compression pressure, ignition pressure, design of the ignition chamber, temperature of the non-combustible gas mixture, equivalent ratios, ignition time, fraction of the remaining gas, pressure and time of fuel injection, air supply system, inlet air temperatures, exhaust systems , exhaust catalysts, heat transfer methods / systems, lubrication systems, cooling systems and / or related methods and / or devices, including combinations and / or combinations thereof, may be modified so that Maximum Feed derive their benefits, to improve or to make any other improvements in the combustion velocity and / or reducing combustion temperatures.

Предполагается, что детонационно-чувствительные технологии могут использоваться в двигателях более высокого давления с искровым зажиганием, работающих на бензине, так как необходимо регулировать время искры для того, чтобы избежать детонации. Таким образом, предполагается, что предпочитаемые заявителем двигатели с более высоким коэффициентом сжатия будут одновременно использовать детонационно-чувствительную технологию. It is assumed that detonation-sensitive technologies can be used in higher pressure spark-ignition engines operating on gasoline, since it is necessary to adjust the spark time in order to avoid detonation. Thus, it is anticipated that the applicant's preferred engines with a higher compression ratio will simultaneously use detonation-sensitive technology.

Предполагается, что ряд положительных эффектов данного изобретения не будет ощутим в полной мере до тех пор, пока не будет достигнут определенный порог действия. Например, как подробно показано ниже, преимущества повышенной экономичности топлива не смогут полностью проявиться до тех пор, пока двигатель не будет работать в условиях умеренной или умеренно большой нагрузки. Кроме того, в отсутствие других механических усовершенствований, например снижения МВТ искры, предложенного для бензинов, и т.д., нельзя получить все преимущества от изобретения. It is contemplated that a number of positive effects of the present invention will not be fully felt until a certain threshold of action is reached. For example, as shown in detail below, the benefits of improved fuel economy will not be fully apparent until the engine is run under moderate or moderately heavy loads. In addition, in the absence of other mechanical improvements, such as reducing the MW of the spark proposed for gasolines, etc., it is not possible to obtain all the advantages of the invention.

Повышение парциального давления испарившейся фракции до и после зажигания особенно эффективное действие оказывает на улучшение скорости горения. Таким образом, характер испарившейся фракции до и после зажигания и их характеристики, связанные с диффузией тепла и активных реакционных центров в негорящем газе и т.п., являются определяющими и должны быть оптимизированы в качестве одной из задач данного изобретения. Increasing the partial pressure of the evaporated fraction before and after ignition has a particularly effective effect on improving the burning rate. Thus, the nature of the evaporated fraction before and after ignition and their characteristics associated with the diffusion of heat and active reaction centers in a non-burning gas, etc., are decisive and should be optimized as one of the objectives of this invention.

Задачей данного изобретения является создание такой диффузии газов предкамерного горения до/после зажигания, которая приводит к увеличению импульса/вязкости невоспламенившегося газа до значения, по возможности максимально близкого к значению вязкости воспламенившегося газа с тем, чтобы снизить сопротивление вязкости между воспламенившимся и невоспламенившимся газом. Основной целью, которую преследует увеличение скорости горения, является именно устранение этого сопротивления. The objective of the invention is to provide such a diffusion of pre-combustion gas before / after ignition, which leads to an increase in the momentum / viscosity of the non-flammable gas to a value as close as possible to the viscosity of the flammable gas in order to reduce the viscosity resistance between the flammable and non-flammable gas. The main goal pursued by an increase in the burning rate is precisely the elimination of this resistance.

Таким образом, желательно и предполагается испарение или инжекция, или сжатие невоспламенившейся части пара топлива с тем, чтобы произошло увеличение его парциального давления (пара) в газовой смеси перед его воспламенением. Thus, evaporation or injection, or compression of the non-flammable portion of the fuel vapor, is desirable and contemplated so that an increase in its partial pressure (vapor) in the gas mixture occurs prior to its ignition.

Кроме того, предпочтительны соединения/компоненты и/или механические и/или другие способы, которые увеличивают температуру и скорость газовой смеси внутри камеры сгорания после зажигания/перед сгоранием. In addition, compounds / components and / or mechanical and / or other methods that increase the temperature and velocity of the gas mixture inside the combustion chamber after ignition / before combustion are preferred.

В том случае, когда топливо находится в парообразном состоянии, изменение его плотности не оказывает необходимого и непосредственного влияния на улучшение скорости горения. Другими словами, улучшение скорости горения в изобретении, по-видимому, не связано с видом топлива, если оно находится в испаренном и/или инжектированном в камеру сгорания состоянии, таким образом, и с таким желательным размером частиц, которые предполагаются данным изобретением. In the case when the fuel is in a vaporous state, a change in its density does not have the necessary and direct effect on improving the burning rate. In other words, the improvement in the burning rate in the invention does not seem to be related to the type of fuel if it is in a vaporized and / or injected state into the combustion chamber, and thus with the desired particle size contemplated by this invention.

Таким образом, изменения состава во фракции пара, вызванные изменениями парциального испарения, сами по себе не дают заметного эффекта. Thus, changes in composition in the vapor fraction caused by changes in partial evaporation do not in themselves produce a noticeable effect.

Скорость распространения пламени по отношению к невоспламенившемуся газу (на практике - остаточной газовой смеси топливо-воздух) является фундаментальным параметром, который непосредственно влияет на достижение цели, поставленной в данном изобретении. Так, максимизация элементарных реакций, которые протекают в пламени, и такой подбор возможностей массо- и теплопереноса различных частиц газа, входящих в состав топлива улучшенного горения (см. ниже), чтобы получить повышенную скорость горения, является специальной конструктивной задачей данного изобретения. The speed of flame propagation in relation to a non-flammable gas (in practice, the residual gas mixture of fuel-air) is a fundamental parameter that directly affects the achievement of the goal set in this invention. So, maximizing the elementary reactions that occur in a flame, and such a selection of the mass and heat transfer capabilities of various gas particles that are part of the improved combustion fuel (see below) to obtain an increased burning rate, is a special constructive task of this invention.

Как отмечено, одной из задач является увеличение скорости турбулентного горения, которая является функцией как термодинамических, так и турбулентных параметров. Турбулентность связана с конструкцией двигателя, конструкцией камеры сгорания, осуществлением инжекции топлива и рабочими параметрами двигателя, такими как эквивалентное соотношение и время существования искры. As noted, one of the tasks is to increase the speed of turbulent combustion, which is a function of both thermodynamic and turbulent parameters. Turbulence is associated with the design of the engine, the design of the combustion chamber, the implementation of fuel injection and the operating parameters of the engine, such as the equivalent ratio and the lifetime of the spark.

Специальным аспектом реализации данного изобретения является увеличение турбулентной скорости горения путем увеличения ламинарной скорости горения, так как увеличение ламинарной скорости вносит свой вклад в турбулентные скорости. A special aspect of the implementation of this invention is to increase the turbulent burning rate by increasing the laminar burning speed, since an increase in the laminar velocity contributes to the turbulent speeds.

Один из вариантов реализации данного изобретения заключается в увеличении ламинарной скорости горения путем изменения термодинамических факторов, включая (но не ограничиваясь ими) улучшение термической диффузии, характеристик топлива за счет усовершенствования его химического состава и структуры молекулярной цепи, модификации температуры испарения, модификации химии соединений УГС (см. ниже), модификации эквивалентных соотношений топлива, модификации подачи искры, снижения размера впрыскиваемых частиц топлива, модификации углов впрыскивания, давлений, давлений сжатия, улучшении подачи воздуха и т.д. One of the options for implementing this invention is to increase the laminar burning rate by changing thermodynamic factors, including (but not limited to) improving thermal diffusion, fuel characteristics by improving its chemical composition and molecular structure, modifying the evaporation temperature, and modifying the chemistry of HCS compounds ( see below), modifications of equivalent fuel ratios, modifications of spark supply, reduction of size of injected particles of fuel, modification of angles of injection yaw, pressure, compression pressure, improved air flow, etc.

Другой вариант реализации заключается в увеличении турбулентности путем модификации формы и конструкции систем горения, камеры сгорания и/или также за счет скорости и/или направления газов, подаваемых в камеру сгорания, перед, во время и после сгорания, например, при использовании камеры предварительного сгорания. Another implementation option is to increase turbulence by modifying the shape and design of the combustion systems, the combustion chamber and / or also due to the speed and / or direction of the gases supplied to the combustion chamber, before, during and after combustion, for example, when using a preliminary combustion chamber .

Желательны также устройства, работа которых приводит к увеличению давления сгорания и/или давлению сжатия. Devices whose operation leads to an increase in combustion pressure and / or compression pressure are also desirable.

В случае двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием скорость пламени также пропорциональна скорости всасывания. Однако избыточные скорости всасывания могут существенно снизить количество топлива и воздуха, забираемое в цилиндр. Для того чтобы получить высокую турбулентность без высоких скоростей всасывания, желательно иметь конструкцию камеры сгорания, которая обеспечивает турбулентность в конце компрессионного хода поршня. Предпочтительны турбулентные камеры предварительного сгорания, усовершенствованные системы смешения топлива с воздухом и другие средства. In the case of a spark ignition type internal combustion engine, the flame speed is also proportional to the suction speed. However, excessive suction speeds can significantly reduce the amount of fuel and air drawn into the cylinder. In order to obtain high turbulence without high suction rates, it is desirable to have a combustion chamber design that provides turbulence at the end of the compression stroke of the piston. Preferred turbulent pre-combustion chambers, advanced systems for mixing fuel with air and other means.

Еще один вариант реализации данного изобретения заключается в использовании высоких скоростей всасывания для увеличения турбулентности, поскольку химия соединений УГС способна существенно возместить сокращение массы загрузки. Таким образом, турбонаддув и наддув являются специальными и предпочтительным исполнениями. Another embodiment of the present invention is to use high suction rates to increase turbulence, since the chemistry of the GHS compounds can significantly compensate for the reduction in loading mass. Thus, turbocharging and supercharging are special and preferred designs.

Специально предполагается использование таких систем сгорания, которые имеют пониженные требования к относительному октановому числу (ONR), или которые требуют пониженных коэффициентов сжатия, или которые позволяют использовать более высокие коэффициенты сжатия на топливах с данным октановым числом. It is specifically contemplated to use combustion systems that have lower requirements for relative octane number (ONR), or that require lower compression ratios, or that allow higher compression ratios for fuels with a given octane rating.

Желательно и предполагается использование химических и/или механических средств, включая, например, сенсорные системы на выхлоп кислорода (включая сенсоры EGO), которые регулируют эквивалентные соотношения топливо-воздух, что повышает ценность раздела данного изобретения, связанного со скоростью сгорания. It is desirable and intended to use chemical and / or mechanical means, including, for example, oxygen exhaust sensor systems (including EGO sensors) that regulate equivalent fuel-air ratios, which adds value to the section of this invention related to the rate of combustion.

Как будет показано, существует много химических и механических средств и их вариантов, которые, будучи объединенными и использованными в соответствии с изобретением, позволяют решить поставленные в изобретении задачи. As will be shown, there are many chemical and mechanical means and their variants, which, when combined and used in accordance with the invention, allow us to solve the problems posed in the invention.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ СНИЖЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ
Предложены дополнительные средства для снижения температуры горения и улучшения скоростей горения. Одним из таких средств является снижение конечной температуры кипения состава. Заявитель обнаружил, что путем уменьшения в топливе содержания углеводородов с более высокой температурой кипения или их исключения можно увеличить среднюю скрытую теплоту испарения топлива и исключить потери рабочего потенциала. Заявитель неожиданно обнаружил, что экономичность топлива возрастает.
IMPLEMENTATION OF REDUCING AND CHANGING THE BOILING TEMPERATURE
Additional tools have been proposed to lower the combustion temperature and improve combustion rates. One such means is to lower the final boiling point of the composition. The applicant has found that by reducing or eliminating hydrocarbons with a higher boiling point in the fuel, the average latent heat of vaporization of the fuel can be increased and the loss of operating potential can be eliminated. The applicant unexpectedly discovered that fuel economy is increasing.

Задача изобретения заключается в том, чтобы путем снижения и/или изменения температур испарения Т-90, Т-50 или Т-10 углеводородных компонентов топлив модифицировать или правильно подогнать нижележащие потоки углеводородов. The objective of the invention is that by reducing and / or changing the temperature of evaporation of the T-90, T-50 or T-10 hydrocarbon components of the fuels, modify or properly adjust the underlying hydrocarbon flows.

Таким образом, при снижении температур кипения, например конечной температуры кипения или Т-90, в сочетании с изобретением Заявителя, улучшаются температуры сгорания и/или скорость горения. Thus, when lowering the boiling points, for example the final boiling point or T-90, in combination with the invention of the Applicant, the combustion temperatures and / or the burning rate are improved.

Преимущества топлив, кипящих в широком интервале температур, вытекают из снижения конечной температуры кипения, Т-90 и Т-50 и охватывают бензины, турбинные топлива типа газойля, топливную нефть, дизельные топлива и автомобильные бензины. В отношении топлив, кипящих в более узком интервале температур, применение изобретения ограничено. The advantages of fuels boiling over a wide temperature range result from a reduction in the final boiling point, T-90 and T-50, and cover gasolines, turbine fuels such as gas oil, fuel oil, diesel fuels and gasoline. For fuels boiling over a narrower temperature range, the use of the invention is limited.

Например, в кипящих в широком интервале температур фракциях керосина (дизельное, тяжелое дизельное топливо, газойль для турбин, реактивные топлива с широким интервалом фракций (Jet В, JP 4), топливные нефти, бензины и т. д. ) снижение температур кипения при испарении топлива, особенно конечной температуры и/или Т-90, на величину от 2,8 (5) до 11,1oC (20oF), от 5,6 (10) до 16,7oC (30oF), от 11,1 (20) до 27,8oC (50oF), от 13,9 (25) до 33,3oC (60oF), от 22,2 (40) до 38,9oC (70oF), от 27,8 (50) до 44,4oC (80oF), от 33,3 (60) до 50,0oC (90oF), от 38,9 (70) до 55,6oC (100oF), от 44,4 (80) до 66,7oC (120oF), от 22,2 (40) до 83,3oC (150oF), от 41,7 (75) до 97,2oC (175oF), от 33,3 (60) до 111,1oC (200oF), от 38,9 (70) до 125oC (225oF), от 44,4 (80) до 138,9oC (250oF), от 50,0 (90) до 152,8oC (275oF), от 55,6 (100) до 155,6oC (280oF), от 61,1 (110) до 166,7oC (300oF), от 66,7 (120) до 177,8oС (320oF), от 77,8 (140) до 194,4oC (350oF) или более дает особенно значительный эффект в увеличении присущей топливу скрытой теплоты испарения, снижая температуры горения, увеличивая скорости горения и т.д.For example, in kerosene fractions boiling over a wide temperature range (diesel, heavy diesel fuel, turbine gas oil, jet fuels with a wide fraction range (Jet B, JP 4), fuel oils, gasolines, etc.), the boiling points decrease during evaporation fuel, especially the final temperature and / or T-90, from 2.8 (5) to 11.1 o C (20 o F), from 5.6 (10) to 16.7 o C (30 o F ), from 11.1 (20) to 27.8 o C (50 o F), from 13.9 (25) to 33.3 o C (60 o F), from 22.2 (40) to 38, 9 o C (70 o F), from 27.8 (50) to 44.4 o C (80 o F), from 33.3 (60) to 50.0 o C (90 o F), from 38, 9 (70) to 55.6 o C (100 o F), from 44.4 (80) to 66.7 o C (120 o F), from 22.2 (40) to 83.3 o C (150 o F), from 41.7 (75) to 97.2 o C (175 o F), from 33.3 (60) to 111.1 o C (200 o F), from 38.9 (70) to 125 o C (225 o F), from 44, 4 (80) to 138.9 o C (250 o F), from 50.0 (90) to 152.8 o C (275 o F), from 55.6 (100) to 155.6 o C (280 o F), from 61.1 (110) to 166.7 o C (300 o F), from 66.7 (120) to 177.8 o C (320 o F), from 77.8 (140) to 194.4 o C (350 o F) or more gives a particularly significant effect in increasing the inherent latent heat of vaporization of the fuel, lowering the combustion temperature, increasing the burning rate, etc.

Таким образом, в соответствии с одним из конкретных исполнений данного изобретения происходит снижение конечной температуры кипения и Т-90 для компонентов топлив, которые используются совместно с УГС или как самостоятельные виды топлива. Thus, in accordance with one specific embodiment of the present invention, the final boiling point and T-90 are reduced for fuel components that are used in conjunction with UGS or as independent fuels.

Еще один вариант исполнения данного изобретения позволяет снизить температуры Т-50, Т-10 таким образом, чтобы улучшить горение. Another embodiment of this invention allows to reduce the temperature of the T-50, T-10 in such a way as to improve combustion.

В практическом воплощении данного изобретения снижение конечной температуры кипения/Т-90 предполагается с использованием соединений металлов при отсутствии УГС соединений, посредством чего достигается снижение образования свободного углерода в первичных зонах камеры сгорания, снижение вредных выхлопов, снижение (или возможность контроля) осаждения оксидов марганца на поверхности катализатора выхлопа и т.д. В случае автомобильных топлив такое снижение Т-90 имеет тенденцию понижать VOC, выделение углеводородов и/или NOх.In the practical embodiment of the present invention, the reduction of the final boiling point / T-90 is assumed to be made using metal compounds in the absence of GHS compounds, thereby reducing the formation of free carbon in the primary zones of the combustion chamber, reducing harmful emissions, reducing (or controlling) the deposition of manganese oxides on exhaust catalyst surfaces, etc. In the case of automotive fuels, such a decrease in T-90 tends to lower VOC, the release of hydrocarbons and / or NO x .

Совершенно неожиданно было обнаружено, что при снижении температур Т-90 бензина ниже 132,2oС (270oF) в сочетании с вводом небольших количеств марганца достигается существенное улучшение сгорания. Заявитель обнаружил, что экономичность топлива и/или пробег неожиданно улучшаются, даже если при снижении Т-90 были исключены компоненты, дающие большое количество тепла.It was completely unexpectedly found that with a decrease in the temperature of T-90 gasoline below 132.2 o C (270 o F) in combination with the introduction of small amounts of manganese, a significant improvement in combustion is achieved. The Applicant has found that fuel economy and / or mileage unexpectedly improves, even if components that produce a large amount of heat were excluded with a decrease in T-90.

Очевидно, этот эффект ощутим и для топлива, и для компонентов, которые были удалены, и для компонентов, которые остались после снижения Т-90. Obviously, this effect is noticeable for the fuel, and for the components that were removed, and for the components that remained after the T-90 reduction.

Пример 1. Example 1

Способ увеличения экономичности топлива для транспортных средств, работающих на обычном или реформированном бензине, включающий снижение температуры кипения бензина так, чтобы его температура кипения Т-90 составляла не выше 132,2oС (270oF); введение ММТ в состав бензина в количестве до 0,008 г Мn/л (1/32 г/гал); сжигание указанного состава в работающем на бензине транспортном средстве, в результате чего экономичность топлива увеличивается на 0,5% или более.A method of increasing fuel economy for vehicles running on regular or reformed gasoline, comprising reducing the boiling point of gasoline so that its boiling point T-90 is not higher than 132.2 ° C (270 ° F); the introduction of MMT in gasoline in an amount up to 0.008 g Mn / l (1/32 g / gal); burning said composition in a gasoline-powered vehicle, resulting in fuel efficiency increasing by 0.5% or more.

Пример 2. Example 2

Способ по примеру 1, в котором экономичность топлива улучшается как по сравнению с чистым топливом, у которого не понижена температура Т-90, так и по сравнению с тем же топливом, содержащим ММТ. The method according to example 1, in which fuel economy is improved both in comparison with clean fuel, which has not lowered the temperature of T-90, and compared with the same fuel containing MMT.

Предпочтительный способ реализации снижения температуры кипения включает устранение высококипящих алканов; предпочтительны ароматические углеводороды, циклические соединения и алкены. A preferred method for implementing a reduction in boiling point involves the removal of high boiling alkanes; aromatic hydrocarbons, cyclic compounds and alkenes are preferred.

Желательно также проводить аналогичное снижение и/или регулирование температур Т-50 так, чтобы не ухудшить технические характеристики или выделение тепла. It is also desirable to carry out a similar reduction and / or temperature control of the T-50 so as not to impair the technical characteristics or heat generation.

Заявитель отмечает, что регулирование температуры кипения в среднем интервале особенно важно при использовании топлива, в состав которого входят кислородсодержащие соединения, особенно в карбюраторных системах. The applicant notes that controlling the boiling point in the middle range is especially important when using fuels, which include oxygen-containing compounds, especially in carburetor systems.

В практике данного изобретения указанное изменение/регулирование температуры кипения улучшает сгорание и/или характеристики топлива с позиций скорости сгорания. In the practice of the present invention, said change / control of the boiling point improves the combustion and / or characteristics of the fuel in terms of combustion rate.

Если используются кислородсодержащие соединения в количестве, превышающем 0,5% кислорода по массе в топливе, особенно в реактивных двигателях, температуры среднего интервала должны составлять примерно от 71,1/76,7/82,2oС (160/170/180oF) до 96,1oС (205oF). Температуры среднего интервала за пределами этого диапазона, по-видимому, будут менее эффективны.If oxygen-containing compounds are used in an amount exceeding 0.5% oxygen by weight in the fuel, especially in jet engines, the temperatures of the average interval should be from about 71.1 / 76.7 / 82.2 o C (160/170/180 o F) up to 96.1 ° C (205 ° F). Temperatures in the middle range outside this range are likely to be less effective.

В изобретении обнаружено также, что при использовании как фактора снижения температуры Т-90, так и фактора регулирования температуры среднего интервала, марганецсодержащее топливо (в отсутствие кислородсодержащих соединений) позволяет максимально реализовать преимущества сгорания, например улучшает экономичность топлива, сокращает образование оксида марганца и/или улучшает тепловыделение. The invention also found that when using both the T-90 temperature reduction factor and the mid-range temperature control factor, manganese-containing fuel (in the absence of oxygen-containing compounds) maximizes the benefits of combustion, for example, improves fuel economy, reduces the formation of manganese oxide and / or improves heat dissipation.

Кроме того, введение кислородсодержащих соединений повышает этот положительный эффект. Чем лучше УГС кислородсодержащее соединение, тем выше положительный результат. In addition, the introduction of oxygen-containing compounds increases this positive effect. The better the OGS oxygen-containing compound, the higher the positive result.

Заявитель отмечает, что автомобильные двигатели и топлива в дальнейшем будут модифицированы так, чтобы достичь еще лучшего результата в отношении работы и выделения энергии, соответственно заявитель предполагает в будущих применениях даже более низкие значения Т-90 и температуры кипения среднего интервала. The applicant notes that automobile engines and fuels will be further modified so as to achieve even better results with regard to operation and energy release, respectively, the applicant assumes in future applications even lower T-90 values and the average boiling point.

Пример 3. Example 3

Состав топлива, в котором снижение конечной температуры кипения и/или температуры Т-90 приводит к возрастанию средней скрытой теплоты испарения. A fuel composition in which a decrease in the final boiling point and / or T-90 temperature leads to an increase in the average latent heat of evaporation.

Пример 4. Example 4

Пример 3, в котором тепловой эффект сгорания или экономичность для содержащего марганец топлива, имеющего температуры Т-90, сниженные до 132,2oС (270oF) или менее, улучшены по сравнению с тем же топливом с неотрегулированными температурами Т-90.Example 3, in which the thermal effect of combustion or economy for a manganese-containing fuel having T-90 temperatures reduced to 132.2 ° C (270 ° F) or less, is improved over the same fuel with unregulated T-90 temperatures.

Пример 5. Example 5

Пример 4, в котором температура Т-90 топлива ниже 137,8oС (280oF), более предпочтительно ниже 132,2oС (270oF), a MMT включен в количестве 0,008 г Мn/л (1/32 г/гал), где экономичность топлива выше, чем у такого же неотрегулированного топлива, более чем на 0,2%.Example 4, in which the temperature of the T-90 fuel is below 137.8 ° C (280 ° F), more preferably below 132.2 ° C (270 ° F), and MMT is included in an amount of 0.008 g Mn / L (1/32 g / gal), where fuel efficiency is higher than that of the same unregulated fuel by more than 0.2%.

Пример 6. Example 6

Состав из примера 5, в котором снижено выделение токсических веществ и/или NOx.The composition of example 5, in which the release of toxic substances and / or NO x is reduced.

Пример 7. Example 7

Состав топлива из примера 5, в котором ММТ содержится в количестве 0,008 г Мn/л (1/32 г/гал) или менее, при этом экономичность топлива улучшена на 0,2% (предпочтительно 1,0%, 1,55% или более). The fuel composition of example 5, in which MMT is contained in an amount of 0.008 g Mn / l (1/32 g / gal) or less, while the fuel economy is improved by 0.2% (preferably 1.0%, 1.55% or more).

Пример 8. Example 8

Состав топлива из примера 7, в котором используется кислородсодержащее соединение УГС с избыточным содержанием 0,5% по массе, для работы в струйных автомобильных двигателях, в котором температура среднего интервала бензина составляет от 76,7oС приблизительно до 96,1oС.The fuel composition of example 7, which uses an oxygen-containing UGS compound with an excess content of 0.5% by weight, for operation in jet automobile engines in which the temperature of the average gasoline range is from 76.7 o C to about 96.1 o C.

Пример 9. Example 9

Состав из примера 8, в котором содержится УГС соединение в концентрации, достаточной, чтобы увеличить среднюю скорость сгорания композиции дополнительно на 5,0% или более по отношению к величине для состава без добавок, измеренной с помощью ламинарной горелки Бунзена. The composition of example 8, which contains the GHS compound in a concentration sufficient to increase the average combustion rate of the composition by an additional 5.0% or more relative to the value for the composition without additives, measured using a Bunsen laminar burner.

Пример 10. Example 10

Состав из примера 9, в котором добавлено УГС соединение в количестве, достаточном для снижения средних температур сгорания, измеренных при нагрузке по меньшей мере 20 индикаторных лошадиных сил (ИЛС), на 13,9oС (25oF).The composition of example 9, in which the GHS compound is added in an amount sufficient to lower the average combustion temperatures, measured at a load of at least 20 indicator horsepower (HLS), by 13.9 o C (25 o F).

Заявитель отмечает, что этот аспект изобретения (добавление УГС соединений с или без соединения металла) в применении к бензинам особенно эффективен, когда температуры Т-90 равны или ниже приблизительно 148,9oС (300oF), 137,8oС (280oF), 132,2oС (270oF), 126,7oC (260oF), и желательно, чтобы температуры Т-50 были в интервале приблизительно от 71,1oС (160oF) до 96,1oС (205oF) или же от 76,7oС (170oF) до 96,1oС (205oF), от 82,2oС (180oF) до 96,1oС (205oF), или же от 71,1oС (160oF) до 87,8oС (190oF) или от 71,1oС (160oF) до 82,2oС (180oF) (особенно в более поздних применениях).The applicant notes that this aspect of the invention (the addition of UGS compounds with or without a metal compound) as applied to gasolines is especially effective when T-90 temperatures are equal to or lower than about 148.9 o C (300 o F), 137.8 o C ( 280 o F), 132.2 o C (270 o F), 126.7 o C (260 o F), and it is desirable that the temperature of the T-50 were in the range from approximately 71.1 o C (160 o F) up to 96.1 o C (205 o F) or from 76.7 o C (170 o F) to 96.1 o C (205 o F), from 82.2 o C (180 o F) to 96, 1 o C (205 o F), or from 71.1 o C (160 o F) to 87.8 o C (190 o F) or from 71.1 o C (160 o F) to 82.2 o C (180 o F) (especially in later applications).

Использование регулирования температур среднего интервала вообще применимо для всех видов топлива, кипящих в широком температурном диапазоне. The use of temperature control of the middle interval is generally applicable for all types of fuel boiling over a wide temperature range.

МОДИФИЦИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ СГОРАНИЯ
В практической реализации данного изобретения предпочтительно снижение температурного интервала горения от 5,6 (10) до 277,7oС (500oF). Желательно снижение от 13,9 (25) до 27,8oС (50oF) и более. Желательно также снижение порядка 55,6oС (100oF) и более. Снижения от 2,8 (5) до 8,3oС (15oF); от 5,6 (10) до 13,9oС (25oF); от 8,3 (15) до 16,7oС (30oF); от 11,1 (20) до 22,2oС (40oF); от 13,9 (25) до 25,0oC (45oF); от 16,7 (30) до 27,8oC (59oF); от 19,4 (35) до 33,3oC (60oF); от 22,2 (40) до 30,6oС (50oF); от 25 (45) до 33,3oС (60oF); от 27,8 (50) до 36,1oС (65oF); от 30,6 (55) до 41,7oС (75oF); от 36,1 (65) до 41,7oС (75oF); от 38,9 (70) до 52,8oС (95oF); от 47,2 (85) до 58,3oС (105oF); от 55,5 (100) до 66,7oС (120oF); от 61,1 (110) до 77,8oС (140oF); от 55,5 (100) до 72,2oC (130oF); от 61,1 (110) до 83,3oС (150oF); от 66,7 (120) до 88,9oС (160oF); от 83,3 (150) до 138,9oC (250oF); от 138,9oC (250oF) до 250oС (450oF); от 111,1 (200) до 277,8oC (500oF); от 166,7 (300) до 333,3oС (600oF); от 111,1 (200) до 444,4oC (800oF); от 222,2 (400) до 555oС (1000oF); от 166,7 (300) до 500oС (900oF); от 277,8 (500) до 1111,1oС (2000oF); от 333,3 (600) до 1388,9oC (2500oF) С или более желательны, особенно при одновременном возрастании скорости горения. Снижения за пределами вышеприведенных интервалов в полной мере допускаются, особенно с возрастанием в составе топлива объемного процента предложенных заявителем соединений, улучшающих горение (см. ниже).
MODIFICATION OF COMBUSTION TEMPERATURE
In the practical implementation of this invention, it is preferable to reduce the temperature range of combustion from 5.6 (10) to 277.7 o C (500 o F). Desirable reduction from 13.9 (25) to 27.8 o C (50 o F) or more. A reduction of about 55.6 ° C. (100 ° F.) or more is also desirable. Decreases from 2.8 (5) to 8.3 ° C (15 ° F); from 5.6 (10) to 13.9 ° C (25 ° F); 8.3 (15) to 16.7 ° C (30 ° F); from 11.1 (20) to 22.2 ° C (40 ° F); 13.9 (25) to 25.0 ° C (45 ° F); from 16.7 (30) to 27.8 ° C (59 ° F); 19.4 (35) to 33.3 ° C (60 ° F); 22.2 (40) to 30.6 ° C (50 ° F); 25 (45) to 33.3 ° C (60 ° F); 27.8 (50) to 36.1 ° C (65 ° F); 30.6 (55) to 41.7 ° C (75 ° F); 36.1 (65) to 41.7 ° C (75 ° F); 38.9 (70) to 52.8 ° C (95 ° F); from 47.2 (85) to 58.3 o C (105 o F); 55.5 (100) to 66.7 ° C (120 ° F); from 61.1 (110) to 77.8 ° C (140 ° F); 55.5 (100) to 72.2 ° C (130 ° F); from 61.1 (110) to 83.3 ° C (150 ° F); from 66.7 (120) to 88.9 o C (160 o F); 83.3 (150) to 138.9 ° C (250 ° F); from 138.9 o C (250 o F) to 250 o C (450 o F); 111.1 (200) to 277.8 ° C (500 ° F); from 166.7 (300) to 333.3 o C (600 o F); 111.1 (200) to 444.4 ° C (800 ° F); from 222.2 (400) to 555 ° C (1000 ° F); from 166.7 (300) to 500 o C (900 o F); from 277.8 (500) to 1111.1 ° C (2000 ° F); from 333.3 (600) to 1388.9 o C (2500 o F) C or more are desirable, especially with a simultaneous increase in the burning rate. Decreases beyond the above intervals are fully allowed, especially with an increase in the fuel percentage of the volume percent of the combustion improvement compounds proposed by the applicant (see below).

В случае бензина снижение температуры выхлопных газов приводит к увеличению мощности и/или к снижению входных температур катализатора выхлопа. В частности, одним из аспектов данного изобретения является то, что входная температура катализатора выхлопа должна быть снижена с тем, чтобы избежать забивания катализатора. Следовательно, одной из задач является снижение входных температур катализатора примерно до 760oС (1400oF) или менее, 732oС (1350oF), 704,4oС (1300oF), 767,7oС (1250oF), 648,9oС (1200oF), 621,1oC (1150oF), 593,3oС (1100oF), 565,6oC (1050oF) или менее, или до другой температуры, достаточной для того, чтобы обеспечить приемлемую каталитическую активность и в то же время избежать возможной блокировки за счет осаждения слоя оксида марганца.In the case of gasoline, lowering the temperature of the exhaust gases leads to an increase in power and / or to a decrease in the inlet temperatures of the exhaust catalyst. In particular, one aspect of the present invention is that the inlet temperature of the exhaust catalyst must be reduced so as to avoid clogging of the catalyst. Therefore, one of the tasks is to reduce the input temperature of the catalyst to about 760 o C (1400 o F) or less, 732 o C (1350 o F), 704.4 o C (1300 o F), 767.7 o C (1250 o F), 648.9 o C (1200 o F), 621.1 o C (1150 o F), 593.3 o C (1100 o F), 565.6 o C (1050 o F) or less, or to another temperature sufficient to ensure acceptable catalytic activity and at the same time avoid possible blocking due to the deposition of a layer of manganese oxide.

Эта возможность также рассматривается, даже при низких концентрациях металла в топливе. Как отмечено, при самых низких уровнях содержания марганца - до 0,008 г/л (1/32 г/гал) - имеется несомненная очевидность того, что поверхность с нанесенным тонким слоем катализатора покрывается небольшим количеством оксидов марганца. Это количество марганца в покрытии связывает кислород и вызывает ложные показания на расположенном далее по ходу потока кислородном сенсоре (известном как монитор эффективности катализатора OBD-11), созданном для того, чтобы обнаруживать отсутствие кислорода в выхлопных газах после катализатора. К несчастью, осадки оксида марганца, захватывая кислород из выхлопных газов, действуют так, что маскируют истинную эффективность катализатора. Другими словами, OBD будет показывать неправильную эффективность катализатора из-за способности марганца удерживать кислород. Таким образом, наличие покрытия оксида марганца дополнительно вызывает неисправность мониторов OBD. This possibility is also considered, even at low metal concentrations in the fuel. As noted, at the lowest levels of manganese content - up to 0.008 g / l (1/32 g / gal) - there is undoubted evidence that the surface with a thin catalyst layer is coated with a small amount of manganese oxides. This amount of manganese in the coating binds oxygen and causes false readings on the upstream oxygen sensor (known as the OBD-11 catalyst performance monitor) designed to detect the absence of oxygen in the exhaust gases after the catalyst. Unfortunately, the precipitation of manganese oxide, capturing oxygen from the exhaust gases, act so as to mask the true effectiveness of the catalyst. In other words, the OBD will exhibit improper catalyst efficiency due to the ability of manganese to retain oxygen. Thus, the presence of a manganese oxide coating additionally causes a malfunction of the OBD monitors.

Таким образом, регулирование температуры горения при отсутствии других аспектов изобретения заявителя предполагается как средство контроля наличия тонкопленочных осадков при низких концентрациях марганца. Thus, the control of the combustion temperature in the absence of other aspects of the applicant's invention is assumed as a means of controlling the presence of thin-film precipitation at low concentrations of manganese.

Пример 11. Example 11

Способ устранения блокировки или покрытия катализаторов выхлопа оксидами марганца, который включает добавление УГС топлива с высокой скрытой теплотой испарения (в достаточном количестве) к обычному неэтилированному бензину или бензину, имеющему усовершенствованный состав, содержащему 0,008 г/л (1/312 г/гал) или более марганца в виде ММТ, в котором температуры сгорания упомянутого топлива и выхлопа снижены достаточно для того, чтобы входная температура выхлопного газа на катализаторе составляла менее 760oС (1400oF), более предпочтительно менее 648,9oС (1200oF).A method for removing blocking or coating exhaust catalysts with manganese oxides, which comprises adding UHF fuel with high latent heat of vaporization (in sufficient quantity) to ordinary unleaded gasoline or gasoline having an improved composition containing 0.008 g / l (1/312 g / gal) or more manganese in the form of MMT, in which the combustion temperatures of said fuel and exhaust are lowered sufficiently to ensure that the input temperature of the exhaust gas on the catalyst is less than 760 ° C (1400 ° F), more preferably less 648.9 o C (1200 o F).

Пример 12. Example 12

Способ устранения блокировки или закрытия катализатора выхлопа оксидами марганца, включающий модификацию Т-90 температур бензина для снижения температуры горения топлива, содержащего низкие концентрации марганца, в котором указанные температуры горения топлива и выхлопных газов существенно снижены, так чтобы входная температура выхлопного газа на катализаторе была менее 760oС (1400oF).A method for removing blocking or closing the exhaust catalyst with manganese oxides, including modifying the T-90 temperature of gasoline to reduce the combustion temperature of a fuel containing low concentrations of manganese, in which the indicated combustion temperatures of the fuel and exhaust gases are significantly reduced, so that the input temperature of the exhaust gas on the catalyst is less 760 o C (1400 o F).

Заявитель обнаружил, что снижение температуры в более высокотемпературных системах будет более значительным. Applicant has found that a decrease in temperature in higher temperature systems will be more significant.

Пример 13. Example 13

Топливо и система сгорания, отличающиеся тем, что указанная система сгорания, в которой используется указанное топливо, содержит улучшающее горение количество СМТ и химические средства для снижения температур сгорания, одновременно увеличивающие скорость сгорания, посредством чего снижаются температуры сгорания по меньшей мере на 5,6oС (10oF); 13,9oC (25oF); 27,8oC (50oF), а скорость воспламенения увеличивается по крайней мере на 10%, таким образом, что экономичность топлива при нагрузке в пределах от 14 до 24 ИЛС возрастает по крайней мере на 5,0% (пример подтверждается непосредственно данными испытаний, представленными на фиг.1 и 4, где фактическое снижение температуры приближается к 40oС (72oF), а экономичность топлива возрастает на 20-30%).Fuel and combustion system, characterized in that said combustion system in which said fuel is used comprises a combustion-improving amount of SMT and chemical means to lower combustion temperatures, while simultaneously increasing the combustion speed, thereby reducing combustion temperatures by at least 5.6 o C (10 ° F); 13.9 ° C (25 ° F); 27.8 o C (50 o F), and the ignition rate increases by at least 10%, so that fuel economy under load from 14 to 24 HFS increases by at least 5.0% (the example is directly confirmed the test data presented in figures 1 and 4, where the actual temperature decrease approaches 40 o C (72 o F), and fuel economy increases by 20-30%).

Пример 14. Example 14

Топливо и система сгорания из примера 13, где средством снижения температуры и увеличения скорости горения является диметилкарбонат, а концентрация металла составляет от 0,003 (0,01) до 0,05 (3/16) г Мn/л (г Мn/гал) трикарбонилметилциклопентадиенилмарганца. The fuel and combustion system of example 13, where dimethyl carbonate is a means of lowering the temperature and increasing the burning rate, and the metal concentration is from 0.003 (0.01) to 0.05 (3/16) g Mn / l (g Mn / gal) tricarbonylmethylcyclopentadienyl manganese .

ХИМИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
Было однозначно установлено, что некоторые особенности горения на молекулярном уровне определяют быструю диффузию тепла и активных реакционных центров в негорящих газах, включая быструю диффузию негорящих газов перед фронтом пламени, что приводит к возрастанию скоростей горения. Такие молекулярные структуры включают (но не ограничиваются этим) Н, Н2, О, O2, СО, F, F2, F3, N, В, Be, ВО, B2, BF, Al, AlO, СН3, NН3, СН, С2Н2, С2Н5, Li, ONH, NH, NH2, ОСН3 (метокси-радикалы), ОСH, ОСН2 и ОН (гидрокси-радикалы). Дополнительные химические структуры, которые, как предполагают, способны дать положительные результаты, включают Cl, OCOO, COOH, С2H5ООС, СН3СО, ОСН2О, ОСНСО и CONH2.
CHEMICAL PRODUCTS
It was unequivocally established that some features of combustion at the molecular level determine the rapid diffusion of heat and active reaction centers in non-combustible gases, including the rapid diffusion of non-combustible gases in front of the flame front, which leads to an increase in combustion rates. Such molecular structures include, but are not limited to, H, H 2 , O, O 2 , CO, F, F 2 , F 3 , N, B, Be, BO, B 2 , BF, Al, AlO, CH 3 , NH 3 , CH, C 2 H 2 , C 2 H 5 , Li, ONH, NH, NH 2 , OCH 3 (methoxy radicals), OCH, OCH 2 and OH (hydroxy radicals). Additional chemical structures that are believed to be able to give positive results include Cl, OCOO, COOH, C 2 H 5 OOC, CH 3 CO, OCH 2 O, OCHCO and CONH 2 .

Предпочтительно, чтобы эти радикалы во время горения были нестабильны, обладая свободным или неиспользованным валентным электроном, который может вступать в химическую связь. Весьма желательно, чтобы они действовали как переносчики цепи в основной цепной реакции горения, особенно в сочетании с соединением металла. Предпочтителен процесс горения, при котором образуются диссоциированные и нестабильные молекулы и атомы (например, ОН, CN, СН, NH и т.д.), последующая повторная ассоциация которых обеспечивает непрерывное горение и увеличивает скорость выхлопа. Preferably, these radicals are unstable during combustion, having a free or unused valence electron that can enter into a chemical bond. It is highly desirable that they act as chain carriers in the main chain reaction of combustion, especially in combination with a metal compound. A combustion process is preferred in which dissociated and unstable molecules and atoms are formed (for example, OH, CN, CH, NH, etc.), the subsequent reassociation of which ensures continuous combustion and increases the exhaust rate.

Заявитель обнаружил, что теплота образования предпочитаемых им свободных радикалов относительно низка. Приемлемая величина теплот образования указанных свободных радикалов обычно меньше чем 150, 100, 75 или 50 ккал/моль. Теплоты образования могут составлять также 34 (СН3), 26 (С2Н5), 9,3 (ОН), 2,0 (СН3О) ккал/моль. Предполагается, что отрицательные теплоты образования также приемлемы.The applicant has found that the heat of formation of his preferred free radicals is relatively low. Acceptable heats of formation of these free radicals are usually less than 150, 100, 75 or 50 kcal / mol. The heats of formation can also be 34 (CH 3 ), 26 (C 2 H 5 ), 9.3 (OH), 2.0 (CH 3 O) kcal / mol. It is assumed that negative heats of formation are also acceptable.

Для химических соединений, содержащих указанные свободные радикалы (УГС соединения), предпочтительна положительная или низкая отрицательная теплота образования. Приемлемые отрицательные интервалы включают значения, по абсолютной величине меньшие чем приблизительно -200, -180, -160, -150, -145, -130, -120, -100 ккал/моль, предпочтительнее, если они составляют меньше -90, -80, -75, -70, -65 ккал/моль, и наиболее предпочтительно, чтобы они составляли менее чем приблизительно -65, -55, -50, -45, -40, -35, -30, -20, -10 ккал/моль, или были положительными. Чем ближе к положительным значениям или чем выше положительное значение, тем лучше. For chemical compounds containing these free radicals (GHS compounds), positive or low negative heat of formation is preferred. Acceptable negative ranges include values in absolute value less than approximately -200, -180, -160, -150, -145, -130, -120, -100 kcal / mol, more preferably if they are less than -90, -80 , -75, -70, -65 kcal / mol, and most preferably they are less than about -65, -55, -50, -45, -40, -35, -30, -20, -10 kcal / mole, or were positive. The closer to positive values or the higher the positive value, the better.

Желательно использование таких соединений УГС, которые легко разлагаются и/или диссоциируют, образуя значительное количество свободных радикалов при сжатии, раннем и/или нормальном зажигании или горении. Желательно, чтобы эта диссоциация происходила ниже нормального или на нормальном уровне горения и сжатия, или при (или вблизи) температур зажигания (если не рассматривается преждевременное зажигание). Желательно, чтобы диссоциация действовала так, чтобы негорящие пары быстро диффундировали впереди фронта пламени, увеличивая таким образом скорость горения. It is advisable to use such HCS compounds that readily decompose and / or dissociate, forming a significant amount of free radicals upon compression, early and / or normal ignition or combustion. It is desirable that this dissociation occurs below normal or at a normal level of combustion and compression, or at (or near) ignition temperatures (unless premature ignition is considered). It is desirable that the dissociation act so that the non-burning vapors quickly diffuse in front of the flame front, thereby increasing the burning rate.

Также особенно желательно, чтобы эта структура и/или соединение УГС имели высокие значения скрытой теплоты испарения (энтальпии испарения), особенно значения, близкие или большие 28,0 кДж/моль. Значения энтальпий испарения (при температуре кипения) должны быть равны или больше чем 21, 22, 24, 26, 27, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 43, 45 или более кДж/моль. Обычно чем выше, тем лучше. It is also particularly desirable that this structure and / or the GHS compound have high latent heat of vaporization (enthalpy of vaporization), especially values close to or greater than 28.0 kJ / mol. Evaporative enthalpies (at boiling point) should be equal to or greater than 21, 22, 24, 26, 27, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 43, 45 or more kJ / mol. Usually the higher the better.

Предпочтительны скрытые теплоты испарения (при 15,6oС (60oF)), равные или большие чем 41,7 (75); 55,6 (100); 77,8 (140); 83,4 (150); 89 (160); 111,2 (200); 139 (250); 167 (300); 195 (350); 222,4 (400); 250,2 (450); 278 (500) Кал/кг (БТЕ/фунт) или более. Обычно предпочтительно, чтобы скрытая теплота испарения соединений УГС была по крайней мере такой же, а более предпочтительно, чтобы она на 5,0, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300% или более превышала величину для любого топлива сравнения или для топлива, к которому это соединение может быть добавлено. Обычно чем выше, тем лучше.Preferred latent heat of vaporization (at 15.6 ° C (60 ° F)) equal to or greater than 41.7 (75); 55.6 (100); 77.8 (140); 83.4 (150); 89 (160); 111.2 (200); 139 (250); 167 (300); 195 (350); 222.4 (400); 250.2 (450); 278 (500) Cal / kg (BTU / lb) or more. It is usually preferred that the latent heat of vaporization of the GHS compounds is at least the same, and more preferably, it is 5.0, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300% or more higher than for any comparison fuel or for fuel to which this compound can be added. Usually the higher the better.

Заявитель обнаружил, что чем выше относительная разность, тем в большей степени, например, может быть охлаждена доза забранного топлива и тем выше улучшение объемной эффективности. The applicant has found that the higher the relative difference, the more, for example, the dose of the withdrawn fuel can be cooled and the higher the improvement in volumetric efficiency.

Молекулярная структура, дающая высокую скрытую теплоту и/или повышенную скорость горения и т.д., а именно структура, вызывающая немедленно высокую кинетическую диффузию невоспламенившегося пара горючей смеси и т.д., и/или, с другой стороны, действующая в процессе горения так, чтобы увеличить скорость горения (и скорость выхлопа) и/или снизить температуры горения (и/или выхлопа), в дальнейшем обозначается как "Улучшающая Горение Структура, или УГС". Соединения, содержащие подобные структуры, обозначаются как УГС соединения. A molecular structure that gives high latent heat and / or an increased burning rate, etc., namely, a structure that causes an immediate high kinetic diffusion of non-flammable vapor of a combustible mixture, etc., and / or, on the other hand, acting in the combustion process so as to increase the burning rate (and exhaust speed) and / or lower the burning temperature (and / or exhaust), hereinafter referred to as the "Combustion Improving Structure, or UGS". Compounds containing similar structures are referred to as HCS compounds.

Предпочтительно, чтобы УГС-соединения быстро разлагались при температурах, слегка или умеренно превышающих температуру зажигания, но ниже температур горения. В то же время предполагается разложение при более высоких или даже более низких температурах, включая величины ниже температуры зажигания. Однако при использовании бензина следует избегать преждевременного зажигания. Предпочтительно, чтобы УГС соединения были термически стабильными при обычных температурах хранения и рабочих температурах приблизительно до 65,6 (150)-148,9oС (300oF), но легко разлагались при температурах, приближающихся к 148,9 (300) - 426,7oС (800oF), 148,9 (300) - 260oС (500oF), а более предпочтительно к 204,4 (400) - 260oС (500oF). Однако разложение при температурах вне этих интервалов может происходить, например, во время инжекции, сжатия или перед зажиганием, после зажигания и/или во время горения.It is preferable that the GHS compounds decompose rapidly at temperatures slightly or moderately above the ignition temperature, but lower than the combustion temperatures. At the same time, decomposition is assumed at higher or even lower temperatures, including values below the ignition temperature. However, when using gasoline, premature ignition should be avoided. It is preferable that the GHS compounds are thermally stable at ordinary storage temperatures and operating temperatures up to approximately 65.6 (150) -148.9 o C (300 o F), but easily decomposed at temperatures approaching 148.9 (300) - 426.7 ° C (800 ° F), 148.9 (300) - 260 ° C (500 ° F), and more preferably 204.4 (400) - 260 ° C (500 ° F). However, decomposition at temperatures outside these ranges can occur, for example, during injection, compression, or before ignition, after ignition, and / or during combustion.

Предложенные заявителем предпочтительные характеристики молекулярной цепи для органических соединений УГС предполагают ограниченное число атомов углерода в цепи, предпочтительно 3 или несколько атомов, наиболее предпочтительно 2 или один атом углерода. Preferred molecular chain characteristics for organic HCS compounds proposed by the applicant involve a limited number of carbon atoms in the chain, preferably 3 or more atoms, most preferably 2 or one carbon atom.

Примеры соединений, которые заявитель определил как УГС-структуры и которые, вероятно, должны быть эффективны в достижении указанной цели, включают (не ограничиваясь этим списком): водород, окись углерода, метилендиметиловый эфир (также известный как метилаль, диметоксиметан), диметиловый эфир угольной кислоты (также известный как диметилкарбонат), диэтилкарбонат, метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ), метил-трет-амиловый эфир, метанол, этанол, пропанол, трет-бутиловый спирт, диметиловый эфир, другие спирты с низким молекулярным весом (от С3 до C6), диэтиленгликольдиметиловый эфир, диэтиленгликольдиэтиловый эфир, диметиловый эфир, диэтиловый эфир, изопропиловый эфир, диизопропил, нитрометан, нитроэтан, нитропропан, окись азота, закись азота, двуокись азота, озон, вода, водяной газ, перекись водорода и другие подобные соединения. Заявитель предполагает, что существует много других соединений УГС, которые еще не выявлены.Examples of compounds that the applicant has identified as UGS structures and that are likely to be effective in achieving this goal include (but not limited to) hydrogen, carbon monoxide, methylene dimethyl ether (also known as methylal, dimethoxymethane), carbon dimethyl ether acids (also known as dimethyl carbonate), diethyl carbonate, methyl tert-butyl ether (MTBE), ethyl tert-butyl ether (ETBE), methyl tert-amyl ether, methanol, ethanol, propanol, tert-butyl alcohol, dimethyl ether other alcohols are low m molecular weight (C 3 to C 6 ), diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dimethyl ether, diethyl ether, isopropyl ether, diisopropyl, nitromethane, nitroethane, nitropropane, nitric oxide, nitrous oxide, nitrogen dioxide, ozone, water, water gas hydrogen peroxide and other similar compounds. The applicant assumes that there are many other compounds of UGS that have not yet been identified.

Такие соединения в дальнейшем обозначаются как "соединения УГС", поскольку содержат УГС-структуры и/или обладают способностью во время процессов испарения/сжатия/горения/выхлопа вызывать образование указанных УГС-структур. Such compounds are hereinafter referred to as “GHS compounds” because they contain UGS structures and / or have the ability to cause the formation of these GHS structures during the processes of evaporation / compression / combustion / exhaust.

Заявитель подтверждает, что имеется значительное разнообразие в поведении и характеристиках соединений УГС, некоторые из которых могут действовать менее удовлетворительно, чем другие, или же в целом неудовлетворительно. Некоторые, например, могут быть очень эффективными в нерегулируемых авиационных, усовершенствованных реактивных применениях, дизельных применениях, но неприемлемыми для автомобильных двигателей. Следует осознавать, что различные соединения УГС будут вызывать различный эффект в одном и том же топливе и/или системе горения. Например, предполагается, что в некоторых применениях спирты будут приводить к более низким температурам горения и выхлопа, чем эфиры, из-за различий в скрытых теплотах испарения. The applicant confirms that there is a significant variety in the behavior and characteristics of the compounds of the GHS, some of which may act less satisfactorily than others, or in general unsatisfactorily. Some, for example, can be very effective in unregulated aircraft, advanced jet applications, diesel applications, but unacceptable for automotive engines. It should be recognized that different compounds of the GHS will cause a different effect in the same fuel and / or combustion system. For example, it is anticipated that in some applications alcohols will result in lower combustion and exhaust temperatures than ethers, due to differences in latent heat of vaporization.

Соединения УГС могут быть твердыми, жидкими, газами и смесями и могут принадлежать к спиртам, аминам, сложным эфирам, диэфирам, гликолям, простым эфирам, альдегидам, кетонам, гликолям, эфирам гликолей, перекисям, фенолам, карбоновым кислотам, нитратам, динитратам, карбонатам, бикарбонатам и т.п. GHS compounds can be solid, liquid, gases and mixtures and can belong to alcohols, amines, esters, diesters, glycols, ethers, aldehydes, ketones, glycols, glycol ethers, peroxides, phenols, carboxylic acids, nitrates, dinatrates bicarbonates, etc.

Соединения УГС могут быть простыми и сложными эфирами, аминами и другими соединениями, содержащими карбоэтокси, карбометокси, карбонил, карбонилдиокси, карбокси, этоксалил, глиоксилил, метокси, метилендиокси, гликолил и/или гидроксил-компоненты и/или радикалы. The HCS compounds can be ethers and amines, and other compounds containing carboethoxy, carbomethoxy, carbonyl, carbonyldioxy, carboxy, ethoxalyl, glyoxyl, methoxy, methylenedioxy, glycol and / or hydroxyl components and / or radicals.

Дополнительные (не ограниченные этим списком) примеры соединений УГС включают этилен, пропилен, перекись третичного бутилцимила, бутилен, 1,2-бутадиен, 1,3-бутадиен, ацетиленовые углеводороды, включая ацетилен, аллилен, бутин-1, пентин-1, гексин-1; замещенные гидразины, включая метилгидразин, симметричный диметилгидразин, несимметричный диметилгидразин, гидразин; этан, пропан, бутан, диборан, тетраборан, пентаборан, гексаборан, декаборан, борогидрид алюминия, борогидрид бериллия, борогидрид лития, нитрат аммония, нитрат калия, азотную кислоту, азид аммония, перхлорат аммония, перхлорат лития, перхлорат калия, трехокись азота, двуокись азота, азотоводородную кислоту, дицианоген, синильную кислоту, моноэтиланилин, ацетилен, борогидрид алюминия, аммиак, анилин, бензол, бутилмеркаптан, диборан, диметиламин, диэтилентриамин, этанол, этиламин, этилендиамин, этиленоксид, этилнитрат, диметилсульфид, фурфуриловый спирт, гептен, гидразин, водород, изоэтилнитрат, изопропиловый спирт, литий, гидрид лития, метан, метилаль, метанол, метилнитрат, метиламин, метилацетилен, метилвинилацетилен, нитрометан, нитропропан, нитроглицерин, н-октан, пропан, окись пропилена, н-пропилнитрат, о-толуидин, триэтиламин, триметиламин, триметилтритиофосфит, скипидар, несимметричный диметилгидразин, ксилидин, 2,3-ксилидин, борогидрид лития, монометилгидразин, пентаборан и т.п. Другими перспективными химическими веществами, выявленными заявителем, являются ОНС(СН2)4СНО, СН3СНОНСНОНСН3, (СН3)3ССНОНСН3, СН2СН2С(СН3)(ОН)СН3, (СН3)2СООН, СН3СССОН, (СН3)3ССН2СОН,
НОСН2СН2ОСН2СН2ОН, НОСН2СН2ОН, ОСН2СНСНО, (СН3)3ССНО, (СН3)3ССН(ОН)СН3, С5Н4О2, НО2ССН2СН2СО2С2Н5, С3Н7СОСО2Н, С5Н8О2 и другие.
Additional (not limited to this list) examples of HCS compounds include ethylene, propylene, tertiary butylcimyl peroxide, butylene, 1,2-butadiene, 1,3-butadiene, acetylene hydrocarbons, including acetylene, allylene, butyn-1, pentin-1, hexine -1; substituted hydrazines, including methylhydrazine, symmetric dimethylhydrazine, asymmetric dimethylhydrazine, hydrazine; ethane, propane, butane, diborane, tetraborane, pentaborane, hexaborane, decaborane, aluminum borohydride, beryllium borohydride, lithium borohydride, ammonium nitrate, potassium nitrate, nitric acid, ammonium azide, ammonium perchlorate, lithium perchlorate, potassium peroxide nitrogen, nitric acid, dicyanogen, hydrocyanic acid, monoethylaniline, acetylene, aluminum borohydride, ammonia, aniline, benzene, butyl mercaptan, diborane, dimethylamine, diethylene triamine, ethanol, ethylamine, ethylenediamine, ethylene oxide, ethyl nitrate, dimethyl fur Hydroxy alcohol, heptene, hydrazine, hydrogen, isoethyl nitrate, isopropyl alcohol, lithium, lithium hydride, methane, methylal, methanol, methyl nitrate, methylamine, methylacetylene, methylvinylacetylene, nitromethane, nitropropane, nitroglycerin, n-octane, propane, propylene oxide propyl nitrate, o-toluidine, triethylamine, trimethylamine, trimethyl trithiophosphite, turpentine, asymmetric dimethylhydrazine, xylidine, 2,3-xylidine, lithium borohydride, monomethylhydrazine, pentaborane, etc. Other promising chemicals identified by the applicant are ONS (CH 2 ) 4 CHO, CH 3 SNONSON 3 , (CH 3 ) 3 SSNONS 3 , CH 2 CH 2 C (CH 3 ) (OH) CH 3 , (CH 3 ) 2 COOH, CH 3 SSSON, (CH 3 ) 3 CCH 2 SON,
NOSN 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OH, NOSH 2 CH 2 OH, OCH 2 SSSO, (CH 3 ) 3 CCHO, (CH 3 ) 3 CCH (OH) CH 3 , C 5 H 4 O 2 , BUT 2 CCH 2 СН 2 СО 2 С 2 Н 5 , С 3 Н 7 СОСО 2 Н, С 5 Н 8 О 2 and others.

Кроме того, предполагается, что некоторые соединения УГС будут работать в сочетании, и требуется помощь одного или более соединений УГС и/или необходимой механической структуры для того, чтобы удовлетворительно увеличить скорость горения и/или снизить температуры горения. Например, может быть необходимо снижение температуры горения некоторых повышающих скорость горения УГС путем добавления к ним спирта, карбоната и/или воды, например, путем раздельной инжекции. Предполагается, что между соединениями УГС существует некий синергизм, при этом возможности каждого из них увеличиваются. In addition, it is anticipated that some GHS compounds will work in combination, and the help of one or more GHS compounds and / or the necessary mechanical structure is required in order to satisfactorily increase the rate of combustion and / or lower the temperature of combustion. For example, it may be necessary to lower the combustion temperature of some of the UGS combustion boosters by adding alcohol, carbonate and / or water to them, for example, by separate injection. It is assumed that there is some synergy between the compounds of the UGS, while the possibilities of each of them increase.

Другой характерной особенностью предложенных заявителем УГС соединений является их замечательная способность увеличивать скорость распространения пламени. Как правило, при горении в воздухе (в зависимости от собственного строения, при измерении на ламинарной горелке Бунзена) скорость распространения пламени должна быть равна или больше 40, 43, 45, 48, 50, 60, 65, 70, 75, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150 см/с. Скорости распространения пламени соединений УГС в присутствии соединений металлов в основном, как предполагается, должны быть больше, чем в их отсутствие. Another characteristic feature of the compounds proposed by the applicant of the GHS is their remarkable ability to increase the speed of flame propagation. As a rule, when burning in air (depending on one’s own structure, when measured on a Bunsen laminar burner), the flame propagation velocity should be equal to or greater than 40, 43, 45, 48, 50, 60, 65, 70, 75, 80, 90 , 100, 110, 120, 130, 140, 150 cm / s. The flame propagation rates of HCS compounds in the presence of metal compounds are generally expected to be greater than in their absence.

Вообще предпочтительные скорости ламинарного распространения пламени должны превышать 55 см/с. Чем выше, тем лучше. Предпочтительно скорость распространения пламени любого УГС соединения, измеренная в ламинарном бунзеновском пламени, по меньшей мере на величину, составляющую от 0,05 до 1,5%, 1,0-3,0%, 2,0-4,0%, 3,0-6,0%, 5-10%, 7-20%, 8,0-30,0%, 10-40%, 15-60%, 30-200%, 50-300% или более, выше, чем у топлива, с которым это соединение смешивается. In general, preferred laminar flame propagation rates should exceed 55 cm / s. The higher the better. Preferably, the flame propagation velocity of any GHS compound, measured in a laminar Bunsen flame, is at least a value of 0.05 to 1.5%, 1.0-3.0%, 2.0-4.0%, 3 , 0-6.0%, 5-10%, 7-20%, 8.0-30.0%, 10-40%, 15-60%, 30-200%, 50-300% or more, higher than the fuel with which this compound is mixed.

Пример 15. Example 15

Композиция после зажигания (перед горением), содержащая увеличивающее диффузию количество соединения УГС, посредством чего увеличивается скорость воспламенения. The composition after ignition (before burning), containing a diffusion-increasing amount of a GHS compound, whereby the ignition rate is increased.

Пример 16. Example 16

Композиция пара перед зажиганием, содержащая увеличивающее диффузию количество УГС, посредством чего минимальная скорость распространения пламени составляет 60 см/с при максимальной энергии искры 0,2, предпочтительно 0,15, 0,10 мДж или менее. A vapor composition prior to ignition, containing a diffusion-increasing amount of carbon dioxide, whereby the minimum flame propagation velocity is 60 cm / s with a maximum spark energy of 0.2, preferably 0.15, 0.10 mJ or less.

Пример 17. Example 17

Композиция примеров 15 и 16, где увеличивающее диффузию количество пара УГС образуется из продукта разложения диметилкарбоната. The composition of examples 15 and 16, where increasing the diffusion of the amount of vapor of the GHS is formed from the decomposition product of dimethyl carbonate.

Пример 18. Example 18

Композиция примеров 15 и 16, где данная композиция является топливной композицией. The composition of examples 15 and 16, where this composition is a fuel composition.

Таким образом, наиболее предпочтительны такие УГС соединения/компоненты, которые имеют вышеупомянутую структуру, улучшающую горение в высоких относительных концентрациях, и/или которые становятся промежуточным продуктом, и/или исходной/до зажигания, и/или существующей во время горения структурой/продуктом, особенно при вводе пара, и/или в паре фазы сжатия, и/или фазы горения, которые вызывают быструю диффузию фронта пламени и/или быструю диффузию невоспламенившихся паров, и/или другие ускорения, и/или улучшают горение. Thus, the most preferred are the GHS compounds / components that have the aforementioned structure, which improves combustion at high relative concentrations, and / or which become an intermediate product and / or the starting material / before ignition, and / or the structure / product existing during combustion, especially when steam is introduced, and / or in a pair, a compression phase and / or a combustion phase that cause rapid diffusion of the flame front and / or rapid diffusion of non-combustible vapors and / or other accelerations and / or improve combustion.

Чем выше относительный объем улучшающей горение структуры (объемный процент в невоспламенившейся части пара), тем лучше. The higher the relative volume of the combustion enhancing structure (volume percent in the non-flammable portion of the vapor), the better.

Таким образом, реализация данного изобретения подразумевает использовать достаточное количество улучшающей горение структуры в паровой фазе для того, чтобы увеличить скорость диффузии. Предполагается, что изобретенные заявителем диффузионные способы дополнительно включают средства, раздельно увеличивающие ламинарную и/или турбулентную скорости горения. Thus, the implementation of the present invention implies the use of a sufficient amount of a combustion-improving structure in the vapor phase in order to increase the diffusion rate. It is assumed that the diffusion methods invented by the applicant further include means that separately increase the laminar and / or turbulent burning rate.

Соединения УГС предпочтительно должны быть растворимы в топливе, к которому они добавляются. Однако могут использоваться диспергаторы или другие средства, включая общие растворители. Наоборот, можно использовать нерастворимые или частично растворимые соединения УГС в виде эмульсий и/или другим образом, включая раздельную инжекцию и/или смешанные способы. The GHS compounds should preferably be soluble in the fuel to which they are added. However, dispersants or other agents, including common solvents, may be used. Conversely, insoluble or partially soluble HCS compounds in the form of emulsions and / or in other ways, including separate injection and / or mixed methods, can be used.

В практической реализации данного изобретения предполагается, что соединения УГС не обязательно должны содержать УГС структуры, если их использование или сочетания иным образом генерирует или вызывает образование УГС структур в процессе сжатия, зажигания и/или горения. Таким образом, в практической реализации данного изобретения предполагается, что соединения, которые приводят к образованию УГС в процессе горения, являются соединениями УГС. In the practical implementation of the present invention, it is assumed that UGS compounds do not have to contain UGS structures, if their use or combinations otherwise generates or causes the formation of UGS structures during compression, ignition and / or combustion. Thus, in the practical implementation of the present invention, it is assumed that the compounds that lead to the formation of HCS in the combustion process are compounds of HCS.

Высокооктановые кислородсодержащие УГС соединения имеют тенденцию улучшать качество горения. Особенно предпочтительны соединения УГС с более высокой скрытой теплотой испарения, которые снижают температуры фазы компрессии, фазы после зажигания (перед зажиганием) и/или температуры горения. High-octane oxygen-containing HCS compounds tend to improve combustion quality. Particularly preferred are compounds of GHS with higher latent heat of vaporization, which reduce the temperatures of the compression phase, the phase after ignition (before ignition) and / or the combustion temperature.

Также желательны эмульсии или другие комбинации, включая содержащие УГС, особенно те, которые способны заставить капельки паровой фазы взрываться, или взрываться вне аэрозоля, или иным способом вызывать быструю диффузию паровой фазы. Такие образующие эмульсии соединения УГС включают (не ограничиваясь этим) воду, метанол, перекись водорода, масло из семян сурепки и т. п. Emulsions or other combinations are also desirable, including those containing HCS, especially those capable of causing droplets of the vapor phase to explode, or to explode outside the aerosol, or otherwise cause rapid vapor phase diffusion. Such emulsion forming compounds of HCS include, but are not limited to, water, methanol, hydrogen peroxide, oil from the seeds of colza, etc.

Предпочтительные соединения УГС должны быть относительно простыми по молекулярной структуре. В случае жидких видов топлива предпочтительны соединения УГС, которые не увеличивают до вредной степени давление пара или температуру вспышки основного топлива при нормальных условиях или рабочие температуры. Приемлемые значения давления пара смеси находятся в интервале от 3,44 (0,5) до 344,7 (50) кПа (фунт/дюйм2). Более желательны давления паров смеси в интервале от 3,44 (0,5) до 103,4 (15), 3,44 (0,5) - 82,7(12), 3,44 (0,5) - 68,9(10), 3,44 (0,5) - 62 (9), 3,44 (0,5) - 55 (8,0), 3,44 (0,5) - 48,2 (7,0), или 3,44 (0,5) - 41,4 (6,0), или 3,44-34,5 (5,0), или от 3,44 до 20,7 (3,0) кПа (фунт/дюйм2), или менее. Индивидуальные интервалы давления пара включают 37,2 (5,4), 38,6 (5,6), 39,3 (5,7), 40,7 (5,9), 42,0 (6,1), 43,4 (6,3), 45,5 (6,6), 46,9 (6,8), 47,5 (6,9), 48,9 (7,1), 49,6 (7,2), 51,7 (7,5), 52,4 (7,6), 53,1 (7,7), 55,8 (8,1), 57,2 (8,3) кПа (фунт/дюйм2).Preferred HCV compounds should be relatively simple in molecular structure. In the case of liquid fuels, HCS compounds are preferred that do not adversely increase the vapor pressure or flash point of the main fuel under normal conditions or operating temperatures. Suitable steam pressures are in the mixture ranges from 3.44 (0.5) to 344.7 (50) kPa (lb / in2). More desirable vapor pressure of the mixture in the range from 3.44 (0.5) to 103.4 (15), 3.44 (0.5) - 82.7 (12), 3.44 (0.5) - 68 , 9 (10), 3.44 (0.5) - 62 (9), 3.44 (0.5) - 55 (8.0), 3.44 (0.5) - 48.2 (7 , 0), or 3.44 (0.5) - 41.4 (6.0), or 3.44-34.5 (5.0), or from 3.44 to 20.7 (3.0 ) psi (lb / in2) or less. Individual vapor pressure ranges include 37.2 (5.4), 38.6 (5.6), 39.3 (5.7), 40.7 (5.9), 42.0 (6.1), 43.4 (6.3), 45.5 (6.6), 46.9 (6.8), 47.5 (6.9), 48.9 (7.1), 49.6 (7 , 2), 51.7 (7.5), 52.4 (7.6), 53.1 (7.7), 55.8 (8.1), 57.2 (8.3) kPa ( psi 2 ).

Предпочтительно, если соединения УГС, применяемые непосредственно (в противоположность, например, раздельной инжекции) в жидких топливах, не увеличивали во вредной степени температуру вспышки основного топлива. Приемлемы соединения УГС, имеющие температуры вспышки свыше 10oС (50oF). Соединения УГС с температурой вспышки выше 26,7oС (80oF) желательны. Однако в наибольшей степени предпочтительны температуры кипения свыше 32,2 (90) - 65,6 (150)oC (oF) или даже 93,3oС (200oF). Однако, как и в случае давления пара, склонность соединений УГС снижать температуру вспышки может быть снижена с помощью подходящих способов, что предполагается в данном изобретении. Таким образом, вызванное этими соединениями повышение скорости горения и/или снижение температуры горения должно быть соразмерено с понижением температуры вспышки или возрастанием давления пара.Preferably, if the UGS compounds used directly (as opposed to, for example, separate injection) in liquid fuels did not increase the flash point of the main fuel to a detrimental extent. Acceptable compounds are UGS having flash points above 10 ° C (50 ° F). HCS compounds with a flash point above 26.7 ° C (80 ° F) are desirable. However, boiling points above 32.2 (90) to 65.6 (150) ° C ( ° F) or even 93.3 ° C (200 ° F) are most preferred. However, as in the case of vapor pressure, the tendency of HCS compounds to lower the flash point can be reduced using suitable methods, which is contemplated by this invention. Thus, an increase in the rate of combustion caused by these compounds and / or a decrease in the temperature of combustion should be commensurate with a decrease in flash point or an increase in vapor pressure.

Предпочтительны соединения УГС, которые не вызывают коррозии и/или не вызывают вредного воздействия на герметики и эластомеры. Однако предполагается использование ингибиторов коррозии, если это необходимо. Например, можно применять ингибитор "DCL 11", поставляемый фирмой Duрont. Предполагается, что этот ингибитор следует использовать в концентрациях приблизительно от 20 до 30 ppm. GHS compounds are preferred that do not cause corrosion and / or do not cause harmful effects on sealants and elastomers. However, corrosion inhibitors are contemplated if necessary. For example, a "DCL 11" inhibitor supplied by DuPont may be used. It is contemplated that this inhibitor should be used in concentrations of approximately 20 to 30 ppm.

Предпочтительные соединения УГС, используемые в жидких топливах, должны иметь низкие температуры плавления, ниже 0oС (32oF), предпочтительно ниже -17,8oС (0oF), более предпочтительно ниже -40oС (-40oF) или ниже -50oС (-45,6oF), а наиболее предпочтительно ниже -62,2oС (-80oF). Более низкие температуры также предпочтительны. Однако можно использовать снижающие температуру добавки, такие как монометиловый эфир этиленгликоля, если это необходимо. Вызванное УГС соединением увеличение скорости горения и/или снижение температуры горения также следует соразмерять со снижением температуры плавления, чтобы она не стала ниже желательной.Preferred HCS compounds used in liquid fuels should have low melting points, below 0 ° C (32 ° F), preferably below -17.8 ° C (0 ° F), more preferably below -40 ° C (-40 ° C) F) or below -50 ° C (-45.6 ° F), and most preferably below -62.2 ° C (-80 ° F). Lower temperatures are also preferred. However, temperature-reducing additives, such as ethylene glycol monomethyl ether, can be used if necessary. The increase in the burning rate and / or the decrease in the temperature of combustion caused by the GHS compound should also be commensurate with the decrease in the melting temperature so that it does not become lower than desired.

Предпочтительно, хотя и не необходимо, чтобы УГС соединение не было токсичным, или по крайней мере не в высокой степени токсичным, или не связанным с вредностью. Предпочтительно также, чтобы это соединение можно было перекачивать при низких температурах, чтобы оно имело подходящие качества в отношении воспламенения, а также было термически стабильным в качестве добавки к топливу, хотя для корректировки плохой термической стабильности можно использовать соответствующие добавки. Preferably, although it is not necessary, the HCV compound is not toxic, or at least not highly toxic, or not associated with harmfulness. It is also preferred that this compound can be pumped at low temperatures, that it has suitable ignition properties and is also thermally stable as an additive to the fuel, although appropriate additives can be used to correct poor thermal stability.

Соединения УГС не обязательно должны содержать кислород. Однако предпочтительны УГС соединения, содержащие кислород. Желательны соединения, содержащие по меньшей мере 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50% или более кислорода по массе. Предпочтительны концентрации кислорода выше 25% по массе. Наиболее предпочтительны концентрации свыше 40%. GHS compounds do not have to contain oxygen. However, oxygen-containing compounds are preferred. Compounds containing at least 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 50% or more oxygen by weight are desirable. Oxygen concentrations higher than 25% by weight are preferred. Most preferred are concentrations in excess of 40%.

Количество кислорода, введенное в систему, имеет критическое значение для перспективных высокоскоростных применений. Предполагается, что обеспечивающие более высокие скорости, содержащие большее количество кислорода соединения УГС, особенно имеющие высокую скрытую теплоту испарения, представляют собой более предпочтительные соединения в перспективных применениях. The amount of oxygen introduced into the system is critical for promising high-speed applications. It is believed that GHS compounds providing higher speeds, containing more oxygen, especially those having high latent heat of vaporization, are more preferred compounds in promising applications.

Пример 19. Example 19

Способ создания композиции предкамерного сгорания на основе топлива, содержащего исключительно одно или более УГС соединений с высокой скрытой теплотой испарения, превышающей 111,2 (200) - 139,0 (250) кал/кг (БТЕ/фунт) при 20,6oС (60oF), более предпочтительно превышающей 166,8 (300) кал/кг (БТЕ/фунт) при 20,6oС (60oF) (или эквивалентный стандарт, если это не жидкость); указанный способ включает испарение или инжектирование атомизированного соединения УГС, имеющего подходящий средний размер частиц (менее чем 70 мкм, а более предпочтительно менее 60 мкм) при соответствующем давлении в систему сгорания воздушно-реактивного двигателя, и подачу температуры, достаточной для того, чтобы вызвать воспламенение, в котором в ходе компрессии, перед зажиганием, в ходе зажигания, после зажигания, перед горением и/или в ходе горения, разложение топлива с выделением высокой кинетической энергии протекает полностью за счет улучшенного состава пара при горении, способного быстро диффундировать перед пламенем.A method of creating a pre-chamber combustion composition based on fuel containing exclusively one or more GHS compounds with a high latent heat of vaporization exceeding 111.2 (200) - 139.0 (250) cal / kg (BTU / lb) at 20.6 o C (60 ° F), more preferably greater than 166.8 (300) cal / kg (BTU / lb) at 20.6 ° C (60 ° F) (or an equivalent standard if it is not liquid); said method comprising vaporizing or injecting an atomized carbon-dioxide compound having a suitable average particle size (less than 70 μm, and more preferably less than 60 μm) at an appropriate pressure in the combustion system of an aircraft engine, and supplying a temperature sufficient to cause ignition in which during compression, before ignition, during ignition, after ignition, before combustion and / or during combustion, the decomposition of fuel with the release of high kinetic energy proceeds completely after even improved vapor composition during combustion, which can quickly diffuse in front of the flame.

Пример 20. Example 20

Способ примера 19, в котором улучшенный состав пара в фазе сгорания представляет собой пар после зажигания перед горением с особенно высокой кинетической энергией. The method of example 19, in which the improved composition of the vapor in the combustion phase is the vapor after ignition before combustion with particularly high kinetic energy.

Пример 21. Example 21

Способ примеров 19-20, в котором пар с высокой кинетической энергией имеет высокую скрытую теплоту испарения, превышающую 26, а предпочтительно 29-34 кДж/моль или более (измеренную при температуре кипения). The method of Examples 19-20, wherein the high kinetic energy vapor has a high latent heat of vaporization in excess of 26, and preferably 29-34 kJ / mol or more (measured at boiling point).

Пример 22. Example 22

Способ примеров 19-21, в котором указанный горючий пар имеет ламинарную скорость горения, превышающую 48 см/с (55, 60, 65, 70, 80 или более, измеренную при нормальных условиях). The method of Examples 19-21, wherein said combustible vapor has a laminar burning rate greater than 48 cm / s (55, 60, 65, 70, 80 or more, measured under normal conditions).

Пример 23. Example 23

Способ согласно примеру 19, где пар перед фазой сгорания является продуктом, полученным из диметилкарбоната. The method according to example 19, where the vapor before the combustion phase is a product obtained from dimethyl carbonate.

Пример 24. Example 24

Способ согласно примерам 19-23, где в упомянутый горючий пар дополнительно вводится улучшающее горение количество высвобождающего большое количество энергии содержащего металл пара, имеющего высокую теплотворную способность (более чем 4000 ккал/кг, предпочтительно более чем 5000, 7000, 8000, 9000, 9800, 9900, 10000, 10200, 10400, 10500, 10600, 11000, 11500 ккал/кг, а более предпочтительно свыше 12000, 12500, 13000, 14000, 15000 ккал/кг или более). The method according to examples 19-23, where a combustion-improving amount of a large amount of energy-releasing metal-containing steam having a high calorific value (more than 4000 kcal / kg, preferably more than 5000, 7000, 8000, 9000, 9800, is additionally introduced into said combustible vapor, 9900, 10000, 10200, 10400, 10500, 10600, 11000, 11500 kcal / kg, and more preferably above 12000, 12500, 13000, 14000, 15000 kcal / kg or more).

Пример 25. Example 25

Способ согласно примерам 19, 24, где упомянутый пар дополнительно содержит пар, полученный из содержащей углерод примеси к топливу, входящей в состав смеси, так что упомянутый содержащий углерод пар является основным паром по массе; посредством этого скорость воспламенения полученного пара возрастает по крайней мере на 5%, а температуры горения снижаются по крайней мере на 10oF по сравнению с одним лишь топливом, входящим в состав смеси.The method according to examples 19, 24, wherein said steam further comprises steam obtained from a carbon-containing impurity to the fuel included in the mixture, so that said carbon-containing steam is the main vapor by weight; thereby, the ignition rate of the resulting vapor is increased by at least 5%, and the combustion temperatures are reduced by at least 10 ° F. compared to the fuel alone in the mixture.

Пример 26. Example 26

Способ согласно примеру 25, где пар примеси к топливу получают из заменителя жидкого топлива, водорода, нефтяного газа, сжиженного нефтяного газа, пропана и бутана из сжиженного нефтяного газа, природного газа, конденсата природного газа, метана, этана, пропана, н-бутана, пропан-бутановой смеси, топливного метанола, например топлива М 80, М 90 или М 85, топливного этанола, топлив из биомассы, топлив на основе растительных масел, автомобильного бензина, авиационных бензиновых топлив, включая сорта 80, 100, 100LL, обычных автомобильных бензинов, бензинов с усовершенствованной формулой, бензинов с низким давлением пара, бензинов с низким содержанием серы, керосина, топлив, кипящих в широком интервале температур, топлива для газовых турбин, авиационных турбинных топлив, включая JP-4, JP-5, JP-7, JP-8, JP-9, JP-10, TS, Jet A-1, Jet A, Jet В, авиационных бензинов для военных применений, ракетных топлив, твердых и жидких ракетных топлив, монокомпонентных и многокомпонентных топлив, двухкомпонентных ракетных топлив, газойля для турбинных двигателей, включая сорт 0-4, топлив для послойно загружаемых двигателей, дизельных топлив, включая сорт с низким содержанием серы No 1-D, сорт с низким содержанием серы No 2-D, сорт No l-D, 2-D, 4-D и более старые сорта типа С-В, типа Т-Т, типа R-R, типа S-M; дизельных топлив с измененной формулой, топливной нефти, включая сорт 1, сорт 2, сорт 4 (легкий), сорт 4, сорт 5 (легкий), сорт 5 (тяжелый), сорт 6; тяжелых дизельных топлив для морского и железнодорожного транспорта, включая топлива, удовлетворяющие стандартам ISO DIS 8217 и BS MA 100; различных очищенных масел, легких содержащих циклические соединения газойлей, тяжелых масел, содержащих циклические соединения; тяжелых содержащих циклические соединения газойлей, вакуумных масел, керосинов, печных масел, угольных конденсатов, топлив SRC на основе угля, жидкостей, добываемых вместе с углем, угольной пыли, топлив из нефтеносного песка, сланцевых топлив, гидразина, ацетиленида аммония и топлив, отвечающих спецификациям ASTM, сертификационным стандартам ЕРА, промышленным и/или государственным спецификациям, настоящим и будущим, включая их смеси. The method according to example 25, where the vapor of impurities to the fuel is obtained from a substitute for liquid fuel, hydrogen, petroleum gas, liquefied petroleum gas, propane and butane from liquefied petroleum gas, natural gas, natural gas condensate, methane, ethane, propane, n-butane, propane-butane mixture, fuel methanol, for example fuel M 80, M 90 or M 85, fuel ethanol, biomass fuels, fuels based on vegetable oils, motor gasoline, aviation gasoline fuels, including grades 80, 100, 100LL, ordinary motor gasolines gasoline with an improved formula, gasoline with low vapor pressure, gasoline with low sulfur content, kerosene, fuels boiling over a wide temperature range, fuels for gas turbines, aviation turbine fuels, including JP-4, JP-5, JP-7, JP- 8, JP-9, JP-10, TS, Jet A-1, Jet A, Jet B, aviation gasolines for military applications, rocket fuels, solid and liquid rocket fuels, monocomponent and multicomponent fuels, two-component rocket fuels, gas oil for turbine engines, including grade 0-4, fuels for layered engines, diesel fuels, including low sulfur grade No 1-D, low sulfur grade No 2-D, grade no lD, 2-D, 4-D and older grades of type CB, type TT, type RR , type SM; modified formula diesel fuels, fuel oil, including grade 1, grade 2, grade 4 (light), grade 4, grade 5 (light), grade 5 (heavy), grade 6; heavy diesel fuels for sea and rail transport, including fuels that meet ISO DIS 8217 and BS MA 100 standards; various refined oils, light containing cyclic gas oil compounds, heavy oils containing cyclic compounds; heavy cyclic compounds of gas oils, vacuum oils, kerosene, heating oils, coal condensates, SRC fuels based on coal, liquids mined with coal, coal dust, oil sands fuels, shale fuels, hydrazine, ammonium acetylide and specification fuels ASTM, EPA certification standards, industry and / or government specifications, present and future, including mixtures thereof.

Пример 26а. Example 26a

Способ примеров 19, 25, 26, где пар базового компонента топлива замещает пар сгорания, и где сгорание указанного пара приводит к работе двигателя в условиях средних или больших нагрузок, в результате чего экономичность топлива и/или тепловой кпд возрастает по сравнению с работой двигателя на одном базовой топливе на 0,5-20,0% или более (предпочтительно 2-30%). The method of examples 19, 25, 26, where the vapor of the base component of the fuel replaces the combustion vapor, and where the combustion of the specified vapor leads to engine operation under medium or high loads, resulting in fuel economy and / or thermal efficiency increases compared with the operation of the engine at one base fuel of 0.5-20.0% or more (preferably 2-30%).

Пример 27. Example 27

Способ примеров 19, 25, 26, где указанный состав пара дополнительно содержит по меньшей мере один пар детергента/диспергатора, очищающего двигатель, карбюратора и/или индукционную/инжекционную систему, включая промышленно выпускаемые производные двухосновных кислот с длинной цепью (например, сукцинимиды, такие как HiTec 4450), алифатические полиамины с длинной цепью (например, полиизобутенилполиамин), или основания Манниха с длинной цепью, и/или беззольные моющие средства, включая анины полиэфиров, полиалкениламины, алкенилсукцининид, полиэфирамидамин, их смеси, а также антиоксидант, деэмульгатор, эмульгатор - ингибитор коррозии, ароматический растворитель, раскислитель, разбавитель, общий растворитель, пассиватор металла и их смеси. The method of examples 19, 25, 26, where the specified composition of the steam further comprises at least one pair of detergent / dispersant, cleaning the engine, carburetor and / or induction / injection system, including industrially produced derivatives of dibasic acids with a long chain (for example, succinimides, like HiTec 4450), long-chain aliphatic polyamines (e.g. polyisobutenylpolyamine), or long-chain Mannich bases, and / or ashless detergents, including polyester anines, polyalkenylamines, alkenyl succininide, polyester midamin, mixtures thereof, and an antioxidant, demulsifier, emulsifier - corrosion inhibitor, aromatic solvent, acid scavenger, a diluent, a common solvent, metal passivator, and mixtures thereof.

Пример 28. Example 28

Способ примеров 19-27, где указанный пар подвергают горению в двигателе или камере сгорания, выбранных из группы, состоящей из ракетных двигателей, двигателей с циклом Брайтона, турбин, работающих на газойле, авиационных реактивных турбин, дизелей, морских, железнодорожных, авиационных газовых двигателей, автомобильных двигателей, нефтяных печей, печей, работающих на мазуте, газовых печей, двигателей внутреннего сгорания, двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием, двигателей внешнего сгорания системы Стирлинга или Ранкина, двигателей с циклом Отто, или каталитических систем. The method of examples 19-27, where the specified steam is subjected to combustion in an engine or combustion chamber selected from the group consisting of rocket engines, Brighton cycle engines, gas oil turbines, aircraft jet turbines, diesel engines, marine, railway, aviation gas engines , automobile engines, oil furnaces, fuel oil furnaces, gas furnaces, internal combustion engines, spark ignition internal combustion engines, Stirling or Rankin external combustion engines, engines generators with an Otto cycle, or catalytic systems.

ПРАКТИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ
Наиболее предпочтительные концентрации металлов определяются химией топлива, факторами горения и рабочей системой. Например, возможно, что при работе импульсных систем двигателей, таких как ракетные двигатели, на большой высоте потребуются значительные концентрации. При использовании предпочтительных количеств металлов, предлагаемых в данном изобретении, горение улучшается и/или загрязняющие факторы снижаются. Таким образом, в зависимости от системы сгорания, температуры сгорания, скорости горения, факторов инжекции топлива, содержания кислорода и т.п. в значительной степени могут изменяться содержащие металл соединения и их относительные концентрации.
PRACTICE OF USE OF METALS
The most preferred metal concentrations are determined by the chemistry of the fuel, combustion factors, and the operating system. For example, it is possible that when operating pulsed engine systems, such as rocket engines, at high altitude, significant concentrations will be required. By using the preferred amounts of metals of this invention, combustion improves and / or contaminants are reduced. Thus, depending on the combustion system, combustion temperature, combustion rate, fuel injection factors, oxygen content, etc. metal-containing compounds and their relative concentrations can vary significantly.

В практической реализации изобретения содержащие металл соединения могут быть топливом или его составляющей. Так, содержание водорода в металлсодержащем соединении должно быть максимизировано до возможной степени. Желательно использование гидридов металлов или подобных им соединений. In a practical implementation of the invention, the metal-containing compounds may be fuel or a component thereof. Thus, the hydrogen content in the metal-containing compound should be maximized to the extent possible. The use of metal hydrides or similar compounds is desirable.

Особенностью является то, что сжигание металлсодержащего соединения в соответствии с изобретением происходит в паровой фазе, а не в процессе горения на поверхности металла или внутри расплавленного слоя оксида, покрывающего металл. Предложенное в изобретении сжигание в паровой фазе характеризуется высокой скоростью горения и наличием светящейся реакционной зоны, которая располагается у поверхности металла, и образованием частиц оксида на субмикронном уровне. A feature is that the combustion of the metal-containing compound in accordance with the invention occurs in the vapor phase, and not during combustion on the metal surface or inside the molten oxide layer covering the metal. Proposed in the invention, the combustion in the vapor phase is characterized by a high burning rate and the presence of a luminous reaction zone, which is located at the metal surface, and the formation of oxide particles at the submicron level.

В соответствии с изобретением предпочтительно, чтобы температура кипения оксида металла была выше, чем температура кипения металла. Предпочтительно также, чтобы металл поступал в камеру сгорания в виде пара, однако допустимо введение в твердом виде или иным способом, если при этом реализуются поставленные выше цели. При использовании твердого топлива предполагается, что металл может быть введен в твердом виде и смешанным способом - в виде как твердого вещества, так и жидкости. According to the invention, it is preferred that the boiling point of the metal oxide is higher than the boiling point of the metal. It is also preferable that the metal enters the combustion chamber in the form of steam, however, it is permissible to introduce it in solid form or in another way, if the above goals are realized. When using solid fuel, it is assumed that the metal can be introduced in solid form and in a mixed way - in the form of both solid and liquid.

Предпочтительно, чтобы температуры сгорания были больше, чем температура кипения металла. Preferably, the combustion temperatures are greater than the boiling point of the metal.

Было обнаружено, что более высокие массовые концентрации кислорода в составе топлива, особенно при использовании предложенных в изобретении улучшающих горение соединений, позволяют применять более высокие концентрации металла. Обычно чем выше средняя плотность топлива, тем выше допустимые концентрации металла. It was found that higher mass concentrations of oxygen in the fuel composition, especially when using the combustion enhancing compounds proposed in the invention, allow higher metal concentrations to be used. Typically, the higher the average fuel density, the higher the allowable metal concentration.

Заявитель обнаружил, что более высокие концентрации марганца обычно приводят к более высокому выделению тепла. Но нельзя сказать, что здесь нет верхнего предела. Верхний предел определяется термодинамическими параметрами сгорания. Applicant has found that higher concentrations of manganese usually result in higher heat generation. But it cannot be said that there is no upper limit. The upper limit is determined by the thermodynamic parameters of combustion.

Концентрации марганца могут существенно меняться, например от 0,0003 (0,001) до свыше 1,98 (7,50), от 0,0003 (0,001) до свыше 2,64 (10,00), от 0,0003 (0,001) до свыше 3,96 (15,00), от 0,0003 (0,001) до свыше 5,28 (20,0), от 0,0003 (0,001) до свыше 7,93 (30,00), от 0,0003 (0,001) до свыше 13,2 г/л (50,00 г/гал) или более. В некоторых применениях могут быть желательны концентрации выше чем 0,04 г/л (1/32 г/гал), 0,02 (1/16), 0,07 (1/4), 0,13 (1/2), 0,20 (3/4), 0,26 (1), 0,40 (1,5), 0,53 (2,0), 0,66 (2,5), 0,69 (2,6), 0,71 (2,7), 0,74 (2,8), 0,77 (2,9), 0,79 (3,0), 1,32 (5,0), 1,98 (7,5), 2,64 (10,0), 3,96 (15), 5,28 (20), 6,60 (25), 6,87 (26), 7,13 (27), 7,93 (30), 8,72 (33), 9,25 (35) или 10,57 (40). В ракетных топливах концентрации металла марганца могут быть порядка 26,4 (100), 52,8 (200), от 52,8 (200) до 132,1 (500), 158,5 (600), 211,4 (800) до 264,2 г/л (1000 г/гал), особенно в условиях самовоспламенения. Manganese concentrations can vary significantly, for example from 0.0003 (0.001) to over 1.98 (7.50), from 0.0003 (0.001) to over 2.64 (10.00), from 0.0003 (0.001) to above 3.96 (15.00), from 0.0003 (0.001) to above 5.28 (20.0), from 0.0003 (0.001) to above 7.93 (30.00), from 0, 0003 (0.001) to above 13.2 g / l (50.00 g / gal) or more. In some applications, concentrations higher than 0.04 g / L (1/32 g / gal), 0.02 (1/16), 0.07 (1/4), 0.13 (1/2) may be desirable. , 0.20 (3/4), 0.26 (1), 0.40 (1.5), 0.53 (2.0), 0.66 (2.5), 0.69 (2, 6), 0.71 (2.7), 0.74 (2.8), 0.77 (2.9), 0.79 (3.0), 1.32 (5.0), 1, 98 (7.5), 2.64 (10.0), 3.96 (15), 5.28 (20), 6.60 (25), 6.87 (26), 7.13 (27) 7.93 (30), 8.72 (33), 9.25 (35), or 10.57 (40). In rocket fuels, the concentration of manganese metal can be about 26.4 (100), 52.8 (200), from 52.8 (200) to 132.1 (500), 158.5 (600), 211.4 (800 ) up to 264.2 g / l (1000 g / gal), especially in conditions of self-ignition.

Однако для наиболее традиционных применений интервал концентраций марганца может составлять, например, около 0,0003 г/л (0,001 г/гал) - 1,32 (5,00), 0,0003 (0,001) - 0,79 (3,00), 0,0003 (0,001) - 0,53 (2,00), 0,0003 (0,001) - 0,26 (1,00), 0,0003 (0,001) - 0,13 (0,50), 0,0003 (0,001) - 0,099 (0,375), 0,0003 (0,001) - 0,07 (0,25), или даже 0,0003 (0,001) - 0,03 (0,125), или даже 0,0003 (0,001) - 0,017 (0,0625). However, for most traditional applications, the range of manganese concentrations can be, for example, about 0.0003 g / l (0.001 g / gal) - 1.32 (5.00), 0.0003 (0.001) - 0.79 (3.00 ), 0.0003 (0.001) - 0.53 (2.00), 0.0003 (0.001) - 0.26 (1.00), 0.0003 (0.001) - 0.13 (0.50), 0.0003 (0.001) - 0.099 (0.375), 0.0003 (0.001) - 0.07 (0.25), or even 0.0003 (0.001) - 0.03 (0.125), or even 0.0003 ( 0.001) - 0.017 (0.0625).

В случае бензинов особенно желательны концентрации марганца свыше 0,008 г/л (1/32 г/гал), 0,017 (1/16). В случае дизельного топлива предполагаются концентрации марганца выше 1% от веса топлива или приблизительно 6,6 г/л (25 г/гал) - 8,72 (33). In the case of gasolines, manganese concentrations in excess of 0.008 g / l (1/32 g / gal), 0.017 (1/16) are particularly desirable. In the case of diesel fuel, manganese concentrations are expected to be higher than 1% of the fuel weight, or approximately 6.6 g / l (25 g / gal) - 8.72 (33).

Интервалы могут изменяться также в зависимости от массы топлива, законодательных актов, прогресса технологий и степени модификации системы сгорания с тем, чтобы реализовать преимущества изобретения в отношении получения высокой энергии. Интервалы для других соединений металлов, использование которых предполагается в данном изобретении, будут сходны с интервалами для марганца, однако будут зависеть также от природы металла. Intervals can also vary depending on the mass of fuel, legislation, technological progress and the degree of modification of the combustion system in order to realize the advantages of the invention in relation to high energy production. The ranges for other metal compounds that are intended to be used in this invention will be similar to those for manganese, but will also depend on the nature of the metal.

Предложенные в настоящем изобретении топлива будут содержать такое количество соединения, содержащего марганец, или других, не содержащих свинца соединений, которое обеспечивает улучшение горения в соответствии с составом топлива, системой его сгорания, желаемыми эффективностями, соображениями законности и/или защиты окружающей среды. The fuels proposed in the present invention will contain such an amount of a compound containing manganese or other lead-free compounds that improves combustion in accordance with the composition of the fuel, its combustion system, desired efficiencies, legality and / or environmental considerations.

Однако вполне допускается, что в некоторых областях применения изобретения топливо может не содержать металлов. Иными словами, предложенное в изобретении повышение скорости горения и/или снижение температур горения может быть использовано также в отношении топлив, не содержащих металла, за исключением тех случаев, которые из-за их химии горения и/или условий работы требуют рискованного снижения эмиссии и/или улучшения экономичности топлива. However, it is entirely conceivable that in some applications the fuel may not contain metals. In other words, an increase in the burning rate and / or lowering of the combustion temperatures proposed in the invention can also be used for fuels that do not contain metal, with the exception of those cases, which due to their combustion chemistry and / or operating conditions require a risky reduction in emissions and / or improving fuel economy.

Один из примеров реализации данного изобретения предполагает замещение или комбинирование различных соединений металлов (например, путем смешивания их), включая замену или смешивание различных соединений металлов, принадлежащих к различным классам или к одному и тому же классу, или замену или смешивание металлов из одной и той же группы или подгруппы с каким-либо другим металлом или металлом из другой группы. Заявитель предполагает большое разнообразие и широкие возможности замены и/или смешения, включая соотношения смешения, ингредиенты смешения и т.д. [42-44]. One example implementation of this invention involves the substitution or combination of various metal compounds (for example, by mixing them), including the replacement or mixing of various metal compounds belonging to different classes or the same class, or the replacement or mixing of metals from the same same groups or subgroups with any other metal or metal from another group. The applicant assumes a wide variety and wide possibilities for substitution and / or mixing, including mixing ratios, mixing ingredients, etc. [42-44].

Таким образом, в частности, предполагается, что не содержащие свинца металлоорганические соединения, не содержащие свинца неорганические соединения металлов и/или связанные с ними соединения, выделяющие большое количество тепла, могут быть смешаны в различных пропорциях, и/или заменены один на другой, и/или заменены любым не содержащим свинца соединением металла или неметалла (органическим или неорганическим), способствуя достижению цели данного изобретения. Thus, in particular, it is contemplated that lead-free organometallic compounds, lead-free inorganic metal compounds, and / or associated heat-generating compounds can be mixed in various proportions and / or replaced with one another, and / or replaced with any lead-free metal or non-metal compound (organic or inorganic), contributing to the achievement of the objective of the present invention.

Предполагается, что предложенные в изобретении металлы могут быть смешаны с одним или более металлов или неметаллов в различных соотношениях для достижения синергического улучшения выделения тепла, скорости горения, теплового кпд, эмиссии, генерируемой мощности и т.п. It is contemplated that the metals of the invention can be mixed with one or more metals or non-metals in various ratios to achieve a synergistic improvement in heat generation, burning rate, thermal efficiency, emission, power generated, and the like.

Предполагаемые соединения металлов включают все не содержащие свинца металлы и соответствующие соединения, продукт сгорания которых имеет высокую отрицательную теплоту образования. Предполагаемые металлы должны иметь высокие теплоты сгорания или теплотворную способность, предпочтительно выше 3000, 4000, 5000 или 6000 ккал/кг. Предпочтительны значения свыше 9000-10000 ккал/кг. Более предпочтительны значения выше 11000-13000, 14000 ккал/кг или выше. Estimated metal compounds include all lead-free metals and corresponding compounds, the combustion product of which has a high negative heat of formation. Estimated metals should have high calorific values or calorific value, preferably above 3000, 4000, 5000 or 6000 kcal / kg. Values above 9000-10000 kcal / kg are preferred. Values higher than 11000-13000, 14000 kcal / kg or higher are more preferred.

Предпочтительные отрицательные теплоты образования, например, соответствующих оксидов металлов, должны превышать по абсолютному значению -150000 кал/моль. Более предпочтительны значения -200000, -225000, -275000, -300000, -350000, -400000 кал/моль и выше. Preferred negative heats of formation, for example, of the corresponding metal oxides, should exceed in absolute value -150000 cal / mol. More preferred values are -200000, -225000, -275000, -300000, -350000, -400000 cal / mol and higher.

Желательно, чтобы элементарный металл имел по возможности более низкую молекулярную массу. Примеры подходящих металлов включают (не ограничиваясь этим), алюминий, бор, бром, висмут, бериллий, кальций, цезий, хром, кобальт, медь, франций, галлий, германий, иод, железо, индий, литий, магний, марганец, молибден, никель, ниобий, фосфор, калий, таллий, рубидий, натрий, олово, цинк, празеодим, рений, ванадий. Предложенные соединения металлов могут быть органическими или неорганическими. It is desirable that the elemental metal have as low a molecular weight as possible. Examples of suitable metals include, but are not limited to, aluminum, boron, bromine, bismuth, beryllium, calcium, cesium, chromium, cobalt, copper, France, gallium, germanium, iodine, iron, indium, lithium, magnesium, manganese, molybdenum, nickel, niobium, phosphorus, potassium, thallium, rubidium, sodium, tin, zinc, praseodymium, rhenium, vanadium. The proposed metal compounds may be organic or inorganic.

Особенно желательны переходные металлы и металлы из групп 1А, 1В, 2А, 2В, 3В Периодической системы элементов и их циклические соединения, включая циклопентадиенилкарбонилы. Их получение описано в литературе [45-48]. Установлено, что метил-, циклопентадиенил- трикарбонилгруппы являются эффективными. Particularly desirable are transition metals and metals from groups 1A, 1B, 2A, 2B, 3B of the Periodic system of elements and their cyclic compounds, including cyclopentadienylcarbonyls. Their preparation is described in the literature [45–48]. It was found that methyl-, cyclopentadienyl-tricarbonyl groups are effective.

Также предлагается использование циклических соединений, включающих металлы из групп 4В, 5В, 6В, 7В и группы 8. Предлагается использование циклических соединений, содержащих более чем один металл. The use of cyclic compounds including metals from groups 4B, 5B, 6B, 7B and group 8 is also proposed. The use of cyclic compounds containing more than one metal is proposed.

Особенно целесообразно использовать металлы группы 3А Периодической системы элементов и их соединения, особенно бор и алюминий. Металлы могут участвовать в процессе горения совместно с соединениями УГС или другим путем, в том числе с помощью растворимых соединений, общих дисперсионных сред/растворителей, коллоидных сред, суспензионных сред, раздельной инжекции. It is especially advisable to use metals of group 3A of the Periodic system of elements and their compounds, especially boron and aluminum. Metals can participate in the combustion process together with UGS compounds or in another way, including using soluble compounds, general dispersion media / solvents, colloidal media, suspension media, separate injection.

Заявитель предполагает, что эти соединения металлов обычно растворимы в топливе и имеют интервалы плавления и кипения, совместимые с горением жидких углеводородов. Applicant suggests that these metal compounds are typically soluble in fuel and have melting and boiling ranges compatible with the combustion of liquid hydrocarbons.

Поскольку изобретение предполагает также использование газообразных и твердых соединений УГС и газообразных и твердых компонентов топлива, возможно использование также металлов и/или их соответствующих соединений, находящихся в газообразном и/или твердом состоянии. Since the invention also involves the use of gaseous and solid compounds of UGS and gaseous and solid fuel components, it is also possible to use metals and / or their corresponding compounds in a gaseous and / or solid state.

Заявитель в целом предпочитает элементарные металлы низкой молекулярной массы и их соединения, хотя выбор диктуется также их тепловыми характеристиками и природой компонентов топлива и систем сгорания. Предпочтительно также, чтобы продукты сгорания элементов и/или их соединений были экологически безопасны, например имели низкую токсичность. Applicant generally prefers low molecular weight elemental metals and their compounds, although the choice is also dictated by their thermal characteristics and the nature of the fuel components and combustion systems. It is also preferred that the products of combustion of the elements and / or their compounds are environmentally friendly, for example, have low toxicity.

Заявитель отдает себе отчет, что имеется большое количество соединений металлов, пригодных к использованию в данном изобретении. Ограниченное число примеров включает циклопентадиенил метилциклопентадиенилжелезо, ферроцен, метилферроцен, трикарбонилбутадиенжелезо, дициклопентадиенилжелезо и дициклопентадиенильные соединения железа [49-51], никель, нитрозилциклопентадиенилникель, гексакарбонилмолибден, карбонилы циклопентадиенилмолибдена [52-53] , соединения технеция, магния, рения [54], диборан, тетраборан, гексаборан и их смеси. Предполагается использование органических и неорганических соединений этих металлов. В литературе [55] дан ряд соединений, таких как триметилалюминий, триэтилалюминий, диметилбериллий, гидрат бора, гидрид бора, борный ангидрид, триэтилбор (С2Н5)3В; соединения бора с водородом и литием, пентаборан, декаборан, боразол, борогидрид алюминия и их смеси; соединения легких металлов (CH3)3NBN(CH3); (CH3)2B; Be(C2H5)2; С4Н9В(ОН)2; А1(ВН4)2; Ве(ВН4)2; LiBH4; В(ОС2Н5)3; (ВО)3(ОСН3)3; Zn(СН3)2. Особенно рекомендуются соединения, содержащие несколько металлов.The applicant is aware that there are a large number of metal compounds suitable for use in this invention. A limited number of examples include cyclopentadienyl methylcyclopentadienyl iron, ferrocene, methyl ferrocene, tricarbonylbutadiene iron and dicyclopentadienyl iron and dicyclopentadienyl iron compounds [49-51], nickel, nitrosyl cyclopentadienyl nickel, hexacarbonyl molybdenum [52] carbene, 52-carbenyl tetraborane, hexaborane and mixtures thereof. The use of organic and inorganic compounds of these metals is intended. A number of compounds are given in the literature [55], such as trimethylaluminum, triethylaluminum, dimethylberyllium, boron hydrate, boron hydride, boric anhydride, triethylboron (C 2 H 5 ) 3 B; compounds of boron with hydrogen and lithium, pentaborane, decaborane, borazole, aluminum borohydride and mixtures thereof; light metal compounds (CH 3 ) 3 NBN (CH 3 ); (CH 3 ) 2 B; Be (C 2 H 5 ) 2 ; C 4 H 9 B (OH) 2 ; A1 (BH 4 ) 2 ; Be (BH 4 ) 2 ; LiBH 4 ; B (OS 2 H 5 ) 3 ; (BO) 3 (OCH 3 ) 3 ; Zn (CH 3 ) 2 . Compounds containing several metals are especially recommended.

Предпочтительным циклическим трикарбонилмарганцем является трикарбонилциклопентадиенилмарганец. Более предпочтительным циклическим трикарбонилмарганцем является метилциклопентадиенилмарганец (ММТ). A preferred cyclic tricarbonyl manganese is tricarbonyl cyclopentadienyl manganese. A more preferred cyclic tricarbonyl manganese is methylcyclopentadienyl manganese (MMT).

Список примеров приемлемых заместителей включает (не ограничиваясь этим) алкенил, аралкил, аралкенил, циклоалкил, циклоалкенил, арил и алкенилгруппы. Для иллюстрации примеров приемлемых циклических трикарбонилов марганца - антидетонаторов приводятся (не ограничиваясь этим) трикарбонилбензилциклопентадиенилмарганец; трикарбонил-1,2-дипропил-3-циклогексилциклопентадиенилмарганец; трикарбонил- 1,2-дифенилциклопентадиенилмарганец; трикарбонил-3-пропениленилмарганец; трикарбонил-2-толуиндиенилмарганец; трикарбонилфлуоренилмарганец; трикарбонил-2,3,4,7-пропифлуоренилмарганец; трикарбонил-3-нафтилфлуоренилмарганец; трикарбонил-4,5,6,7-тетрагидроинденилмарганец; трикарбонил-3-3-этенил-4,7-дигидроинденилмарганец; трикарбонил-2-этил-3-(α-фенилэтенил)-4,5,6,7-тетрагидроинденилмарганец; трикарбонил-3-(α-циклогексиленфенил)-4,7-дигидроинденилмарганец; трикарбонил-1,2,3,4,5,6,7,8-октагидрофлюоренилмарганец и т.п. Также могут использоваться смеси подобных соединений. Вышеприведенные соединения могут быть получены известными методами. A list of examples of suitable substituents includes, but is not limited to alkenyl, aralkyl, aralkenyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, and alkenyl groups. To illustrate examples of suitable cyclic manganese tricarbonyls — antiknock agents, but are not limited to tricarbonylbenzylcyclopentadienyl manganese; tricarbonyl-1,2-dipropyl-3-cyclohexylcyclopentadienyl manganese; tricarbonyl-1,2-diphenylcyclopentadienyl manganese; tricarbonyl-3-propenylenyl manganese; tricarbonyl-2-toluenedienyl manganese; tricarbonyl fluorenyl manganese; tricarbonyl-2,3,4,7-propifluorenyl manganese; tricarbonyl-3-naphthylfluorenyl manganese; tricarbonyl-4,5,6,7-tetrahydroindenyl manganese; tricarbonyl-3-3-ethenyl-4,7-dihydroindenyl manganese; tricarbonyl-2-ethyl-3- (α-phenylethenyl) -4,5,6,7-tetrahydroindenyl manganese; tricarbonyl-3- (α-cyclohexylene phenyl) -4,7-dihydroindenyl manganese; tricarbonyl-1,2,3,4,5,6,7,8-octahydrofluorenyl manganese and the like. Mixtures of such compounds may also be used. The above compounds can be obtained by known methods.

В практической реализации изобретения не является проблемой использование тяжелых оксидов металлов с высокой температурой плавления: марганца (Mn3O4), алюминия (Аl2О3), кобальта, меди, галлия, лития, магния, никеля, ниобия, олова, цинка, ванадия и др. Безусловно могут быть использованы высокоэнергетические соединения металлов.In the practical implementation of the invention, it is not a problem to use heavy metal oxides with a high melting point: manganese (Mn 3 O 4 ), aluminum (Al 2 O 3 ), cobalt, copper, gallium, lithium, magnesium, nickel, niobium, tin, zinc, vanadium and others. Of course, high-energy metal compounds can be used.

Таким образом, металлы, имеющие очень высокие тепловые характеристики при сгорании, если при этом не образуются оксиды с высокой температурой плавления на поверхностях двигателя и др. и/или не выделяются опасные продукты сгорания, могут теперь безоговорочно использоваться. Более того, они могут использоваться в концентрациях, не ограниченных теми, которые считаются приемлемыми (например, марганец в бензинах - выше 0,008 г/л (1/32 г/гал)). Thus, metals having very high thermal characteristics during combustion, if this does not produce oxides with a high melting point on the surfaces of the engine, etc. and / or dangerous combustion products are not released, can now be used unconditionally. Moreover, they can be used in concentrations not limited to those deemed acceptable (for example, manganese in gasolines above 0.008 g / l (1/32 g / gal)).

Обнаружено, что магний и его горючие соединения являются особенно эффективными и, таким образом, желательными к использованию. Допустимы промоторы, такие как Li и LiH, если этого требуют обстоятельства. Magnesium and its flammable compounds have been found to be particularly effective and thus desirable to use. Promoters such as Li and LiH are permissible if circumstances so require.

Все такие соединения металлов, которые способствуют решению поставленной в изобретении задачи и/или позволяют достичь преимуществ, связанных с его использованием, являются примерами конкретного исполнения и подразумеваются в формуле изобретения. All such metal compounds that contribute to the solution of the problem set in the invention and / or allow to achieve the advantages associated with its use are examples of specific performance and are implied in the claims.

Другие неограничивающие примеры не содержащих свинца соединений металлов были изложены в описании. Известно много дополнительных возможных соединений металлов. Заявитель принимает участие в разработках подобных соединений, сделанных на основе данного изобретения, а также предполагает их использование. Other non-limiting examples of lead-free metal compounds have been set forth herein. Many additional possible metal compounds are known. The applicant takes part in the development of such compounds made on the basis of this invention, and also suggests their use.

ЗАМЕЩЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ УЛУЧШАЮЩЕЙ ГОРЕНИЕ СТРУКТУРЫ (УГС)
По мнению заявителя, любое конкретное соединение УГС, например диметилкарбонат, может быть замещено любым другим соединением или компонентом УГС, которое позволяет решить поставленную в настоящем изобретении задачу и удовлетворяет требованиям, предъявляемым к топливу, системам сгорания и/или выбросам. Так, рассматривается возможность замены описанных здесь соединений на любые соединения УГС в той степени, в которой они позволяют решить поставленные задачи. Однако заявитель считает, что не все соединения УГС одинаковы и имеют одинаковую эффективность в исходном или замещенном виде. Поэтому замещение может быть осуществлено только при соответствующей оценке.
REPLACEMENT OF COMPOUNDS OF THE IMPROVING COMBUSTION STRUCTURE (UGS)
According to the applicant, any particular GHS compound, for example dimethyl carbonate, can be replaced by any other GHS compound or component that solves the problem posed in the present invention and satisfies the requirements for fuel, combustion systems and / or emissions. So, the possibility of replacing the compounds described here with any UGS compounds to the extent that they allow us to solve the tasks is considered. However, the applicant believes that not all HCS compounds are the same and have the same effectiveness in the initial or substituted form. Therefore, substitution can only be made with an appropriate assessment.

Другими словами, одним из примеров реализации настоящего изобретения является замещение, комбинирование или смешение диметилкарбоната с водородом, моноксидом углерода, метанолом, метилалем, этанолом, н-пропанолом, изопропанолом, метилендиметиловым эфиром, диметилкарбонатом, метил-трет-бутиловым эфиром, диметилкарбонатом, этил-трет-бутиловым эфиром, метил-трет-амиловым эфиром, диизопропиловым эфиром, С36-низкомолекулярными спиртами, диметиловым эфиром, диэтиленгликольдиметиловым эфиром, диэтиленгликольдиэтиловым эфиром, водой, пероксидом водорода и любыми другими соединениями УГС или их смесью.In other words, one embodiment of the present invention is the substitution, combination, or mixing of dimethyl carbonate with hydrogen, carbon monoxide, methanol, methylal, ethanol, n-propanol, isopropanol, methylene dimethyl ether, dimethyl carbonate, methyl tert-butyl ether, dimethyl carbonate, ethyl tert-butyl ether, methyl tert-amyl ether, diisopropyl ether, C 3 -C 6 low molecular weight alcohols, dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, water, ne hydrogen oxide and any other UGS compounds or their mixture.

Дополнительные неограничивающие возможные заместители диметилкарбоната включают соединения УГС, выбранные из группы: С212-альдегиды, С212-эфиры (МТБЭ, ЭТБЭ, 2,2-диэтил-1,3-пропандиол), С415-спирты (фурол, фурфурил, 1-гексанол, 2-гексанол, 3-гексанол и полиэтоксиэтанолы), С212-оксиды (2-метилфуран, метилтетрагидрофуран), С3-C15-кетоны (ацетон, 2,3-бутандион, 2,5-гександион, 2,4-пентандион, циклопентанон), С3-C15-эфиры (изопропилацетат, этилакрилат), C3-C12-диэфиры, С512-фенолы (п-крезаль, 2,4-ксиленаль, 3-метоксифеналь), C5-C20-гликолевые эфиры (включая диэтилендиметиловый эфир, диэтилендиэтиловый эфир, диэтилендипропиловый эфир, диэтилендибутиловый эфир, включая диэтиленмонометиловый эфир, диэтиленмоноэтиловый эфир, диэтиленмонобутиловый эфир), С420-карбонаты, имеющие температуру кипения выше 32,2oС (90oF) или более предпочтительно 48,9oС (120oF), С525-дикарбонаты, имеющие температуру кипения выше 32,2oС (90oF) или более предпочтительно 48,9oС (120oF), органические и неорганические пероксиды, включая ди-трет-бутилпероксид, алкилпероксид, алкилгидропероксид, 2,5-диметил-2,5-диметил-трет-пероксигексан, трет-бутилкумилпероксид, ди-трет-амилпероксид, трет-бутилгидропероксид, трет-амилгидропероксид, алкилнитрат, включая этилгексилнитрат и изопропилнитрат, и их смеси. Более тяжелые соединения УГС можно использовать вместо предпочтительного диметилкарбоната или насыщенных кислородом/УГС средств, и/или в качестве добавок, в присутствии растворителей или без них.Additional non-limiting possible substituents of dimethyl carbonate include HCS compounds selected from the group: C 2 -C 12 aldehydes, C 2 -C 12 esters (MTBE, ETBE, 2,2-diethyl-1,3-propanediol), C 4 -C 15- alcohols (furol, furfuryl, 1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol and polyethoxyethanols), C 2 -C 12 oxides (2-methylfuran, methyltetrahydrofuran), C 3 -C 15 ketones (acetone, 2, 3-butanedione, 2,5-hexanedione, 2,4-pentanedione, cyclopentanone), C 3 -C 15 ethers (isopropyl acetate, ethyl acrylate), C 3 -C 12 diethers, C 5 -C 12 phenols (p- krezal, 2,4-ksilenal, 3-metoksifenal), C 5 -C 20 glycolic esters (including The Single dietilendimetilovy ether dietilendietilovy ether dietilendipropilovy ether, ester dietilendibutilovy including dietilenmonometilovy ether dietilenmonoetilovy ether dietilenmonobutilovy ether), C4-C20 carbonates having boiling temperatures above 32,2 o C (90 o F), or more preferably 48 , 9 o C (120 o F), C 5 -C 25 dicarbonates having a boiling point above 32.2 o C (90 o F) or more preferably 48.9 o C (120 o F), organic and inorganic peroxides including di-tert-butyl peroxide, alkyl peroxide, alkyl hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-dimethyl-tert-per oxyhexane, tert-butyl cumyl peroxide, di-tert-amyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, tert-amyl hydroperoxide, alkyl nitrate, including ethyl hexyl nitrate and isopropyl nitrate, and mixtures thereof. Heavier HCV compounds can be used in place of the preferred dimethyl carbonate or oxygenated / HCS agents, and / or as additives, with or without solvents.

Замещенные эфиры, рассматриваемые в настоящем изобретении, включают разветвленные или линейные эфиры, диэфиры, имеющие 2 атома кислорода и двойную эфирную связь и 3-эфиры, имеющие три атома кислорода и несколько эфирных связей. Неограничивающие примеры включают диметиловый эфир, метилэтиловый эфир, диэтиловый эфир, этилпропиловый эфир, метил-н-пропиловый эфир, этилизопропиловый эфир, метилизопропиловый эфир, этил-н-пропиловый эфир, пропиловый эфир, пропилизопропиловый эфир, диизопропиловый эфир, этил-трет-бутиловый эфир, этил-втор-бутиловый эфир, метил-н-бутиловый эфир, метилизобутиловый эфир, метил-трет-бутиловый эфир, метил-втор-бутиловый эфир, метил-н-амиловый эфир, метил-втор-амиловый эфир, метил-трет-амиловый эфир, метилизоамиловый эфир. Дополнительные неограничивающие примеры подходящих двойных эфиров (имеющих два атома кислорода и двойную эфирную связь) включают метилендиметиловый эфир, метилендиэтиловый эфир, метилендипропиловый эфир, метилендибутиловый эфир, метилендиизопропиловый эфир. Substituted esters contemplated by the present invention include branched or linear esters, diesters having 2 oxygen atoms and a double ether bond, and 3-esters having three oxygen atoms and several ether bonds. Non-limiting examples include dimethyl ether, methyl ethyl ether, diethyl ether, ethyl propyl ether, methyl n-propyl ether, ethyl isopropyl ether, methyl isopropyl ether, ethyl n-propyl ether, propyl ether, propyl isopropyl ether, diisopropyl ether, ethyl tert-butyl ether ethyl ethyl sec-butyl ether, methyl n-butyl ether, methyl isobutyl ether, methyl tert-butyl ether, methyl sec-butyl ether, methyl n-amyl ether, methyl sec-amyl ether, methyl tert-amyl amyl ether, methyl isoamyl ether. Further non-limiting examples of suitable double esters (having two oxygen atoms and a double ether bond) include methylene dimethyl ether, methylene diethyl ether, methylene dipropyl ether, methylene dibutyl ether, methylenediisopropyl ether.

В соответствии с настоящим изобретением в особенности предпочтительны замещенные высокомолекулярные С4-эфиры, в частности, при их использовании в дизельном топливе, жидком топливе и/или топливе для турбин. Производство эфиров хорошо известно, см. например, [56-76].In accordance with the present invention, substituted high molecular weight C 4 esters are particularly preferred, in particular when used in diesel fuel, liquid fuel and / or turbine fuel. The production of esters is well known; see, for example, [56-76].

Замещенные кетоны УГС могут включать низшие алкенильные кетоны. Примеры низших алкенильных кетонов включают диэтилкетон, метилэтилкетон, циклогексанон, циклопентанол, метилизобутилкетон, этилбутилкетон, бутилизобутилкетон, этилпропилкетон и другие. Другие кетоны включают ацетон, диацетоновый спирт, диизобутилкетон, изофорон, метиламилкетон, метилизоамилкетон, метилпропилкетон и другие. Примером циклических кетонов может быть этилфенилкетон. Замещенные УГС-эфиры включают анизол (метиловый эфир бензола), изопропилацетат и этилакрилат. Substituted HCV ketones may include lower alkenyl ketones. Examples of lower alkenyl ketones include diethyl ketone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanol, methyl isobutyl ketone, ethyl butyl ketone, butyl isobutyl ketone, ethyl propyl ketone and others. Other ketones include acetone, diacetone alcohol, diisobutyl ketone, isophorone, methylamyl ketone, methyl isoamyl ketone, methyl propyl ketone and others. An example of cyclic ketones may be ethyl phenyl ketone. Substituted HCV esters include anisole (benzene methyl ester), isopropyl acetate and ethyl acrylate.

Замещенные УГС-карбонаты, которые в особенности предпочтительны, включают симметричные диалкилкарбонаты, в которых алкильные группы получены из низших линейных первичных спиртов, таких как метанол и этанол, например диметилкарбонат и диэтилкарбонат. Высшие симметричные диалкилкарбонаты, например ди-н-бутилкарбонат, ди-трет-бутилкарбонат, дипропилкарбонат, и дикарбонаты, например диметилдикарбонат и диэтилкарбонат, алкилфенилкарбонаты, например трет-бутилфенилкарбонат, и циклические алкиленовые карбонаты, например пропиленкарбонат, этиленкарбонат и бутиленкарбонат, а также другие органические карбонаты, например изопропилциклогексилкарбонат, метил-н-бутилкарбонат. Изобутиленкарбонат и диизопропилкарбонат также являются предпочтительными. Можно использовать также несимметричные диалкилкарбонаты, включая метил-трет-бутилкарбонат, этил-трет-бутилкарбонат, метил-трет-амилкарбонат, этил-трет-амилкарбонат, а также их смеси. Substituted HCS carbonates, which are particularly preferred, include symmetric dialkyl carbonates in which the alkyl groups are derived from lower linear primary alcohols such as methanol and ethanol, for example dimethyl carbonate and diethyl carbonate. Higher symmetric dialkyl carbonates, for example di-n-butyl carbonate, di-tert-butyl carbonate, dipropyl carbonate, and dicarbonates, for example dimethyldicarbonate and diethyl carbonate, alkyl phenyl carbonates, for example tert-butyl phenyl carbonate, and cyclic alkylene carbonate, for example, other alkylene carbonate and propylene, for example carbonates, for example isopropylcyclohexyl carbonate, methyl n-butyl carbonate. Isobutylene carbonate and diisopropyl carbonate are also preferred. Asymmetric dialkyl carbonates may also be used, including methyl tert-butyl carbonate, ethyl tert-butyl carbonate, methyl tert-amyl carbonate, ethyl tert-amyl carbonate, and mixtures thereof.

Таким образом, для решения поставленной в изобретении задачи повышения скорости горения и снижения температуры горения рассматривается возможность использования диметилкарбоната, а также включение замещенных соединений УГС и/или альтернативно дополнительного включения других компонентов, аналогов или гомологов любых соединений УГС и/или всего класса соединений УГС и их смесей, включая соединения с более высокой молекулярной массой (или более высокой температурой кипения) в той степени, в которой они способны повысить скорость горения и/или понизить температуру горения. Thus, in order to solve the problem of increasing the burning rate and lowering the temperature of the invention, the possibility of using dimethyl carbonate is considered, as well as the inclusion of substituted UGS compounds and / or alternatively additional inclusion of other components, analogues or homologs of any UGS compounds and / or the whole class of UGS compounds and mixtures thereof, including compounds with a higher molecular weight (or higher boiling point) to the extent that they are able to increase the burning rate I and / or lower combustion temperature.

Показано также, что соединения УГС могут быть взаимозаменяемы или заменены на соединения не УГС или вообще не применяться, если задача повышения скорости горения и/или снижения температуры горения решена с помощью других средств. It is also shown that UGS compounds can be interchanged or replaced with non-UGS compounds or not used at all if the task of increasing the burning rate and / or lowering the combustion temperature is solved by other means.

Соединения УГС могут быть смешаны один с другим или с несколькими соединениями УГС в различных пропорциях для достижения синергического улучшения скорости горения и снижения температуры. GHS compounds can be mixed with one another or with several GHS compounds in various proportions to achieve a synergistic improvement in combustion rate and lower temperature.

В тех случаях, когда применение соединений УГС приводит к возникновению проблем с температурой вспышки, летучестью, давлением паров, коррозией, набуханием эластомеров, растворимостью, гидролизом и другими, возможно использование сорастворителей, включая высокомолекулярные спирты, эфиры, кетоны, карбонаты и т.п., см. [77]. In cases where the use of HCS compounds leads to problems with flash point, volatility, vapor pressure, corrosion, swelling of elastomers, solubility, hydrolysis and others, co-solvents, including high molecular weight alcohols, esters, ketones, carbonates, etc., can be used. see [77].

Дополнительно заявитель отмечает, что предпочтительная структура, улучшающая горение (структура метоксирадикала ОСНз), является общей структурой для метанола, метилендиметилового эфира (метилаля, МДМЭ) и диметилового эфира карбоновой кислоты (диметилкарбоната), МТБЭ и т.п. Предпочтительная улучшающая горение структура ОН является общей для спиртов, в первую очередь, метанола. Additionally, the applicant notes that the preferred combustion-improving structure (the structure of the methoxy radical OCH3) is a common structure for methanol, methylene dimethyl ether (methylal, MDME) and carboxylic acid dimethyl ether (dimethyl carbonate), MTBE, and the like. The preferred combustion-enhancing OH structure is common to alcohols, especially methanol.

Заявитель отмечает также, что между различными классами соединений изобретения возможно дублирование, например, соединения УГС могут содержать некоторые металлы, некоторые металлы могут быть использованы в качестве ракетных топлив и т.д. Показано, что некоторые соединения имеют многоцелевое назначение. The applicant also notes that duplication is possible between different classes of compounds of the invention, for example, UGS compounds may contain some metals, some metals can be used as rocket fuels, etc. It has been shown that some compounds have a multi-purpose purpose.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
Для повышения скорости горения и/или понижения температуры горения возможно использование различных механических средств. Такие механические средства могут быть использованы независимо от УГС или химических средств или могут иметь к ним отношение. Например, соединения УГС, имеющие ограниченную скорость горения и/или пониженную латентную теплоту испарения, могут использоваться с применением механических средств, например атомизации на мелкие частицы, охлаждающих систем, компрессионных камер для создания турбулентности, турбонаддува и др.
MECHANICAL MEANS
To increase the rate of combustion and / or lower the temperature of combustion, it is possible to use various mechanical means. Such mechanical means may be used independently of, or may be related to, HCS or chemicals. For example, UGS compounds having a limited burning rate and / or reduced latent heat of vaporization can be used using mechanical means, for example, atomization into small particles, cooling systems, compression chambers to create turbulence, turbocharging, etc.

Так, ожидается, что механические средства, используемые в изобретении, могут изменяться в зависимости от рассматриваемого топлива и системы горения. Так, например, использование УГС-топлив в составе беспримесных композиций, имеющих более высокие скорости горения, предполагают применение различных механических средств по сравнению, например, с топливом УГС и базовым топливом, имеющим низкую скорость горения при использовании в системах с низкой степенью сжатия. Thus, it is expected that the mechanical means used in the invention may vary depending on the fuel in question and the combustion system. For example, the use of UGS fuels as part of pure compositions having higher burning rates suggest the use of various mechanical means compared, for example, with UGS fuel and base fuel having a low burning rate when used in systems with a low compression ratio.

Механические средства, рассматриваемые в настоящем изобретении, включают системы инжекции топлива, в особенности такие, которые позволяют направлять тонкую однородную струю атомизированных паров при повышенных динамических скоростях потока и давлениях под требуемым углом в камеру сгорания (камеру сгорания, горелку и т.д.), усовершенствованные испарители, камеры сгорания, сконструированные для улучшения турбулентности горения, более высокие давления на входе в камеру (например, более высокие компрессионные числа), вихревые камеры сгорания, сферические камеры сгорания, разделенные камеры, камеры сгорания с повышенным кпд горения, камеры с повышенной степенью смешения топлива с воздухом, камеры с повышенной турбулентностью и/или с улучшенным смешением топлива с воздухом, двигатели максимального сжатия (давления на входе), двигатели с максимально увеличенным давлением горения (плотностью горения), двигатели с максимально низкими температурами горения и/или другие усовершенствования, предложенные в изобретении. The mechanical means contemplated by the present invention include fuel injection systems, in particular those that direct a thin, uniform stream of atomized vapors at elevated dynamic flow rates and pressures at the required angle into the combustion chamber (combustion chamber, burner, etc.), advanced evaporators, combustion chambers designed to improve combustion turbulence, higher inlet pressures (e.g. higher compression numbers), vortex chambers spherical combustion chambers, divided chambers, combustion chambers with increased combustion efficiency, chambers with a high degree of mixing of fuel with air, chambers with increased turbulence and / or with improved mixing of fuel with air, engines of maximum compression (inlet pressure), engines with maximum increased combustion pressure (combustion density), engines with the lowest possible combustion temperatures and / or other improvements proposed in the invention.

Дополнительные механические средства, которые можно использовать или приспособить, включают системы для сжигания обедненного топлива, каталитические камеры сгорания и системы, камеры сгорания с предварительным смешением, камеры сгорания с диффузионным пламенем, камеры сгорания обедненного предварительно смешанного топлива с предварительным испарением, камеры сгорания с предварительным испарением и предварительным смешением, двигатели с изменяемым коэффициентом сжатия, двигатели с прямой инжекцией и послойной подачей загрузочной смеси, турбонагнетатели, системы с последующим охлаждением, камеры сгорания с повторной подачей, камеры предварительного горения, вихревые системы для подачи во входное отверстие, системы пониженного охлаждения, системы с пониженным теплопереносом, системы улучшенного смешения топлива с воздухом, системы распыления для улучшения динамической энергии, инжекторы для улучшения смешения топлива с воздухом, водоструйные системы и др. Additional mechanical means that can be used or adapted include lean fuel combustion systems, catalytic combustion chambers and systems, pre-mixed combustion chambers, diffusion flame combustion chambers, lean pre-mixed combustion chambers with pre-evaporation, pre-vaporized combustion chambers and pre-mixing engines with variable compression ratio, engines with direct injection and layer feed feed mixtures, turbochargers, systems with subsequent cooling, re-supply combustion chambers, pre-combustion chambers, vortex systems for inlet, low cooling systems, low heat transfer systems, improved fuel-air mixing systems, atomization systems for improving dynamic energy, injectors to improve the mixing of fuel with air, water-jet systems, etc.

В настоящем изобретении предложено для решения поставленных задач предпочтительное использование систем обедненного горения и/или быстрого горения, в частности, с топливами, имеющими более повышенное содержание кислорода. The present invention proposed to solve the problems the preferred use of lean combustion and / or rapid combustion systems, in particular, with fuels having a higher oxygen content.

Предпочтительнее механические системы с использованием камер сгорания с улучшенной турбулентностью. Неограничивающие примеры включают системы очистки воздуха, 4-клапанные односкатные камеры, вихревые камеры догорания, камеры сгорания с косвенной инжекцией, вихревые камеры сгорания с косвенной инжекцией, камеры сгорания с прямой инжекцией и камеры, геометрия которых, диаметр отверстия, угол распыления, степень сжатия и другие параметры способствуют турбулизации. Mechanical systems using combustion chambers with improved turbulence are preferred. Non-limiting examples include air purification systems, 4-valve single slope chambers, vortex combustion chambers, indirect injection chambers, vortex combustion chambers, direct injection chambers and chambers whose geometry, bore diameter, atomization angle, compression ratio and other parameters contribute to turbulization.

Регулировка инжекции, измерение расхода топлива, давление инжекции, перепад давления инжекции, конструкция сопла, температура воздуха не входе, давление воздуха на входе, размер капелек, скорость, давление и температура инжектируемых капелек и геометрия камер сгорания являются одними из наиболее существенных факторов, влияющих на достижение максимального эффекта настоящего изобретения и рассматриваются как частные примеры реализации изобретения. Injection control, measurement of fuel consumption, injection pressure, injection differential pressure, nozzle design, inlet air temperature, inlet air pressure, droplet size, speed, pressure and temperature of injected droplets, and combustion chamber geometry are some of the most significant factors affecting achieving the maximum effect of the present invention and are considered as particular examples of the invention.

Например, путем изменения угла сужения сопла, угла сужения горловины сопла, эксцентричности центральной линии струи, выходящей из реактивного сопла, радиуса распыления (сферического радиуса) в камере предварительного сгорания (вихревой камере), а также модифицируя регулировку инжекции, скорость, длительность и другие факторы, можно максимально использовать преимущества настоящего изобретения. Это касается, в частности, газолина, дизельного топлива, турбореактивных двигателей, жидкостных ракетных двигателей и горелок для жидкого топлива. For example, by changing the narrowing angle of the nozzle, the narrowing angle of the nozzle neck, the eccentricity of the center line of the jet exiting the jet nozzle, the spray radius (spherical radius) in the preliminary combustion chamber (vortex chamber), and also modifying the injection control, speed, duration and other factors , you can maximize the benefits of the present invention. This applies in particular to gasoline, diesel fuel, turbojet engines, liquid rocket engines and liquid fuel burners.

Так, особенно желательной задачей настоящего изобретения является его применение, включая инжекцию тонкораспыленных паров в камеру сгорания и другие области применения, в частности в турбинах, в дизелях и при использовании жидкого топлива. Thus, a particularly desirable objective of the present invention is its application, including the injection of finely dispersed vapors into the combustion chamber and other applications, in particular in turbines, in diesel engines and when using liquid fuel.

В изобретении рассмотрено большое количество средств инжектирования и распыления. Различные топлива, топливные системы, системы горения требуют применения различных средств инжекции, атомизирующих систем, давлений, температур и других факторов. Очевидно, газолиновые системы отличаются, например, от жидких топлив сортов 4-6, которые в соответствии с настоящим изобретением требуют применения средств для их распыления при более высокой вязкости и для инжекции их в горелку или камеру сгорания при больших давлениях. Газолиновые системы, предложенные в изобретении, предполагают использование инжекционных трубопроводных систем, в то время как дизельные системы предполагают систему прямой или косвенной инжекции в цилиндры. The invention contemplates a large number of injection and spraying means. Various fuels, fuel systems, combustion systems require the use of various injection means, atomizing systems, pressures, temperatures and other factors. Obviously, gasoline systems differ, for example, from liquid fuels of grades 4-6, which in accordance with the present invention require the use of means for spraying them at a higher viscosity and for injecting them into a burner or combustion chamber at high pressures. Gasoline systems proposed in the invention involve the use of injection piping systems, while diesel systems require a system of direct or indirect injection into cylinders.

При более высокой латентной теплоте испарения топлива, используемого в изобретении, при подаче топлива в цилиндр происходит образование вакуума. Следовательно, возможно изменение давления инжекции топлива, включая низкие и очень низкие давления. At a higher latent heat of vaporization of the fuel used in the invention, a vacuum is formed when the fuel is supplied to the cylinder. Therefore, it is possible to change the fuel injection pressure, including low and very low pressures.

Тяжелые дизельные топлива, жидкие топлива и соответствующие системы горения требуют использования более высоких давлений, способности к высоким нагрузкам и улучшенных характеристик атомизации по сравнению с газолиновыми системами. Авиационные реактивные топлива имеют аналогичные, но несколько другие требования, при этом необходимо учитывать, что интервал потоков топлива составляет 50:1. Heavy diesel fuels, liquid fuels and associated combustion systems require the use of higher pressures, high load capacities and improved atomization characteristics compared to gasoline systems. Aviation jet fuels have similar, but slightly different requirements, and it should be borne in mind that the interval of fuel flows is 50: 1.

Например, в настоящем изобретении предложены оптимальные давления инжекции бензинового топлива, которые составляют от 7 до 35,2 кПа (от 1 до 5 фунт/дюйм2), от 21,1 до 105,5 кПа (от 3 до 15 фунт/дюйм2), от 35,2 до 141 кПа (от 5 до 20 фунт/дюйм2), от 70 до 211 кПа (от 10 до 30 фунт/дюйм2), от 105,5 до 316,4 кПа (от 15 до 45 фунт/дюйм2). Оптимальные давления инжекции дизельного топлива составляют порядка 105,5-211 МПа (1500-30000 фунтов/дюйм2). Рассматривается также возможность применения более низких давлений инжекции благодаря вакуумному эффекту, возникающему при инжекции некоторых топлив УГС.For example, the present invention provides the optimum fuel injection pressure of gasoline, which ranged from 7 to 35.2 kPa (1 to 5 lb / in2), from 21.1 to 105.5 kPa (3 to 15 lb / in2 ), from 35.2 to 141 kPa (5 to 20 lb / in2), from 70 to 211 kPa (10 to 30 lb / in2), from 105.5 to 316.4 kPa (15 to 45 psi 2 ). Optimal diesel fuel injection pressure in the order of 105,5-211 MPa (1500-30000 lbs / in2). The possibility of using lower injection pressures due to the vacuum effect arising from the injection of some UGS fuels is also being considered.

Примеры предложенных в изобретении атомизирующих систем включают простые жидкостные и многоструйные и/или газожидкостные распылительные форсунки, двухструйные атомизаторы, атомизаторы внутреннего смешения, компрессионные атомизаторы, Y-Jet-распылители, системы с вращающимся диском, воздушные форсунки, распылительные форсунки, испарительные системы, воздуходувные атомизаторы, включая атомизаторы с плоской струей, с предварительным образованием пленки, с плоской струей воздуха, центробежные инжекторы, вращающиеся атомизаторы, роторные атомизаторы, ультразвуковые, акустические атомизаторы и другие существующие или возможные в будущем системы. В соответствии с настоящим изобретением предпочтительны атомизаторы с воздушным поддувом. Examples of atomizing systems according to the invention include simple liquid and multi-jet and / or gas-liquid atomizing nozzles, double-atomizing atomizers, internal mixing atomizers, compression atomizers, Y-Jet atomizers, rotary disk systems, air nozzles, atomizing nozzles, evaporating systems, air blowers including atomizers with a flat jet, with preliminary formation of a film, with a flat stream of air, centrifugal injectors, rotating atomizers, rotor e atomizers, ultrasonic, acoustic atomizers and other existing or possible systems in the future. In accordance with the present invention, air-blown atomizers are preferred.

Дополнительно или альтернативно к системам инжекции топлива возможно использование испарительных элементов, включая Т-образные, L-образные и др. Испарительные элементы, как правило, зафиксированы на огневой трубе, в то время как топливные инжекторы смонтированы в корпусе камеры сгорания, при этом их инжекционная головка расположена внутри испарительной трубки. In addition to or alternatively to fuel injection systems, it is possible to use evaporative elements, including T-shaped, L-shaped, etc. Evaporative elements are usually fixed on the fire tube, while fuel injectors are mounted in the combustion chamber body, while their injection the head is located inside the evaporator tube.

В соответствии с настоящим изобретением основной задачей является создание такого распределения среднего размера частиц паров топлива, выходящего из распылительной системы (или испарительной системы) в камеру сгорания или другое устройство, которое позволило бы максимизировать характеристики горения предложенного топлива, максимально увеличить скорость горения, латентную теплоту испарения, давление горения и другие параметры. In accordance with the present invention, the main objective is to create such a distribution of the average particle size of the fuel vapor leaving the spray system (or vaporization system) into a combustion chamber or other device that would maximize the combustion characteristics of the proposed fuel, maximize the burning rate, latent heat of vaporization , combustion pressure and other parameters.

Поэтому одним из особенно интересных аспектов реализации настоящего изобретения является получение в камере сгорания частиц инжектированного или испаренного топлива (капельных), имеющих размеры от 1 до 70 мкм. Предпочтительно средний размер частиц составляет от 40 до 60 мкм или меньше, более предпочтительно от 30 до 50 мкм, от 20 до 40 мкм, от 5 до 30 мкм или меньше, включая 1 мкм или субмикронные размеры. Ограничения по уменьшению размера частиц паров отсутствуют, поскольку распределение топлива не оказывает вредного воздействия. Средний размер частиц, больший 30, 40, 50 или 70 мкм, также допустим, если быстрая диффузия испаренной доли топлива достигается другими средствами, например химическими, и/или если более меньший размер частиц затрудняет распределение топлива. Однако заявитель полагает, что в некоторых областях применения минимальный размер частиц не должен превышать 5, 10, 20, 30, 40, 50 или 60 мкм. Therefore, one of the most interesting aspects of the implementation of the present invention is to obtain in the combustion chamber particles of injected or vaporized fuel (droplet), having sizes from 1 to 70 microns. Preferably, the average particle size is from 40 to 60 microns or less, more preferably from 30 to 50 microns, from 20 to 40 microns, from 5 to 30 microns or less, including 1 micron or submicron sizes. There are no restrictions on the reduction of the particle size of the vapor, since the distribution of fuel does not have a harmful effect. An average particle size larger than 30, 40, 50, or 70 μm is also acceptable if the fast diffusion of the vaporized fraction of the fuel is achieved by other means, for example chemical, and / or if a smaller particle size makes it difficult to distribute the fuel. However, the applicant believes that in some applications the minimum particle size should not exceed 5, 10, 20, 30, 40, 50 or 60 microns.

Предпочтительно также, если такие инжекционные системы позволяют максимизировать степень смешения топлива с воздухом для улучшения горения. Однако заявитель не стремится использовать слишком высокие скорости смешения, с тем чтобы не вызвать сдувания высоко обедненных смесей и др. It is also preferable if such injection systems allow to maximize the degree of mixing of fuel with air to improve combustion. However, the applicant does not seek to use too high mixing speeds, so as not to cause the blowing of highly depleted mixtures, etc.

При использовании в авиационных реактивных двигателях, в особенности, в условиях высокой маховой скорости (где происходит уменьшение естественной конвекции и диффузии) желательно использование давлений, отличных от потоков инжектируемго топлива. Кроме того, было обнаружено, что в этих условиях полезно использование взаимодействующих параллельных и пересекающихся топливных инжекторов. Улучшение смешения, достигаемое благодаря использованию комбинированной параллельной и пересекающейся инжекции в особенности эффективно, что подчеркивается в настоящем изобретении. When used in aircraft jet engines, especially in conditions of high rotational speed (where there is a decrease in natural convection and diffusion), the use of pressures other than the flows of injected fuel is desirable. In addition, it was found that under these conditions it is useful to use interacting parallel and intersecting fuel injectors. The improvement in mixing achieved through the use of combined parallel and intersecting injection is particularly effective, which is emphasized in the present invention.

Давления инжекции могут в значительной степени различаться, при этом более высокие давления обычно применяют для более тяжелых и жидких топлив с высокой вязкостью. Однако достичь высокого давления инжекции в газовых турбинах более трудно, поскольку при этом необходимо создать более высокое давление топлива, а также в связи с проблемами регулирования распределения топлива в камере сгорания. Поэтому во многих случаях применяют более низкие давления инжекции. Injection pressures can vary significantly, with higher pressures generally being used for heavier and lighter fuels with high viscosity. However, it is more difficult to achieve a high injection pressure in gas turbines, since it is necessary to create a higher fuel pressure, as well as in connection with problems of controlling the distribution of fuel in the combustion chamber. Therefore, in many cases, lower injection pressures are used.

Так, усовершенствованные системы инжекции топлива, позволяющие оптимизировать горение и охлаждение топливной композиции, так что при этом улучшается скорость горения, представляют собой один из существенных аспектов изобретения. Thus, improved fuel injection systems that optimize combustion and cooling of the fuel composition, so that the burning rate is improved, are one of the essential aspects of the invention.

При использовании тяжелых дизельных топлив и аналогичных топлив высокие давления инжекции при некотором запаздывании момента инжекции в условиях полной нагрузки позволяют достичь максимальной энергии смешения и улучшить скорость горения, что также является одной из задач, решаемых в настоящем изобретении. When using heavy diesel fuels and similar fuels, high injection pressures with a certain delay of the injection moment under full load conditions allow to achieve maximum mixing energy and improve the burning rate, which is also one of the problems solved in the present invention.

Было обнаружено также, что более низкие давления инжекции при использовании более тяжелых видов топлива в условиях высокой скорости, но небольшой нагрузки позволяют снизить до минимума избыточное смешение и уменьшить выделение углеводородов, что является, таким образом, более предпочтительным. It was also found that lower injection pressures when using heavier fuels at high speed, but with a small load, minimize over-mixing and reduce hydrocarbon production, which is thus more preferred.

Одновременная инжекция топлива посредством соответствующих средств с использованием одной или более инжекционных систем (например, двойного инжектора топлива), аналогичных или различных по физическому состоянию топлив, например газа с жидкостью, твердого с жидкостью и др., также относится к области настоящего изобретения и конкретно рассматривается. Такое использование в частности рассматривается в тех случаях, где смешивание соединений УГС с базовым компонентом топлива перед инжекцией топлива или оптимизацией горения может оказаться невозможной и их лучше инжектировать по отдельности. Раздельная инжекция также предложена в тех случаях, когда смешение топлива нельзя осуществить другими средствами перед инжекцией топлива и/или сжиганием. The simultaneous injection of fuel by appropriate means using one or more injection systems (for example, a dual fuel injector), similar or different in physical condition of the fuel, for example gas with liquid, solid with liquid, etc., also belongs to the field of the present invention and is specifically considered . Such use is particularly considered in cases where mixing UGS compounds with the base fuel component before fuel injection or combustion optimization may be impossible and it is better to inject them separately. Separate injection is also proposed in cases where fuel mixing cannot be carried out by other means before fuel injection and / or combustion.

Например, введение жидкого углеводородного компонента топлива и газообразного топлива УГС, например водорода, в камеру сгорания или горелку можно осуществить путем раздельной инжекции, специально подобранной в соответствии с конкретными характеристиками данного топлива и системой горения, разработанной с тем, чтобы максимально увеличить скорость горения. For example, the introduction of a liquid hydrocarbon component of a fuel and a gaseous UGS fuel, for example hydrogen, into a combustion chamber or burner can be accomplished by separate injection, specially selected in accordance with the specific characteristics of this fuel and a combustion system designed to maximize the burning rate.

Таким образом, рассматривается возможность инжекции компонентов топлива в различном физическом состоянии одновременно с использованием одних и тех же и/или раздельных средств. Thus, the possibility of injecting fuel components in a different physical state at the same time using the same and / or separate means is considered.

Различные комбинации способов смешения и инжекции предложенных заявителем топлив УГС и компонентов топлив рассматриваются в контексте усовершенствованных систем инжекции топлива и методологии. Various combinations of mixing and injection methods proposed by the applicant UGS fuels and fuel components are considered in the context of improved fuel injection systems and methodology.

В области применения, касающейся авиационных турбореактивных двигателей, в особенности предпочтителен подбор скорости для регулирования потока топлива на некоторой высоте над уровнем моря, поскольку в связи с пониженным атмосферным давлением возникают отклонения кпд горения. In the field of applications for aircraft turbojet engines, it is particularly preferable to select a speed to control the fuel flow at a certain height above sea level, since deviations in combustion efficiency occur due to reduced atmospheric pressure.

В особенности предпочтительны системы инжектирования с усовершенствованной насосной линией, системы с блочным инжектором и/или другие системы, в которых возможно создание высокого давления, регулирование скорости инжекции, времени инжекции и/или проведение другого контроля. В частности, рассмотрены инжекционные системы, в которых возможно регулирование давления инжекции, времени инжекции, скорости и/или давления горения. Particularly preferred injection systems with an improved pumping line, systems with a block injector and / or other systems in which it is possible to create high pressure, control the injection speed, injection time and / or other control. In particular, injection systems are considered in which it is possible to control the injection pressure, injection time, speed and / or combustion pressure.

В настоящем изобретении допустимо использование систем прямой и косвенной инжекции топлива. Однако предпочтительнее системы с прямой инжекцией, в особенности для дизельного топлива. Системы прямой инжекции топлива также более предпочтительны с точки зрения максимального увеличения скорости горения предложенного заявителем топлива УГС. In the present invention, the use of direct and indirect fuel injection systems is permissible. However, direct injection systems are preferred, especially for diesel. Direct fuel injection systems are also more preferable from the point of view of maximizing the burning rate of the proposed UGS fuel.

Другим примером реализации изобретения, как уже было указано выше, является применение турбонаддува или компрессионного наддува, что особенно предпочтительно в данном изобретении, в частности, при использовании бензина или дизельного топлива. Улучшенные системы вентиляции воздуха, устройства для создания давления воздуха и/или системы турбонаддува, повышающие давление воздуха на входе, работающие совместно с системами рециркуляции выхлопного газа (РВГ), в особенности предпочтительны и в значительной степени способствуют решению поставленной задачи. Another example of the implementation of the invention, as already mentioned above, is the use of turbocharging or pressurization, which is particularly preferred in this invention, in particular when using gasoline or diesel fuel. Improved air ventilation systems, devices for creating air pressure and / or turbocharging systems that increase the air pressure at the inlet, working in conjunction with exhaust gas recirculation (EGR) systems, are particularly preferred and contribute significantly to solving this problem.

Улучшенное охлаждение, последующее охлаждение и/или системы с хладоагентом также могут быть использованы, например температуры горения могут быть понижены путем снижения температуры хладоагента, используемого в двигателе, снижением температуры воздуха на входе и/или тепла, поступающего на входной трубопровод. Все эти средства относятся к области настоящего изобретения. Improved cooling, subsequent cooling and / or refrigerant systems can also be used, for example, combustion temperatures can be lowered by lowering the temperature of the refrigerant used in the engine, lowering the inlet air temperature and / or the heat entering the inlet pipe. All of these tools are within the scope of the present invention.

Пример 29. Example 29

Комбинация улучшающего горение топлива, содержащего насыщенное кислородом соединение с высокой латентной теплотой испарения на основе УГС и улучшающее горение количество металлсодержащего соединения, системы горения и системы рециркуляции выхлопного газа (РВГ), в которой указанное топливо сжигают, а выхлопные газы рециркулируют обратно в систему сгорания. The combination of a combustion-enhancing fuel containing an oxygen-saturated compound with a high latent heat of vaporization based on GHS and a combustion-improving amount of a metal-containing compound, a combustion system and an exhaust gas recirculation (EGR) system in which the fuel is burned and the exhaust gases are recycled back to the combustion system.

Пример 30. Example 30

Пример 29, в котором система рециркуляции выхлопного газа (РВГ) представляет собой систему закрытого типа. Example 29, wherein the exhaust gas recirculation (EGR) system is a closed type system.

Пример 31. Example 31

Примеры 29-30, в которых используют неэтилированное топливо, систему горения, предназначенную для бензинов, соответствующих стандарту США, при этом комбинация дополнительно содержит систему контроля выбросов. Examples 29-30, which use unleaded fuel, a combustion system designed for gasoline that complies with the US standard, the combination further comprising an emission control system.

Пример 32. Example 32

Пример 29, в котором топливо содержит кислород в концентрации 2 мас.% и улучшающее горение количество циклического трикарбонила марганца в концентрации 0,082 г/л (1/32 г Мn/гал). Example 29, in which the fuel contains oxygen at a concentration of 2 wt.% And a combustion-improving amount of cyclic manganese tricarbonyl at a concentration of 0.082 g / l (1/32 g Mn / gal).

Пример 33. Example 33

Пример 32, в которой топливо характеризуется повышенной скоростью горения при увеличении теплового кпд системы, в результате чего экономия топлива увеличивается по меньшей мере на 0,5%, 1,0%, 2%, 5%, 10% или больше. Example 32, in which the fuel is characterized by an increased burning rate with increasing thermal efficiency of the system, resulting in fuel economy increasing by at least 0.5%, 1.0%, 2%, 5%, 10% or more.

В изобретении предложено также использование систем последующей обработки выхлопных газов, неограничивающие примеры которых включают керамические обкладки, фильтры, ловушки, ловушки-окислители и катализаторы. Использование катализаторов, работающих на выхлопных газах, в частности, в применении к автомобильным топливам, хорошо известно. The invention also provides the use of exhaust after-treatment systems, non-limiting examples of which include ceramic plates, filters, traps, oxidizer traps and catalysts. The use of exhaust gas catalysts, in particular as applied to automotive fuels, is well known.

В настоящем изобретении предложено, в частности, в области автомобильных топлив, использовать катализаторы выхлопных выбросов (катализаторы трехступенчатой очистки (three way catalysts), предпочтительно монолитные) с одновременным использованием встроенного датчика кислорода, который частично измеряет эффективность работы катализатора. The present invention proposes, in particular in the field of automotive fuels, to use exhaust catalysts (three way catalysts, preferably monolithic) while using an integrated oxygen sensor that partially measures the performance of the catalyst.

Таким образом, предложенные заявителем топлива, улучшающие горение, в сочетании с механическими и аналогичными системами представляют собой значительный шаг вперед по сравнению с известными методами. Thus, the combustion-improving fuels proposed by the applicant in combination with mechanical and similar systems represent a significant step forward compared to known methods.

Так, одним из аспектов настоящего изобретения является изменение и/или адаптация вышеуказанных механических средств для достижения максимально возможной эффективности настоящего изобретения. So, one aspect of the present invention is the modification and / or adaptation of the above mechanical means to achieve the highest possible efficiency of the present invention.

ТОПЛИВА И СИСТЕМЫ ГОРЕНИЯ
Камеры сгорания, используемые в настоящем изобретении, различаются по геометрии (трубчатые, кольцевые, трубчато-кольцевые, сферические), по области их применения (в авиации, в промышленности, в движущихся средствах), а также включают аэродинамические камеры сгорания (с диффузионным пламенем, с предварительным смешением, ступенчатые, каталитические).
FUEL AND COMBUSTION SYSTEMS
The combustion chambers used in the present invention differ in geometry (tubular, annular, tubular-annular, spherical), in the field of their application (in aviation, in industry, in moving means), and also include aerodynamic combustion chambers (with a diffusion flame, pre-mixed, stepwise, catalytic).

В соответствии с настоящим изобретением предпочтительны диффузионные пламенные камеры сгорания, в которых пламя, образующееся при горении, предложенном заявителем, распространяется дальше посредством струйной диффузии газа, улучшенного испарению капелек топлива, повышенной скорости горения и/или распылительной диффузии. In accordance with the present invention, diffusion flame combustion chambers are preferred in which the flame generated by the combustion proposed by the applicant is further propagated by jet diffusion of gas, improved evaporation of fuel droplets, increased combustion rate and / or spray diffusion.

Таким образом, одним из примеров реализации изобретения является использование камеры сгорания с диффузионным пламенем в сочетании с топливом УГС, в результате чего уменьшаются выбросы при горении, горение ускоряется и/или наблюдается понижение температуры горения. Thus, one example of the implementation of the invention is the use of a combustion chamber with a diffusion flame in combination with UGS fuel, as a result of which emissions from combustion are reduced, combustion is accelerated and / or a decrease in the combustion temperature is observed.

Предложенное изобретение в особенности возможно использовать в турбинах, в частности в авиационных турбореактивных двигателях, в промышленных газовых турбинах, судовых газовых турбинах и др. In particular, the proposed invention can be used in turbines, in particular in aircraft turbojet engines, in industrial gas turbines, ship gas turbines, etc.

Физическое состояние используемых топлив включает жидкости с широким и узким интервалом температуры кипения, полужидкости, почти жидкости, полутвердые вещества, твердые вещества, газообразные топлива и их смеси. The physical state of the fuels used includes liquids with a wide and narrow range of boiling points, semi-liquids, almost liquids, semi-solid substances, solids, gaseous fuels and mixtures thereof.

Предложенные заявителем беспримесные топлива (например, соединения УГС и металлсодержащие соединения) имеют исключительную движущую силу и не загрязняют окружающую среду, примеры использования которых не ограничиваются их использованием в двигателях внутреннего сгорания, авиационных турбореактивных двигателях, газойлевых турбинах, печах, горелках, двигателях с воздушным поддувом и ракетных двигателях. The non-polluting fuels proposed by the applicant (for example, UGS compounds and metal-containing compounds) have an exceptional driving force and do not pollute the environment, examples of which are not limited to their use in internal combustion engines, aircraft turbojets, gas oil turbines, furnaces, burners, air-blown engines and rocket engines.

Предложенное в изобретении чистое (беспримесное) топливо является исключительным топливом, которое может использоваться потенциально в любой системе горения. Тем не менее может потребоваться модификация существующих камер сгорания для достижения максимально эффективного горения и высоких термодинамических характеристик для данного беспримесного топлива. The clean (pure) fuel proposed in the invention is an exceptional fuel that can be used potentially in any combustion system. Nevertheless, it may be necessary to modify existing combustion chambers to achieve the most efficient combustion and high thermodynamic characteristics for this clean fuel.

Другим примером реализации изобретения является использование систем улучшенного горения, способных к выработке больших количеств свободной энергии при более высоких давлениях и/или повышенных тепловых кпд, обусловленных использованием предложенных топлив. Предполагается, что для максимального увеличения преимуществ чистых, почти чистых, по большей части чистых или частично чистых топлив УГС, предложенных в изобретении, возможна модификация систем и разработка новых конструкций. Another example implementation of the invention is the use of improved combustion systems capable of generating large amounts of free energy at higher pressures and / or increased thermal efficiency due to the use of the proposed fuels. It is assumed that in order to maximize the benefits of pure, almost pure, mostly pure or partially pure UGS fuels proposed in the invention, it is possible to modify systems and develop new designs.

Таким образом, к области настоящего изобретения относится сочетание таких усовершенствованных систем горения с предложенными в изобретении топливами. Thus, the invention relates to a combination of such improved combustion systems with the fuels of the invention.

Одним из примеров реализации изобретения является использование соединений УГС, их смесей или смесей с улучшающим горение количеством не содержащих свинец металлсодержащих соединений. Однако предпочтительным примером реализации является применение соединений УГС или их смесей совместно по меньшей мере с одним бессвинцовым металлсодержащим соединением ("топливо УГС"). Предложенное топливо УГС может содержать по меньшей мере один дополнительный окислитель и/или одно дополнительное топливо для двигателей внутреннего сгорания или топливный компонент. One example of the implementation of the invention is the use of UGS compounds, mixtures thereof or mixtures with a combustion-improving amount of lead-free metal-containing compounds. However, a preferred embodiment is the use of UGS compounds or mixtures thereof together with at least one lead-free metal-containing compound (“UGS fuel”). The proposed UGS fuel may contain at least one additional oxidizing agent and / or one additional fuel for internal combustion engines or a fuel component.

При использовании топливного компонента, например, если топливо УГС используют в сочетании с водородом и/или углеродсодержащим топливом, снижение упругости паров по Рейду (УПР) (RVP) является одним из аспектов реализации изобретения. Однако полученное в результате топливо включает топливо с упругостью паров RVP в интервале от 0,069 до 6895 кПа (0,01-1000,0 фунтов/кв. дюйм); 0,137- 1379 кПа (2,0-200,0 фунтов/дюйм2); 0,137-275,8 кПа (2,0-40,0 фунтов/дюйм2); 0,068-137,9 кПа (1,0-20,0 фунтов/дюйм2); 0,069-0,689 кПа (1,0-10,0 фунтов/дюйм2); 0,069-55,15 кПа (1,0-8,0 фунтов/дюйм2); 0,069-51,5 кПа (1,0-7,5 фунтов/дюйм2); 0,069-48,2 кПа (1,0-7,0 фунтов/дюйм2); 0,069-44,8 кПа (1,0-6,5 фунтов/дюйм2); 0,069-41,4 кПа (1,0-6,0 фунтов/дюйм2); 0,069-20,7 кПа (1,0-3,0 фунтов/дюйм2); 0,069-13,8 кПа (1,0-2,0 фунтов/дюйм2) или меньше.When using the fuel component, for example, if the HCS fuel is used in combination with hydrogen and / or carbon-containing fuel, reducing vapor pressure by Reid (RVP) is one aspect of the invention. However, the resulting fuel includes fuel with an RVP vapor pressure in the range of 0.069 to 6895 kPa (0.01-1000.0 psi); 0,137- 1,379 kPa (2,0-200,0 lb / in2); 0,137-275,8 kPa (2,0-40,0 lb / in2); 0,068-137,9 kPa (1,0-20,0 lb / in2); 0,069-0,689 kPa (1.0-10.0 lbs / in2); 0,069-55,15 kPa (1.0-8.0 pounds / in2); 0,069-51,5 kPa (1,0-7,5 pounds / in2); 0,069-48,2 kPa (1.0-7.0 pounds / in2); 0,069-44,8 kPa (1,0-6,5 pounds / in2); 0,069-41,4 kPa (1.0-6.0 pounds / in2); 0,069-20,7 kPa (1.0-3.0 pounds / in2); 0,069-13,8 kPa (1.0-2.0 pounds / inch 2) or less.

В изобретении предложено также оптимизировать точку вспышки топлив, определяющую некоторые температуры вспышки. Предполагается, что использование дополнительного растворителя, подбор углеводородных фракций (для увеличения точки вспышки), солей, пен и других добавок может позволить снизить давление паров (RVP) и/или увеличить точку вспышки. Примеры такого использования рассматриваются. The invention also proposed to optimize the flash point of fuels, which determines some flash point. It is assumed that the use of an additional solvent, the selection of hydrocarbon fractions (to increase the flash point), salts, foams and other additives can reduce the vapor pressure (RVP) and / or increase the flash point. Examples of such use are considered.

Пример 34. Example 34

Состав, содержащий соединения УГС, и улучшающее горение количество по меньшей мере одного бессвинцового металлсодержащего соединения. A composition containing HCV compounds and a combustion-improving amount of at least one lead-free metal-containing compound.

Пример 35. Example 35

Состав примера 34, дополнительно содержащий окислитель и/или топливный компонент. The composition of example 34, additionally containing an oxidizing agent and / or fuel component.

Таким образом, в изобретении предложено чистое, по существу чистое, главным образом чистое топливо УГС, включающее композиции, содержащие более 50 об.% соединения или соединений УГС. Предложено также топливо, содержащее по существу большую часть, меньшую часть или по существу меньшую часть, например более 0,5, 1,0, 1,5, 1,8, 2,0, 2,7, 3,0, 3,5, 3,7, 4,0, 5,0, 10, 15, 20, 25, 30, 40% (об. или мас.) топлива УГС, как правило, совместно с топливным компонентом ("базовым топливом или топливным компонентом"). Thus, the invention provides a pure, substantially pure, substantially pure, HCV fuel, comprising compositions containing more than 50 vol.% Of the HCV compound or compounds. Also proposed is a fuel containing essentially a large part, a smaller part or a substantially smaller part, for example, more than 0.5, 1.0, 1.5, 1.8, 2.0, 2.7, 3.0, 3, 5, 3,7, 4,0, 5,0, 10, 15, 20, 25, 30, 40% (vol. Or wt.) UGS fuel, as a rule, together with the fuel component ("base fuel or fuel component ").

В соответствии с настоящим изобретением наиболее предпочтительны беспримесные топлива УГС, содержащие марганец, включая диметилкарбонат, метанол, водород, метилаль, метангидрат, гидразин и их смеси. In accordance with the present invention, the most preferred are pure UHF fuels containing manganese, including dimethyl carbonate, methanol, hydrogen, methylal, methane hydrate, hydrazine and mixtures thereof.

Исходно предполагалось, что предложенные топлива УГС могут быть включены в небольших объемах в состав топливных компонентов, поставляемых на рынок. It was initially assumed that the proposed UGS fuels could be included in small volumes in the composition of the fuel components supplied to the market.

Тем не менее при больших концентрациях топлив УГС (в об.%) от полученного топлива, наблюдается резкое улучшение горения и снижение выброса в атмосферу. Nevertheless, at high concentrations of UGS fuels (in vol.%) Of the resulting fuel, there is a sharp improvement in combustion and a decrease in atmospheric emissions.

При более подробном рассмотрении возможности их применения в компонентах топлива показано, что приведенное описание для одного компонента топлива может быть применено для любого другого компонента топлива, для которого возможно такое применение (например, антиоксиданты или детергенты одного класса компонентов топлива могут быть использованы для другого класса компонентов топлива и т.п.). A closer look at the possibility of their use in fuel components shows that the above description for one fuel component can be applied to any other fuel component for which such application is possible (for example, antioxidants or detergents of one class of fuel components can be used for another class of components fuel, etc.).

ТОПЛИВА ДЛЯ ТУРБОРЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ТУРБИННЫЕ СИСТЕМЫ
В настоящей изобретении подробно рассмотрена возможность применения полученного топлива в турбореактивных двигателях и в качестве компонентов топлива. Заявитель полагает, что возможно широкое применение настоящего изобретения в топливах для реактивных двигателей, топливах для авиационных турбореактивных двигателей, включая топливо для тяговых и подъемных двигателей, пускателей и вспомогательных средств.
FUEL FOR TURBOREACTIVE ENGINES AND TURBINE SYSTEMS
The present invention describes in detail the possibility of using the resulting fuel in turbojet engines and as fuel components. The applicant believes that the widespread use of the present invention in jet fuels, fuels for aircraft turbojet engines, including fuel for traction and lifting engines, starters and auxiliary equipment.

В настоящем изобретении, в частности, предложены авиационные турбины, полученные топлива для авиационных турбин (топлива УГС и компоненты топлива) или компоненты топлива, удовлетворяющие ASTM D 1655, включая Jet A, Jet A-1 (с относительно высокой точкой вспышки дистиллята керосинового типа), Jet B-A (с относительно широким интервалом кипения летучего дистиллята). Рассмотрены также другие сорта топлива для турбореактивных двигателей, включая удовлетворяющие руководству IATA и техническим условиям на турбины для военной авиации, таким как MIL-T-5624, MIL-T-83133, MIL-P-87107. Так, заявитель приводит многочисленные ссылки на топлива, используемые в авиации и газовых турбинах, в следующей литературе (Chapter 2 "Gas Turbine Fuels" L. Gardner and R. B. Whyte, Desine of Modern Turbine Combustors, Academic Press, 1990, p. 81-227"). The present invention, in particular, provides aircraft turbines, fuel derived for aircraft turbines (UHF fuels and fuel components) or fuel components that meet ASTM D 1655, including Jet A, Jet A-1 (with a relatively high flash point of kerosene type distillate) , Jet BA (with a relatively wide boiling range of volatile distillate). Other types of fuel for turbojet engines are also considered, including those complying with the IATA manual and technical specifications for turbines for military aircraft, such as MIL-T-5624, MIL-T-83133, MIL-P-87107. Thus, the applicant cites numerous references to fuels used in aviation and gas turbines in the following literature (Chapter 2 "Gas Turbine Fuels" L. Gardner and RB Whyte, Desine of Modern Turbine Combustors, Academic Press, 1990, p. 81-227 ").

Авиационные топлива для турбин, предложенные в настоящем изобретении, за исключением тех, которые указаны особо, состоят из смесей очищенных углеводородов, полученных из сырой нефти, природного бензина или их смесей с синтетическими углеводородами. Как правило, они представляют собой смесь углеводородов (т. е., парафинов, циклопарафинов, ароматических веществ и олефинов, плюс следовые количества гетероатомов, таких как соединения серы) и смешаны с фракциями дистиллятов прямой перегонки, которые были подвергнуты какой-либо последующей обработке. The turbine aviation fuels of the present invention, with the exception of those specifically indicated, consist of mixtures of refined hydrocarbons obtained from crude oil, natural gasoline, or mixtures thereof with synthetic hydrocarbons. They are typically a mixture of hydrocarbons (i.e., paraffins, cycloparaffins, aromatics and olefins, plus trace amounts of heteroatoms such as sulfur compounds) and are mixed with fractions of direct distillates that have undergone any further processing.

В частности, в изобретении рассмотрены авиационные топлива для турбин, состоящие из небольших или значительных количеств веществ УГС. In particular, the invention contemplates aviation turbine fuels consisting of small or significant quantities of HCS substances.

В настоящем изобретении предложены системы газовых турбин и реактивных двигателей с воздушным поддувом. Неограничивающие примеры таких систем включают турбореактивные, турбовинтовые, турбовентиляторные, прямоточные воздушно-реактивные двигатели, реактивные двигатели быстрого включения, пульсирующие воздушно-реактивные двигатели и их различные варианты. Эти системы рассмотрены на конкретных примерах авиационных топлив для турбин. The present invention provides a system of gas turbines and jet engines with air injection. Non-limiting examples of such systems include turbojet, turboprop, turbofan, ramjet engines, jet engines, pulsed airjet engines and their various options. These systems are examined with specific examples of aviation fuels for turbines.

Например, неограничивающие примеры конфигурации газовых турбин включают основную, с одним промежуточным охлаждением, с двумя промежуточными охлаждениями, с изотермическим промежуточным охлаждением, с одним повторным нагревом, с двумя повторными нагревами, с изотермическим повторным нагревом, с одним промежуточным охлаждением и одним повторным нагревом, с двумя промежуточными охлаждениями и двумя повторными нагревами, с изотермическим промежуточным охлаждением и изотермическим повторным нагревом, с регенерацией, регенерацией с основной газовой турбиной, регенерацией с одним промежуточным охлаждением, регенерацией с одним повторным нагревом, регенерацией с одним промежуточным охлаждением и одним повторным нагревом, регенерацией с двумя промежуточными охлаждениями и двумя повторными нагревами и регенерацией с изотермическим промежуточным охлаждением и изотермическим повторным нагревом. For example, non-limiting examples of gas turbine configurations include a main one, with one intermediate cooling, with two intermediate cooling, with isothermal intermediate cooling, with one reheating, with two reheating, with isothermal reheating, with one intermediate cooling and one reheating, s two intermediate cooling and two reheating, with isothermal intermediate cooling and isothermal reheating, with regeneration, regeneration based on a gas turbine, regeneration with one intermediate cooling, regeneration with one reheating, regeneration with one intermediate cooling and one reheating, regeneration with two intermediate cooling and two reheating and regeneration with isothermal intermediate cooling and isothermal reheating.

Неограничивающие примеры "турбореактивных" воздушных двигателей включают основные, с промежуточным охлаждением, с повторным нагревом, с промежуточным охлаждением и повторным нагревом, с догоранием, с промежуточным охлаждением и повторным нагревом. Неограничивающие примеры турбовинтовых систем включают основные, с промежуточным охлаждением, с повторным нагревом, с промежуточным охлаждением и повторным нагревом, с регенерацией, с промежуточным охлаждением и повторным нагревом и с регенерацией, с основным турбовентилятором, с промежуточным охлаждением и с повторным нагревом турбовентилятора, с турбовентилятором с дожиганием, с основным прямоточным воздушно-реактивным двигателем, с ядерным турбореактивным с циклом жидкого металла, с ядерным турбовинтовым с циклом жидкого металла, трубопроводные ракетные и др. Non-limiting examples of "turbojet" air engines include core ones, with intercooler, reheat, intercooler and reheat, with afterburning, intercooler and reheat. Non-limiting examples of turboprop systems include basic ones, with intercooler, reheat, intercooler and reheat, regeneration, intercooler and reheat, and regeneration, with main turbofan, intercooler and reheat turbofan, with turbofan with afterburning, with the main ramjet engine, with a nuclear turbojet with a liquid metal cycle, with a nuclear turboprop with a liquid metal cycle , pipeline rocket, etc.

Было обнаружено, что прямоточные воздушно-реактивные двигатели и пульсирующие воздушно-реактивные двигатели особенно предпочтительны в настоящем изобретении. Термодинамические характеристики пульсирующих воздушно-реактивных двигателей рассмотрены в литературе ("Jet, Rocket, Nuclear, Ion and Electric Propulsion: Theory and Design", Edited and Authored by W.H.T.LOH, 1968, p.191). It has been found that ramjet engines and pulsed jet engines are particularly preferred in the present invention. The thermodynamic characteristics of pulsating jet engines are discussed in the literature ("Jet, Rocket, Nuclear, Ion and Electric Propulsion: Theory and Design", Edited and Authored by W.H.T.LOH, 1968, p. 191).

Предпочтительные камеры сгорания в соответствии с изобретением включают трубчатые, трубчато-кольцевые, кольцевые и сферические. Preferred combustion chambers in accordance with the invention include tubular, tubular, annular, and spherical.

Предложенное изобретение в применении к вышеуказанным конфигурациям камер сгорания турбин и систем позволяет неожиданно значительно снизить образование свободного углерода в зоне первичного горения. Было обнаружено также, что уменьшение свободного углерода в зоне первичного горения приводит, в свою очередь, к снижению излучения пламени, что, в свою очередь, позволяет снизить температуры обкладки камеры сгорания. Таким образом, снижение тепловой нагрузки на обкладку стен повышает срок службы двигателя. The proposed invention, as applied to the above configurations of the combustion chambers of turbines and systems, can unexpectedly significantly reduce the formation of free carbon in the primary combustion zone. It was also found that a decrease in free carbon in the primary combustion zone, in turn, leads to a decrease in flame radiation, which, in turn, allows to reduce the temperature of the lining of the combustion chamber. Thus, reducing the thermal load on the wall lining increases the life of the engine.

Более того, предложенные в изобретении пониженные температуры горения оказываются в высшей степени полезными на большой высоте над уровнем моря и при большой маховой скорости, где экстремальные температуры двигателя ограничивают возможность работы и конструкцию систем сгорания. Было обнаружено, что изобретение позволяет существенно снизить температуры камер сгорания двигателя на величину от 13,9 до 222oС (от 25 до 400oF) или более.Moreover, the lowered combustion temperatures proposed in the invention turn out to be extremely useful at high altitudes and at high flywheel speeds, where extreme engine temperatures limit the ability to operate and design combustion systems. It was found that the invention allows to significantly reduce the temperature of the combustion chambers of the engine by a value of from 13.9 to 222 o C (from 25 to 400 o F) or more.

Пример 36. Example 36

Способ работы реактивного двигателя на большой высоте над уровнем моря при высокой маховой скорости или другого двигателя, подверженного воздействию высоких рабочих температур, включающий смешение топлива УГС (содержащего соединения УГС и соответствующее металлсодержащее соединение) в таких пропорциях к авиационному топливному компоненту, что горение при высокой маховой скорости или на большой высоте протекает при пониженной температуре, а также работу реактивного двигателя при высокой маховой скорости или на большой высоте, при которой температуры камеры сгорания и двигателя понижены на величину от 14 до 167oС (от 25 до 300oF), от 28 до 194oС (от 50 до 350oF), от 42 до 209oС (от 75 до 375oF), от 56 до 222oС (от 100 до 400oF), от 70 до 250oС (от 125 до 450oF), от 84 до 278oС (от 150 до 500oF), от 98 до 306oС (от 175 до 550oF), от 112 до 324oС (от 200 до 600oF), от 126 до 408oС (от 225 до 750oF), от 140 до 500oС (от 250 до 900oF) или больше.A method of operating a jet engine at high altitude at high flywheel speed or another engine exposed to high operating temperatures, comprising mixing UGS fuel (containing UGS compounds and the corresponding metal-containing compound) in such proportions to the aviation fuel component that burning at high flywheel speed or at high altitude occurs at low temperatures, as well as the operation of a jet engine at high flywheel speed or at high altitude, at Ora combustion chamber temperature and the engine are lowered by from 14 to 167 o C (from 25 to 300 o F), from 28 to 194 o C (from 50 to 350 o F), from 42 to 209 o C (from 75 to 375 o F), from 56 to 222 o C (from 100 to 400 o F), from 70 to 250 o C (from 125 to 450 o F), from 84 to 278 o C (from 150 to 500 o F), from 98 to 306 o C (from 175 to 550 o F), from 112 to 324 o C (from 200 to 600 o F), from 126 to 408 o C (from 225 to 750 o F), from 140 to 500 o C (from 250 to 900 o F) or more.

Было обнаружено также, что предложенное изобретение приводит к увеличению полезной работы, тяги, теплового кпд двигателя на величину от 0,5 до 2%, от 0,5 до 5%, от 1 до 10%, от 5 до 20%, от 10 до 40% или выше, и часто позволяет осуществить несколько более бесшумную работу в зависимости от концентрации топлива УГС, состава топливного компонента и конкретной работы. It was also found that the proposed invention leads to an increase in useful work, traction, thermal efficiency of the engine by a value of from 0.5 to 2%, from 0.5 to 5%, from 1 to 10%, from 5 to 20%, from 10 up to 40% or higher, and often allows for a slightly quieter operation, depending on the concentration of UGS fuel, the composition of the fuel component and the specific operation.

Предложенное изобретение при использовании в реактивных турбинах обладает также тем преимуществом, что позволяет снизить концентрации вредных выхлопов СО, NOх и НС, которые, как правило, связаны с холостой работой.The proposed invention, when used in jet turbines, also has the advantage of reducing the concentration of harmful emissions of CO, NO x and HC, which are usually associated with idle operation.

Как уже указано выше, проблема покрытия турбины оксидами марганца, которая в прошлом мешала использованию марганца в турбинных топливах, в настоящее время совершенно неожиданно может быть решена. Предложенное в изобретении понижение температур горения оказывает благоприятный эффект, снижая отложение других соединений на поверхности турбины и уменьшая коррозию. As already mentioned above, the problem of coating a turbine with manganese oxides, which in the past interfered with the use of manganese in turbine fuels, can now be completely unexpectedly solved. Proposed in the invention lowering the combustion temperature has a beneficial effect, reducing the deposition of other compounds on the surface of the turbine and reducing corrosion.

В соответствии с настоящим изобретением предпочтительные химические средства с использованием соединений УГС включают улучшающее горение количество диметилкарбоната в сочетании с улучшающим горение количеством циклического трикарбонила марганца в базовом топливе для турбореактивных двигателей. Предпочтительно конечная топливная смесь должна удовлетворять минимальным пределам ASTM, включая точку вспышки, точку текучести, термостойкость, дистилляционные параметры, ароматичность, плотность, точку замерзания, вязкость, чистую теплоту сгорания и др. In accordance with the present invention, preferred chemicals using HCS compounds include a combustion-improving amount of dimethyl carbonate in combination with a combustion-improving amount of cyclic manganese tricarbonyl in a turbojet base fuel. Preferably, the final fuel mixture should satisfy ASTM minimum limits, including flash point, yield point, heat resistance, distillation parameters, aromaticity, density, freezing point, viscosity, net calorific value, etc.

Углеводордная часть топлива для турбин (топливный компонент) включает парафины, нафтены, олефины и ароматические вещества в порядке их предпочтения. The hydrocarbon portion of the turbine fuel (fuel component) includes paraffins, naphthenes, olefins and aromatics in order of preference.

Показано, что кислород, полученный из топлив УГС, входит в состав топлив для авиационных двигателей в различных концентрациях, при этом его оптимальное содержание зависит от высоты полета, скорости, подъемных/тяговых требований, конфигурации системы горения, кпд горения, состава базового углеводородного топлива, концентрации марганца и других факторов. It is shown that oxygen obtained from UGS fuels is a part of fuels for aircraft engines in various concentrations, while its optimal content depends on the flight altitude, speed, lift / thrust requirements, combustion system configuration, combustion efficiency, and the composition of basic hydrocarbon fuel, manganese concentrations and other factors.

Таким образом, для улучшения горения путем использования насыщенных кислородом топлив УГС, рекомендуемое процентное содержание кислорода в полученном топливе при высоте над уровнем моря 3 км (10000 футов) составляет от 0,1 до 5%, предпочтительно от 3 до 5%; при 6,1 км (20000 футов) рекомендуемое содержание кислорода составляет от 0,1 до 10%, предпочтительно от 3 до 8%; при 9,1 км (30000 футов) рекомендуемое содержание кислорода составляет от 0,1 до 16%, предпочтительно от 5,0 до 7,0% и более предпочтительно от 5,0 до 16,0%; при 12,2 км (40000 футов) рекомендуемое содержание кислорода составляет от 0,1 до 30,0%, предпочтительнее от 11,0 до 30,0%. Рекомендуемое среднее процентное содержание кислорода в полученном топливе может значительно превосходить верхний предел, составляющий 30% или выше, в частности в усовершенствованных областях применения при сверхбольшой высоте над уровнем моря и в топливных смесях, содержащих альтернативные окислители. Thus, in order to improve combustion by using oxygenated UGS fuels, the recommended percentage of oxygen in the resulting fuel at an altitude of 3 km (10,000 ft) is from 0.1 to 5%, preferably from 3 to 5%; at 6.1 km (20,000 ft), the recommended oxygen content is from 0.1 to 10%, preferably from 3 to 8%; at 9.1 km (30,000 ft), the recommended oxygen content is from 0.1 to 16%, preferably from 5.0 to 7.0%, and more preferably from 5.0 to 16.0%; at 12.2 km (40,000 ft), the recommended oxygen content is from 0.1 to 30.0%, more preferably from 11.0 to 30.0%. The recommended average percentage of oxygen in the resulting fuel can significantly exceed the upper limit of 30% or higher, in particular in advanced applications at very high altitudes and in fuel mixtures containing alternative oxidizing agents.

Рекомендуемое среднее содержание кислорода в составах для авиационных турбин общего распространения, включая применение в компоненте топлива, составляет примерно от 0,01 до 3%, от 1,0 до 4,0%, от 1,0 до 7,0% кислорода по массе от полученного топлива. Приемлемой является концентрация 2,0 мас.%. Предпочтительной является средняя концентрация 4,5 мас.%. Конкретное содержание кислорода в компоненте топлива различается в зависимости от конкретного топлива, системы сгорания, учета точки вспышки и рабочих условий. The recommended average oxygen content in compositions for general-purpose aircraft turbines, including use in a fuel component, is from about 0.01 to 3%, from 1.0 to 4.0%, from 1.0 to 7.0% oxygen by weight from the fuel received. Acceptable is a concentration of 2.0 wt.%. Preferred is an average concentration of 4.5 wt.%. The specific oxygen content of the fuel component varies depending on the specific fuel, combustion system, flash point and operating conditions.

Концентрации марганца в топливе для авиационных турбореактивных двигателей составляют от 0,00026 до 2,6 г/л (от 0,001 до 10,0 г/гал). Тем не менее рассмотрена возможность использования концентраций, существенно больших этого интервала в усовершенствованных топливах, в которых соединения УГС составляют меньшую часть, большую часть и/или в топливах, представляющих собой чистое топливо УГС. Использование в гиперголях также требует более высоких концентраций марганца. The concentration of manganese in the fuel for aircraft turbojet engines is from 0.00026 to 2.6 g / l (from 0.001 to 10.0 g / gal). Nevertheless, the possibility of using concentrations substantially greater than this interval in advanced fuels in which the UGS compounds comprise a smaller part, a large part and / or in the fuels representing the pure UGS fuel has been considered. Use in hypergols also requires higher concentrations of manganese.

Оказалось также, что чем больше высота над уровнем моря, тем выше требуемый уровень концентрации марганца. Более высокий уровень концентрации марганца допустим при более высоких концентрациях кислорода в композиции. Как уже отмечено, более высокие концентрации кислорода отмечены также на больших высотах. Например, при работе на уровне приблизительно от 12 до 15 км (от 40 000 до 50 000 футов) над уровнем моря подходящие концентрации марганца составляют от 0,00026 до 1,06 г/л (0,001 до 4,00 г/гал). На меньшей высоте, составляющей приблизительно от 1,5 до 6 км (от 5 000 до 20 000 футов) над уровнем моря желательная концентрация марганца составляет примерно от 0,00026 до 0,13 г/л (0,001 до 0,50 г/гал), более предпочтительно от 0,033 до 0,13 г/л (от 0,125 до 0,50 г/гал). Тем не менее, в частности, могут быть рассмотрены концентрации, выходящие за пределы этих интервалов, в особенности, при улучшенной работе. It also turned out that the higher the altitude, the higher the required level of manganese concentration. A higher level of manganese concentration is permissible at higher oxygen concentrations in the composition. As already noted, higher concentrations of oxygen are also noted at high altitudes. For example, when operating at approximately 12 to 15 km (40,000 to 50,000 ft) above sea level, suitable manganese concentrations are from 0.00026 to 1.06 g / l (0.001 to 4.00 g / gal). At a lower altitude of approximately 1.5 to 6 km (5,000 to 20,000 feet) above sea level, the desired concentration of manganese is approximately 0,00026 to 0.13 g / l (0.001 to 0.50 g / gal ), more preferably from 0.033 to 0.13 g / l (from 0.125 to 0.50 g / gal). However, in particular, concentrations that go beyond these ranges can be considered, especially with improved performance.

В соответствии с настоящим изобретением концентрации металлсодержащего соединения и кислорода были определены путем оптимизации горения композиции в рабочих условиях системы. In accordance with the present invention, the concentrations of the metal-containing compound and oxygen were determined by optimizing the combustion of the composition under the operating conditions of the system.

Пример 37. Example 37

Авиационное топливо для турбореактивных двигателей, соответствующее ASTM D 1655, содержащее диизопропиловый эфир или диметилкарбонат и смесь, представляющую собой от 0,5 до 4,5%, от 1,0 до 2,0 мас.% кислорода в композиции и от 0,015 до 0,125 г Мn/л (от 1/64 до 1/8 г Мn/гал) трикарбонилциклопентадиенилмарганца. Aircraft fuel for turbojet engines, corresponding to ASTM D 1655, containing diisopropyl ether or dimethyl carbonate and a mixture representing from 0.5 to 4.5%, from 1.0 to 2.0 wt.% Oxygen in the composition and from 0.015 to 0.125 g Mn / l (1/64 to 1/8 g Mn / gal) tricarbonylcyclopentadienyl manganese.

Пример 38. Example 38

Авиационное топливо для турбореактивных двигателей, соответствующее ASTM D 1655, содержащее диизопропиловый эфир и/или диметилкарбонат или смесь, представляющую собой от 0,5 до 20,0 мас. % кислорода в композиции и от 0,00026 до 1,32 г Мn/л (от 0,001 до 5,0 г Мn/гал) трикарбонилциклопентадиенилмарганца. Aircraft fuel for turbojets, corresponding to ASTM D 1655, containing diisopropyl ether and / or dimethyl carbonate or a mixture representing from 0.5 to 20.0 wt. % oxygen in the composition and from 0.00026 to 1.32 g Mn / l (0.001 to 5.0 g Mn / gal) tricarbonylcyclopentadienyl manganese.

Пример 39. Example 39

Соответствует примеру 38, за исключением того, что топливо сжигают в авиационном реактивном двигателе, работающем на высоте 1,5 км (5 000 футов) над уровнем моря. Corresponds to Example 38, except that the fuel is burned in an aircraft jet engine operating at an altitude of 1.5 km (5,000 ft) above sea level.

Пример 40. Example 40

Соответствует примеру 38, за исключением того, что топливо сжигают в авиационном реактивном двигателе, работающем на высоте 6 км (20 000 футов) над уровнем моря. Corresponds to example 38, except that the fuel is burned in an aircraft jet engine operating at an altitude of 6 km (20,000 feet) above sea level.

Пример 41. Example 41

Соответствует примеру 38, за исключением того, что диметилкарбонат составляет в композиции 25 мас.% кислорода, а концентрация трикарбонилциклопентадиенилмарганца составляет более 0,26 г Мn/л (1,0 г Мn/гал). Corresponds to example 38, except that dimethyl carbonate comprises 25 wt.% Oxygen in the composition and the concentration of tricarbonyl cyclopentadienyl manganese is more than 0.26 g Mn / l (1.0 g Mn / gal).

Пример 42. Example 42

Соответствует примеру 38, за исключением того, что топливо сжигают в авиационном реактивном двигателе, работающем на высоте 12 км (40 000 футов) над уровнем моря. Corresponds to example 38, except that the fuel is burned in an aircraft jet engine operating at an altitude of 12 km (40,000 feet) above sea level.

Пример 43. Example 43

Соответствует примеру 38, за исключением того, что диметилкарбонат присутствует в композиции при содержании кислорода примерно от 0,1 до 3,0 мас.%. Corresponds to example 38, except that dimethyl carbonate is present in the composition at an oxygen content of about 0.1 to 3.0 wt.%.

Пример 44. Example 44

Примеры 37-43, в которых композиция содержит монометиловый эфир этиленгликоля в концентрации от 0,1 до 0,15 об.%. Examples 37-43, in which the composition contains ethylene glycol monomethyl ether in a concentration of from 0.1 to 0.15 vol.%.

Пример 45. Example 45

Соответствует примеру 38, в котором работа проходит на высоте свыше 18 км (60000 футов) над уровнем моря, при этом содержание кислорода диметилкарбоната составляет от 3,0 до 15,0%, а концентрация металла составляет от 0,13 до 2,6 г/л (от 0,5 до 10,0 г/гал), в результате чего температура двигателя понижена по меньшей мере на 5,5-212oС (10-400oF) или больше по сравнению с известными способами.Corresponds to example 38, in which the work takes place at an altitude of over 18 km (60,000 feet) above sea level, with the oxygen content of dimethyl carbonate being from 3.0 to 15.0%, and the metal concentration being from 0.13 to 2.6 g / l (from 0.5 to 10.0 g / gal), as a result of which the engine temperature is lowered by at least 5.5-212 o C (10-400 o F) or more compared with known methods.

Пример 46. Example 46

Способ работы реактивного двигателя на большой высоте, включающий смешение авиационного реактивного топлива с компонентом УГС, составляющим от 0,01 до 30,0 мас.% кислорода в композиции, в сочетании с улучшающим горение количеством металлсодержащего соединения с высоким выделением энергии, работа указанного двигателя на высоте свыше 12 км (40000 футов), предпочтительно от 18 до 30 км (от 60000 до 100000 футов) или выше, выпуск газов сгорания во входное отверстие турбины, в результате чего температура газа на входе понижается ниже 1200 К или лучшего известного способа по меньшей мере на величину от 0,5 до 25,0% или больше, и/или давление на входе в турбину повышается по сравнению с существующими методами на величину от 0,5 до 40,0%, и/или тепловой кпд повышается на величину от 0,5 до 20,0% или выше по сравнению с известными методами. A method of operating a jet engine at high altitude, comprising mixing aviation jet fuel with a UGS component comprising from 0.01 to 30.0 wt.% Oxygen in the composition, in combination with a combustion-improving amount of a metal-containing compound with a high energy release, the operation of the engine on altitudes above 12 km (40,000 ft), preferably from 18 to 30 km (60,000 to 100,000 ft) or higher, the release of combustion gases into the turbine inlet, whereby the inlet gas temperature drops below 1200 K or better known about the method by at least a value of from 0.5 to 25.0% or more, and / or the pressure at the inlet of the turbine is increased compared with existing methods by a value of from 0.5 to 40.0%, and / or thermal efficiency increases by a value from 0.5 to 20.0% or higher compared with known methods.

Пример 47. Example 47

Авиационное топливо для турбореактивных двигателей, удовлетворяющее ASTM D 1655 и содержащее насыщенные кислородом соединения УГС, при этом полученное топливо содержит от 0,5 до 4,0 мас.% кислорода и по меньшей мере одно соединение трикарбонилциклопентадиенилмарганца в концентрации 0,03 г Мn/л (1/8 г Мn/гал). Aircraft fuel for turbojet engines complying with ASTM D 1655 and containing oxygen-rich carbon dioxide compounds, the resulting fuel containing from 0.5 to 4.0 wt.% Oxygen and at least one tricarbonylcyclopentadienyl manganese compound at a concentration of 0.03 g Mn / L (1/8 g Mn / gal).

Пример 48. Example 48

Комбинация, представляющая собой авиационный турбореактивный двигатель и авиационное топливо для турбореактивных двигателей, удовлетворяющее ASTM D 1655 и содержащее насыщенные кислородом соединения УГС, при этом полученное топливо содержит от 0,5 до 5,0 мас.% кислорода и по меньшей мере одно соединение трикарбонилциклопентадиенилмарганца в концентрации 0,03 г Мn/л (1/8 г марганца/гал), в результате чего образование свободного углерода в зоне первичного горения понижено и значительно уменьшены температуры на входе. The combination is an aircraft turbojet engine and aircraft fuel for turbojet engines, satisfying ASTM D 1655 and containing oxygen-rich compounds of HCS, while the resulting fuel contains from 0.5 to 5.0 wt.% Oxygen and at least one compound of tricarbonylcyclopentadienyl manganese in concentration of 0.03 g Mn / l (1/8 g of manganese / gal), as a result of which the formation of free carbon in the primary combustion zone is reduced and the inlet temperature is significantly reduced.

Пример 49. Example 49

Комбинация примера 48, в которой понижена температура горения или уменьшены тепловые нагрузки на обкладку и/или увеличен срок службы турбодвигателя. The combination of example 48, in which the combustion temperature is reduced or the thermal loads on the lining are reduced and / or the service life of the turbo engine is increased.

Пример 50. Example 50

Комбинация примера 48, в которой тепловой кпд повышен по меньшей мере на 2%. The combination of example 48, in which the thermal efficiency is increased by at least 2%.

Таким образом, одним из примеров реализации настоящего изобретения является применение разработанных заявителем базовых топлив УГС в сочетании с усовершенствованными камерами сгорания, имеющими меньшее отношение длины камеры сгорания к диаметру корпуса по сравнению с известными камерами сгорания; пониженное удельное потребление топлива при меньшем диаметре корпуса; меньший диаметр корпуса при меньших потерях давления и большем давлении горения; более высокое давление горения в отсутствие повышения температур на входе в турбину или температур обкладки; уменьшенные размеры жаровых труб, не уменьшающие эффективность горения, подъемную силу или экономию топлива; камеры сгорания низкого давления с пониженными размерами жаровых труб, не понижающими эффективность горения, подъемную силу или экономию топлива; больший диаметр камеры сгорания при увеличенной подъемной силе; больший диаметр камеры сгорания с более короткими жаровыми трубами при повышенных кпд горения; уменьшенный диаметр камеры при отсутствии увеличения потери давления; камеры сгорания с уменьшенными потерями давления; двигатели с низкими компрессионными числами; подъемные двигатели с низкими компрессионными числами; двигатели с высокими компрессионными числами при отсутствии вредного повышения температуры стенки жаровой трубы (следовательно, при уменьшении требований к пленочному воздушному охлаждению); камеры сгорания, в которых кпд горения в первичной зоне выше, чем обычный кпд; камеры сгорания, в которых первичная зона обеднена или предназначена для слабого горения топлива и др. Thus, one example of the implementation of the present invention is the use of the UGS base fuels developed by the applicant in combination with improved combustion chambers having a smaller ratio of the length of the combustion chamber to the diameter of the housing compared to known combustion chambers; reduced specific fuel consumption with a smaller body diameter; smaller body diameter with less pressure loss and greater combustion pressure; higher combustion pressure in the absence of an increase in temperature at the inlet to the turbine or lining temperatures; reduced size of the flame tubes that do not reduce combustion efficiency, lift or fuel economy; low pressure combustion chambers with reduced size of the flame tubes that do not reduce combustion efficiency, lift or fuel economy; larger diameter of the combustion chamber with increased lift; larger diameter of the combustion chamber with shorter heat pipes with increased combustion efficiency; reduced chamber diameter in the absence of an increase in pressure loss; combustion chambers with reduced pressure loss; engines with low compression numbers; hoisting motors with low compression numbers; engines with high compression numbers in the absence of a harmful increase in the temperature of the flame tube wall (therefore, when reducing the requirements for film air cooling); combustion chambers in which the combustion efficiency in the primary zone is higher than conventional efficiency; combustion chambers in which the primary zone is depleted or intended for weak combustion of fuel, etc.

Пример 51. Example 51

Комбинация авиационного топлива на основе УГС для турбореактивных двигателей и реактивного двигателя, отличающаяся тем, что горение указанного топлива происходит в подъемном двигателе низкого давления, в котором длина жаровой трубы двигателя уменьшена по меньшей мере на 10% при отсутствии ухудшения подъемной силы или кпд горения. A combination of UGS-based aviation fuel for turbojet engines and a jet engine, characterized in that the combustion of said fuel occurs in a low-pressure lift engine in which the length of the engine’s flame tube is reduced by at least 10% in the absence of a decrease in lift or combustion efficiency.

Пример 52. Example 52

Комбинация авиационного топлива для реактивных турбин на основе УГС и реактивного двигателя, отличающаяся тем, что горение указанного топлива происходит в подъемном двигателе высокого сжатия, в котором температура стенок жаровых труб двигателя уменьшена при повышении теплового кпд по меньшей мере на 5%. Combination of aviation fuel for jet turbines based on UGS and a jet engine, characterized in that the combustion of said fuel occurs in a high compression lift engine, in which the temperature of the walls of the flame tubes of the engine is reduced by increasing thermal efficiency by at least 5%.

Конкретный пример реализации настоящего изобретения заключается в применении предложенных заявителем топливных композиций, улучшающих горение, в сочетании с традиционными или усовершенствованными камерами сгорания авиационных турбореактивных двигателей, которые на большой высоте, включая высоту, превышающую 12 км (40 000 футов), характеризуются повышением кпд горения на 5% или больше, по сравнению с топливным компонентом, работающим на той же высоте и/или на уровне моря. A specific embodiment of the present invention is the use of combustion-enhanced fuel compositions proposed by the applicant in combination with traditional or improved combustion chambers of aircraft turbojet engines, which at high altitudes, including altitudes in excess of 12 km (40,000 feet), have an increase in combustion efficiency by 5% or more compared to a fuel component operating at the same altitude and / or at sea level.

Дополнительным примером реализации изобретения является понижение общей протяженности зоны разбавления в камере сгорания при одновременном уменьшении температур выходящего потока. Так, в соответствии с изобретением предпочтительная длина зоны разбавления составляет от 1,5 до 2,0 ширины жаровой трубы, в особенности в двигателях, предназначенных для полетов на большой высоте. Другие предпочтительные длины зон разбавления составляют от 0,9 до 1,5; от 1,2 до 1,7; от 1,3 до 1,7; от 1,4 до 1,6 ширины жаровой трубы. An additional example of the implementation of the invention is to reduce the total length of the dilution zone in the combustion chamber while reducing the temperature of the outlet stream. Thus, in accordance with the invention, the preferred length of the dilution zone is from 1.5 to 2.0 times the width of the flame tube, especially in engines designed for flights at high altitudes. Other preferred dilution zone lengths are from 0.9 to 1.5; from 1.2 to 1.7; from 1.3 to 1.7; from 1.4 to 1.6 width of the flame tube.

Таким образом, один из примеров реализации изобретения заключается в применении камер сгорания, в которых длина зоны разбавления составляет от 1,4 до 1,6 общей ширины жаровой трубы при одновременном улучшении кпд горения на больших высотах. Предложенные кпд горения составляют более 2% при высотах, превышающих 6 км (20000 футов). Thus, one example of the implementation of the invention is the use of combustion chambers, in which the length of the dilution zone is from 1.4 to 1.6 of the total width of the flame tube while improving combustion efficiency at high altitudes. The proposed combustion efficiencies are more than 2% at altitudes exceeding 6 km (20,000 ft).

Для предотвращения локального разрушения турбинных лопаток в соответствии с еще одним примером реализации изобретения предложено такое топлив УГС и осуществление такой работы реактивной камеры сгорания, при которой температура выходного потока (температура на входе в турбину) составляет менее 1200К. In order to prevent local destruction of turbine blades, in accordance with yet another example of the invention, such UGS fuels and implementation of such a reaction of a combustion chamber at which the temperature of the outlet stream (temperature at the turbine inlet) is less than 1200K are proposed.

Еще одним примером реализации является работа таких систем при температурах на входе в турбину, не превышающих приблизительно 1200, 1100, 1050, 1000, 950, 900, 850 К или меньше. Другим примером реализации является работа таких систем при температурах ниже 800 К или ниже, если это необходимо. Another example of implementation is the operation of such systems at temperatures at the entrance to the turbine, not exceeding approximately 1200, 1100, 1050, 1000, 950, 900, 850 K or less. Another example of implementation is the operation of such systems at temperatures below 800 K or lower, if necessary.

Тем не менее для того, чтобы максимально реализовать преимущества изобретения, желательно, чтобы максимальные температуры потока, выходящего из камеры сгорания (то есть максимальных температур на входе в турбину) не превышали 1100 К. Предпочтительно также, чтобы средние температуры газа примерно соответствовали максимальной температуре на входе в турбину для создания эффективного выхода энергии двигателя. However, in order to maximize the benefits of the invention, it is desirable that the maximum temperature of the stream leaving the combustion chamber (i.e., the maximum temperature at the turbine inlet) does not exceed 1100 K. It is also preferable that the average gas temperatures approximately correspond to the maximum temperature at turbine inlet to create an efficient engine energy output.

Пример 53. Example 53

Способ понижения потребления конкретного топлива, включающий сжигание топлива УГС и/или топлива УГС + топливный компонент в кольцевой, трубчатой или трубчато-кольцевой камере сгорания, в которой длина зоны разбавления составляет примерно 1,5 от ширины жаровой трубы, в результате чего потребление конкретного топлива понижается. A method of reducing the consumption of a specific fuel, including burning UGS fuel and / or UGS fuel + a fuel component in an annular, tubular or tube-annular combustion chamber, in which the dilution zone is approximately 1.5 times the width of the flame tube, resulting in the consumption of a specific fuel goes down.

Пример 54. Example 54

Кольцевая камера сгорания из примера 53, отношение длины которой к диаметру корпуса понижено при увеличении подъемной силы и/или кпд топлива по сравнению с известными способами. The annular combustion chamber of example 53, the ratio of the length of which to the diameter of the housing is reduced with increasing lift and / or fuel efficiency compared with known methods.

Пример 55. Example 55

Примеры 53 и 54, в которых топливо УГС содержит большую часть авиационного реактивного топлива ASTM и меньшую часть, состоящую из диметилкарбоната совместно с улучшающим горение количеством по меньшей мере одного бессвинцового металлосодержащего соединения. Examples 53 and 54, in which the GHS fuel contains most of the ASTM aviation jet fuel and a smaller part consisting of dimethyl carbonate together with a combustion-improving amount of at least one lead-free metal-containing compound.

Пример 56. Example 56

Примеры 53-54, в которых камера сгорания работает на композиции углеводородного топлива, содержащего большую часть углеводородного топлива и меньшую часть, состоящую из диметилкарбоната в сочетании с улучшающим горение количеством по меньшей мере одного циклического трикарбонила марганца, при температурах выходного потока меньше 1100 К. Examples 53-54, in which the combustion chamber operates on a hydrocarbon fuel composition containing most of the hydrocarbon fuel and a smaller part consisting of dimethyl carbonate in combination with a combustion-improving amount of at least one cyclic manganese tricarbonyl, at an outlet temperature of less than 1100 K.

Пример 57. Example 57

Примеры 53-54, в которых камера сгорания работает на по существу чистой топливной композиции, содержащей диметилкарбонат и улучшающее горение количество по меньшей мере одного бессвинцового металлосодержащего соединения. Examples 53-54, in which the combustion chamber operates on a substantially pure fuel composition containing dimethyl carbonate and a combustion-improving amount of at least one lead-free metal-containing compound.

Пример 58. Example 58

Пример 57, в котором топливная композиция дополнительно содержит поставляемое на рынок авиационное реактивное топливо. Example 57, wherein the fuel composition further comprises marketed aviation jet fuel.

Пример 59. Example 59

Примеры 53-58, в которых полезная работа увеличена и срок службы камеры сгорания повышен по меньшей мере на 10%. Examples 53-58, in which the useful work is increased and the service life of the combustion chamber is increased by at least 10%.

Пример 60. Example 60

Камера сгорания из примеров 51-59, в которой эффективность горения на высоте 9 км (30000 футов) на 2% выше, чем у существующих двигателей. The combustion chamber of examples 51-59, in which the combustion efficiency at an altitude of 9 km (30,000 feet) is 2% higher than that of existing engines.

Пример 61. Example 61

Камера сгорания из примеров 59-60, в которой полученные давления и/или скорости вращения турбины на 5-20% выше, чем у существующих двигателей. The combustion chamber of examples 59-60, in which the obtained pressure and / or speed of rotation of the turbine is 5-20% higher than that of existing engines.

Предложенные заявителем результирующие топлива и/или компоненты авиационного топлива для турбин могут быть неэтилированными или по существу неэтилированными. Однако известные добавки, соответствующие ASTM, военным или международным стандартам, также могут содержаться в композиции. В соответствии с изобретением авиационные топлива для турбин, предложенные заявителем, также соответствуют или по существу соответствуют ASTM. В описании даны ссылки на текущую спецификацию ASTM на топливо D 1655-93 (включая будущие издания), соответствующие ранние спецификации, стандарты ASTM, методы испытаний, военные и международные стандарты. The resulting resulting fuels and / or aviation fuel components for turbines proposed by the applicant may be unleaded or substantially unleaded. However, known additives that meet ASTM, military or international standards may also be contained in the composition. In accordance with the invention, aviation turbine fuels proposed by the applicant also comply or substantially comply with ASTM. The description contains references to ASTM's current D 1655-93 fuel specification (including future editions), relevant earlier specifications, ASTM standards, test methods, military and international standards.

Предложенные в изобретении антиоксиданты включают алкилфенол и ароматические диамины со стерически защищенными фенольными и аминными группами. Antioxidants of the invention include alkyl phenol and aromatic diamines with sterically protected phenolic and amine groups.

Обычно предложенные заявителем антиоксиданты присутствуют в количествах, не превышающих 24,0 мг/л активного ингредиента (без учета массы растворителя). Указанные антиоксиданты выбирают из группы, включающей N,N-диизопропил-пара-фенилендиамин, 75% мин. 2,6-ди-трет-бутилфенола + 25% макс. трет- и три-трет-бутилфенолов, 72% мин. 2,4-диметил-6-трет-бутилфенола + 28% макс. монометил- и диметил-трет-бутилфенолов, 55% мин. 2,4-диметил-6-трет-бутилфенола + 45% макс. смеси трет- и ди-трет-бутилфенолов. Typically, antioxidants proposed by the applicant are present in amounts not exceeding 24.0 mg / L of the active ingredient (excluding solvent mass). These antioxidants are selected from the group consisting of N, N-diisopropyl-para-phenylenediamine, 75% min. 2,6-di-tert-butylphenol + 25% max. tert- and tri-tert-butylphenols, 72% min. 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol + 28% max. monomethyl- and dimethyl-tert-butylphenols, 55% min. 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol + 45% max. mixtures of tert- and di-tert-butylphenols.

Дополнительные антиоксиданты, которые можно использовать в этом изобретении, включают 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, 6-трет-бутил-2,4-диметилфенол, 2,6-ди-трет-бутилфенол, 75% мин. 2,6-ди-трет-бутилфенола + 25 макс. трет-бутилфенолов и три-трет-бутилфенолов, 72% мин. 6-трет-бутил-2,4-диметилфенол + 28% макс. трет-бутилметилфенолов и трет-бутилдиметилфенолов, 55% мин. 6-трет-бутил-2,4-диметилфенол + 45% макс. смеси трет-бутилфенолов и ди-трет-бутилфенолов, от 60 до 80% 2,6-диалкилфенолов + от 20 до 40% смеси 2,3,6-триалкилфенолов и 2,4,6-триалкилфенолов, 35% мин. 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола + 65% макс. смеси метил-, этил-, диметил-трет-бутилфенолов, 60% мин. 2,4-ди-трет-бутилфенола + 40% макс. смеси трет-бутилфенолов, 30% мин. смеси 2,3,6-триметилфенола и 2,4,6-триметилфенола + 70% макс. смеси диметилфенолов, 55% мин. бутилированных этилфенолов + 45% макс. бутилированных метил- и диметилфенолов, 45% макс. 4,6-ди-трет-бутил-2-метилфенола, 40% мин. смеси 6-трет-бутил-2-метилфенола + 15% макс. смеси других бутилированнх фенолов. Другие ингибиторы, общая концентрация которых не превышает 1,0 фунт (без учета массы растворителя) на 5000 гал топлива, включают 2,4-диметил-6-трет-бутилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, 2,6-ди-трет-бутилфенол, 75% 2,6-ди-трет-бутилфенола, 10-15% 2,4,6-три-трет-бутилфенола, 10-15% орто-трет-бутилфенола, 72% мин. 2,4-диметил-6-трет-бутилфенола, 28% макс. монометил- и диметил-трет-бутилфенолов, 60% мин. 2,4-ди-трет-бутилфенола, 40% макс. смеси трет-бутилфенолов. Возможно применение других концентраций за пределами этих интервалов, в особенности в других областях применения изобретения и/или при использовании соединений УГС другой природы или в других концентрациях. Additional antioxidants that can be used in this invention include 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 6-tert-butyl-2,4-dimethylphenol, 2,6-di-tert-butylphenol, 75% min . 2,6-di-tert-butylphenol + 25 max. tert-butylphenols and tri-tert-butylphenols, 72% min. 6-tert-butyl-2,4-dimethylphenol + 28% max. tert-butylmethyl phenols and tert-butyl dimethyl phenols, 55% min. 6-tert-butyl-2,4-dimethylphenol + 45% max. mixtures of tert-butylphenols and di-tert-butylphenols, from 60 to 80% of 2,6-dialkylphenols + from 20 to 40% of a mixture of 2,3,6-trialkylphenols and 2,4,6-trialkylphenols, 35% min. 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol + 65% max. mixtures of methyl, ethyl, dimethyl-tert-butylphenols, 60% min. 2,4-di-tert-butylphenol + 40% max. mixtures of tert-butylphenols, 30% min. mixtures of 2,3,6-trimethylphenol and 2,4,6-trimethylphenol + 70% max. mixtures of dimethylphenols, 55% min. bottled ethyl phenols + 45% max. bottled methyl and dimethyl phenols, 45% max. 4,6-di-tert-butyl-2-methylphenol, 40% min. mixtures of 6-tert-butyl-2-methylphenol + 15% max. mixtures of other bottled phenols. Other inhibitors whose total concentration does not exceed 1.0 lb (excluding solvent mass) per 5,000 gal fuel include 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-tert-butylphenol, 75% 2,6-di-tert-butylphenol, 10-15% 2,4,6-tri-tert-butylphenol, 10-15% ortho-tert-butylphenol, 72% min 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, 28% max. monomethyl- and dimethyl-tert-butylphenols, 60% min. 2,4-di-tert-butylphenol, 40% max. mixtures of tert-butylphenols. It is possible to use other concentrations outside these ranges, especially in other fields of application of the invention and / or when using HCS compounds of a different nature or in other concentrations.

Композиция может содержать также пассиваторы металлов в предпочтительном количестве не выше примерно 5,8 мг/л (без учета массы растворителя), например N,N'-дисалицилиден-1,2-пропандиамин, N,N'-дисалицилиден-1,2-этандиамин или N, N'-дисалицилиден-1,2-циклогександиамин. Однако возможно применение концентраций за пределами указанных интервалов. The composition may also contain metal passivators in a preferred amount of not more than about 5.8 mg / L (excluding solvent mass), for example N, N'-disalicylidene-1,2-propanediamine, N, N'-disalicylidene-1,2- ethanediamine or N, N'-disalicylidene-1,2-cyclohexanediamine. However, it is possible to use concentrations outside these ranges.

Рассмотрена также возможность применения добавок для повышения электропроводности в количестве, достаточном для повышения проводимости топлива до величины в интервале от 200 до 600 пикосименс/м в момент инжекции, например ASA-3 (производства фирмы Royal Lubricants Corp., Roseland, NJ 07068) в концентрациях до 1 мг/л и "Stadius" 450 (зарегистрирован в качестве товарного знака и выпускается фирмой DuPont Petroleum Chemicals Div., Wilmington, DE 19898) в концентрациях до 3 мг/л. The possibility of using additives to increase the electrical conductivity in an amount sufficient to increase the fuel conductivity to a value in the range from 200 to 600 picosiemens / m at the time of injection, for example, ASA-3 (manufactured by Royal Lubricants Corp., Roseland, NJ 07068) in concentrations up to 1 mg / l and "Stadius" 450 (registered as a trademark and manufactured by DuPont Petroleum Chemicals Div., Wilmington, DE 19898) in concentrations up to 3 mg / l.

В соответствии с настоящим изобретением в том случае, если потеря электропроводности топлива приводит к необходимости повторения обработки, добавки для повышения электропроводности следует вводить в следующих концентарциях: ASA-3 1 мг/л макс., Stadis 450 3 мг/л макс. В том случае, если проводится повторная обработка теми же добавками для повышения электропроводности, необходимые концентрационные пределы содержания ASA-3 составляют 2 нг/л макс., считая на общее количество, и для Stadis 450 5 мг/л макс., считая на общее количество. Если проводится повторная обработка при смене добавки для повышения электропроводности или когда предыдущая добавка неизвестна, ASA-3 можно добавлять в количестве не более 1 мг/л макс, a Stadis-450 не более 2 мг/л макс. In accordance with the present invention, if the loss of electrical conductivity of the fuel necessitates a repetition of the treatment, additives to increase the electrical conductivity should be administered in the following concentrations: ASA-3 1 mg / l max., Stadis 450 3 mg / l max. In the event that the same additives are re-treated to increase the electrical conductivity, the required concentration limits of the ASA-3 content are 2 ng / L max., Based on the total amount, and for Stadis 450 5 mg / L Max., Counted on the total amount . If re-processing is carried out when changing the additive to increase electrical conductivity or when the previous additive is unknown, ASA-3 can be added in an amount of not more than 1 mg / l max, and Stadis-450 not more than 2 mg / l max.

Рассматривается также возможность применения ингибиторов коррозии. Например, могут быть использованы следующие антикоррозийные добавки:
ДОБАВКА - КОНЦЕНТРАЦИЯ, • 10-3 г/л
Nuchem PCI-105 - 1,14 макс.
The possibility of using corrosion inhibitors is also being considered. For example, the following anti-corrosion additives may be used:
ADDITIVE - CONCENTRATION, • 10 -3 g / l
Nuchem PCI-105 - 1.14 max.

Apolio PRI-19 - 1,14 макс. Apolio PRI-19 - 1.14 max.

Cooper Hiteo E-515 - 4,56 макс. Cooper Hiteo E-515 - 4.56 max.

Cooper Hiteo E-515 - 2,28 макс. Cooper Hiteo E-515 - 2.28 max.

DuPont AFA-1 - 4,56 макс. DuPont AFA-1 - 4.56 max.

Petrolite Tolad 245 - 5,7 макс. Petrolite Tolad 245 - 5.7 max.

Texaco TXA 182 (TRI 182) - 5,7 макс. Texaco TXA 182 (TRI 182) - 5.7 max.

Другие подходящие ингибиторы коррозии также могут быть использованы. При использовании в военных областях следует добавлять ингибиторы коррозии, соответствующие MIL-I-25017 в снеси с топливом сорта JP-8. Other suitable corrosion inhibitors may also be used. For use in military applications, corrosion inhibitors corresponding to MIL-I-25017 should be added when demolished with JP-8 grade fuel.

В настоящем изобретении рассмотрено, в частности, применение антиобледенителей топливных систем, например, в случаях, в которых необходимо понижение температуры замерзания. Температура замерзания особенно важна и должна быть достаточно низка для предотвращения затруднения протекания топлива через фильтр в двигатель при температурах, преобладающих на больших высотах. Температура топлива в баке самолета понижается со скоростью, пропорциональной длительности полета. Поэтому максимальная температура замерзания, допустимая для топлива, зависит от типа полета. Например, длительные полеты требуют использования топлива с более низкой температурой замерзания, чем короткие. In the present invention, in particular, the use of anti-icers of fuel systems is considered, for example, in cases in which it is necessary to lower the freezing temperature. The freezing temperature is especially important and should be low enough to prevent obstruction of the flow of fuel through the filter into the engine at temperatures prevailing at high altitudes. The fuel temperature in the aircraft tank decreases at a speed proportional to the duration of the flight. Therefore, the maximum freezing temperature allowed for fuel depends on the type of flight. For example, long flights require the use of fuels with a lower freezing temperature than short ones.

Предпочтительный антиоблединитель представляет собой монометиловый эфир этиленгликоля, соответствующий спецификации D 4171. Предпочтительные концентрации составляют примерно от 0,1 до 0,15 об.%. Однако могут быть использованы концентрации за пределами этого интервала. Дополнительные антиобледенители включают: Phillips PFA 55 MB 0,15 об.% и MIL-I-27686 0,15 об.% макс. A preferred anti-icing agent is ethylene glycol monomethyl ether meeting specification D 4171. Preferred concentrations are from about 0.1 to about 0.15 vol%. However, concentrations outside this range may be used. Additional deicers include: Phillips PFA 55 MB 0.15 vol.% And MIL-I-27686 0.15 vol.% Max.

В соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы дополнительные антиобледенители, включая спирты, сорастворители и другие, в частности, в тех случаях, когда соединения УГС имеют недостаточно низкую температуру плавления и/или когда температура текучести полученного топлива или температура его замерзания слишком высока. Additional anti-icers, including alcohols, cosolvents, and others, can be used in accordance with the present invention, in particular in cases where the HCS compounds have a low melting point and / or when the yield temperature of the resulting fuel or its freezing temperature is too high.

Топливные спецификации предложенных в изобретении авиационных топлив для турбореактивных двигателей, как правило, соответствует представленным в табл. 1. Fuel specifications proposed in the invention of aviation fuels for turbojet engines, as a rule, corresponds to those presented in table. 1.

Предложенные в изобретении базовые топлива в авиационных двигателях, как правило, должны предпочтительно визуально не содержать нерастворенной воды, осадков и суспендированных веществ. Запах топлива не должен быть плохим или раздражающим. Не должно содержаться веществ, представляющих собой опасность в обычных условиях обращения, за исключением указанных особо. Proposed in the invention, the base fuel in aircraft engines, as a rule, should preferably not visually contain undissolved water, sediments and suspended substances. The smell of fuel should not be bad or annoying. Substances hazardous under normal conditions of handling shall not be contained, except as otherwise specified.

Безопасность и экономичность работы воздушного транспортного средства требует использования сухих, чистых и не содержащих никаких загрязнений топлив. The safety and economy of an air vehicle requires the use of dry, clean and contaminant-free fuels.

Так, предложенные заявителем топлива для турбореактивных двигателей не должны содержать воды, другими словами, должны быть безводными. Однако в некоторых случаях вода может содержаться в топливе, например, в виде эмульсий или при использовании других средств, например раздельной инжекции, которая используются для повышения скорости горения и/или диффузии пара. Thus, fuels proposed by the applicant for turbojet engines should not contain water, in other words, should be anhydrous. However, in some cases, water may be contained in the fuel, for example, in the form of emulsions or by using other means, for example, separate injection, which are used to increase the combustion rate and / or vapor diffusion.

Предпочтительно предложенные заявителем базовые топлива для авиационных двигателей термически стабильны при температуре 300oF, для снижения количества осадков, образованных в топливной системе двигателя при нагреве топлива. Термостабильность является важным свойством топлив для авиационных турбореактивных двигателей и потенциально заказывают влияние на поддержание работы и управляемость двигателя. Осадки могут привести к забиванию топливных сопел, понижению эффективности работы теплообменников и вызвать неисправности в работе датчиков топлива. Так, соединения УГС не должны существенно влиять на термостабильность. Тем не менее соединения УГС, оказывающие воздействие на термостабильность, также могут быть использованы, если будут приняты соответствующие контрмеры, например подходящие добавки (см. ниже) и/или определенные методики. См. Aviation Fuel: Thermal Stability Requirements, Perry W. Kirklin and Peter David, 1992.Preferably, the inventive base fuels for aircraft engines are thermally stable at 300 ° F to reduce the amount of precipitation formed in the engine fuel system when the fuel is heated. Thermal stability is an important property of fuels for aircraft turbojet engines and potentially order an effect on engine maintenance and controllability. Precipitation can lead to clogging of fuel nozzles, lower efficiency of heat exchangers and cause malfunctions in the operation of fuel sensors. So, UGS compounds should not significantly affect the thermal stability. Nonetheless, UGS compounds that affect thermal stability can also be used if appropriate countermeasures are taken, for example, suitable additives (see below) and / or certain methods. See Aviation Fuel: Thermal Stability Requirements, Perry W. Kirklin and Peter David, 1992.

Предпочтительно измерять термостабильность полученного топлива с помощью ASTM-C8C Fuel Coker через 5 часов работы при температуре 148,9oС (300oF) предварительного подогрева, температуре на фильтре 204,4oС (400oF) и скорости подачи топлива 2,7±0,05 кг/час (6 фунтов/час). Предпочтительные максимальные изменения давления составляют 304,8 мм рт. ст. макс. (12 дюймов), а осадки при предварительном нагреве - менее 3 по ASTM 1660. Такие топлива, как правило, имеют высокую стабильность при хранении.It is preferable to measure the thermal stability of the resulting fuel using ASTM-C8C Fuel Coker after 5 hours of operation at a temperature of 148.9 o C (300 o F) preheating, a filter temperature of 204.4 o C (400 o F) and a fuel feed rate of 2, 7 ± 0.05 kg / hour (6 pounds / hour). Preferred maximum pressure changes are 304.8 mmHg. Art. Max. (12 inches), and precipitation during preheating is less than 3 according to ASTM 1660. Such fuels, as a rule, have high storage stability.

Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением для повышения термостабильности настоящих топлив могут быть использованы способы получения топлива и/или процессы, в которых происходит удаление в максимально возможной степени реакционноспособных олефинов и соединений с гетероатомами. Thus, in accordance with the present invention, in order to increase the thermal stability of the present fuels, methods for producing fuels and / or processes in which as much as possible reactive olefins and compounds with heteroatoms are removed can be used.

Топливо может также содержать добавки, повышающие его термостабильность, включая JFA-5 производства Dupont в концентрациях макс. 3,42/10-3 г/л (30 фунтов/1000 BBL). Дополнительные добавки также могут быть использованы в соответствии с ASTM D 1655.The fuel may also contain additives that increase its thermal stability, including Dupont's JFA-5 at max. 3.42 / 10 -3 g / l (30 lbs / 1000 BBL). Additional additives may also be used in accordance with ASTM D 1655.

Предпочтительные топлива, предложенные заявителем, имеют такой состав, который позволяет снизить образование сажи, повысить эффективность горения и избежать отрыва пламени. Preferred fuels proposed by the applicant have a composition that can reduce soot formation, increase combustion efficiency and avoid flame detachment.

Как правило, углеводородные парафины предполагают максимально возможную чистоту сгорания для реактивных топлив. Другими наиболее предпочтительными углеводородами являются нафтены. Хотя олефины, как правило, имеют хорошие характеристики горения, их низкая устойчивость к смолообразованию и термостабильность обычно ограничивают возможность их использования в топливах для турбореактивных двигателей. В настоящем изобретении их применение ограничивается 5 об.% или меньше. Однако предпочтительно содержание 1% или меньше. As a rule, hydrocarbon paraffins assume the highest possible purity of combustion for jet fuels. Other most preferred hydrocarbons are naphthenes. Although olefins generally have good combustion characteristics, their low gumming resistance and thermal stability usually limit their use in turbojet fuels. In the present invention, their use is limited to 5 vol.% Or less. However, a content of 1% or less is preferred.

Если не использовать преимуществ предлагаемого изобретения, наименее предпочтительными характеристиками горения для авиационного топлива обладают ароматические соединения. При использовании в авиационных двигателях они сгорают дымным пламенем и выделяют большую часть химической энергии в виде нежелательного термического излучения по сравнению с другими углеводородами. Нафталены или бициклические ароматические вещества выделяют больше сажи, дыма и термического излучения, чем моноциклические ароматические соединения, и поэтому представляют собой наименее предпочтительный класс углеводородов для реактивных двигателей. If you do not use the advantages of the present invention, aromatic compounds have the least preferred combustion characteristics for aviation fuel. When used in aircraft engines, they burn with a smoky flame and release most of the chemical energy in the form of unwanted thermal radiation compared to other hydrocarbons. Naphthalenes or bicyclic aromatic substances emit more soot, smoke and thermal radiation than monocyclic aromatic compounds, and therefore represent the least preferred class of hydrocarbons for jet engines.

Для составов, предложенных в настоящем изобретении, измеренная с помощью люминометра яркость, характеризующая излучение и повышение температуры пламени в определенных условиях и зависящая от типа углеводорода, составляет минимум 45. For the compositions proposed in the present invention, the brightness measured using a luminometer, characterizing radiation and increasing flame temperature under certain conditions and depending on the type of hydrocarbon, is at least 45.

Предпочтительно высота некоптящего пламени, которая является показателем относительной способности к образованию дыма для реактивных топлив и зависит от типа углеводорода в топливе, составляет минимум 25 мм. Как правило, чем выше ароматичность реактивного топлива, тем больше дыма дает пламя. Preferably, the smoke-free flame height, which is an indicator of the relative smoke-generating ability of jet fuels and depends on the type of hydrocarbon in the fuel, is at least 25 mm. As a rule, the higher the aromaticity of jet fuel, the more smoke gives a flame.

Предпочтительно также, если нафталены составляют не более 3 об.% в композиции. Более предпочтительны еще более низкие концентрации нафталенов. В соответствии с изобретением нафталены включают нафтален, аценафтален и алкилированные производные этих углеводородов в реактивных топливах, содержащие не более 5% таких соединений и имеющие температуру кипения ниже 316oС (600oF). Предпочтительны концентрации нафталенов ниже 3%. Еще более предпочтительны более низкие концентрации.It is also preferred that the naphthalenes comprise no more than 3% by volume in the composition. Even lower concentrations of naphthalenes are more preferred. In accordance with the invention, naphthalenes include naphthalene, acenaphthalene and alkyl derivatives of these hydrocarbons in jet fuels containing not more than 5% of such compounds and having a boiling point below 316 ° C (600 ° F). Preferred naphthalene concentrations below 3%. Lower concentrations are even more preferred.

Объемные концентрации ароматических веществ предпочтительно составляют менее 22 об.%. Максимальные концентрации ароматических веществ в керосиновых топливах составляют 20% или меньше. Предпочтительны более низкие концентрации. При отсутствии настоящего изобретения сжигание высокоароматичных реактивных топлив, как правило, приводит к образованию дыма и углерода или сажи. Volumetric concentrations of aromatic substances are preferably less than 22 vol.%. The maximum concentration of aromatic substances in kerosene fuels is 20% or less. Lower concentrations are preferred. In the absence of the present invention, the combustion of highly aromatic jet fuels typically results in the formation of smoke and carbon or soot.

Содержание водорода в топливе также является важным элементом настоящего изобретения. В соответствии с изобретением предпочтительно также, чтобы общее содержание водорода было не меньше 13,4 мас.% от массы топлива. Предпочтительная концентрация составляет 13,8 мас.%. Более предпочтительная концентрация выше 14 мас.%. Возможны также концентрации, выходящие за пределы этих интервалов. Плотность топлива также является важной характеристикой при измерении расхода топлива и определении соотношения масса/объем при коммерческих операциях. Так, предложенные топлива должны легко течь при нормальных рабочих условиях. Плотность топлива, в частности, полезна при эмпирических оценках теплоты сгорания, а также других параметров, например анилиновой точки или точки дистилляции. Низкая плотность может указывать на низкое удельное теплосодержание на единицу объема. Предпочтительная плотность предложенных топлив для реактивных двигателей составляет приблизительно от 750 до 840 кг/м при 15oС.The hydrogen content of the fuel is also an important element of the present invention. In accordance with the invention, it is also preferable that the total hydrogen content is not less than 13.4 wt.% By weight of the fuel. The preferred concentration is 13.8 wt.%. A more preferred concentration is above 14 wt.%. Concentrations beyond these ranges are also possible. Fuel density is also an important characteristic when measuring fuel consumption and determining the mass / volume ratio for commercial operations. Thus, the proposed fuels should flow easily under normal operating conditions. The density of the fuel, in particular, is useful in empirical estimates of the calorific value, as well as other parameters, such as aniline point or distillation point. A low density may indicate a low specific heat per unit volume. The preferred density of the proposed fuels for jet engines is approximately from 750 to 840 kg / m at 15 o C.

Аналогично чистая теплота сгорания предложенных топлив, определяющая работу самолета и его двигателя, зависит от эффективности преобразования тепла в механическую энергию. Как уже отмечено, чистая теплота сгорания выше в предпочтительных примерах реализации настоящего изобретения. Similarly, the net calorific value of the proposed fuels, which determines the operation of the aircraft and its engine, depends on the efficiency of the conversion of heat into mechanical energy. As already noted, the net calorific value is higher in preferred embodiments of the present invention.

Однако примеры реализации настоящего изобретения рассматривают также и минимальную теплоту сгорания. Рассматривается минимальная теплота сгорания 42,8 МДж/кг. Часто предпочитают более высокие теплоты сгорания, включая превышающие 43,0 МДж/кг. Однако неожиданно высокая эффективность превращения тепла в механическую энергию позволяет использовать топлива, имеющие чистую теплоту сгорания ниже 42,8 МДж/кг, в особенности, при увеличении объемного содержания в композиции компонента УГС. However, embodiments of the present invention also consider the minimum calorific value. A minimum calorific value of 42.8 MJ / kg is considered. Higher calorific values are often preferred, including in excess of 43.0 MJ / kg. However, the unexpectedly high efficiency of converting heat into mechanical energy allows the use of fuels having a net calorific value below 42.8 MJ / kg, in particular with an increase in the volume content of the GHS component in the composition.

Летучесть топлива, легкость испарения при различных температурах определяются параметрами дистилляции. 10% фракция дистиллята обеспечивает легкое стартование. 90% фракция ограничивает содержание тяжелых фракций, которые затрудняют испарение. Предпочтительная температура Т-90 не должна превышать 250oС, хотя более низкие температуры несколько более предпочтительны.The volatility of the fuel, the ease of evaporation at various temperatures are determined by the parameters of distillation. A 10% distillate fraction provides an easy start. A 90% fraction limits the content of heavy fractions that make evaporation difficult. The preferred temperature of T-90 should not exceed 250 o C, although lower temperatures are somewhat more preferred.

Давление паров топлива должно быть достаточным для того, чтобы исключить пенообразование, малую подвижность топлива и потерю легких фракций через вентиляцию в топливном баке на больших высотах. Это имеет большое значение по отношению к топливу Jet В, поскольку оно имеет высокую летучесть. The vapor pressure of the fuel should be sufficient to prevent foaming, low fuel mobility and loss of light fractions through ventilation in the fuel tank at high altitudes. This is of great importance in relation to Jet B fuel, since it has high volatility.

Вязкость жидкости является мерой ее сопротивления текучести. Особенно большое значение она имеет в топливах для турбин, поскольку она характеризует как относительную легкость, с которой топливо может перетекать или быть перекачено, так и легкость атомизации при распылении. Минимальная вязкость также ограничена, поскольку некоторые топливные насосы не могут работать удовлетворительно, если вязкость достигает особо низкого значения, в частности при пониженных температурах. Максимальная вязкость также ограничена, поскольку она может вызвать избыточные потери давления в трубопроводной системе, а также слабую атомизацию топлива. Так, предпочтительная вязкость предложенных топлив должна быть достаточной для обеспечения его способности к перекачиванию в заданных рабочих температурных условиях и соответствовать схеме его распыления. The viscosity of a fluid is a measure of its flow resistance. It is especially important in turbine fuels, since it characterizes both the relative ease with which fuel can flow or be pumped, and the ease of atomization during atomization. The minimum viscosity is also limited since some fuel pumps cannot operate satisfactorily if the viscosity reaches a particularly low value, in particular at low temperatures. Maximum viscosity is also limited, as it can cause excessive pressure losses in the piping system, as well as weak atomization of the fuel. Thus, the preferred viscosity of the proposed fuels should be sufficient to ensure its ability to pump under specified operating temperature conditions and comply with its spray pattern.

Желательно также ограничить содержание меркаптана для того, чтобы предотвратить нежелательные реакции с эластомерами и уменьшить до минимума неприятный запах меркаптана. В соответствии с изобретением предпочтительное содержание серы меркаптана в топливе составляет 0,003% или меньше. It is also desirable to limit the content of mercaptan in order to prevent undesirable reactions with elastomers and to minimize unpleasant odor of mercaptan. According to the invention, the preferred sulfur content of mercaptan in the fuel is 0.003% or less.

В настоящем изобретении желательно ограничить содержание серы в связи с образованием при горении оксидов серы, которые могут вызвать коррозию металлических частей реактивной турбины. Предпочтительное содержание серы составляет 0,3; 0,2-0,001, более предпочтительно ее отсутствие. In the present invention, it is desirable to limit the sulfur content due to the formation of sulfur oxides during combustion, which can cause corrosion of the metal parts of the jet turbine. The preferred sulfur content is 0.3; 0.2-0.001, more preferably its absence.

Полученный при реализации изобретения предпочтительный результат теста на коррозию по полоске меди, 2 часа при 100oС, не должен превышать 1. Это должно означать, что топливо не будет корродировать медь или любой сплав на основе меди в любой части топливной системы.Obtained during the implementation of the invention, the preferred result of the corrosion test on a strip of copper, 2 hours at 100 o C, should not exceed 1. This should mean that the fuel will not corrode copper or any copper-based alloy in any part of the fuel system.

Для того, чтобы избежать гидролиза некоторых кислородсодержащих веществ, коррозии и/или несовместимости материалов и/или избежать проблем, связанных с термической стабильностью, важно понизить кислотность топлива. Поэтому следует исключить из процесса любую остаточную минеральную кислоту, щелочь, кислоту или кислотообразующий материал/агент. При использовании кислоты или кислотообразующих соединений УГС, следует применить антиоксидант и/или нейтрализующие добавки. В соответствии с изобретением предпочтительная кислотность предложенных топлив должна быть минимальна и не превышать 0,1 мг КОН/г. In order to avoid hydrolysis of certain oxygen-containing substances, corrosion and / or incompatibility of materials and / or to avoid problems associated with thermal stability, it is important to reduce the acidity of the fuel. Therefore, any residual mineral acid, alkali, acid, or acid-forming material / agent should be excluded from the process. When using acid or acid-forming compounds of HCS, an antioxidant and / or neutralizing agents should be used. In accordance with the invention, the preferred acidity of the proposed fuels should be minimal and not exceed 0.1 mg KOH / g

Предпочтительно также снизить до минимума содержание смолы и нелетучих осадков, оставшихся при испарении топлива. Большие количества смолы являются указанием на загрязнение топлива более высококипящими маслами или дисперсными частицами и обычно отражают плохое использование топлива. It is also preferable to minimize the content of tar and non-volatile sediment remaining during the evaporation of the fuel. Larger amounts of tar indicate fuel contamination with higher boiling oils or particulate matter and usually reflect poor fuel use.

Предложенные топлива для реактивных двигателей могут использоваться после хранения в течение различных периодов в разнообразных климатических условиях при соответствии ASTM. The proposed fuels for jet engines can be used after storage for various periods in a variety of climatic conditions in accordance with ASTM.

Предпочтительная точка вспышки, характеризующая максимальную температуру использования топлива и его хранения при отсутствии возгорания, должна превышать 38oС или более. Однако возможно использование топлива с более низкими точками вспышки.The preferred flash point, characterizing the maximum temperature of fuel use and storage in the absence of fire, should exceed 38 o C or more. However, it is possible to use fuels with lower flash points.

Регулирование точки вспышки является важным аспектом настоящего изобретения. Если температуры вспышки должны быть понижены путем добавления соединений УГС, заменяющие соединения УГС и/или добавка могут быть использованы также для повышения точки вспышки. Рассматриваются также другие средства достижения приемлемых температур вспышки. Например, базовый компонент топлива может быть отогнан при более высоких температурах вспышки так, что комбинация соединений УГС и базового топлива будет соответствовать требуемой температура вспышки по ASTM. Было обнаружено, что понижение общей концентрации некоторых соединений УГС с более низкой точкой вспышки также может оказаться эффективным. Рассмотрена возможность введения других добавок, включая соли, поверхностно-активные агенты и другие вещества, повышающие точку вспышки. Возможно также введение сорастворителя для решения проблем, связанных с точкой вспышки, давлением паров, водорастворимостью и гидролизом [77]. Flash point control is an important aspect of the present invention. If flash points are to be lowered by the addition of HCV compounds, substitute HCV compounds and / or the additive can also be used to increase the flash point. Other means of achieving acceptable flash points are also being considered. For example, the base fuel component can be distilled off at higher flash points so that the combination of HCS compounds and the base fuel matches the desired ASTM flash point. It has been found that lowering the overall concentration of some HCS compounds with a lower flash point can also be effective. The possibility of introducing other additives, including salts, surfactants and other substances that increase the flash point, is considered. It is also possible to introduce a co-solvent to solve problems associated with the flash point, vapor pressure, water solubility, and hydrolysis [77].

Как правило, предпочтительно, чтобы топливо не содержало поверхностно-активных агентов. Однако в некоторых случаях, например для получения эмульсий или для повышения точки вспышки, они могут быть использованы. It is generally preferred that the fuel does not contain surface active agents. However, in some cases, for example, to obtain emulsions or to increase the flash point, they can be used.

Рассмотрим иллюстративный пример авиационного топлива для турбореактивных двигателей, предложенного в изобретении (см. табл.А). Consider an illustrative example of aviation fuel for turbojet engines proposed in the invention (see table.A).

Использование ароматических веществ и других средств, представленных в описании, для модифицирования дистилляции и летучести, в определенных условиях применения обычно ограничено в отношении Jet А и Jet A1. Однако тем не менее они могут быть использованы в разрешенных случаях. Заявитель отмечает, что хотя ароматические соединения имеют некоторые преимущества для поддержания стабильности топлива и/или модификации летучести, их применение для регулирования температуры в топливах Jet А или Jet A1 ограничено, поскольку температура Т10 и конечная температура кипения этих топлив может изменяться только около 100oC.The use of aromatic substances and other agents described herein to modify distillation and volatility under certain application conditions is usually limited with respect to Jet A and Jet A1. Nevertheless, they can be used in permitted cases. The applicant notes that although aromatic compounds have some advantages for maintaining fuel stability and / or modifying volatility, their use for temperature control in Jet A or Jet A1 fuels is limited since the temperature T10 and the final boiling point of these fuels can vary only about 100 o C .

Если нежелательные эффекты, связанные с использованием ароматических веществ, например с образованием свободного углерода, значительно регулируются в соответствии с изобретением, их использование в других случаях может вызвать избыточное излучение пламени, образование дыма и разрушение эластомеров. Следовательно, их применение по возможности должно быть ограничено или исключено. Однако одним из вариантов изобретения является применение ароматических веществ за пределами предпочтительных концентраций при достижении существенного уменьшения излучения пламени, эмиссии и т.п. If the undesirable effects associated with the use of aromatic substances, for example with the formation of free carbon, are significantly regulated in accordance with the invention, their use in other cases can cause excessive flame emission, smoke formation and destruction of elastomers. Therefore, their use should be limited or excluded if possible. However, one embodiment of the invention is the use of aromatic substances beyond the preferred concentrations while achieving a significant reduction in flame radiation, emissions, and the like.

ЖИДКИЕ ТОПЛИВА ДЛЯ ГАЗОВЫХ ТУРБИН И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СИСТЕМЫ
В настоящем изобретении специально рассмотрены жидкие топлива для газовых турбин и их использование в качестве топливных компонентов, включая топлива, удовлетворяющие соответствующим требованиям промышленности, производителей газойлевых турбин, стандарту ASTM D 2880 и др. Для примера можно привести технические условия ASTM D 2880-92 и D 396 и D 975 (включая последующие издания), соответствующие ранние технические условия, соответствующие стандарты ASTM, методы испытаний, военные и международные стандарты.
LIQUID FUELS FOR GAS TURBINES AND RELATED SYSTEMS
The present invention specifically describes liquid fuels for gas turbines and their use as fuel components, including fuels that meet the relevant requirements of industry, gas oil turbine manufacturers, ASTM D 2880, etc. For example, the technical specifications ASTM D 2880-92 and D 396 and D 975 (including subsequent editions), relevant early technical specifications, relevant ASTM standards, test methods, military and international standards.

Жидкие топлива, предложенные в настоящем изобретении, обладают такими же преимуществами, что и топлива для авиационных реактивных двигателей, в частности пониженным образованием углерода, пониженной температурой и более высоким тепловым кпд. Так, в настоящем изобретении рассмотрено неожиданное понижение энергии излучения, понижение температуры внутренней обкладки и соответствующее увеличение времени жизни бензиновых турбин. Кроме того, благодаря более высокому суммарному количеству тепла наблюдалось существенное улучшение утилизируемой энергии. The liquid fuels proposed in the present invention have the same advantages as fuels for aircraft jet engines, in particular, lower carbon formation, lower temperature and higher thermal efficiency. Thus, the present invention contemplates an unexpected decrease in radiation energy, a decrease in the temperature of the inner liner, and a corresponding increase in the lifetime of gasoline turbines. In addition, due to the higher total amount of heat, a significant improvement in the utilized energy was observed.

При использовании топлив для газовых турбин по сравнению с его использованием в авиационных реактивных двигателях особый упор делают на эффективность сгорания, потери низкого давления, длительную надежность, снижение эмиссий для широкого круга топлив, включая так называемые "грязные топлива", отложения золы и коррозию турбинных лопаток. When using fuels for gas turbines in comparison with its use in aircraft jet engines, special emphasis is placed on combustion efficiency, low pressure loss, long-term reliability, lower emissions for a wide range of fuels, including so-called "dirty fuels", ash deposits and corrosion of turbine blades .

Основные системы сгорания газовых турбин, рассмотренные в настоящем изобретении, включают указанные ранее системы авиационных реактивных двигателей и другие камеры сгорания, имеющие широкое применение в промышленности и в производстве энергии на судах. The main gas turbine combustion systems described in the present invention include the aforementioned aircraft jet engine systems and other combustion chambers, which are widely used in industry and in the production of energy on ships.

Таким образом, в настоящем изобретении рассмотрены камеры сгорания, включая камеры сгорания с диффузионным пламенем, каталитические камеры сгорания, камеры сгорания с предварительным смешением. В настоящем изобретении предпочтительны каталитические камеры сгорания. Thus, the present invention contemplates combustion chambers, including diffusion flame combustion chambers, catalytic combustion chambers, and premix combustion chambers. In the present invention, catalytic combustion chambers are preferred.

В отличие от авиационных турбин масса и портативность двигателей не являются критическими. Традиционны длительная надежность и доступность простых камер сгорания с несколькими соплами. Unlike aircraft turbines, engine mass and portability are not critical. Traditional long-term reliability and availability of simple combustion chambers with multiple nozzles.

В качестве неограничивающих примеров рассматриваемых в настоящем изобретении топливных систем можно привести камеры сгорания, в которых зона первичного горения обеднена, или камеры, предназначенные для слабого горения топлива, судовые турбодвигатели с турбонаддувом, предназначенные для сжигания тяжелого бункерного топлива, высокотемпературные газовые турбины с промежуточным разбавлением газа, высокотемпературные газовые турбины с промежуточным высокотемпературным теплообменником, высокотемпературные газовые турбины с промежуточным теплообменом и разбавлением газа, высокотемпературные газовые турбины с повторным нагревом и т.п. As non-limiting examples of the fuel systems considered in the present invention, combustion chambers in which the primary combustion zone is depleted, or chambers intended for weak fuel combustion, turbo-charged marine turbo-engines intended for burning heavy bunker fuel, high-temperature gas turbines with intermediate gas dilution can be cited , high-temperature gas turbines with an intermediate high-temperature heat exchanger, high-temperature gas turbines with an inter chnym heat exchange and dilution gas, high temperature gas turbine with reheating etc.

Основные задачи, решаемые предложенными в изобретении топливами для бензиновых турбин и систем сгорания, - улучшение теплового кпд, снижение выделения вредных веществ, снижение осаждения вредной золы и регулирование коррозии турбинных лопаток. The main tasks to be solved by the fuels for gasoline turbines and combustion systems proposed in the invention are to improve the thermal efficiency, reduce the emission of harmful substances, reduce the deposition of harmful ash and control the corrosion of turbine blades.

Неограничивающие примеры жидких топлив для газовых турбин, предложенные в настоящем изобретении, включают 4 сорта жидких топлив, указанных в технических условиях ASTM D 396 и D 975. В эту группу входит также сорт 0-GT, включающий нафты с низкой температурой вспышки. Несмотря на общую аналогию с топливами, предназначенными для использования в авиации, в частности керосиновым топливом, топлива, предложенные в изобретении для газовых турбин, имеют некоторые отличия, о которых пойдет речь ниже. Non-limiting examples of liquid fuels for gas turbines proposed in the present invention include 4 types of liquid fuels specified in the specifications ASTM D 396 and D 975. This group also includes grade 0-GT, including naphtha with a low flash point. Despite the general analogy with fuels intended for use in aviation, in particular kerosene fuel, the fuels proposed in the invention for gas turbines have some differences, which will be discussed below.

Тем не менее основные принципы сгорания в реактивных двигателях и стационарных газовых турбинах аналогичны. Таким образом, предполагается, что практика и/или любые соответствующие описания авиационных реактивных турбин или описание любых упоминаемых топлив могут быть использованы в соответствии с предлагаемым изобретением. Nevertheless, the basic principles of combustion in jet engines and stationary gas turbines are similar. Thus, it is contemplated that the practice and / or any relevant description of aircraft jet turbines or a description of any of the fuels mentioned may be used in accordance with the invention.

Пример 62. Example 62

Жидкое топливо для газовых турбин, включающее небольшую долю топлив УГС, предпочтительно содержащих диметилкарбонат в количестве, улучшающем горение, и не содержащее свинца металлсодержащее соединение в количествах, улучшающих горение, и основную долю жидкого топлива для газовых турбин, при этом полученная композиция соответствуют стандартам ASTM D 2880, D 396, D 975, настоящим и будущим. Liquid fuel for gas turbines, including a small proportion of UGS fuels, preferably containing dimethyl carbonate in an amount that improves combustion, and a lead-free metal-containing compound in quantities that improve combustion, and the bulk of liquid fuel for gas turbines, the resulting composition meeting ASTM D standards 2880, D 396, D 975, present and future.

Пример 63. Example 63

Пример соответствует примеру 62, в котором концентрация кислорода в полученной композиции изменяется в пределах примерно от 0,1 до 20,0 мас.%, более предпочтительное содержание кислорода составляет от 2,0 мас.% до примерно 6,0 мас.% и еще более предпочтительно 4,0 мас.%. The example corresponds to example 62, in which the oxygen concentration in the resulting composition ranges from about 0.1 to 20.0 wt.%, More preferred oxygen content is from 2.0 wt.% To about 6.0 wt.% And still more preferably 4.0 wt.%.

Пример 64. Example 64

Пример соответствует примеру 62, в котором температура конечной точки кипения или Т90-температура понижена на 27,8, 55,6, 83,4, 111,2oС (на 50oF, 100oF, 150oF, 200oF), так что при этом температуры сгорания оказываются пониженными.The example corresponds to example 62, in which the temperature of the final boiling point or T90-temperature is reduced by 27.8, 55.6, 83.4, 111.2 o C (50 o F, 100 o F, 150 o F, 200 o F), so that the combustion temperatures are reduced.

Пример 65. Example 65

Пример соответствует примеру 62, в котором температура конечной точки кипения или Т90-температура понижена на 27,8, 55,6, 83,4, 111,2oС (на 50oF, 100oF, 150oF, 200oF), так что при этом температуры сгорания оказываются пониженными в сочетании с присутствием соединений УГС.The example corresponds to example 62, in which the temperature of the final boiling point or T90-temperature is reduced by 27.8, 55.6, 83.4, 111.2 o C (50 o F, 100 o F, 150 o F, 200 o F), so that the combustion temperatures turn out to be lower in combination with the presence of HCS compounds.

Пример 66. Example 66

Пример соответствует примеру 62, в котором композиция включает циклические соединения марганца в количестве примерно от 0,00026 до 0,5284 г Мn/л (0,001 до 2,00 г Мn/гал), предпочтительно от 0,00026 г Мn/л до 0,13 г Мn/л (0,001 до 0,50 г Мn/гал), еще более предпочтительно от 0,033 до 0,099 г Мn/л (от 0,125 до 0,375 г Мn/гал). The example corresponds to example 62, in which the composition comprises cyclic manganese compounds in an amount of from about 0.00026 to 0.5284 g Mn / l (0.001 to 2.00 g Mn / gal), preferably from 0.00026 g Mn / l to 0 13 g Mn / L (0.001 to 0.50 g Mn / gal), even more preferably from 0.033 to 0.099 g Mn / l (0.125 to 0.375 g Mn / gal).

Пример 67. Example 67

Состав жидкого топлива для газовых турбин, содержащий в качестве основной доли топливо УГС, предпочтительно включающее улучшающее горение, количество диметилкарбоната и улучшающее горение количество трикарбонилциклопентадиенилмарганца, и небольшую долю газойлевого топлива для турбин, при этом полученная композиция соответствует стандартам ASTM D 2880, D 396, D 975. The composition of the liquid fuel for gas turbines containing UGS fuel as the main fraction, preferably including a combustion enhancing agent, a quantity of dimethyl carbonate and a combustion enhancing amount of tricarbonylcyclopentadienyl manganese, and a small fraction of gas oil for turbines, while the resulting composition complies with ASTM D 2880, D 396, D 975.

Пример 68. Example 68

Пример соответствует примеру 67, в котором концентрация кислорода полученной композиции составляет примерно от 0,01 до 50 мас.%. Предпочтительный интервал содержания кислорода составляет от 6,0 до 40,0 мас.% в композиции. The example corresponds to example 67, in which the oxygen concentration of the obtained composition is from about 0.01 to 50 wt.%. The preferred range of oxygen content is from 6.0 to 40.0 wt.% In the composition.

Пример 69. Example 69

Пример соответствует примеру 67, в котором циклические соединения марганца присутствуют в композиции в количестве примерно от 0,0164 до 0,73 г Мn/л (0,0625 до 3,00 г Мn/гал), предпочтительно от 0,066 до 0,396 г Мn/л (0,25 до 1,50 г Мn/гал), еще более предпочтительно от 0,033 до 0,099 г Мn/л (0,125 до 0,375 г Мn/гал). The example corresponds to example 67, in which cyclic manganese compounds are present in the composition in an amount of from about 0.0164 to 0.73 g Mn / l (0.0625 to 3.00 g Mn / gal), preferably from 0.066 to 0.396 g Mn / l (0.25 to 1.50 g Mn / gal), even more preferably from 0.033 to 0.099 g Mn / l (0.125 to 0.375 g Mn / gal).

Пример 70. Example 70

Топливо УГС и базовый компонент топлива, выбранные из группы, включающей следующие сорта топлив для газовых турбин: 0-GT, l-GT, 2-GT, 3-GT, 4-GT. При этом полученные топлива соответствуют техническим условиям ASTM D 2880. UGS fuel and the basic fuel component selected from the group comprising the following grades of gas turbine fuels: 0-GT, l-GT, 2-GT, 3-GT, 4-GT. Moreover, the resulting fuels comply with ASTM D 2880 specifications.

Пример 71. Example 71

Топливо УГС, содержащее улучшающее горение количество трикарбонилциклопентадиенилмарганца и углеводородный компонент топлива, выбранный из группы, включающей жидкие топлива 0-GT, 1-GT, 2-GT, 3-GT, 4-GT для газовых турбин, при содержании кислорода в полученном топливе 4,5 мас.%. UGS fuel containing a combustion-improving amount of tricarbonylcyclopentadienyl manganese and a hydrocarbon component of a fuel selected from the group consisting of 0-GT, 1-GT, 2-GT, 3-GT, 4-GT liquid fuels for gas turbines, with the oxygen content in the resulting fuel 4 5 wt.%.

Пример 72. Example 72

Состав соответствует примеру 71, в котором полученная композиция удовлетворяет техническим условиям ASTM D 2880. The composition corresponds to example 71, in which the resulting composition meets the specifications of ASTM D 2880.

Пример 73. Example 73

Состав примера 71, в котором конечная точка кипения полученной композиции, температуры Т90 и Т50 понижены по меньшей мере на величину от 5,56 до 27,8oС (от 10 до 50oF), в результате чего сгорание улучшено и эмиссия понижена.The composition of example 71, in which the final boiling point of the resulting composition, the temperatures T90 and T50 are lowered by at least 5.56 to 27.8 ° C (10 to 50 ° F), resulting in improved combustion and lower emissions.

Пример 74. Example 74

Комбинация топливной композиции, выбранной из группы, включающей сорта 0-GT, 1-GT, 2-GT, 3-GT, 4-GT топлива для газовых турбин, и системы сгорания жидкого топлива для газовых турбин, при этом полученная комбинация отличается тем, что указанное топливо содержит улучшающее горение количество диметилкарбоната и улучшающее горение количество трикарбонилциклопентадиенилмарганца (ТЦМ), в результате чего понижено образование углерода в зоне первичного горения при горении указанной композиции. A combination of a fuel composition selected from the group consisting of grades 0-GT, 1-GT, 2-GT, 3-GT, 4-GT of gas turbine fuels and a liquid fuel combustion system for gas turbines, the resulting combination being characterized in that that said fuel contains a combustion-improving amount of dimethyl carbonate and a combustion-improving amount of tricarbonylcyclopentadienyl manganese (TCM), thereby reducing the formation of carbon in the primary combustion zone during combustion of said composition.

Пример 75. Example 75

Комбинация примера 74, в которой используют средства распыления топлива, в результате чего средний размер капель топлива составляет менее 70 мкм. The combination of example 74, which uses a means of atomization of fuel, resulting in an average droplet size of the fuel is less than 70 microns.

Пример 76. Example 76

Комбинация примера 74, в которой используют средства распыления топлива, в результате чего средний размер капель топлива составляет менее 40-60 мкм. The combination of example 74, which uses a means of atomization of fuel, resulting in an average droplet size of the fuel is less than 40-60 microns.

Пример 77. Example 77

Примеры 75 и 76, в которых образование свободного углерода понижено так, что температура внутренней обкладки понижена с соответствующим увеличением срока службы турбины. Examples 75 and 76, in which the formation of free carbon is reduced so that the temperature of the inner lining is reduced with a corresponding increase in the service life of the turbine.

Пример 78. Example 78

Пример 74, в котором комбинация дополнительно содержит средства понижения температуры кипения композиции, температур Т90, Т50 и Т10, в результате чего понижено выделение вредных веществ. Example 74, in which the combination further comprises means for lowering the boiling point of the composition, temperatures T90, T50 and T10, as a result of which the emission of harmful substances is reduced.

Пример 79. Example 79

Примеры 62-78, в которых составы подвергаются горению в газовой турбине с жаровой трубой, при этом температура газа на входе в турбину составляет менее 650oС.Examples 62-78, in which the compositions are burned in a gas turbine with a flame tube, while the gas temperature at the inlet of the turbine is less than 650 o C.

Пример 80. Example 80

Примеры 62-78, в которых составы подвергаются горению в газовой турбине а жаровой трубой, при этом температура газа на входе в турбину составляет менее 550oС.Examples 62-78, in which the compositions are burned in a gas turbine and a flame tube, while the temperature of the gas at the entrance to the turbine is less than 550 o C.

Пример 81. Example 81

Примеры 62-80, в которых составы подвергаются горению в газовой турбине с жаровой трубой, при этом длина зоны разбавления составляет от 1,4 до 2,0 (1,4 до 1,6) от общей длины жаровой трубы, при температуре газа на входе в турбину менее 650oС.Examples 62-80, in which the compositions are burned in a gas turbine with a flame tube, the length of the dilution zone is from 1.4 to 2.0 (1.4 to 1.6) of the total length of the flame tube, at a gas temperature of the entrance to the turbine is less than 650 o C.

Пример 82. Example 82

Примеры 62-81, в которых композиции подвергают горению в турбине с жаровой трубой, при этом длина зоны разбавления составляет примерно 1,5 от общей ширины жаровой трубы при температуре газа на входе в турбину менее 650oС и при повышении давления на входе и/или скорости вращения турбины на 2-10% по сравнению с существующими системами.Examples 62-81, in which the composition is subjected to combustion in a turbine with a flame tube, the length of the dilution zone is approximately 1.5 of the total width of the flame tube at a gas temperature at the inlet of the turbine of less than 650 o C and with increasing pressure at the inlet and / or turbine rotation speed of 2-10% compared with existing systems.

Пример 83. Example 83

Примеры 62-81, в которых композиции подвергают горению в турбине с жаровой трубой, при этом температура газа на входе в турбину составляет 550oС или менее, при повышении давления на входе и/или скорости вращения турбины на 2-10% по сравнению с существующими системами в тех же условиях.Examples 62-81, in which the composition is subjected to combustion in a turbine with a flame tube, the gas temperature at the inlet to the turbine is 550 o C or less, with an increase in the inlet pressure and / or turbine rotation speed by 2-10% compared with existing systems under the same conditions.

Физические свойства предложенных в данной изобретении компонентов топлив и полученного жидкого топлива, как правило, соответствуют указанным в технических условиях ASTM D 2880, D 396 и D 975. The physical properties of the fuel components proposed in this invention and the resulting liquid fuel, as a rule, correspond to those specified in the technical specifications ASTM D 2880, D 396 and D 975.

Например, опыт эксплуатации газовых турбин показал, что основную проблему составляет содержание золы в топливах. Так, необходимо регулировать некоторые химические свойства топливной золы, поскольку присутствующие в ней шлакообразующие вещества могут вызвать коррозию и осаждение осадков на деталях турбины, которая должна работать при температурах поверхности 593oС и выше. Один из вариантов реализации настоящего изобретения представляет собой топливо с низким содержанием или отсутствием золы.For example, experience with gas turbines has shown that the main problem is the ash content in fuels. So, it is necessary to regulate some chemical properties of fuel ash, since the slag-forming substances present in it can cause corrosion and precipitation on the parts of the turbine, which must operate at surface temperatures of 593 o C and above. One embodiment of the present invention is a fuel with low or no ash content.

Выше указаны различные сорта топлив для газовых турбин по шкале ASTM, включая сорта 0-GT - 4-GT. Сорт 0-GT включает нафту. Jet В и другие легкие углеводородные жидкости, которые характеризуются низкой температурой вспышки и низкой вязкостью по сравнению с керосином и жидкими топливами. Сорт 1-GT представляет собой легкий дистиллят жидкого топлива, пригодный для использования почти во всех газовых турбинах. Сорт 2-GT, представляющий собой более тяжелый дистиллят, чем 1-GT, можно использовать в газовых турбинах, не требующих высокой чистоты сгорания, как для топлива 1-GT. Above are various ASTM gas turbine fuel grades, including grades 0-GT - 4-GT. Grade 0-GT includes naphtha. Jet B and other light hydrocarbon fluids that have a low flash point and low viscosity compared to kerosene and liquid fuels. Grade 1-GT is a lightweight liquid fuel distillate suitable for use in almost all gas turbines. Grade 2-GT, which is a heavier distillate than 1-GT, can be used in gas turbines that do not require high purity of combustion, as for 1-GT fuel.

Для сорта 2-GT может потребоваться устройство для нагрева топлива в зависимости от конструкции системы или от температуры окружающего воздуха, или от обоих этих факторов. Grade 2-GT may require a device to heat the fuel, depending on the design of the system or on the ambient temperature, or both of these factors.

Дополнительные сорта жидкого топлива для газовых турбин включают следующие: сорт 3-GT, который может представлять собой более тяжелый дистиллят, чем сорт 2-GT, или остаточное жидкое топливо, удовлетворяющее требованию низкого содержания золы, или смесь дистиллята с остаточным жидким топливом. При использовании сорта 3-GT почти во всех установках требуется нагрев этого топлива. Additional grades of liquid fuel for gas turbines include the following: grade 3-GT, which may be a heavier distillate than grade 2-GT, or residual liquid fuel satisfying the low ash requirement, or a mixture of distillate with residual liquid fuel. When using the 3-GT grade in almost all installations, heating of this fuel is required.

Сорт 4-GT включает большую часть остаточных топлив и некоторую часть неочищенных топлив. Вследствие широкого интервала свойств и отсутствия контроля за свойствами сорта 4-GT желательно уточнить свойства этого сорта перед использованием. Grade 4-GT includes most of the residual fuels and some of the crude fuels. Due to the wide range of properties and the lack of control over the properties of 4-GT, it is desirable to clarify the properties of this variety before use.

В соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы различные топлива для газовых турбин, полученные в соответствии с различными техническими условиями и выпускаемые на рынке под различными наименованиями. Однако предпочтительными являются топлива, удовлетворяющие стандарту ASTM D 2880. In accordance with the present invention can be used in various fuels for gas turbines, obtained in accordance with various specifications and marketed under various names. However, fuels complying with ASTM D 2880 are preferred.

Предпочтительные топливные компоненты для газовых турбин в соответствии с настоящим изобретением представляют собой гомогенные смеси углеводородных топлив, свободных от неорганических кислот и от избыточного количества твердых или волокнистых посторонних веществ, которые могут привести к необходимости частой очистки. Предпочтительно, чтобы все сорта жидкого топлива для турбин оставались гомогенными при нормальных условиях хранения и не разделялись на легкую и тяжелую фракции вне интервалов вязкости данного сорта. Preferred fuel components for gas turbines in accordance with the present invention are homogeneous mixtures of hydrocarbon fuels free from inorganic acids and from excessive amounts of solid or fibrous foreign substances, which may necessitate frequent cleaning. It is preferable that all grades of liquid fuel for turbines remain homogeneous under normal storage conditions and are not separated into light and heavy fractions outside the viscosity ranges of this grade.

Жидкие топлива для газовых турбин в соответствии с изобретением, в первую очередь, представляют собой углеводороды. Предпочтительно также, чтобы топливный компонент жидкого топлива для газовых турбин не содержал загрязняющих примесей. В настоящем контексте загрязняющими примесями считаются посторонние вещества, которые могут вызвать трудности при использовании топлива или привести к тому, что оно будет в меньшей степени пригодно или вообще непригодно для данного применения. Liquid fuels for gas turbines in accordance with the invention are primarily hydrocarbons. It is also preferred that the fuel component of the liquid fuel for gas turbines does not contain contaminants. In the present context, contaminants are considered foreign substances that can cause difficulties in the use of fuel or lead to the fact that it will be less suitable or generally unsuitable for this application.

Различные сорта жидкого топлива для газовых турбин, рассмотренные в настоящем изобретении, должны удовлетворять условиям, представленным в табл. 2. Условия для сортов 1-GT и 2-GT во многих отношениях соответствуют условиям для топлив 1 и 2 стандарта ASTM D 396 и сортам 1D и 2D ASTM D 975. Интервал вязкости сортов 3-GT и 4-GT охватывает соответствующие интервалы вязкости сортов 4, 5 и 6 ASTM D 396 и сорта 4D ASTM D 975. The different grades of liquid fuel for gas turbines described in the present invention must satisfy the conditions presented in table. 2. The conditions for grades 1-GT and 2-GT in many respects correspond to the conditions for fuels 1 and 2 of ASTM D 396 and grades 1D and 2D ASTM D 975. The viscosity range for grades 3-GT and 4-GT covers the corresponding viscosity ranges for grades 4, 5 and 6 of ASTM D 396 and Grade 4D of ASTM D 975.

В соответствии с настоящим изобретением необходимо, чтобы топлива удовлетворяли стандартам ASTM D 396 и D 975. Не исключающие примеры подходящих топлив, удовлетворяющих данным условиям, представлены в табл. 2. In accordance with the present invention, it is necessary that the fuels meet ASTM D 396 and D 975 standards. Non-exclusive examples of suitable fuels that satisfy these conditions are presented in table. 2.

Может оказаться желательным выделение немарганцевых металлов из топливного компонента для турбин. Тем не менее присутствие еще меньших следовых количеств других металлов в жидких топливах для газовых турбин может привести к улучшению службы турбины в течение длительного времени с точки зрения коррозии. Однако наличие исключительно низких количеств не УГС металлических примесей может ограничить пригодность топлива или повысить его стоимость. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением металлы (кроме УГС-металлов) не должны присутствовать в топливе при содержании выше следовых. Например, в жидком газойле 0-GT и 3-GT содержание ванадия (если он не используется в качестве УГС-металла) не должно превышать 0,5 мг/кг, содержание натрия и калия (если они не используются в качестве УГС-металлов) в сумме не должно превышать 0,5 мг/кг, содержание кальция (если он не используется в качестве УГС-металла) не должно превышать 0,5 мг/кг. Предпочтительно также, чтобы содержание этих металлов не превышало 0,05-0,001 мг/кг. Однако как было обнаружено, действие вредных примесей или эффект от их внесения с УГС-топливами может быть значительно смягчено. It may be desirable to isolate non-manganese metals from the turbine fuel component. Nevertheless, the presence of even smaller trace amounts of other metals in liquid fuels for gas turbines can lead to improved long-term turbine service in terms of corrosion. However, the presence of extremely low amounts of non-GHS metal impurities can limit the suitability of the fuel or increase its cost. Thus, in accordance with the present invention, metals (except UGS metals) should not be present in the fuel when the content is higher than trace. For example, in liquid gas oil 0-GT and 3-GT, the content of vanadium (if it is not used as a UGS-metal) should not exceed 0.5 mg / kg, the content of sodium and potassium (if they are not used as a UGS-metal) in total, it should not exceed 0.5 mg / kg, the calcium content (if it is not used as an UGS metal) should not exceed 0.5 mg / kg. It is also preferred that the content of these metals does not exceed 0.05-0.001 mg / kg. However, it was found that the effect of harmful impurities or the effect of their introduction with UGS fuels can be significantly mitigated.

Свинец не является предпочтительным при использовании в соответствии с данным изобретением и по возможности должен быть исключен. Однако он может присутствовать в следовых концентрациях в компонентах топлив для газовых турбин вследствие нормального использования, так что его содержание не должно превышать 0,5 мг/кг, предпочтительно 0,001 мг/кг. Lead is not preferred when used in accordance with this invention and should be excluded whenever possible. However, it may be present in trace concentrations in gas turbine fuel components due to normal use, so that its content should not exceed 0.5 mg / kg, preferably 0.001 mg / kg.

Следует отметить, что натрий и калий можно использовать в сочетании с ванадием с образованием эвтектик, которые плавятся при таких низких температурах, как 566oС и/или могут быть использованы в сочетании с серой с образованием сульфатов, имеющих температуру плавления в интервале рабочих температур газовой турбины.It should be noted that sodium and potassium can be used in combination with vanadium to form eutectics that melt at temperatures as low as 566 ° C and / or can be used in combination with sulfur to form sulfates having a melting point in the gas operating temperature range turbines.

Эти соединения приводят к сильной коррозии и, как правило, не используются в газовых турбинах, работающих при температуре газа на входе выше 650oС. В соответствии с этим следует ограничивать содержание натрия и калия в сумме, однако содержание каждого элемента надо измерять отдельно.These compounds lead to severe corrosion and, as a rule, are not used in gas turbines operating at a gas inlet temperature above 650 o C. In accordance with this, the total sodium and potassium content should be limited, however, the content of each element must be measured separately.

В газовых турбинах, работающих при температурах газа на входе в турбину ниже 650oС, коррозия, обусловленная присутствием натриевых соединений, имеет меньшее значение и может быть дальше понижена при необходимости путем введения добавок на основе кремния, что и является предпочтительным примером реализации настоящего изобретения.In gas turbines operating at gas temperatures at the turbine inlet below 650 ° C. , corrosion due to the presence of sodium compounds is less important and can be further reduced if necessary by the addition of silicon-based additives, which is a preferred embodiment of the present invention.

Использование натрия может оказаться успешным в некоторых областях использования турбин, поскольку он приводит к улучшению растворимости в воде осадков и, следовательно, облегчает промывку газовой турбины водой для сохранения рабочих характеристик турбины. The use of sodium can be successful in some areas of turbine use, since it leads to improved solubility in water of sediments and, therefore, facilitates flushing the gas turbine with water to maintain the turbine performance.

В настоящем изобретении рассмотрена возможность применения на практике в достаточных количествах натрия и калия при понижении температуры газа на входе для УГС-содержащих топлив для газовых турбин. The present invention considers the possibility of practicing in sufficient quantities of sodium and potassium while lowering the inlet gas temperature for UGS-containing fuels for gas turbines.

Кальций не представляет опасности с точки зрения коррозии, фактически он ингибирует коррелирующее действие ванадия. Тем не менее присутствие кальция может вызвать образование труднорастворимых осадков, которые сами по себе не являются отслаивающимися при отключении газовой турбины и плохо отмываются при промывке турбины водой. Благодаря тому, что в изобретении понижены температуры сгорания, кальциевые осадки не представляют проблем. Тем не менее концентрация кальция в топливе не должна быть избыточной. Calcium is not harmful from the point of view of corrosion; in fact, it inhibits the correlating effect of vanadium. Nevertheless, the presence of calcium can cause the formation of insoluble precipitates, which in themselves are not peeling off when the gas turbine is turned off and are poorly washed when washing the turbine with water. Due to the fact that the invention has reduced combustion temperatures, calcium precipitation is not a problem. However, the concentration of calcium in the fuel should not be excessive.

В том случае, если не использовать преимущества, предлагаемые в настоящем изобретении, ванадий может образовывать соединения, такие, как пентоксид ванадия, который плавится при 691oС и может вызвать сильную коррозию всех высокотемпературных сплавов, используемых в турбинных лопатках.If you do not take advantage of the advantages of the present invention, vanadium can form compounds, such as vanadium pentoxide, which melts at 691 ° C and can cause severe corrosion of all high-temperature alloys used in turbine blades.

В присутствии достаточного количества магния в топливе магний может соединяться с ванадием с образованием соединений с высокой температурой плавления и, таким образом, понижать скорость коррозии. Кроме того, осаждение золы на турбине может вызвать проблемы. Так, предпочтительным варантом реализации изобретения является понижение температуры сгорания до уровня меньше 650oС.In the presence of a sufficient amount of magnesium in the fuel, magnesium can combine with vanadium to form compounds with a high melting point and, thus, reduce the corrosion rate. In addition, the deposition of ash on the turbine can cause problems. Thus, a preferred embodiment of the invention is to lower the combustion temperature to a level of less than 650 o C.

Желательно также в присутствии ванадия в количествах выше следовых, либо в количестве более 0,5 мг/кг, либо при содержании, рекомендуемом производителями турбин, поддерживать массовое отношение магния к ванадию в топливе не менее 3,0 для регулирования коррозии. Более того, при температурах газа на входе в турбину ниже 650oС, когда коррозия высокотемпературных сплавов менее важна, рекомендуется для профилактики использовать добавки на основе кремния для еще большего понижения скорости коррозии путем абсорбции и разбавления ванадиевых соединений.It is also desirable in the presence of vanadium in amounts above trace, or in an amount of more than 0.5 mg / kg, or at a content recommended by turbine manufacturers, to maintain a mass ratio of magnesium to vanadium in the fuel of at least 3.0 to control corrosion. Moreover, at gas temperatures at the turbine inlet below 650 o C, when the corrosion of high-temperature alloys is less important, it is recommended to use additives based on silicon for prophylaxis to further reduce the corrosion rate by absorbing and diluting vanadium compounds.

Таким образом, особой задачей и предпочтительным примером реализации настоящего изобретения является работа устройств, в которых используется работа УГС-топлива при понижении температуры на входе менее 650 или 600oС. Приемлема работа таких устройств при понижении температуры на входе в турбину менее 550 или даже 400oС при благоприятных обстоятельствах. Предполагается, что эти пониженные температуры на входе в турбину могут быть достигнуты при использовании УГС-топлив, предложенных в настоящем изобретении, или при понижении конечной температуры кипения и температуры Т90 фракций по способу, описанному ниже.Thus, a special task and a preferred example of the implementation of the present invention is the operation of devices that use the operation of the UGS fuel when lowering the inlet temperature of less than 650 or 600 o C. Acceptable operation of such devices when lowering the temperature of the inlet to the turbine is less than 550 or even 400 o C under favorable circumstances. It is assumed that these lower temperatures at the turbine inlet can be achieved by using the UGS fuels of the present invention, or by lowering the final boiling point and temperature T90 of the fractions by the method described below.

В частности, рассматривается также возможность пленочного охлаждения (эффузионного охлаждения) турбинных лопаток при необходимости для снижения высокотемпературной коррозии. In particular, the possibility of film cooling (effusion cooling) of turbine blades, if necessary, to reduce high-temperature corrosion is also considered.

При использовании настоящего изобретения предпочтительной минимальной температурой вспышки топлив для бензинных турбин является 100oС. Для марок топлива 3-GT и 4-GT минимальная предпочтительная температура вспышки составляет 130oС. Приемлимы также температуры менее 100 и 130oС, однако они менее предпочтительны.When using the present invention, the preferred minimum flash point of fuels for gasoline turbines is 100 ° C. For 3-GT and 4-GT grades, the minimum preferred flash point is 130 ° C. Temperatures of less than 100 and 130 ° C are also acceptable, but they are less preferred .

Предпочтительные температуры текучести топлив, заявляемых в изобретении, на 6oС ниже температуры окружающей среды, при которой работает турбина, за исключением тех случаев, в которых используется устройство для подогрева топлива.Preferred pour points of the fuels of the invention are 6 ° C. lower than the ambient temperature at which the turbine operates, except in cases where a fuel heating device is used.

Углеродный остаток является мерой углеродосодержащих материалов, остающихся в топливе после испарения из него всех летучих компонентов в отсутствие воздуха. В грубом приближении имеется тенденция топлива к образованию углеродных осадков на камере сгорания газовой турбины. Системы сгорания, разработанные для использования сортов топлива 3-GT и 4-GT, являются нечувствительными к этому явлению, однако другие газовые турбины (включая авиационные реактивные двигатели) обычно накладывают ограничение на величину углеродного остатка. В соответствии с настоящим изобретением углеродный остаток для фракции 10% дистиллята, выраженный в % от массы золы в соответствии с ASTM, обычно не должен превышать 0,15 для сорта 0-GT и 1-GT и 0,35 для сорта 2-GT. Однако предпочтительнее более низкие массовые концентрации. The carbon residue is a measure of the carbon-containing materials remaining in the fuel after evaporation of all volatile components from it in the absence of air. In a rough approximation, there is a tendency for fuel to form carbon deposits on the combustion chamber of a gas turbine. Combustion systems designed to use 3-GT and 4-GT grades are insensitive to this phenomenon, but other gas turbines (including aircraft jet engines) typically impose a carbon limit. In accordance with the present invention, the carbon residue for the fraction of 10% of the distillate, expressed as% by weight of the ash in accordance with ASTM, usually should not exceed 0.15 for grades 0-GT and 1-GT and 0.35 for grades 2-GT. However, lower mass concentrations are preferred.

При увеличении скорости сгорания и при более низких температурах сгорания в соответствии с изобретением можно более эффективно регулировать осаждение углерода. Так, массовые концентрации остатков в топливе за указанными здесь пределами также могут быть приемлемы, поскольку их воздействие, по-видимому, будет смягчено благодаря использованию настоящего изобретения. By increasing the combustion rate and at lower combustion temperatures in accordance with the invention, carbon deposition can be more effectively controlled. Thus, mass concentrations of residues in the fuel beyond the limits indicated here may also be acceptable, since their effects are likely to be mitigated by the use of the present invention.

В соответствии с настоящим изобретением, в частности, рассматривается модификация температур дистилляции, в особенности в тех случаях, когда это на практике приводит к понижению конечной температуры кипения или температуры 1-90, регулированию или снижению температуры Т-50 и/или температуры Т-10 фракций дистиллята, что, в свою очередь, приводит к улучшению горения, снижению образования свободного углерода и/или дыма. Как было обнаружено, модификация летучести/температур дистилляции также приводит к снижению образования свободного углерода в зоне первичного горения, в особенности, в сочетании с использованием УГС-топлива, такого как диметилкарбонат и органометаллические соединения. In accordance with the present invention, in particular, a modification of the distillation temperatures is considered, especially in cases where this in practice leads to a decrease in the final boiling point or temperature 1-90, regulation or reduction of the temperature of T-50 and / or temperature of T-10 distillate fractions, which, in turn, leads to improved combustion, reduced formation of free carbon and / or smoke. It has been found that the modification of volatility / distillation temperatures also leads to a decrease in the formation of free carbon in the primary combustion zone, in particular in combination with the use of UGS fuels such as dimethyl carbonate and organometallic compounds.

В соответствии с настоящим изобретением кинематическая вязкость приблизительно соответствует или превосходит вязкость, указанную в условиях ASTM D 2880. In accordance with the present invention, the kinematic viscosity approximately corresponds to or exceeds the viscosity specified in ASTM D 2880.

Сера, которая, как правило, сгорает с образованием диоксида серы, может быть частично окислена в триоксид серы, который затем может взаимодействовать с соединениями натрия и калия, присутствующими в золе, с образованием сульфатов, пиросульфатов и таких соединений, как трисульфат железа - натрия или калия. Пиросульфаты и трисульфаты характеризуются температурой плавления в рабочем интервале газовой турбины, следовательно, эти соединения вызывают сильную коррозию газовых турбинных лопаток. Sulfur, which typically burns to form sulfur dioxide, can be partially oxidized to sulfur trioxide, which can then react with the sodium and potassium compounds present in the ash to form sulfates, pyrosulphates and compounds such as sodium trisulfate or potassium. Pyrosulphates and trisulphates are characterized by a melting point in the working interval of a gas turbine, therefore, these compounds cause severe corrosion of gas turbine blades.

Исторически считается непрактичным предотвращать коррозию путем ограничения содержания серы в топливе, поэтому коррозию этого типа регулируют путем ограничения содержания натрия и калия. Газовые турбины с утилизацией избыточного тепла могут потребовать дополнительного регулирования содержания серы для предотвращения холодной коррозии. It has historically been considered impractical to prevent corrosion by limiting the sulfur content of the fuel, therefore this type of corrosion is regulated by limiting the sodium and potassium content. Excessive heat recovery gas turbines may require additional sulfur control to prevent cold corrosion.

Однако в соответствии с данным изобретением желательно ограничить концентрации серы в максимально возможной степени. Желательны концентрации серы, не превышающие 0,4 мас.%. Еще более предпочтительными являются концентрации серы от 0,1 до 0,05 мас.% и ниже. Предпочтительны также такие содержания, как 0,01 мас.%. В особенности предпочтительны топлива, не содержащие серы или почти не содержащие серы. However, in accordance with this invention, it is desirable to limit the sulfur concentration as much as possible. Sulfur concentrations not exceeding 0.4 wt.% Are desired. Even more preferred are sulfur concentrations of from 0.1 to 0.05 wt.% And below. Contents such as 0.01% by weight are also preferred. Particularly preferred are fuels that do not contain sulfur or almost do not contain sulfur.

Однако в соответствии с настоящим изобретением, которое позволяет достигать пониженной температуры горения, окисление серы и сопутствующие проблемы коррозии не так важны и их можно эффективно регулировать. При этом допустимы более высокие концентрации серы при благоприятных практических обстоятельствах. However, in accordance with the present invention, which allows to achieve a lower combustion temperature, sulfur oxidation and associated corrosion problems are not so important and can be effectively controlled. In this case, higher sulfur concentrations are permissible under favorable practical circumstances.

ДИЗЕЛЬНЫЕ ЖИДКИЕ ТОПЛИВА И СИСТЕМЫ
Как уже указано, в настоящем изобретении рассмотрен широкий круг жидких дизельных топлив и соответствующих систем. Неограничивающие примеры топливных компонентов и полученных при этом топлив, включая топлива, удовлетворяющие ASTM D 975 (указано для ссылки), промышленным, международным техническим условиям и/или техническим условиям ЕРА, сертификационным стандартам и/или правилам, настоящим и будущим, синтетических дизельных топлив, биодизельных топлив и других (см. табл.3). Неограничивающие примеры дизельных двигателей, рассматриваемые в настоящем изобретении, включают двигатели с косвенной инжекцией, усовершенствованные двигатели с косвенной инжекцией и дизельные двигатели с опережением зажигания, двигатели с прямой инжекцией и др.
DIESEL LIQUID FUELS AND SYSTEMS
As already indicated, the present invention contemplates a wide range of liquid diesel fuels and related systems. Non-limiting examples of fuel components and the resulting fuels, including fuels complying with ASTM D 975 (referenced), industrial, international specifications and / or EPA specifications, certification standards and / or regulations, present and future, synthetic diesel fuels, biodiesel fuels and others (see table 3). Non-limiting examples of diesel engines contemplated by the present invention include indirect injection engines, advanced indirect injection engines and advanced ignition diesel engines, direct injection engines, etc.

Еще одним примером реализации настоящего изобретения являются топлива, включающие реформированные дизельные топлива, качество которых соответствует промышленному или государственному стандарту. Another example of the implementation of the present invention are fuels, including reformed diesel fuels, the quality of which corresponds to an industrial or state standard.

Так, в соответствии с изобретением вводят УГС-топлива и топливный компонент дизельного топлива, так что полученные в результате топлива удовлетворяют указанным стандартам, настоящим и будущим. В соответствии с настоящим изобретением содержание марганца в полученных дизельных композициях может изменяться от 0,0026 до 2,6 г Мn/л (от 0,001 до 10,00 г Мn/гал); от 0,0026 до 1,84 г Mn/л (от 0,001 до 7,0 г Мn/гал); от 0,0026 до 1,32 г Мn/л (от 0,001 до 5,0 г Мn/гал); от 0,0026 до 1,05 г Мn/л (от 0,001 до 4,0 г Мn/гал); от 0,0026 до 0,92 г Мn/л (от 0,001 до 3,5 г Мn/гал). Оптимальным содержанием марганца, по-видимому, является менее 1,32 г Мn/л (5 г/гал), менее 0,79 г Мn/л (3 г Мn/гал) или даже до 0,66 г Мn/л (2,5 г/гал). Однако могут быть использованы также концентрации более 2,6; 3,3; 3,9; 5,3; 6,0; 6,6; 6,8; 7,0; 7,3; 7,9; 8,3; 9,2; 10,5; 13,2 г Мn/л (10, 12, 15, 20, 22, 25, 26, 27, 28, 30, 31, 35, 40, 50 г Мn/гал). Для улучшения горения предпочтительный интервал содержания марганца составляет от 0,0026 до 0,79 г Мn/л (от 0,001 до 3,00 г Мn/гал). Другие концентрации могут быть равны или превышать 0,0396; 0,00729; 0,0165; 0,033; 0,066; 0,0726; 0,099; 0,132; 0,165; 0,198; 0,235; 0,264; 0,298; 0,33; 0,363; 0,396; 0,432; 0,495; 0,528; 0,561; 0,594; 0,629; 0,66; 0,693; 0,726; 0,752 г Мn/л (0,15625; 0,03125; 0,0625; 0,125; 0,25; 0,275; 0,375; 0,50; 0,625; 0,75; 0,875; 1,0; 1,125; 1,25; 1,375; 1,5; 1,625; 1,874; 2,0; 2,125; 2,25; 2,375; 2,5; 2,625; 2,75; 2,875 г Мn/гал). Предпочтительный интервал составляет примерно от 0,0026 до 0,0039 г Мn/л (от 0,01 до 1,50 г Мn/гал). Другой предпочтительный интервал составляет примерно от 0,0026 до 0,0013 г Мn/л (от 0,01 до 0,50 г Мn/гал). Могут быть использованы также более низкие концентрации от 0,00026 до 0,066 г Мn/л (от 0,001 до 0,25 г/гал). Могут быть использованы также интервалы, превышающие 0,165 г Мn/л (0,625 г/гал). Thus, in accordance with the invention, UGS fuels and the fuel component of diesel fuel are introduced, so that the resulting fuel meets the specified standards, present and future. In accordance with the present invention, the manganese content in the obtained diesel compositions can vary from 0.0026 to 2.6 g Mn / l (from 0.001 to 10.00 g Mn / gal); 0.0026 to 1.84 g Mn / l (0.001 to 7.0 g Mn / gal); from 0.0026 to 1.32 g of Mn / l (from 0.001 to 5.0 g of Mn / gal); from 0.0026 to 1.05 g Mn / l (from 0.001 to 4.0 g Mn / gal); from 0.0026 to 0.92 g Mn / l (from 0.001 to 3.5 g Mn / gal). The optimal manganese content, apparently, is less than 1.32 g Mn / l (5 g / gal), less than 0.79 g Mn / l (3 g Mn / gal) or even up to 0.66 g Mn / l ( 2.5 g / gal). However, concentrations greater than 2.6 may also be used; 3.3; 3.9; 5.3; 6.0; 6.6; 6.8; 7.0; 7.3; 7.9; 8.3; 9.2; 10.5; 13.2 g Mn / l (10, 12, 15, 20, 22, 25, 26, 27, 28, 30, 31, 35, 40, 50 g Mn / gal). To improve combustion, a preferred range of manganese is from 0.0026 to 0.79 g Mn / l (from 0.001 to 3.00 g Mn / gal). Other concentrations may be equal to or greater than 0.0396; 0.00729; 0.0165; 0.033; 0.066; 0.0726; 0.099; 0.132; 0.165; 0.198; 0.235; 0.264; 0.298; 0.33; 0.363; 0.396; 0.432; 0.495; 0.528; 0.561; 0.594; 0.629; 0.66; 0.693; 0.726; 0.752 g Mn / L (0.15625; 0.03125; 0.0625; 0.125; 0.25; 0.275; 0.375; 0.50; 0.625; 0.75; 0.875; 1.0; 1.125; 1.25; 1.375; 1.5; 1.625; 1.874; 2.0; 2.125; 2.25; 2.375; 2.5; 2.625; 2.75; 2.875 g Mn / gal). A preferred range is from about 0.0026 to 0.0039 g Mn / l (0.01 to 1.50 g Mn / gal). Another preferred range is from about 0.0026 to 0.0013 g Mn / l (0.01 to 0.50 g Mn / gal). Lower concentrations from 0.00026 to 0.066 g Mn / L (0.001 to 0.25 g / gal) can also be used. Intervals greater than 0.165 g Mn / L (0.625 g / gal) may also be used.

Однако, как указано выше, чем выше концентрация кислорода, содержащегося в топливе, в особенности совместно с УГС-соединениями, тем выше допустимые концентрации марганца. Концентрации марганца могут быть также увеличены для более тяжелых топлив. При совместном использовании соединений УГС и марганца наблюдается синергизм их действия, в частности, при понижении температуры Т-90. Окончательный состав композиции определяется различными техническими условиями на топливо, рабочими условиями, требованиями окружающей среды и системами сгорания. However, as indicated above, the higher the concentration of oxygen contained in the fuel, especially in conjunction with UGS compounds, the higher the permissible concentration of manganese. Manganese concentrations can also be increased for heavier fuels. With the combined use of compounds of UGS and manganese, a synergy of their action is observed, in particular, with a decrease in the temperature of T-90. The final composition of the composition is determined by various technical specifications for the fuel, operating conditions, environmental requirements and combustion systems.

Как отмечено в изобретении, предпочтительное содержание кислорода в УГС-компонентах, которое приводит к хорошим результатам, как правило, превышает по меньшей мере 1 мас.% от массы дизельной композиции, и может быть равно или превышать 1,5, 1,75, 2,0%, что предпочтительно. Однако в соответствии с настоящим изобретением рассматриваются более низкие концентрации кислорода, включая концентрации менее 0,01 мас.%. As noted in the invention, the preferred oxygen content in the GHS components, which leads to good results, typically exceeds at least 1 wt.% By weight of the diesel composition, and may be equal to or greater than 1.5, 1.75, 2 , 0%, which is preferred. However, in accordance with the present invention, lower oxygen concentrations are considered, including concentrations of less than 0.01% by weight.

В соответствии с настоящим изобретением приемлемы концентрации кислорода от 0,01 до 0,05 мас.%. Предпочтительны концентрации кислорода от 0,01 до 1,5 мас.%. Наиболее предпочтительны концентрации кислорода от 0,5 до 5,0 мас.% и выше 1,5 и несколько более предпочтительны 1,5 мас.%. Приемлемые интервалы содержания кислорода в тех случаях, когда УГС-топливо составляет значительно меньшую часть или несколько большую часть, включают концентрации кислорода, составляющие 5,0, 10, 15, 20% или более. В более крупных дизельных двигателях, включая дизели локомотивов, судовые двигатели и большие стационарные промышленные двигатели, предпочтительно, если топливо содержит 2 мас.% кислорода или более. В известных областях применения не указаны максимальные пределы содержания кислорода. Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением рассматриваются концентрации кислорода, максимально повышающие преимущества настоящего изобретения. In accordance with the present invention, oxygen concentrations of from 0.01 to 0.05 wt.% Are acceptable. Oxygen concentrations of from 0.01 to 1.5% by weight are preferred. Most preferred are oxygen concentrations of from 0.5 to 5.0 wt.% And above 1.5, and somewhat more preferred 1.5 wt.%. Acceptable oxygen content ranges in cases where the UGS fuel is a significantly smaller portion or slightly larger portion include oxygen concentrations of 5.0, 10, 15, 20% or more. In larger diesel engines, including diesel locomotives, marine engines and large stationary industrial engines, it is preferable if the fuel contains 2 wt.% Oxygen or more. In known applications, maximum oxygen limits are not indicated. Therefore, in accordance with the present invention, oxygen concentrations are considered that maximize the advantages of the present invention.

Неожиданно было обнаружено, что эмиссия при сгорании дизельного топлива, включая дисперсные частицы, НС, СО и NOх, существенно снижаются при использовании настоящего изобретения. Подобное снижение, по-видимому, тесно связано с повышением скорости горения и понижением температуры горения благодаря настоящему изобретению. Неожиданно также было обнаружено, что благодаря увеличению скорости горения и более низкой температуре горения можно регулировать шум дизельного двигателя, не затрагивая при этом экономичности и эмиссии.Surprisingly, it was found that emissions from the combustion of diesel fuel, including particulate matter, HC, CO, and NO x , are substantially reduced when using the present invention. Such a decrease, apparently, is closely associated with an increase in the rate of combustion and a decrease in the temperature of combustion due to the present invention. Unexpectedly, it was also found that due to an increase in the burning rate and a lower combustion temperature, it is possible to control the noise of the diesel engine without affecting the economy and emissions.

Свойства торговых дистиллированных дизельных топлив зависят от способа их очистки и природы сырой нефти, из которых они получены. Так, они могут различаться как от региона к региону, так и внутри региона их получения. Такие топлива, как правило, имеют температуру кипения в интервале от 163 до 371oС (325-700oF). Их свойства могут представлять собой различные комбинации летучести, температуры вспышки, вязкости, содержания серы, плотности и других характеристик. Как уже указано, топлива в соответствии с данным изобретением включают следущие сорта.The properties of commercial distilled diesel fuels depend on how they are refined and the nature of the crude oil from which they are derived. So, they can vary both from region to region, and within the region of their receipt. Such fuels, as a rule, have a boiling point in the range from 163 to 371 o C (325-700 o F). Their properties can be various combinations of volatility, flash point, viscosity, sulfur content, density and other characteristics. As already indicated, the fuels in accordance with this invention include the following grades.

Сорт с низким содержанием серы 1-D, который имеет специальное назначение и представляет собой легкий дистиллят для автомобильных дизельных двигателей, требующих низкого содержания серы и более высокой летучести, чем летучесть сорта с низким содержанием серы 2-D, и соответствует инструкции 40 CFR, часть 80. The low-sulfur grade 1-D, which has a special purpose and is a light distillate for automotive diesel engines requiring low sulfur and higher volatility than the volatility of the low-sulfur grade 2-D, complies with 40 CFR Part 80.

Сорт с низким содержанием серы 2-D общего назначения, представляющий собой средний дистиллят, для автомобильных дизельных двигателей, требующих топлива с низким содержанием серы. Этот сорт подходит также для других областей применения, в особенности в условиях изменения скорости и нагрузки. Этот сорт также соответствует инструкции CFR, часть 80. A general-purpose low-sulfur grade 2-D, a medium distillate, for automotive diesel engines requiring low-sulfur fuels. This grade is also suitable for other applications, especially in conditions of changing speed and load. This grade also complies with CFR Part 80.

Сорта 1-D и 2-D аналогичны по назначению соответствующим сортам с низким содержанием серы, за исключением того, что содержание в них серы жестко не регулируется. Grades 1-D and 2-D are similar in purpose to the corresponding grades with a low sulfur content, except that the sulfur content in them is not strictly regulated.

Сорт 4-D, представляющий собой тяжелый дистиллят или смесь дистиллята и остаточной нефти, предназначенный для дизельных двигателей низкой и высокой скорости в неавтомобильных областях применения, включая предпочтительно постоянную скорость и нагрузку. Grade 4-D, which is a heavy distillate or a mixture of distillate and residual oil, designed for low and high speed diesel engines in non-automotive applications, including preferably a constant speed and load.

Тип С-В - дизельные топлива для городских автобусов и аналогичных областей применения. Type CB - diesel fuels for city buses and similar applications.

Тип Т-Т - топливо для дизельных двигателей грузовых автомобилей, тракторов и аналогичных средств. Type Т-Т - fuel for diesel engines of trucks, tractors and similar means.

Тип R-R - топливо для железнодорожных дизелей. Type R-R - fuel for railway diesels.

Тип S-M - тяжелый дистиллят и остаточное топливо для больших стационарных и судовых дизельных двигателей. Type S-M - heavy distillate and residual fuel for large stationary and marine diesel engines.

В соответствии с изобретением углеводородные композиции предназначены для того, чтобы максимально увеличить преимущества их использования с точки зрения качества зажигания, теплотворной способности, летучести, плотности, стойкости к окислению и т.п. с соответствующим положительным воздействием на энергию, экономичность, изностостойкость, отложение осадков, стартование и выделение дыма в дизельных двигателях. In accordance with the invention, hydrocarbon compositions are intended to maximize the benefits of their use in terms of ignition quality, calorific value, volatility, density, oxidation resistance, and the like. with a corresponding positive effect on energy, efficiency, wear resistance, sedimentation, starting and smoke in diesel engines.

Поскольку дизельные топлива представляют собой сложные смеси различных отдельных углеводородов, важно также в соответствии с настоящим изобретением составить такое дизельное топливо, при котором была бы максимально повышена скорость горения и/или понижена температура горения. Since diesel fuels are complex mixtures of various individual hydrocarbons, it is also important in accordance with the present invention to formulate such diesel fuel in which the burning rate is maximized and / or the combustion temperature is lowered.

Следует отметить, что при использовании УГС-дизельных топлив обычно происходит улучшение качества зажигания, что, в свою очередь, положительно влияет на стартование при низких температурах, разогрев, сгорание, ускорение, отложение осадков в тяжелых и легких дорожных условиях и плотность выхлопного дыма. Требования к качеству зажигания в двигателе зависят от его конструкции, размера, механических условий, рабочих условий, атмосферной температуры и высоты над уровнем моря. Тем не менее улучшение качества зажигания выше требуемого уровня не приведет к существенному улучшению работы двигателя. It should be noted that when using UGS-diesel fuels, the ignition quality usually improves, which, in turn, has a positive effect on starting at low temperatures, heating, combustion, acceleration, deposition of precipitation in difficult and light road conditions and the density of exhaust smoke. Requirements for the quality of the ignition in the engine depend on its design, size, mechanical conditions, operating conditions, atmospheric temperature and altitude. Nevertheless, an improvement in the quality of ignition above the required level will not lead to a significant improvement in engine performance.

В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно цетановое число 30, предпочтительно также цетановое число 40 или выше, в особенности, в топливах с низким содержанием серы 1-D и 2-D. Оптимальное цетановое число в соответствии с настоящим изобретением составляет более 48. Также предпочтительны цетановые числа более 60 или 70. In accordance with the present invention, preferably a cetane number of 30, preferably also a cetane number of 40 or higher, especially in low sulfur fuels 1-D and 2-D. The optimum cetane number in accordance with the present invention is more than 48. Cetane numbers greater than 60 or 70 are also preferred.

На практике предпочтительно также при использовании дизельных топлив с низким содержанием серы D-1 и D-2 использовать индекс минимального цетанового числа, предел содержания высших ароматических компонентов 40 (при измерении по ASTM D 976) или содержание ароматических веществ, не превышающее 35 об. % (по стандарту ASTM D 1319). Более предпочтительны еще более низкие содержания ароматических веществ, как уже было указано. Предпочтительны содержания не выше 30 об.%, более предпочтительны менее 20% и наиболее предпочтительны менее 10%. In practice, it is also preferable when using low-sulfur diesel fuels D-1 and D-2 to use the minimum cetane number index, the limit of the content of higher aromatic components 40 (as measured by ASTM D 976) or the content of aromatic substances not exceeding 35 vol. % (according to ASTM D 1319). Even lower aromatic contents are preferred, as already indicated. Preferred contents are not higher than 30 vol.%, More preferred less than 20% and most preferred less than 10%.

Однако важно, чтобы цетановое число не было слишком высоким, что может привести к увеличению выброса дисперсных частиц независимо от времени инжекции. Качество зажигания измеряют по стандарту ASTM D 613, Test Method for Ignition Quality of Diesel Fuels by Cetane Method. However, it is important that the cetane number is not too high, which can lead to an increase in the emission of dispersed particles regardless of the injection time. Ignition quality is measured according to ASTM D 613, Test Method for Ignition Quality of Diesel Fuels by Cetane Method.

Пример 84. Example 84

Состав, содержащий улучшающее горение количество топлива УГС (предпочтительно содержащего диметиловый эфир диэтиленгликоля), улучшающее горение количество соединения трикарбонилциклопентадиенилмарганца и базовое дизельное топливо. A composition comprising a combustion-improving amount of UGS fuel (preferably containing diethylene glycol dimethyl ether), a combustion-improving amount of a tricarbonylcyclopentadienyl manganese compound and a base diesel fuel.

Пример 85. Example 85

Композиция примера 84, содержащая улучшающее горение количество диметилового эфира метилена. The composition of example 84 containing a combustion-improving amount of methylene dimethyl ether.

Пример 86. Example 86

Композиция примера 84, содержащая улучшающее горение количество диметилового эфира. The composition of example 84 containing a combustion-improving amount of dimethyl ether.

Пример 87. Example 87

Комбинация дизельного топлива, соответствующего ASTM D 975, и системы дизельного горения; указанная комбинация отличается тем, что топливо содержит улучшающее горение количество диметилкарбоната и/или диметилового эфира метилена, а также трикарбонилциклопентадиенилмарганца в концентрациях примерно от 0,00026 до 0,66 г Мn/л (от 0,001 до 2,5 г Мn/гал) с получением топлива, характеризующегося улучшенным тепловым кпд и/или экономичностью. Combination of diesel fuel complying with ASTM D 975 and a diesel combustion system; this combination is characterized in that the fuel contains a combustion-improving amount of dimethyl carbonate and / or methylene dimethyl ether, as well as tricarbonyl cyclopentadienyl manganese in concentrations from about 0.00026 to 0.66 g Mn / l (from 0.001 to 2.5 g Mn / gal) s obtaining fuel characterized by improved thermal efficiency and / or efficiency.

Пример 88. Example 88

Дизельная композиция No.2, представляющая собой небольшое количество улучшающего горение диметилкарбоната и циклического трикарбонила марганца и основное количество базового дизельного топлива, так что полученное топливо имеет цетановое число от 42 до 50 (предпочтительно существенно выше), содержание ароматических веществ менее 28 об.% (предпочтительно менее 20%), более предпочтительно 15%, наиболее предпочтительно менее 10%), температуру Т-90, составляющую 293-315oС (560-600oF) (более предпочтительно менее 282, 271, 260oС (540, 520, 500oF или ниже), содержание серы от 0,08 до 0,12 мас.% (более предпочтительно 0,05% или вообще без содержания серы), плотность по API 32-37 (более предпочтительно выше) и минимальную температуру вспышки 54,4oС (130oF).Diesel composition No.2, which is a small amount of combustion-improving dimethyl carbonate and cyclic manganese tricarbonyl and the bulk of the base diesel fuel, so that the resulting fuel has a cetane number from 42 to 50 (preferably substantially higher), aromatic content less than 28 vol.% ( preferably less than 20%), more preferably 15%, most preferably less than 10%), a T-90 temperature of 293-315 o C (560-600 o F) (more preferably less than 282, 271, 260 o C (540, 520 500 o F or below), the contents Ser from 0.08 to 0.12 wt.% (more preferably 0.05% or no sulfur content), a density of API 32-37 (more preferably higher) and minimum flash point 54,4 o C (130 o F) .

Пример 89. Example 89

Дизельная композиция No.2, представляющая собой небольшое количество улучшающего горение диметилкарбоната и циклического трикарбонила марганца и основное количество базового дизельного топлива, так что полученное топливо имеет цетановое число от 48 до 54 (предпочтительно существенно выше), содержание ароматических веществ менее 10 об.%, температуру Т-90, составляющую 238-271oС (460-520oF) (более предпочтительно менее 218oС (425oF или ниже), содержание серы от 0,08 до 0,12 мас.% (более предпочтительно 0,05% или вообще без содержания серы), плотность по API 40-44 (более предпочтительно выше) и минимальную температуру вспышки 49oС (120oF).Diesel composition No.2, which is a small amount of combustion-improving dimethyl carbonate and cyclic manganese tricarbonyl and the main amount of base diesel fuel, so that the resulting fuel has a cetane number from 48 to 54 (preferably substantially higher), the aromatic content is less than 10 vol.%, a T-90 temperature of 238-271 ° C (460-520 ° F) (more preferably less than 218 ° C (425 ° F or lower), a sulfur content of 0.08 to 0.12 wt.% (more preferably 0 , 05% or no sulfur content), density according to API 40-44 (bol preferably higher) and a minimum flash point of 49 ° C (120 ° F).

Пример 90. Example 90

Примеры 88-89, в которых топливо соответствует ASTM D 975. Examples 88-89, in which the fuel meets ASTM D 975.

Пример 91. Example 91

Способ работы дизельного двигателя, включающий инжекцию топлива из примеров 88-90, включая замещенное топливо No. 5 (тяжелое), посредством системы прямого инжектирования топлива высокого давления, при давлениях в интервале от 30 до 120 МПа, при среднем размере частицы пара менее 70 мкм, более предпочтительно 40-60 мкм, с увеличением скорости горения. A diesel engine operating method comprising injecting fuel from Examples 88-90, including substituted fuel No. 5 (heavy), by means of a direct injection system for high pressure fuel, at pressures ranging from 30 to 120 MPa, with an average particle size of the vapor of less than 70 microns, more preferably 40-60 microns, with an increase in the burning rate.

Пример 92. Example 92

Примеры 80-91, в которых система сгорания дополнительно содержит турбонагнетатель, систему рециркуляции выхлопных газов (РВГ), при этом в системе инжекции топлива использованы датчики расхода для регулирования скорости инжекции топлива и/или распределения моментов зажигания. Examples 80-91, in which the combustion system further comprises a turbocharger, an exhaust gas recirculation (EGR) system, while the fuel injection system uses flow sensors to control the speed of fuel injection and / or distribution of ignition times.

Пример 93. Example 93

Примеры 80-92, в которых полученные выхлопные выбросы соответствуют правилам US EPA Clean Air Act, включая 42 USC 7545 и последующие. Examples 80-92 in which the resulting exhaust emissions comply with US EPA Clean Air Act, including 42 USC 7545 and subsequent.

В соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы промоторы зажигания, в отдельности и/или в сочетании с соединениями УГС, в частности, в топливах, для которых требуется более высокая температура зажигания, что удлиняет их период зажигания. Такие промоторы включают ди-трет-бутилпероксид, алкилпероксид, алкилгидропероксид, добавки алкилнитрата, включая этилгексилнитрат и изопропилнитрат, 2,5-диметил-ди(трет-бутилперокси)гексан, трет-бутилкумилпероксид, ди(трет-ариламил)пероксид, трет-бутилгидропероксид, третамилгидропероксид и их смеси. In accordance with the present invention, ignition promoters can be used individually and / or in combination with UGS compounds, in particular fuels that require a higher ignition temperature, which lengthens their ignition period. Such promoters include di-tert-butyl peroxide, alkyl peroxide, alkyl hydroperoxide, alkyl nitrate additives including ethyl hexyl nitrate and isopropyl nitrate, 2,5-dimethyl di (tert-butyl peroxy) hexane, tert-butyl cumyl peroxide, di (tert-arylamyl) peroxide, tert-butyl , tertamylhydroperoxide and mixtures thereof.

В соответствии с настоящим изобретением при использовании дизельных топлив предпочтительно, если содержание ароматических веществ и температуры Т-90 по возможности понижены. In accordance with the present invention, when using diesel fuels, it is preferable if the aromatic content and the temperature of T-90 are as low as possible.

В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, если высокая скорость смешения и запаздывание зажигания сочетаются с предварительно смешанным однородным содержащим УГС топливом, если это возможно. Однако при этом не следует использовать экстремальные значения, так чтобы это не привело к возникновению конструкционных проблем, обусловленных повышением давления в цилиндрах. In accordance with the present invention, it is preferable if the high mixing rate and the ignition delay are combined with a pre-mixed homogeneous UGS-containing fuel, if possible. However, extreme values should not be used, so that this does not lead to structural problems due to increased pressure in the cylinders.

В настоящем изобретении также рассмотрены некоторые модификации двигателей, включая модифицированные конструкции камер сгорания, распределения моментов зажигания и отмеченных выше характеристик, в частности наддува или турбонаддува, особенно в сочетании с использованием двигателя прямой инжекции, а также с применением рециркуляции выхлопных газов и выхлопных газов после систем их обработки, включая ловушки, ловушки-окислители, регенерационные ловушки-окислители и катализаторы. The present invention also contemplates several engine modifications, including modified designs of combustion chambers, distribution of ignition moments and characteristics noted above, in particular boost or turbocharger, especially in combination with the use of a direct injection engine, as well as using exhaust gas and exhaust gas recirculation after systems their processing, including traps, oxidizing traps, regenerative oxidizing traps and catalysts.

Пример 94. Example 94

Сорт дизельного топлива No.2, характеризующийся низкой эмиссией, имеющий минимальное цетановое число 52, максимальное содержание серы 350 ppm (наиболее предпочтительно менее 0,05 мас.%), содержание ароматических веществ менее 30 об.% (более предпочтительно менее 15%), улучшающее горение количество диметилкарбоната и улучшающее горение количество циклического трикарбонила марганца. Low emission diesel fuel No.2, having a minimum cetane number of 52, a maximum sulfur content of 350 ppm (most preferably less than 0.05 wt.%), An aromatic content of less than 30 vol.% (More preferably less than 15%), a combustion-improving amount of dimethyl carbonate; and a combustion-improving amount of cyclic manganese tricarbonyl.

Пример 95. Example 95

Сорт дизельного топлива с низкой эмиссией, имеющий минимальное цетановое число 52, максимальное содержание серы 100 ppm, содержание ароматических веществ менее 12 об.%, температура Т90 475oF, бромное число 0,10, улучшающее горение количество диметилкарбоната от 0,5 до 4,0 мас.% кислорода и улучшающее горение количество циклического трикарбонила марганца.A low-emission diesel fuel with a minimum cetane number of 52, a maximum sulfur content of 100 ppm, an aromatic content of less than 12 vol.%, A temperature of T90 475 o F, a bromine number of 0.10, a combustion-improving amount of dimethyl carbonate from 0.5 to 4 , 0 wt.% Oxygen and a combustion-improving amount of cyclic manganese tricarbonyl.

Пример 96. Example 96

Состав топлива в соответствии с примерами 94-95, в котором анилиновое число менее 62,8oС (145oF).The fuel composition in accordance with examples 94-95, in which the aniline number is less than 62.8 o C (145 o F).

Пример 97. Example 97

Сорт дизельного топлива с низкой эмиссией, имеющий минимальное цетановое число 62, максимальное содержание серы менее 0,01 мас.%, содержание ароматических веществ 10%, содержание олефинов 41 мас.% (предпочтительно менее 10%), температуру Т-90 268oС (514oF), бромное число 0,10, анилиновое число менее 62,8oС (145oF), улучшающее горение количество диметилкарбоната и/или диметилового эфира диэтиленгликоля (или диэтилового эфира диэтиленгликоля) и улучшающее горение количество циклического трикарбонила марганца.A low emission diesel fuel grade having a minimum cetane number of 62, a maximum sulfur content of less than 0.01 wt.%, An aromatic content of 10%, an olefin content of 41 wt.% (Preferably less than 10%), a temperature of T-90 268 o C (514 ° F), bromine number 0.10, aniline number less than 62.8 ° C (145 ° F), a burning amount of dimethyl carbonate and / or diethylene glycol dimethyl ether (or diethylene glycol diethyl ether), and a burning amount of cyclic manganese tricarbonyl.

Пример 98. Example 98

Состав примера 97 для сжигания в двигателях большегрузных грузовых машин при выделении НС, СО, NOх и дисперсных частиц соответственно 1,3; 15,5; 4,5; 0,10 г/л.с.•ч.The composition of example 97 for combustion in engines of heavy trucks with the allocation of HC, CO, NO x and dispersed particles, respectively 1.3; 15.5; 4,5; 0.10 g / hp • h.

В соответствии с настоящим изобретением дизельные топлива имеют достаточную теплотворную способность для эффективной работы дизельных двигателей при улучшенном тепловом кпд. Плотность топлива в сочетании с его летучестью дает полезную информацию о составе этого топлива, что, в свою очередь, влияет на его теплотворную способность, мощность и экономичность, осаждение осадков, износ и выделение газов. In accordance with the present invention, diesel fuels have sufficient calorific value for efficient operation of diesel engines with improved thermal efficiency. The density of the fuel in combination with its volatility provides useful information about the composition of this fuel, which, in turn, affects its calorific value, power and economy, precipitation, wear and gas emissions.

Как правило, мощность и экономичность дизельных двигателей напрямую не зависят от летучести топлива, хотя менее летучие топлива, предложенные в изобретении, обычно имеют более высокую теплотворную способность и, таким образом, косвенно влияют на рабочие факторы. С другой стороны, стартование и разогрев улучшаются при высокой летучести, и осаждение осадков, износ и выхлопной газ в некоторых двигателях увеличиваются до 90% и конечных значений. As a rule, the power and efficiency of diesel engines are not directly dependent on the volatility of the fuel, although the less volatile fuels proposed in the invention usually have a higher calorific value and, therefore, indirectly affect working factors. On the other hand, start-up and warm-up improve with high volatility, and precipitation, wear and exhaust gas in some engines increase to 90% and final values.

Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением предложена модификация летучести дизельных топлив, снижение конечной точки кипения, температур Т-90, Т-50 и Т-10 и других для улучшения эффективности сгорания и/или снижения выделения вредных веществ. Наиболее предпочтительно снижение конечной точки кипения и температуры Т-90. Thus, in accordance with the present invention, a modification of the volatility of diesel fuels, lowering the final boiling point, temperatures T-90, T-50 and T-10 and others are proposed to improve the efficiency of combustion and / or reduce the emission of harmful substances. Most preferably, the reduction of the final boiling point and the temperature of T-90.

Примером настоящего изобретения являются топлива, включая дизельные топлива, которые удовлетворяют по эмиссии стандартам ASTM, САА и другим государственным стандартам, настоящим и будущим. An example of the present invention are fuels, including diesel fuels, which meet the emission standards of ASTM, CAA and other national standards, present and future.

Вязкость дизельного топлива может влиять на работу топливных систем. Низкая вязкость может привести к избыточному износу некоторых инжекционных насосов и потере мощности, вызванной подтеканием насоса инжектора. Высокая вязкость может привести к избыточному сопротивлению насоса или разрушению фильтра. Вязкость влияет также на распыление топлива. Так, в настоящем изобретении измеренная в мм/с при 40oС вязкость должна иметь минимальное значение 1,3; 1,9; 1,3; 1,9; 5,5 для дизельной марки с низким содержанием серы 1-D, с низким содержанием серы 2-D, 1-D, 2-D, 4-D соответственно. Максимальные величины не должны превышать 2,4; 4,1; 2,4; 4,1; 24,0 для дизельных марок с низким содержанием серы 1-D, с низким содержанием серы 2-D, 1-D, 2-D, 4-D соответственно. Тем не менее в особенности следует отметить, что вязкости вне этих интервалов также приемлемы в настоящем изобретении, в особенности в сочетании с описанными соединениями УГС, топливами и/или механическими средствами данного изобретения.Viscosity of diesel fuel can affect the operation of fuel systems. Low viscosity can lead to excessive wear on some injection pumps and loss of power due to leakage of the injector pump. High viscosity can lead to excessive pump resistance or destruction of the filter. Viscosity also affects fuel atomization. So, in the present invention, the viscosity measured in mm / s at 40 ° C. should have a minimum value of 1.3; 1.9; 1.3; 1.9; 5.5 for a diesel grade low sulfur 1-D, low sulfur 2-D, 1-D, 2-D, 4-D, respectively. Maximum values should not exceed 2.4; 4.1; 2.4; 4.1; 24.0 for diesel grades with low sulfur content 1-D, low sulfur content 2-D, 1-D, 2-D, 4-D, respectively. However, in particular, it should be noted that viscosities outside these ranges are also acceptable in the present invention, in particular in combination with the described HCV compounds, fuels and / or mechanical means of the present invention.

В соответствии с настоящим изобретением топлива, которые не содержат добавки для понижения температуры текучести, имеют температуру текучести на величину, составляющую от 3oС (5oF) до 15oС (25oF), ниже точки мутности.In accordance with the present invention, fuels that do not contain additives to lower the pour point have a pour point of 3 ° C (5 ° F) to 15 ° C (25 ° F) below the turbidity point.

В соответствии с настоящим изобретением предпочтительны минимальные температуры вспышки 38oС для сортов 1-D и 52oС для сортов 2-D и 4-D. Однако приемлемы также температуры вспышки за пределами этих интервалов.In accordance with the present invention, minimum flash points of 38 ° C for grades 1-D and 52 ° C for grades 2-D and 4-D are preferred. However, flash points outside these ranges are also acceptable.

В соответствии с настоящим изобретением приемлемым содержанием серы является 500 ppm, однако предпочтительнее более низкие концентрации. Наиболее предпочтительными концентрациями являются 50 ррm или меньше. Массовое содержание серы составляет предпочтительно 0,05% или меньше, концентрации серы, составляющие 0,05 мас.% или меньше требуются для сортов с низким содержанием серы 1-D и 2-D. Acceptable sulfur content is 500 ppm in accordance with the present invention, but lower concentrations are preferred. Most preferred concentrations are 50 ppm or less. The mass sulfur content is preferably 0.05% or less, sulfur concentrations of 0.05 mass% or less are required for grades with a low sulfur content of 1-D and 2-D.

В соответствии с настоящим изобретением углеродный остаток в 10% кубовом остатке в % по массе обычно не превышает 0,15 для сорта 1-D и 0,35 для сорта 2-D. Однако предпочтительны более низкие концентрации. В соответствии с настоящим изобретением максимальное содержание золы по ASTM D 482 составляет 0,01 мас.%, за исключением сорта 4D, для которого оно составляет 0,1 мас.%. Предпочтительнее более низкое содержание золы. Тем не менее низкие температуры сжигания в соответствии с настоящим изобретением смягчают проблемы, связанные с присутствием золы. In accordance with the present invention, the carbon residue in a 10% vat residue in% by weight usually does not exceed 0.15 for grade 1-D and 0.35 for grade 2-D. However, lower concentrations are preferred. In accordance with the present invention, the maximum ash content according to ASTM D 482 is 0.01 wt.%, With the exception of grade 4D, for which it is 0.1 wt.%. Lower ash content is preferred. However, the low combustion temperatures in accordance with the present invention mitigate the problems associated with the presence of ash.

В соответствии с настоящим изобретением результат испытания по стандарту ASTM D Copper Strip Tarnish Test максимально составляет No.3. In accordance with the present invention, the ASTM D Copper Strip Tarnish Test test result is maximum No.3.

Одним из примеров реализации настоящего изобретения являются дизельные топлива, безводные или по существу безводные, за исключением тех случаев, когда используют инжекцию смеси топливо/соединение УГС/вода или их эмульсий. One example of the implementation of the present invention are diesel fuels, anhydrous or substantially anhydrous, unless injection of a mixture of a fuel / UGS / water compound or emulsions thereof is used.

Предпочтительно также, если дизельные топлива в соответствии с настоящим изобретением содержат уменьшенное количество продуктов окисления, которые образуются в процессе хранения и могут, в свою очередь, вызвать образование отложений, засорение фильтра и отложение лакообразного нагара на топливном насосе и частях инжектора. It is also preferable if the diesel fuels in accordance with the present invention contain a reduced amount of oxidation products that are formed during storage and can, in turn, cause the formation of deposits, clogging of the filter and the deposition of varnish on the fuel pump and parts of the injector.

В соответствии с настоящим изобретением рассматриваются добавки, включающие улучшители качества зажигания, ингибитор окисления, биоциды, предупредители образования накипи, пассиваторы металлов, вещества, понижающие точку текучести, деэмульгаторы, вещества, снижающие выделение дыма, детергенты-диспергаторы, улучшители проводимости, красители, антиобледенители и добавки для снижения или регулирования осадков на топливном инжекторе. In accordance with the present invention, additives are considered, including ignition improvers, an oxidation inhibitor, biocides, scale inhibitors, metal passivators, yield point reducing agents, demulsifiers, smoke reducing agents, dispersant detergents, conductivity improvers, dyes, anti-icers and additives to reduce or control precipitation at the fuel injector.

Например, рассмотрим детергент-диспергатор фирмы Техасо, представляющий собой замещенное амином производное высокомолекулярного полиизобутилена TFA 4681. На практике для сохранения топливных инжекторов и клапанов используют также дополнительные добавки, в том числе детергенты-диспергаторы, включая растворимые в топливе соли, амиды, имиды, оксазолины и эфиры длинноцепных бикарбоновых кислот, замещенных алифатическими углеводородами или их ангидриды, длинноцепочечные алифатические углеводороды с присоединенными к ним полиаминами, продукты конденсации Манниха, образованные путем конденсации фенола, замещенного длинноцепным алифатическим углеводородом, с альдегидом, предпочтительно формальдегидом, или аналогичные добавки. For example, consider a Texas-based detergent dispersant, which is an amine-substituted high molecular weight derivative of polyisobutylene TFA 4681. In practice, additional additives are also used to preserve fuel injectors and valves, including dispersant detergents, including fuel-soluble salts, amides, imides, oxazolines and esters of long chain bicarboxylic acids substituted with aliphatic hydrocarbons or their anhydrides, long chain aliphatic hydrocarbons with attached polyamines, Assortments Mannich condensation formed by the condensation of phenol, substituted with a long chain aliphatic hydrocarbon with an aldehyde, preferably formaldehyde, or similar additive.

Применяют также вещества, снижающие образование дыма, включающие органические соединения бария, в частности карбонат бария, на основе которого получают сульфонаты бария, N-сульфиниланилины. Substances that reduce the formation of smoke, including organic barium compounds, in particular barium carbonate, on the basis of which barium sulfonates, N-sulfinylanilines, are also used.

Дополнительные вещества для регулирования отложения осадков включают полиэфирамин производства Oronite Chemical OGA-480, полиалкенилсукцинимид производства Ethil Corp. под названием HITEC 4450, полиизобутиленамин производства Oronite Chemical OGA-480 и другие. Additional substances to control sedimentation include polyetheramine manufactured by Oronite Chemical OGA-480, polyalkenylsuccinimide manufactured by Ethil Corp. under the name HITEC 4450, polyisobutyleneamine manufactured by Oronite Chemical OGA-480 and others.

Примеры добавок к дизельным топливам, их классы и функции представлены в табл. 4. При использовании любой системы, в которой используют разные добавки, следует принимать меры предосторожности для того, чтобы избежать несовместимости добавок и нежелательных взаимодействий, которые могут оказывать нежелательные эффекты. Examples of additives to diesel fuels, their classes and functions are presented in table. 4. When using any system that uses different additives, precautions should be taken to avoid the incompatibility of additives and undesired interactions that may have undesirable effects.

В соответствии с настоящим изобретением рекомендуется использование сорта 2-D или его эквивалента с низким содержанием серы при температуре окружающей среды выше -7oC (+20oF). При очень низких температурах рекомендуется использование сорта 1-D или его эквивалента с низким содержанием серы, который обычно приводит к образованию меньшего количества кристаллов парафина и имеет более низкое туманообразование и температуру текучести.In accordance with the present invention, the use of grade 2-D or its equivalent with a low sulfur content at an ambient temperature above -7 o C (+20 o F) is recommended. At very low temperatures, the use of grade 1-D or its equivalent with a low sulfur content is recommended, which usually leads to the formation of fewer paraffin crystals and has lower fogging and pour point.

В соответствии с настоящим изобретением рекомендуется использование топлива 2-D, которое является зимним или климатизированным. Такие топлива можно получить путем разбавления сорта 2-D сортом 1-D или керосином для снижения мутности и температуры текучести. Предпочтительно, чтобы точка мутности (точка появления парафина) составляла на 6oС (10oF) больше десятипроцентного минимума температуры окружающего воздуха района, в котором это топливо будет использоваться.In accordance with the present invention, the use of 2-D fuel that is winter or air-conditioned is recommended. Such fuels can be obtained by diluting grade 2-D with grade 1-D or kerosene to reduce turbidity and pour point. Preferably, the turbidity point (the point of occurrence of paraffin) is 6 ° C (10 ° F) greater than the ten percent minimum ambient temperature of the area in which the fuel will be used.

В соответствии с настоящим изобретением вещества, снижающие температуру текучести, или улучшители текучести, или модификаторы парафинообразования могут быть использованы для изменения размера и/или формы кристаллов парафина и, таким образом, минимизации проблем, связанных с холодной погодой. Тип и концентрация добавки должны быть оптимизированы для каждого конкретного топлива, при этом добавка должна быть тщательно смешана с топливом при температурах, достаточно превышающих температуру мутности. Поэтому такие добавки наиболее эффективны, если они смешаны поставщиками топлива, а не на месте эксплуатации оборудования. Эти добавки не могут снизить температуру мутности, однако они могут понизить, температуру, при которой происходит забивание топливного фильтра, обусловленное наличием кристаллов парафина. In accordance with the present invention, pour point reducing agents or flow improvers or paraffin modifiers can be used to change the size and / or shape of paraffin crystals and thereby minimize the problems associated with cold weather. The type and concentration of the additive must be optimized for each specific fuel, and the additive must be thoroughly mixed with the fuel at temperatures well above the turbidity temperature. Therefore, such additives are most effective if they are mixed by fuel suppliers, and not on-site equipment. These additives cannot lower the turbidity temperature, but they can lower the temperature at which the fuel filter clogs due to the presence of paraffin crystals.

Свойства топлива, наиболее тесно связанные с образованием выхлопных выбросов, включают содержание ароматических веществ, летучесть, плотность, вязкость, цетановое число и присутствие некоторых элементов (например, водорода и серы). Повышенное содержание ароматических веществ вызывает увеличение образования дисперсных частиц (в особенности, растворимых органических частиц) и эмиссии углеводородов. Однако в соответствии с настоящим изобретением увеличение скорости сгорания и/или снижение температуры горения СМТ в значительной степени смягчают проблемы, связанные со свойствами топлива, приводящими к выбросу соединений, включая присутствие ароматических соединений в дизельном топливе. Fuel properties that are most closely associated with exhaust emissions include aromatics, volatility, density, viscosity, cetane number, and the presence of certain elements (e.g., hydrogen and sulfur). The increased content of aromatic substances causes an increase in the formation of dispersed particles (in particular, soluble organic particles) and the emission of hydrocarbons. However, in accordance with the present invention, an increase in the rate of combustion and / or a decrease in the combustion temperature of the CMT greatly alleviates the problems associated with the properties of the fuel leading to the release of compounds, including the presence of aromatic compounds in diesel fuel.

Одной из задач настоящего изобретения является уменьшение нежелательных эффектов, связанных с выбросом углеводородов в дизельном топливе, поскольку, по мнению заявителя, эта проблема полностью не решена. One of the objectives of the present invention is to reduce the undesirable effects associated with the release of hydrocarbons in diesel fuel, since, according to the applicant, this problem is not completely resolved.

Более высокие температуры дистилляции компонентов с более низким давлением паров (например, температуры Т-50 и Т-90) обычно приводят к более значительному выбросу дисперсных частиц, хотя для обычных интервалов содержания ароматических веществ и летучести, влияние летучести часто мало. Плотность топлива, вязкость, цетановое число и содержание водорода обычно зависит от летучести и содержания ароматических веществ. Higher distillation temperatures of components with lower vapor pressures (for example, T-50 and T-90 temperatures) usually result in a greater release of particulate matter, although for normal ranges of aromatic content and volatility, the effect of volatility is often small. Fuel density, viscosity, cetane number and hydrogen content usually depend on volatility and aromatic content.

В настоящем изобретении было обнаружено, что желательно поддерживать соотношение углерод/кислород ниже 0,5, как эффективное средство дополнительного регулирования выброса дисперсных частиц. In the present invention, it has been found that it is desirable to keep the carbon / oxygen ratio below 0.5 as an effective means of further controlling the emission of particulate matter.

В настоящем изобретении предполагается, что использование усовершенствованных смазочных масел и технологий является дополнительным средством снижения выброса дисперсных частиц. The present invention suggests that the use of advanced lubricants and technologies is an additional means of reducing particulate emissions.

До сих пор считалось, что выброс NOх и СО не зависит от модификации свойств топлива. Однако, как показано в настоящем изобретении, благодаря улучшенной скорости сжигания и пониженным температурам горения удалось неожиданно понизить выброс как NOх, так и СО. Это является еще одним существенным шагом вперед по сравнению с известными техническими решениями.Until now, it was believed that the emission of NO x and CO is independent of the modification of the properties of the fuel. However, as shown in the present invention, due to the improved burning rate and lower combustion temperatures, it was possible to unexpectedly reduce the emission of both NO x and CO. This is another significant step forward in comparison with the known technical solutions.

ПРИМЕРЫ
С целью иллюстрации особенностей и целей изобретения проведен ряд испытаний бензинового топлива. Автор отмечает, что эти испытания проведены в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием, однако основные признаки изобретения, а именно те из них, которые приводят к повышению скорости горения топлива и понижению температуры реакции, применимы ко всем рассмотренным автором системам сгорания, как будет показано ниже.
EXAMPLES
In order to illustrate the features and objectives of the invention, a series of tests of gasoline fuel was carried out. The author notes that these tests were carried out in an internal combustion engine with spark ignition, however, the main features of the invention, namely those that lead to an increase in the fuel burning rate and lower reaction temperature, are applicable to all combustion systems considered by the author, as will be shown below .

ИЗУЧЕННЫЕ ВИДЫ ТОПЛИВА
А. Топливо с МЕОН: 0,033025 г марганца в виде метилциклопентадиенилтрикарбонилмарганца (ММТ) на литр состава, 5 об.% метанола, 5 об.% этанола, остальное - базовый неэтилированный бензин.
FUEL STUDIES
A. Fuel with MEON: 0.033025 g of manganese in the form of methylcyclopentadienyltricarbonyl manganese (MMT) per liter of composition, 5 vol.% Methanol, 5 vol.% Ethanol, the rest is base unleaded gasoline.

Б. Топливо изо/гекс: 0,033025 г марганца в виде ММТ на литр, 10 об.% изопропанола, 10 об.% гексанола, остальное - базовый не этилированный бензин. B. Iso / hex fuel: 0.033025 g of manganese in the form of MMT per liter, 10 vol.% Isopropanol, 10 vol.% Hexanol, the rest is base unleaded gasoline.

В. Топливо с МТБЭ: 0,033025 г марганца в виде ММТ на литр, 14,6 об.% МТБЭ, остальное - базовый неэтилированный бензин. B. Fuel with MTBE: 0.033025 g of manganese in the form of MMT per liter, 14.6 vol.% MTBE, the rest is base unleaded gasoline.

Г. Топливо с ДМК: 0,033025 г марганца в виде ММТ на литр, 4,6 об.% диметилкарбоната, остальное - базовый неэтилированный бензин. G. Fuel with DMK: 0.033025 g of manganese in the form of MMT per liter, 4.6 vol.% Dimethyl carbonate, the rest is base unleaded gasoline.

Д. Топливо с метилалем: 0,033025 г марганца в виде ММТ на литр, 7,2 об.% метилаля, остальное - базовый неэтилированный бензин. D. Fuel with methylal: 0.033025 g of manganese in the form of MMT per liter, 7.2 vol.% Methylal, the rest is base unleaded gasoline.

Е. Топливо с ТГФ: 0,033025 г марганца в виде ММТ на литр, 1,6 об.% тетрагидрофурана, остальное - базовый неэтилированный бензин. E. Fuel with THF: 0.033025 g of manganese in the form of MMT per liter, 1.6 vol.% Tetrahydrofuran, the rest is base unleaded gasoline.

Ж. Топливо с высоким содержанием марганца (Мn): 0,5284 г марганца в виде ММТ на литр, 5 об.% метанола, остальное - базовый неэтилированный бензин. G. Fuel with a high content of manganese (Mn): 0.5284 g of manganese in the form of MMT per liter, 5 vol.% Methanol, the rest is base unleaded gasoline.

З. Топливо с марганцем: 0,033025 г марганца в виде ММТ на литр, остальное - базовый неэтилированный бензин. H. Fuel with manganese: 0.033025 g of manganese in the form of MMT per liter, the rest is base unleaded gasoline.

Н. Базовое топливо: неэтилированный бензин (чистое топливо). H. Base fuel: unleaded gasoline (clean fuel).

МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ
Указанные виды топлива испытали на грузовом пикапе марки Шевроле С1500, 1988 года выпуска, с двигателем 350 CID М-8, имеющем дроссельно-корпусную систему впрыска топлива и топливную регулировку с кислородным датчиком и замкнутым контуром. Использование этой системы контроля кислорода обеспечивает возможность регулировки стехиометрии для компенсации изменений в содержании кислорода в различных образцах исследуемого топлива. Эта особенность исключает отклонения в количествах выделяемых углеводородов (УВ) и окислов азота (NOх), вызванные различным содержанием кислорода. Иначе говоря, изучаемый образец топлива с высоким содержанием кислорода, при котором горение удлиняется, не обязательно дает больше или меньше выбросов, чем топливо, содержащее мало кислорода или не содержащее кислорода.
TEST METHOD
These fuels were tested on a Chevrolet С1500 freight pickup truck, manufactured in 1988, with a 350 CID M-8 engine, which has a throttle-body fuel injection system and fuel regulation with an oxygen sensor and a closed loop. Using this oxygen control system provides the ability to adjust stoichiometry to compensate for changes in the oxygen content in various samples of the test fuel. This feature eliminates deviations in the amounts of hydrocarbons (HC) and nitrogen oxides (NO x ) caused by different oxygen contents. In other words, the studied sample of a fuel with a high oxygen content, at which the combustion is lengthened, does not necessarily produce more or less emissions than a fuel that contains little oxygen or does not contain oxygen.

Головки и клапаны двигателя очищали перед проведением каждого испытания. Кроне того, устанавливали новый кислородный датчик и новые свечи зажигания. The engine heads and valves were cleaned before each test. In addition, a new oxygen sensor and new spark plugs were installed.

На каждом образце топлива проводили два (2) основных испытания. В первом испытании ("Испытание 1") измеряли выделение УВ и NOх из двигателя за сорок (40) часов в установившемся режиме, 1000 об/мин, без нагрузки. Целью такого испытания в установившемся режиме без нагрузки было выявление выделения наиболее опасных углеводородов (УВ) с течением времени, в частности, выделения окислов марганца. Известно, что при низких нагрузках, на холостом ходу, создаются отличные условия для усиленного образования оксидов, а их превращение в УВ с течением времени возрастает. Таким образом, ускоренное образование оксида марганца в ходе испытания приводит к разложению выделяемых углеводородов.Two (2) main tests were performed on each fuel sample. In the first test ("Test 1"), the emission of hydrocarbons and NO x from the engine was measured for forty (40) hours at steady state, 1000 rpm, without load. The goal of such a steady-state test without load was to identify the release of the most dangerous hydrocarbons (HC) over time, in particular, the release of manganese oxides. It is known that at low loads, at idle, excellent conditions are created for enhanced formation of oxides, and their conversion into hydrocarbons increases over time. Thus, the accelerated formation of manganese oxide during the test leads to the decomposition of the released hydrocarbons.

Перед подачей каждого нового изучаемого образца топлива чистый двигатель запускали на базовом топливе ("чистом топливе") до стабилизации выделения отработанных веществ. Это обычно требует от 3 до 6 часов работы в установившемся режиме. Выделение углеводородов и NOх периодически измеряли с помощью анализаторов отработанных частиц Бекмана. В табл.5 приведены итоговые результаты испытаний.Prior to supplying each new fuel sample under study, a clean engine was started on the base fuel (“clean fuel”) until the emission of spent substances stabilized. This usually requires 3 to 6 hours of steady state operation. The evolution of hydrocarbons and NO x were periodically measured using Beckman spent particle analyzers. Table 5 shows the final test results.

Второе испытание ("Испытание 2") проводили сразу же после первого испытания с тем же топливом на том же, еще теплом двигателе. Второе испытание проводили на транспортном средстве с помощью стационарного динамометра на шасси. Измерения производили при скорости 80,5 км/ч (50 миль/ч) при различных регистрируемых нагрузках, т.е. от 15 до 24 лошадиных сил (л.с.). В этом испытании измеряли разницу в температурах сгорания, экономии топлива, выделениях УВ и NOх. Испытание предназначено для выявления повышения термической эффективности, которое могло бы привести к увеличению экономии топлива и снижению выбросов. Итоговые результаты приведены на фиг.1-6.The second test ("Test 2") was carried out immediately after the first test with the same fuel on the same, still warm engine. The second test was carried out on a vehicle using a stationary dynamometer on the chassis. The measurements were carried out at a speed of 80.5 km / h (50 mph) at various recorded loads, i.e. from 15 to 24 horsepower (hp). In this test, the difference was measured in combustion temperatures, fuel economy, HC and NO x emissions. The test is intended to detect an increase in thermal efficiency that could lead to increased fuel economy and lower emissions. The final results are shown in figures 1-6.

Анализ табл. 5. Table analysis 5.

В табл. 5 приведены данные по выделению УВ в испытании 1. Данные табл.5 показывают умеренное повышение выделения УВ на чистом топливе. Об этом свидетельствует обычное осаждение углеводородов на стенки цилиндров и т.п. в результате проведения испытания 1 с низкой нагрузкой на холостом ходу. Результаты испытаний базового топлива являются исходным уровнем для сравнения с другими видами топлива. Увеличение выделения УВ выше исходного уровня вероятно обусловлено осаждением оксида марганца при использовании топлива, содержащего марганец. In the table. Figure 5 shows the data on the emission of HC in test 1. The data in Table 5 show a moderate increase in the emission of HC on clean fuel. This is evidenced by the usual deposition of hydrocarbons on cylinder walls, etc. as a result of test 1 with a low load at idle. Base fuel test results are a baseline for comparison with other fuels. The increase in HC emission above the initial level is probably due to the deposition of manganese oxide when using fuel containing manganese.

В табл. 5 показано, что все содержащие марганец образцы топлива, за исключением предложенных в изобретении экологических видов топлива, имеют более высокое увеличение выделения УВ и/или более высокое количество УВ на конечной стадии по сравнению с чистым базовым топливом. Наибольшее увеличение получено для топлива с высоким содержанием Мn. In the table. 5 shows that all fuel samples containing manganese, with the exception of ecological fuels proposed in the invention, have a higher increase in HC emission and / or a higher amount of HC at the final stage compared to pure base fuel. The largest increase was obtained for fuels with a high Mn content.

Напротив, образцы топлива с добавками изо/гекс, МЕОН, МТБЭ, метилаля и ДМК не выделяют столь большого количества УВ, как топливо с марганцем (3390 млн. ч.)(колонка D). Уровень выделения УВ с этими видами топлива оказывается существенно ниже, а именно от 2953 до 2024 млн.ч. для топлива с добавками МЕОН и изо/гекс соответственно. Неожиданно выяснилось, что выделение углеводородов для топлива с добавками изо/гекс, МЕОН, МТБЭ, метилаля и ДМК (колонка D) оказывается также ниже, чем выделение для базового (чистого) топлива (3076 млн.ч.). In contrast, fuel samples supplemented with iso / hex, MEON, MTBE, methylal and DMK do not emit as much HC as fuel with manganese (3,390 ppm) (column D). The level of HC emission with these types of fuel is significantly lower, namely from 2953 to 2024 million hours. for fuels with MEON and ISO / hex additives, respectively. It was unexpectedly found that the release of hydrocarbons for fuel with additives of iso / hex, MEON, MTBE, methylal and DMK (column D) is also lower than the allocation for basic (pure) fuel (3076 ppm).

Таким образом, в табл.5 показано, что увеличение выделения УВ (в двух случаях наблюдается уменьшение) для топлива УСГ становится существенно ниже. Иначе говоря, выделение УВ для топлива УСГ ниже, чем для базового топлива. Это объясняется их повышенной термической эффективностью и эффективностью горения. Thus, Table 5 shows that the increase in HC emission (in two cases there is a decrease) for USG fuel becomes significantly lower. In other words, the HC emission for USG fuel is lower than for the base fuel. This is due to their increased thermal and combustion efficiency.

Следует отметить, что топливо УСГ с добавкой этилаля или ДМК показало снижение выделения УВ в течение всего испытания. В среднем за длительное время положение с выбросом УВ действительно улучшилось. Это при любых обстоятельствах является неожиданным результатом. It should be noted that USG fuel with the addition of ethylal or DMK showed a decrease in HC emission during the entire test. On average, over a long time, the situation with the emission of hydrocarbons has really improved. This is an unexpected result under any circumstances.

Отмечено, что изменения в выделении УВ в течение последних 20 часов испытания (колонка В) хорошо соответствуют ожидаемому количеству отложений оксидов для образцов топлива, содержащих марганец. Образцы топлива с марганцем, с высоким содержанием марганца и с ТГФ отличаются существенно более высоким выделением УВ на последней стадии (колонка D) (3390, 6554 и 4130 млн.ч. соответственно) по сравнению с базовым топливом (3067 млн.ч.). It was noted that changes in HC emissions during the last 20 hours of testing (column B) are in good agreement with the expected amount of oxide deposits for fuel samples containing manganese. Samples of fuels with manganese, with a high manganese content and with THF are characterized by significantly higher HC emissions at the last stage (column D) (3390, 6554 and 4130 ppm, respectively) compared to the base fuel (3067 ppm).

Таким образом, образцы топлива с марганцем, ТГФ и высоким содержанием марганца отличаются отложениями оксидов и более значительным увеличением выделения УВ с течением времени. Напротив, предложенные виды топлива УСГ не отличаются таким увеличением, что обусловлено отсутствием отложений оксида марганца. Thus, fuel samples with manganese, THF, and a high manganese content are characterized by oxide deposits and a more significant increase in HC emission over time. On the contrary, the proposed USG fuels do not differ in such an increase due to the absence of manganese oxide deposits.

Описание фиг.1-6 с результатами Испытания 2. Description of figures 1-6 with the results of Test 2.

Фиг.1. Различия температур сгорания. Figure 1. Differences in combustion temperatures.

На графике произведено сравнение температур выхлопного газа двигателя (ТВГ) для образцов топлива - базового и с добавками марганца, МЕОН, МТБЭ, метилаля и ДМК в зависимости от нагрузки двигателя. В Испытании 2 двигатель имел нагрузку, соответствующую скорость 50 миль/ч для выявления различий в температуре сгорания топлива, измеряемой по температуре выхлопного газа (ТВГ) двигателя. The graph compares the temperature of the engine exhaust gas (TWG) for fuel samples - basic and with the addition of manganese, MEON, MTBE, methylal and DMK depending on the engine load. In Test 2, the engine had a load corresponding to a speed of 50 mph to detect differences in the combustion temperature of the fuel, measured by the temperature of the exhaust gas (TWG) of the engine.

При регистрируемой нагрузке 15 л.с. температуры сгорания базового топлива и топлива с марганцем одинаковы и составляют 375oС (707oF), тогда как для образцов топлива с добавкой ДМК, МЕОН и метилаля они составляют 381, 383 и 384oС (717, 722 и 724oF) соответственно. Для топлива с МТБЭ, испытанного с нагрузкой 16 л. с., температура равна 398oС (749oF). Таким образом, температура выхлопного газа для базового топлива и топлива с марганцем при нагрузке 15 л.с. ниже на 5,56oС (10oF), чем для топлива с ДМК, на 9,45oС (17oF), чем для топлива с метилалем, на 18,9oС (34oF), чем для топлива с МТБЭ (экстраполяция). При нагрузках свыше 15,5 л.с. образцы топлива с МЕОН, ДМК и метилалем имеют более низкие температуры сгорания, чем базовое топливо и топливо с марганцем. При нагрузках свыше 16,5 л.с. топливо с МТБЭ имеет более низкую температуру сгорания. Таким образом, при средних и малых нагрузках базовое топливо и топливо с марганцем имеют более низкие температуры сгорания.With a recorded load of 15 hp the combustion temperatures of the base fuel and the fuel with manganese are the same and are 375 o C (707 o F), while for fuel samples with the addition of DMK, MEON and methylal they are 381, 383 and 384 o C (717, 722 and 724 o F) respectively. For fuel with MTBE tested with a load of 16 liters. C. , the temperature is 398 o C (749 o F). Thus, the temperature of the exhaust gas for the base fuel and fuel with manganese at a load of 15 hp lower by 5.56 o C (10 o F) than for fuels with DMK, by 9.45 o C (17 o F) than for fuels with methylal, by 18.9 o C (34 o F) than for fuel with MTBE (extrapolation). At loads over 15.5 hp fuel samples with MEON, DMK and methylal have lower combustion temperatures than base fuel and fuel with manganese. With loads over 16.5 hp MTBE fuel has a lower combustion temperature. Thus, at medium and low loads, the base fuel and fuel with manganese have lower combustion temperatures.

С возрастанием нагрузки свыше 15,0 л.с. температуры сгорания базового топлива и топлива с марганцем резко возрастают. Возрастание в наибольшей степени наблюдается для топлива с марганцем. Например, при нагрузке 20 л.с. температура сгорания базового топлива равна 442oС (828oF), а экстраполяция температуры сгорания топлива с марганцем при той же нагрузке равна 460oС (860oF).With increasing load over 15.0 hp the combustion temperatures of the base fuel and fuel with manganese increase sharply. The increase is most observed for fuel with manganese. For example, with a load of 20 hp the combustion temperature of the base fuel is 442 o C (828 o F), and the extrapolation of the temperature of combustion of fuel with manganese at the same load is 460 o C (860 o F).

Напротив, для образцов топлива с МЕОН, МТБЭ, метилалем и ДМС наблюдается более низкая скорость роста ТВГ. Например, при нагрузке 24 л.с. для топлива с МЕОН, метилалем и ДМС наблюдается более низкая скорость роста ТВГ. Например, при нагрузке 24 л.с. для топлива с МЕОН, метилалем и МТБЭ наблюдаются близкие значения 418, 424 и 426oС (785, 795 и 798oF) соответственно. Аналогичным образом для топлива с МТБЭ наблюдается еще более низкая скорость возрастания температуры, которая при 22 л.с. составляет 414oС (778oF).In contrast, for fuel samples with MEON, MTBE, methylal and VHI, a lower growth rate of TWG is observed. For example, with a load of 24 hp for fuel with MEON, methylal and VHI, a lower growth rate of TWG is observed. For example, with a load of 24 hp for fuels with MEON, methylal and MTBE, close values of 418, 424 and 426 o C (785, 795 and 798 o F) are observed, respectively. Similarly, for fuel with MTBE, an even lower rate of temperature increase is observed, which at 22 hp 414 o C (778 o F).

Наиболее существенным аспектом фиг. 1 является существенно более медленное возрастание температуры по сравнению с базовым топливом и топливом с марганцем после достижения порогового значения нагрузки, составляющего от 15,5 до 16,5 л.с. Например, на фиг.1 показано, что при нагрузке 20 л.с. ТВГ для топлива с марганцем на 40oС (104oF) выше, чем для топлива с МЕОН. Кроме того, на фиг.1 показано, что образцы топлива, содержащие как Мn, так и кислородсодержащее соединение (т. е. МЕОН, МТБЭ, метилаль и ДМК) также имеют более низкие температуры сгорания, чем базовое топливо. Например, температура сгорания топлива с МЕОН на 22oС (72oF) ниже, чем у базового топлива. На фиг. 1 показано, что чем выше нагрузка, тем больше разница ТВГ для двух классов топлива. Из фиг.1 видно, что в условиях нагрузки образцы топлива, содержащие кислородсодержащие добавки, неожиданно проявляют пониженные температуры сгорания.The most significant aspect of FIG. 1 is a significantly slower increase in temperature compared to base fuel and manganese fuel after reaching a load threshold of 15.5 to 16.5 hp. For example, figure 1 shows that at a load of 20 hp TWG for fuel with manganese is 40 o C (104 o F) higher than for fuel with MEON. In addition, FIG. 1 shows that fuel samples containing both Mn and an oxygen-containing compound (i.e., MEON, MTBE, methylal and DMK) also have lower combustion temperatures than the base fuel. For example, the temperature of fuel combustion with MEON is 22 o C (72 o F) lower than that of the base fuel. In FIG. 1 shows that the higher the load, the greater the difference in TWG for two classes of fuel. Figure 1 shows that under load conditions, fuel samples containing oxygen-containing additives unexpectedly exhibit lower combustion temperatures.

Фиг.2. Температуры сгорания и выделение углеводородов. Figure 2. Combustion temperatures and hydrocarbon evolution.

На этом графике показано выделение углеводородов в ходе Испытания 2 в зависимости от температуры выхлопного газа (ТВГ) двигателя, на графике показано наличие прямой корреляции между выделением УВ и температурой выхлопного газа двигателя. Эта зависимость наиболее значительна для образцов топлива с МЕОН, МТБЭ, метилалем и ДМК. На фиг.2 показано, что возрастание выделения УВ с ростом ТВГ для образцов топлива с различными кислородсодержащими соединениями больше, чем для образцов топлива, не содержащих соединений кислорода. На фиг.2 видно, что с понижением температуры сгорания топлива с данным соединением кислорода снижается выделение УВ. This graph shows the evolution of hydrocarbons during Test 2 as a function of the temperature of the exhaust gas (TWG) of the engine; the graph shows the direct correlation between the emission of hydrocarbons and the temperature of the exhaust gas of the engine. This dependence is most significant for fuel samples with MEON, MTBE, methylal and DMK. Figure 2 shows that the increase in HC emission with the growth of TWG for fuel samples with various oxygen-containing compounds is greater than for fuel samples that do not contain oxygen compounds. Figure 2 shows that with a decrease in the temperature of combustion of the fuel with this oxygen compound, the emission of hydrocarbons decreases.

График фиг.2 заслуживает внимания, так как на нем показана степень зависимости изменения выделения углеводородов от изменения температуры сгорания для всех видов топлива. Видно, что базовое топливо и топливо с марганцем не столь чувствительны, как образцы топлива с кислородсодержащими добавками. The graph of figure 2 deserves attention, since it shows the degree of dependence of changes in hydrocarbon evolution from changes in combustion temperature for all types of fuel. It can be seen that the base fuel and fuel with manganese are not as sensitive as the samples of fuel with oxygen-containing additives.

Фиг.3. Температуры сгорания и выделения NOх.Figure 3. Combustion and NO x temperatures.

На этом графике показаны зависимости выделения NOх от ТВГ. Как и на фиг. 2, на фиг.3 показана прямая и существенная зависимость выделения NOх от ТВГ для образцов топлива с добавками МЕОН, МТБЭ, метилаля и ДМК. На этом графике ясно видно, что при более низких ТВГ, в частности, для топлива с добавками МЕОН, МТБЭ, метилаля или ДМК, выделения NOх гораздо меньше, чем для базового топлива и топлива с марганцем. Фиг.3 также заслуживает внимания, так как на нем показана степень зависимости выделения NOх для образцов топлива УСГ с добавками кислородсодержащих соединений от изменения температуры сгорания. Видно, что базовое топливо и топливо с марганцем также не являются чувствительными, как и при выделении УВ. Однако образцы топлива УСГ с кислородсодержащими добавками, имеющие пониженные температуры сгорания, неожиданно проявили пониженное выделение NOх.This graph shows the dependences of NO x emission on TBG. As in FIG. 2, Fig. 3 shows the direct and significant dependence of the NO x emission on TBG for fuel samples with the addition of MEON, MTBE, methylal, and DMK. This graph clearly shows that at lower TWGs, in particular, for fuels with MEON, MTBE, methylal or DMK additives, the emission of NO x is much less than for base fuels and fuels with manganese. Figure 3 also deserves attention, since it shows the degree of dependence of the emission of NO x for USG fuel samples with the addition of oxygen-containing compounds from the change in the combustion temperature. It can be seen that the base fuel and fuel with manganese are also not sensitive, as in the case of HC extraction. However, USG fuel samples with oxygen-containing additives having lower combustion temperatures unexpectedly showed reduced NO x emissions.

Фиг.4. Регистрируемая скорость сгорания. Figure 4. Recorded combustion rate.

На этом графике показано косвенное измерение скорости сгорания через измерение экономии топлива. Известно, что повышение экономии топлива, отсутствие увеличения расхода мощности, являются косвенными индикаторами возможного изменения скорости распространения пламени. На фиг.4 представлена зависимость экономии топлива в милях на галлон (миль/гал) (или 0,42566 километров на литр, км/л) от регистрируемой нагрузки (л.с.). На фиг.4 показана значительная разница в экономии топлива (ЭТ) между базовым топливом и образцами топлива с кислородсодержащими добавками при различных нагрузках, при средних нагрузках, меньше чем приблизительно 12,5 л/с (экстраполяция) для топлива с МТБЭ, 14,5 л/с для топлива с ДМК и 16,0 л/с для топлива с МЕОН или метилалем, базовое топливо показывает превосходную экономию топлива. Однако при нагрузках, превышающих приблизительно от 13,0 до 16,0 л.с., экономия топлива для топлива с МТБЭ, ДМК, метилалем и МЕОН неожиданно повышается. This graph shows an indirect measurement of the rate of combustion through a measurement of fuel economy. It is known that increased fuel economy, the absence of an increase in power consumption, are indirect indicators of a possible change in the flame propagation speed. Figure 4 shows the dependence of fuel economy in miles per gallon (miles / gal) (or 0.42566 kilometers per liter, km / l) on the recorded load (hp). Figure 4 shows a significant difference in fuel economy (ET) between the base fuel and samples of fuel with oxygen-containing additives at different loads, at average loads less than about 12.5 l / s (extrapolation) for fuel with MTBE, 14.5 l / s for fuels with DMK and 16.0 l / s for fuels with MEON or methylal base fuel shows excellent fuel economy. However, with loads exceeding approximately 13.0 to 16.0 hp, fuel economy for fuels with MTBE, DMK, methylal and MEON unexpectedly increases.

Аналогично различиям в температурах выхлопного газа, представленным на фиг. 1, после превышения пороговой величины нагрузки экономия топлива существенно возрастает для предложенных видов топлива. Так, при нагрузке 20 л. с. экономия топлива для базового топлива составляет 5,619 км/л (13,2 миль/гал), в сравнении с 6,683, 6,768, 7,0234 и 7,321 км/л (15,7, 15,9, 16,5 и 17,2 миль/гал) для топлива с метилалем, МЕОН, ДМК и МТБЭ соответственно. Similar to the differences in exhaust gas temperatures shown in FIG. 1, after exceeding the threshold load, fuel economy increases significantly for the proposed types of fuel. So, with a load of 20 liters. from. fuel economy for base fuel is 5.619 km / l (13.2 mph), compared with 6.683, 6.768, 7.0234 and 7.321 km / l (15.7, 15.9, 16.5 and 17.2 miles / gal) for fuel with methylal, MEON, DMK and MTBE respectively.

Такие существенные различия объясняют увеличение экономии топлива на 19-30% по сравнению с базовым топливом при нагрузках от средних до умеренно высоких. Таким образом, для топлива УСГ с кислородсодержащими добавками, такими как метилаль, МЕОН, ДМК и МТБЭ, обнаружено неожиданное и существенное увеличение экономии топлива при нагрузках, превышающих приблизительно 15 л. с. Such significant differences explain the increase in fuel economy by 19-30% compared with the base fuel at medium to moderately high loads. Thus, for USG fuels with oxygen-containing additives, such as methylal, MEON, DMK and MTBE, an unexpected and significant increase in fuel economy was found at loads exceeding approximately 15 liters. from.

Фиг.5. Скорость сгорания и выделение УВ. Figure 5. Combustion rate and hydrocarbon release.

На этом графике показано выделение УВ в зависимости от экономии топлива, т.е. регистрируемой скорости сгорания. На фиг.5 показана сильная зависимость снижения выделения УВ от возрастания скорости сгорания. На фиг.5 ясно видно, что с увеличением скорости сгорания топлива с добавками метилаля, МЕОН, ДМК и МТБЭ, наблюдается снижение выделения УВ. Эта корреляция в наибольшей степени проявляется для топлива с МЕОН. This graph shows the allocation of hydrocarbons depending on fuel economy, i.e. recorded combustion rate. Figure 5 shows the strong dependence of the reduction of HC emissions from the increase in the rate of combustion. Figure 5 clearly shows that with an increase in the rate of combustion of fuel with the addition of methylal, MEON, DMK and MTBE, a decrease in the emission of hydrocarbons is observed. This correlation is most pronounced for fuel with MEON.

Фиг.5 заслуживает внимания, поскольку график показывает чувствительность топлива УСГ с добавками кислородсодержащих соединений к изменениям выделения углеводородов в зависимости от изменения скорости сгорания. Установлено, что для всех видов топлива наблюдается положительная корреляция снижения выделения УВ и увеличения скорости сгорания. Однако базовое топливо несколько менее чувствительно к уменьшению выделения УВ. У топлива с метанолом, очевидно, степень чувствительности наиболее высокая. Таким образом, вновь наблюдается корреляция увеличения скорости сгорания топлива УСГ с добавками кислородсодержащих соединений и снижения выделения УВ. 5 is noteworthy because the graph shows the sensitivity of USG fuel with additives of oxygen-containing compounds to changes in hydrocarbon evolution depending on changes in combustion rate. It was found that for all types of fuel there is a positive correlation between a decrease in HC emission and an increase in the combustion rate. However, the base fuel is somewhat less sensitive to a decrease in HC emissions. For methanol fuels, the degree of sensitivity is obviously the highest. Thus, a correlation is again observed between the increase in the rate of combustion of USG fuel with the addition of oxygen-containing compounds and a decrease in the emission of hydrocarbons.

Фиг.6. Скорость сгорания и выделение NOх.6. The rate of combustion and the release of NO x .

На этом графике показано выделение NOх в зависимости от экономии топлива. На графике видна очень сильная зависимость снижения выделения NOх от увеличения регистрируемой скорости сгорания. Такая зависимость существует для топлива с кислородсодержащими добавками, но для базового топлива она незначительна.This graph shows the NO x emission as a function of fuel economy. The graph shows a very strong dependence of the reduction of NO x emission on the increase in the recorded combustion rate. Such a relationship exists for fuels with oxygen-containing additives, but for the base fuel it is insignificant.

Фиг. 6 заслуживает особого внимания, поскольку на графике показана чувствительность изменений выделения NOх для топлива УСГ с кислородсодержащими добавками в зависимости от изменений в скорости сгорания. Видно, что для всех видов топлива наблюдается положительная корреляция уменьшения выделения NOх и увеличения скорости сгорания топлива, за исключением базового топлива, для которого выделение NOх не меняется. Степень такой зависимости для всех видов топлива с кислородсодержащими добавками велика, а для топлива с метанолом она снова несколько выше, чем для других.FIG. 6 deserves special attention, since the graph shows the sensitivity of changes in NO x emissions for USG fuels with oxygen-containing additives depending on changes in the combustion rate. It can be seen that for all types of fuel there is a positive correlation between a decrease in NO x emission and an increase in the rate of fuel combustion, with the exception of the base fuel, for which the NO x emission does not change. The degree of this dependence is high for all types of fuel with oxygen-containing additives, and again for fuel with methanol it is slightly higher than for others.

Результаты, представленные на фиг.1-6. The results presented in figures 1-6.

На графиках ясно видно, что снижение температуры сгорания приводит к снижению выделений. Графики показывают возможность воздействия на нежелательные выделения при одновременном снижении температуры сгорания и повышении скорости горения. Из графиков видно, что после превышения пороговой величины нагрузки, приблизительно равной 15 л.с., наиболее четко проявляются преимущества данного изобретения. The graphs clearly show that a decrease in combustion temperature leads to a decrease in emissions. The graphs show the possibility of influencing unwanted emissions while reducing the combustion temperature and increasing the burning rate. From the graphs it is seen that after exceeding the threshold load value of approximately 15 hp, the advantages of this invention are most clearly manifested.

Фиг. 7. На фиг.7 показаны кривые перегонки в присутствии МТБЭ и кислородсодержащих соединений и модификация средних и тяжелых фракций для улучшения горения топлива с добавкой Мn и МТБЭ. На фиг.7 показана средняя область перегонки (так называемая "область технического наклона") топлива, содержащего МТБЭ и кислород, с пониженной летучестью в теплом виде. На графике показан улучшенный вариант средней области, в котором устраняется пониженная летучесть, а также конечная область для топлива, содержащего ММТ в количестве, соответствующем 0,00826 г/дм3 (1/32 г/гал) Мn, с пониженными температурами Т-90.FIG. 7. Figure 7 shows the distillation curves in the presence of MTBE and oxygen-containing compounds and the modification of medium and heavy fractions to improve fuel combustion with the addition of Mn and MTBE. Figure 7 shows the average distillation region (the so-called "area of technical slope") of fuel containing MTBE and oxygen, with reduced volatility in the form of heat. The graph shows an improved version of the middle region in which reduced volatility is eliminated, as well as the final region for fuel containing MMT in an amount corresponding to 0.00826 g / dm 3 (1/32 g / gal) Mn, with low temperatures T-90 .

На фиг. 7 показаны оптимальные температуры перегонки Т-10, Т-90 и Т-50 для содержания от 1,5 до 2,7 мас.% O2 в топливе с добавками ДМК или МТБЭ, содержащем 0,00826 г/дм3 (1/32 г/гал) Мn в виде ММТ, который не ухудшает работу датчиков эффективности катализатора OBD II. На фиг.7 показано, что для топлива с ДМК обычно наблюдается более широкий диапазон температур Т-10, Т-50 и Т-90. Например, верхний предел температур Т-90 для топлива с ДМК составляет 210oС (410oF), тогда как для топлива с МТБЭ верхний предел Т-90 обычно меньше 135oС (275oF).In FIG. 7 shows the optimal distillation temperatures T-10, T-90 and T-50 for a content of 1.5 to 2.7 wt.% O 2 in fuel with the addition of DMK or MTBE containing 0.00826 g / dm 3 (1 / 32 g / gal) Mn in the form of MMT, which does not impair the performance of OBD II catalyst efficiency sensors. Figure 7 shows that for a fuel with DMK, a wider temperature range T-10, T-50 and T-90 is usually observed. For example, the upper temperature limit of T-90 for fuels with DMK is 210 o C (410 o F), while for fuel with MTBE the upper limit of T-90 is usually less than 135 o C (275 o F).

Интервалы величин Т-90 одинаково широки для топлива с ДМК и с МТБЭ, в частности для топлива с ДМК интервал Т-50 составляет от 121 до 66oС (от 250 до 150oF), а для топлива с МТБЭ - от 93 до 82oС (от 200 до 180oF). Величины Т-10 не имеют нижнего предела для топлива с ДМК, а для топлива с МТБЭ он равен 27oС (80oF).The intervals of T-90 values are equally wide for fuels with DMK and MTBE, in particular for fuels with DMK, the T-50 interval is from 121 to 66 o C (from 250 to 150 o F), and for fuel with MTBE - from 93 to 82 o C (200 to 180 o F). The values of T-10 do not have a lower limit for fuel with DMK, and for fuel with MTBE it is 27 o C (80 o F).

БЕНЗИНОВЫЕ КОМПОЗИЦИИ
Рассматриваемые в изобретении виды автомобильного бензина включают в себя обычный неэтилированный бензин, облагороженный неэтилированный бензин, бензин с низкой упругостью паров по Рейду и т.п. В качестве примеров систем подачи топлива в бензиновый двигатель, не ограничивающих объем изобретения, можно привести карбюраторную, систему улучшенной подачи бензина, систему с впрыском из питающей магистрали, систему прямого впрыска, систему прямого впрыска с послойной подачей загрузочной смеси, усовершенствованную систему с послойной подачей и т.п. Предполагается, что предложенные виды автомобильного бензина можно использовать в системах внутреннего сгорания, имеющих катализаторы дожига выхлопных газов (включая трехходовые системы), системы регулировки выделения вредных веществ и т.п.
GASOLINE COMPOSITIONS
The types of motor gasoline contemplated by the invention include ordinary unleaded gasoline, enriched unleaded gasoline, low vapor pressure gas, and the like. Examples of fuel supply systems for a gasoline engine that do not limit the scope of the invention include a carburetor system, an improved gasoline supply system, an injection system from a supply line, a direct injection system, a direct injection system with a layered feed mixture, an advanced layered feed system and etc. It is assumed that the proposed types of gasoline can be used in internal combustion systems having exhaust gas afterburning catalysts (including three-way systems), emission control systems, etc.

Одной из конкретных задач изобретения является использование катализаторов дожига выхлопных газов, датчиков эффективности катализатора OBD II, связанных с ними систем и способов регулировки выделений, при этом их работоспособность в присутствии содержащего Мn выхлопного газа не ухудшается. One of the specific objectives of the invention is the use of exhaust gas afterburning catalysts, OBD II catalyst efficiency sensors, associated systems and methods for adjusting emissions, while their performance in the presence of Mn-containing exhaust gas does not deteriorate.

Другой задачей является обеспечение работы бензиновых двигателей, работающих при минимальных пороговых нагрузках, при этом преимущества данного изобретения становятся очевидными. Например, автором установлено, что при использовании добавок кислородсодержащих соединений и меньших количеств соединений металла, например Мл, не наблюдается оптимальной экономии топлива и снижения температуры до тех пор, пока нагрузка не достигнет величин по меньшей мере 12,5-16 л.с. Another objective is to ensure the operation of gasoline engines operating at minimum threshold loads, while the advantages of this invention become apparent. For example, the author found that when using additives of oxygen-containing compounds and smaller amounts of metal compounds, for example, ML, optimal fuel economy and temperature reduction are not observed until the load reaches at least 12.5-16 hp.

Бензин, используемый в предложенных топливных смесях, должен иметь минимальные количества вредных веществ, загрязняющих окружающую среду. Так, содержание серы по возможности следует довести до нулевого, количество вредных тяжелых ароматических соединений (хотя при осуществлении данного изобретения их действие в значительной степени снижается) должно быть доведено до практически минимального. По возможности топливные смеси следует составлять таким образом, чтобы снизить количество летучих органических соединений (ЛОС), NOх, бензола, бутадиена, формальдегида, ацетальдегида, полициклических органических веществ. Особо рассмотрены облагороженные виды бензина, составленные в соответствии с комплексной моделью.The gasoline used in the proposed fuel mixtures should have minimal amounts of harmful substances that pollute the environment. So, the sulfur content should be reduced to zero if possible, the amount of harmful heavy aromatic compounds (although their effect is significantly reduced during the implementation of this invention) should be brought to a practically minimal level. Whenever possible, fuel mixtures should be formulated in such a way as to reduce the amount of volatile organic compounds (VOCs), NO x , benzene, butadiene, formaldehyde, acetaldehyde, polycyclic organic substances. Particularly considered are the refined types of gasoline compiled in accordance with the integrated model.

Важной особенностью предложенного изобретения является возможность достижения высокой чистоты выхлопных газов вследствие особенностей сгорания топлива. Соответственно в дополнение к снижению выделения наиболее вредных веществ, изобретение позволяет избежать отложений в камере сгорания, которые в настоящее время вызваны наличием детергентов, применяемых для поддержания чистоты впускных клапанов. An important feature of the proposed invention is the ability to achieve high purity of exhaust gases due to the characteristics of fuel combustion. Accordingly, in addition to reducing the emission of the most harmful substances, the invention avoids deposits in the combustion chamber, which are currently caused by the presence of detergents used to maintain the cleanliness of the intake valves.

Дополнительной особенностью изобретения является снижение выбросов дисперсных веществ РМ 10, которые, как полагают, вызваны наличием тяжелых ароматических соединений. Изобретение позволяет эффективно снизить такие дисперсные вещества, что вновь связано с уникальным характером горения топлива. An additional feature of the invention is the reduction of emissions of dispersed substances PM 10, which are believed to be caused by the presence of heavy aromatic compounds. The invention allows to effectively reduce such dispersed substances, which is again associated with the unique nature of fuel combustion.

Пример 98а. Example 98a

Способ эксплуатации бензинового двигателя внутреннего сгорания, включающий смешение стандартного, нестандартного или облагороженного бензина с необходимым для улучшения сгорания количеством кислородсодержащего соединения и необходимым для улучшения сгорания количеством ММТ и/или соединения другого металла, сжигание этого топлива в двигателе, находящемся под нагрузкой по меньшей мере 12,5 л.с. (предпочтительнее 16,0 л.с.), при этом экономия топлива возрастает. A method of operating a gasoline internal combustion engine, comprising mixing standard, non-standard or refined gasoline with the amount of oxygen-containing compound necessary to improve combustion and the amount of MMT and / or another metal necessary to improve combustion, burning this fuel in an engine under load of at least 12 5 h.p. (preferably 16.0 hp), while fuel economy increases.

Пример 98б. Example 98b.

Способ 98а, в котором нагрузка примерно равна 20 л.с., и экономия топлива улучшается на 5-30% и/или температура сгорания понижается на 28-56oС (50-100oF).Method 98a, in which the load is approximately equal to 20 hp, and fuel economy is improved by 5-30% and / or the combustion temperature is reduced by 28-56 o C (50-100 o F).

Пример 98в. Example 98c

Способ 98а, в котором топливо содержит кислород в количестве от 0,005 до 3,7 мас. %, содержащийся в МТБЭ, ЭТБЭ, ДМК, метаноле, этаноле, метилале или их смеси, а также от 0,00413 до 0,066 г/дм3 (1/64 до 1/4 г/гал) Мn в виде ММТ, причем двигатель работает при нагрузке, превышающей 16 л.с.; при этом повышается экономия топлива и/или понижается температура сгорания.Method 98a, in which the fuel contains oxygen in an amount of from 0.005 to 3.7 wt. % contained in MTBE, ETBE, DMK, methanol, ethanol, methylal or a mixture thereof, as well as from 0.00413 to 0.066 g / dm 3 (1/64 to 1/4 g / gal) Mn in the form of MMT, the engine works at a load exceeding 16 hp .; thereby increasing fuel economy and / or lowering the temperature of combustion.

Другой задачей изобретения является улучшение скорости сгорания и/или температуры сгорания путем изменения состава фракций Т-90 и/или фракции конца перегонки для ускорения сгорания, увеличения пробега на единицу расхода топлива, управляемости и/или снижения выделения вредных продуктов сгорания. Another objective of the invention is to improve the combustion rate and / or combustion temperature by changing the composition of the T-90 fractions and / or the fraction of the distillation end to accelerate combustion, increase mileage per unit fuel consumption, manageability and / or reduce the emission of harmful combustion products.

Следующей задачей является улучшение сгорания топлива путем регулирования температур перегонки средней фракции. Еще одной целью является корректировка Т-10 для повышения эффективности данного изобретения. The next task is to improve the combustion of fuel by controlling the distillation temperature of the middle fraction. Another objective is the adjustment of T-10 to increase the effectiveness of this invention.

Предполагается, что упругость паров по Рейду (УПР) будет понижена, предпочтительно в данном изобретении использовать топливо с величинами УПР от 0,281 до 0,844 кг/см2 (от 4,0 до 12,0 фунт/кв.дюйм), более предпочтительно - от 0,281 до 0,633 кг/см2 (от 4,0 до 9,0 фунт/кв.дюйм), от 0,281 до 0,562 кг/см2 (от 4,0 до 8,0 фунт/кв.дюйм), от 0,281 до 0,527 кг/см2 (от 4,0 до 7,5 фунт/кв. дюйм), от 0,422 до 0,492 кг/см2 (от 6,0 до 7,0 фунт/кв.дюйм), от 0,422 до 0,457 кг/см2 (от 6,0 до 6,5 фунт/кв.дюйм), от 0,07 до 0,422 кг/см2 (от 1,0 до 6,0 фунт/кв. дюйм), от 0,07 до 0,211 кг/см2 (от 1,0 до 3,0 фунт/кв. дюйм), от 0,07 до 0,141 кг/см2 (от 1,0 до 2,0 фунт/кв.дюйм) или ниже. Предполагаемая величина УПР включает 6,4, 6,9, 7,0, 7,1, 7,2 (макс.), 7,3 (макс. ), 7,4 (макс. ), 8,3 (макс.), 7,8, 7,9, 8,0, 8,1 (макс.), 8,2 (макс.), 8,3 (макс.).It is assumed that the vapor pressure by Raid (SLE) will be reduced, it is preferable in this invention to use fuel with SLE values from 0.281 to 0.844 kg / cm 2 (from 4.0 to 12.0 psi), more preferably from 0.281 to 0.633 kg / cm 2 (4.0 to 9.0 psi), 0.281 to 0.562 kg / cm 2 (4.0 to 8.0 psi), 0.281 to 0.527 kg / cm 2 (4.0 to 7.5 psi), 0.422 to 0.492 kg / cm 2 (6.0 to 7.0 psi), 0.422 to 0.457 kg / cm 2 (6.0 to 6.5 psi), 0.07 to 0.422 kg / cm 2 (1.0 to 6.0 psi), 0.07 to 0.211 kg / cm 2 (1.0 to 3.0 psi), 0.07 to 0.141 kg / cm 2 (1.0 to 2.0 psi inch) or lower. The estimated SLE includes 6.4, 6.9, 7.0, 7.1, 7.2 (max.), 7.3 (max.), 7.4 (max.), 8.3 (max. ), 7.8, 7.9, 8.0, 8.1 (max.), 8.2 (max.), 8.3 (max.).

Как было отмечено, главной задачей изобретения является снижение температуры сгорания топлива. Сообщается, что температура сгорания бензина составляет 2102oС [J.B. Fenn. "Fourth Symposium on Combustion", Baltimore, p. 231 (1953)] . Таким образом, одним или более из предложенных в данном изобретении средств предполагается снизить температуру сгорания по меньшей мере на 14, 28, 56, 69, 83, 111, 139, 167, 194, 222oС или более (на 25, 50, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400oF или более).As noted, the main objective of the invention is to reduce the combustion temperature of the fuel. It is reported that the combustion temperature of gasoline is 2102 o With [JB Fenn. "Fourth Symposium on Combustion", Baltimore, p. 231 (1953)]. Thus, one or more of the means proposed in this invention is intended to reduce the combustion temperature by at least 14, 28, 56, 69, 83, 111, 139, 167, 194, 222 o C or more (25, 50, 100 , 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400 o F or more).

При осуществлении снижения или регулирования температур Т-10, Т-50, Т-90 в соответствии с изобретением отделяемые от топлива компоненты бензина имеют низкую скрытую теплоту испарения и/или низкую скорость сгорания. When implementing the reduction or regulation of temperatures T-10, T-50, T-90 in accordance with the invention, the gasoline components separated from the fuel have a low latent heat of vaporization and / or a low combustion rate.

Желательно, чтобы по возможности из бензиновой композиции были удалены высококипящие компоненты, имеющие скрытую теплоту испарения выше 83,33 ккал/кг (150 Брит.тепл.ед. (БТЕ)/фунт) или 57,25 ккал/дм3 (860 БТЕ/галлон).Whenever possible, it is advisable that high-boiling components having a latent heat of evaporation above 83.33 kcal / kg (150 British thermal units (BTU) / lb) or 57.25 kcal / dm 3 (860 BTU / gallon).

Предпочтительно, чтобы остающаяся углеводородная часть бензиновой композиции (например, в отсутствие кислородсодержащих соединений и металлов и т. п.) имела скрытую теплоту испарения выше 83,33 ккал/кг (150 БТЕ/фунт) или 57,25 ккал/дм3 (860 БТЕ/галлон). Более предпочтительно, по возможности, чтобы эти величины составляли 88,89, 94,44, 100,00 ккал/кг (160, 170, 180 БТЕ/фунт).It is preferable that the remaining hydrocarbon portion of the gasoline composition (for example, in the absence of oxygen-containing compounds and metals, etc.) have a latent heat of evaporation above 83.33 kcal / kg (150 BTU / lb) or 57.25 kcal / dm 3 (860 BTU / gallon). More preferably, where possible, these values are 88.89, 94.44, 100.00 kcal / kg (160, 170, 180 BTU / lb).

Установлено, что обычно можно провести модификацию, приводящую к повышению скрытой теплоты испарения, за счет потерь на нагревание топлива. Часто наблюдается увеличение тепла, необходимого для нагревания. It has been found that it is usually possible to carry out a modification leading to an increase in the latent heat of vaporization due to losses due to heating of the fuel. Often there is an increase in the heat required for heating.

На практике предпочтительно проводить удаление высококипящих компонентов (с низкой скрытой теплотой испарения и/или низкой скоростью сгорания) до тех пор, пока средняя скрытая теплота испарения не содержащей кислородсодержащих соединений и металлов углеводородной композиции не станет равной или большей 58,59; 59,25; 59,92; 60,25; 60,59; 60,92; 61,25; 61,59; 61,92; 62,58; 63,25; 64,58; 65,91; 66,58; 69,91; 73,23; 79,89 ккал/дм3 (880, 890, 900, 905, 910, 915, 920, 925, 930, 940, 950, 970, 990, 1000, 1050, 1100, 1200, БТЕ/гал). Желательно, чтобы она была выше 59,92-60,59 ккал/дм3 (900-910 БТЕ/гал). Наиболее желательно, чтобы она была выше 61,25 ккал/дм3 (920 БТЕ/гал). Хотя верхний предел латентной теплоты испарения базового топливного компонента отсутствует, он определяется экономической стоимостью и другими практическими соображениями.In practice, it is preferable to remove the high boiling components (with low latent heat of vaporization and / or low combustion rate) until the average latent heat of vaporization of the oxygen-containing compounds and metals of the hydrocarbon composition is equal to or greater than 58.59; 59.25; 59.92; 60.25; 60.59; 60.92; 61.25; 61.59; 61.92; 62.58; 63.25; 64.58; 65.91; 66.58; 69.91; 73.23; 79.89 kcal / dm 3 (880, 890, 900, 905, 910, 915, 920, 925, 930, 940, 950, 970, 990, 1000, 1050, 1100, 1200, BTU / gal). It is desirable that it be higher than 59.92-60.59 kcal / dm 3 (900-910 BTU / gal). Most preferably, it should be higher than 61.25 kcal / dm 3 (920 BTU / gal). Although there is no upper limit for latent heat of vaporization of the base fuel component, it is determined by economic value and other practical considerations.

Кроме того, желательно, чтобы снижение температуры конца перегонки и/или Т-90 было таким, чтобы средняя латентная теплота испарения улучшенного топлива (например, топлива с отогнанными легкими фракциями) на 0,5-10% или более превышала бы не подвергнутое улучшению базовое топливо. Желательно повышение этой величины на 1,0-20%, 40% или выше. In addition, it is desirable that the decrease in the temperature of the end of distillation and / or T-90 be such that the average latent heat of vaporization of the improved fuel (for example, fuel with distilled light fractions) by 0.5-10% or more exceeds the base not subjected to improvement fuel. It is desirable to increase this value by 1.0-20%, 40% or higher.

В обычном топливе, как правило, предпочтительно, чтобы минимальное повышение средней латентной теплоты испарения вследствие снижения температуры конца перегонки и/или Т-90 и/или вследствие регулирования температур Т-50 и Т-10 (в отсутствие добавки УСГ или добавочного азеотропного растворителя и т. п. ) было бы таким, чтобы добавление 0,00826 г/дм3 (1/32 г/гал) Мn в виде ММТ улучшало бы экономию топлива по сравнению с содержащим такое же количество ММТ топливом без улучшения Т-90. В этом случае снижение Т-90 обычно требует минимальной разницы в 28oС (50oF) между улучшенным и исходным топливом.In conventional fuels, as a rule, it is preferable that the minimum increase in average latent heat of evaporation due to a decrease in the temperature of the end of distillation and / or T-90 and / or due to temperature control T-50 and T-10 (in the absence of USG or an additional azeotropic solvent and etc.) would be such that the addition of 0.00826 g / dm 3 (1/32 g / gal) Mn in the form of MMT would improve fuel economy compared to fuel containing the same amount of MMT without improving T-90. In this case, a decrease in T-90 usually requires a minimum difference of 28 ° C (50 ° F) between the improved and the starting fuel.

Установлено, что приемлемыми величинами Т-90 являются 116, 121, 124, 127, 129, 132, 135, 137, 138, 141, 143, 146, 149, 152, 154, 157, 160, 163, 166, 168, 171, 174oС (240, 250, 255, 260, 265, 270, 275, 278, 280, 285, 290, 295, 300, 305, 310, 315, 320, 325, 330, 335, 340, 345oF). Возможны также температуры за пределами указанного диапазона. Однако, как правило, предпочтительны температуры ниже 138oС (280oF).The acceptable T-90 values are found to be 116, 121, 124, 127, 129, 132, 135, 137, 138, 141, 143, 146, 149, 152, 154, 157, 160, 163, 166, 168, 171 , 174 o С (240, 250, 255, 260, 265, 270, 275, 278, 280, 285, 290, 295, 300, 305, 310, 315, 320, 325, 330, 335, 340, 345 o F ) Temperatures outside the specified range are also possible. However, temperatures below 138 ° C. (280 ° F.) are generally preferred.

Конечная температура зависит от измененной величины скрытой теплоты испарения и/или от величины повышенной скорости сгорания, полученной после отгонки легких фракций, которая, в свою очередь, зависит от базового топлива. При модификации различных видов топлива (и углеводородных потоков) получаются различные результаты. Таким образом, предполагается возможность различной степени снижения действительной величины Т-90. The final temperature depends on the changed value of the latent heat of evaporation and / or on the value of the increased combustion rate obtained after distillation of light fractions, which, in turn, depends on the base fuel. When modifying various types of fuel (and hydrocarbon streams), different results are obtained. Thus, it is assumed the possibility of varying degrees of reduction in the actual value of T-90.

Пример 99. Example 99

Обычный или улучшенный композиционный бензин, из которого удалена фракция топлива с более высокой температурой кипения, так что температура конца кипения бензина и/или Т-90 понижены, при этом средняя скрытая теплота испарения чистого топлива после фракционирования по меньшей мере на 0,5%, предпочтительнее на 1,5% или выше превосходит такую величину для чистого топлива без фракционирования. Conventional or improved composite gasoline from which a higher boiling point fuel fraction has been removed, so that the temperature of the end of boiling of gasoline and / or T-90 is lowered, while the average latent heat of evaporation of the clean fuel after fractionation is at least 0.5%, more preferably 1.5% or higher than that for pure fuel without fractionation.

Пример 100. Example 100

Способ по п.99, в котором при добавлении 0,00826 г/дм3 (1/32 г/гал) Мn в виде ММТ наблюдается повышение экономии топлива в топливной композиции после фракционирования по сравнению с топливом без фракционирования (содержащим соединение металла).The method according to claim 99, wherein when adding 0.00826 g / dm 3 (1/32 g / gal) Mn in the form of MMT, an increase in fuel economy in the fuel composition after fractionation is observed compared to fuel without fractionation (containing a metal compound).

Пример 101. Example 101

Способ по п. 99, в котором содержащее соединение металла, подвергнутое фракционированию топливо используют в двигателе, а выхлопные газы пропускают через катализатор дожига выхлопного газа с применением датчика катализатора OBD II, при этом осаждение оксида марганца на промываемую поверхность катализатора регулируют в достаточной степени, так что датчик катализатора не выходит из строя. The method of claim 99, wherein the metal compound containing fractionated fuel is used in an engine and the exhaust gas is passed through an exhaust gas afterburning catalyst using an OBD II catalyst sensor, wherein the deposition of manganese oxide on the washable catalyst surface is sufficiently controlled so that the catalyst sensor does not fail.

Пример 102. Example 102

Способ по п.99-101, в котором к базовому топливу добавляют кислородсодержащее соединение УСГ, обеспечивающее содержание кислорода от 0,5 до 2,7, 3,0, 3,5%, при этом температура Т-50 превышает 68, 77oС (155, 170oF) (желательно 79oС (175oF)), но меньше 104oС (220oF), при этом также температура Т-90 в отсутствие кислородсодержащего соединения не превышает 149oС (300oF), предпочтительнее 138, 135, 132oС (280, 275, 270oF), и после сгорания этого топлива и пропускания выхлопного газа через катализатор дожига с использованием датчика катализатора OBD II, осаждение оксида марганца на промываемую поверхность катализатора регулируют в достаточной степени (или оно практически отсутствует), так что датчик не выходит из строя.The method according to claim 99-101, in which an oxygen-containing USG compound is added to the base fuel, providing an oxygen content of from 0.5 to 2.7, 3.0, 3.5%, while the temperature of the T-50 exceeds 68, 77 o C (155, 170 o F) (preferably 79 o C (175 o F)), but less than 104 o C (220 o F), while the temperature of T-90 in the absence of an oxygen-containing compound does not exceed 149 o C (300 o F), preferably 138, 135, 132 o C (280, 275, 270 o F), and after burning this fuel and passing the exhaust gas through the afterburning catalyst using the OBD II catalyst sensor, the deposition of manganese oxide on washing the removable surface of the catalyst is sufficiently controlled (or practically absent), so that the sensor does not fail.

Пример 103. Example 103

Способ по п.102, в котором как улучшенный, так и исходный бензин содержит от 1,0 до 2,0 мас.% кислорода в виде МТБЭ и циклоароматический трикарбонил марганца с концентрацией Мn от 0,000264 до 0,00826 г/дм3 (от 0,001 до 0,03125 г/гал), так что экономия топлива для топлива с пониженной температурой кипения оказывается выше, чем для исходного топлива.The method according to p. 102, in which both the improved and the original gasoline contains from 1.0 to 2.0 wt.% Oxygen in the form of MTBE and cycloaromatic manganese tricarbonyl with a concentration of Mn from 0.000264 to 0.00826 g / dm 3 (from 0.001 to 0.03125 g / gal), so that fuel economy for fuel with a lower boiling point is higher than for the original fuel.

Пример 104. Example 104

Способ по п.99, в котором температура Т-90 улучшенного облагороженного топлива составляет приблизительно от 127 до 138oС (от 260 до 280oF) или ниже.The method of claim 99, wherein the temperature of the T-90 improved refined fuel is from about 127 to 138 ° C. (260 to 280 ° F.) or lower.

Пример 105. Example 105

Способ по п. 103-104, в котором МТБЭ целиком или частично заменяют на диметилкарбонат. The method of claim 103-104, wherein MTBE is replaced, in whole or in part, with dimethyl carbonate.

Желательно ограничить содержание олефинов для снижения смога. Кроме того, предполагается снижение упругости паров по Рейду (УПР) до величин меньше, например, чем 0,562, 0,527, 0,492, 0,478, 0,457, 0,436, 0,422, 0,408, 0,394 кг/см2 (8,0, 7,5, 7,0, 6,8, 6,5, 6,0, 5,8, 5,6 фунт/кв.дюйм) или ниже, концентрации серы - менее 0,002 мас.% (включая не содержащие серу композиции), а нафтенов - менее 7 об.% (или, по возможности, менее 0,5%).It is advisable to limit the olefin content to reduce smog. In addition, it is assumed that the reduction in vapor elasticity by Reid (UPR) to values less, for example, than 0.562, 0.527, 0.492, 0.478, 0.457, 0.436, 0.422, 0.408, 0.394 kg / cm 2 (8.0, 7.5, 7 , 0, 6.8, 6.5, 6.0, 5.8, 5.6 psi) or lower, sulfur concentrations of less than 0.002 wt.% (Including sulfur-free compositions), and naphthenes - less than 7 vol.% (or, if possible, less than 0.5%).

При выполнении изобретения предполагается, что виды топливного бензина включают в себя марки, в целом отвечающие требованиям ASTM D 4814 и связанных с ним спецификаций, спецификациям Ассоциации защиты окружающей среды (АЗОС) на простой и сложный модельный облагороженный бензин (ОБ), соответствующим закону о чистом воздухе 42 US С 7545 211 (k), сертифицирующим спецификациям АЗОС в соответствии с 42US С7525 206, любым другим законным или промышленным стандартам, существующим и будущим. When carrying out the invention, it is assumed that the types of fuel gasoline include brands that generally meet the requirements of ASTM D 4814 and related specifications, the specifications of the Environmental Protection Association (AZOS) for simple and complex model refined gasoline (OB) that comply with the Clean Act airborne 42 US C 7545 211 (k) certifying the specifications of the gas station in accordance with 42 US C7525 206, any other legal or industry standards, existing and future.

Таким образом, при выполнении изобретения топливные композиции отвечают текущим и всем будущим стандартам Управления гражданской авиации США и/или АЗОС в отношении защиты окружающей среды и выделения вредных веществ, включая стандарты по составу и эксплуатационным качествам. Известные специалистам выделения вредных веществ касаются выделения летучих органических соединений (ЛОС), ответственных за образование озона на малых высотах. Большинство выделений ЛОС связано с выделениями при испарении. ЛОС выхлопных газов составляют очень незначительную часть выделений ЛОС. Thus, in carrying out the invention, fuel compositions meet current and all future U.S. Civil Aviation Administration and / or AZOS standards for environmental protection and hazardous emissions, including standards for composition and performance. Emissions of harmful substances known to specialists relate to the emission of volatile organic compounds (VOCs), which are responsible for the formation of ozone at low altitudes. Most VOC emissions are associated with evaporation. VOCs of exhaust gases make up a very small part of VOC emissions.

Особую озабоченность вызывают выделения токсичных веществ и NOх. В соответствии с изобретением количество ЛОС, NOх, токсичных и других подлежащих контролю выделений соответствует требованиям АЗОС.Of particular concern are the release of toxic substances and NO x . In accordance with the invention, the amount of VOCs, NO x , toxic and other emissions to be controlled is in accordance with the requirements of the AZOS.

Наибольшую озабоченность, однако, вызывают выделения токсичных веществ, которые при использовании изобретения неожиданно снижаются, в среднем на 5% или более по сравнению с обычным и другими видами облагороженного бензина. Это является наиболее неожиданным усовершенствованием. Например, установлено, что содержание 1,3-бутадиена (контролируемое токсичное вещество) возрастает в присутствии МТБЭ при снижении содержания олефинов и температуры Т-90. Кроме того, было установлено, что выделение формальдегида в выхлопных газах в действительности возрастает при снижении содержания ароматических соединений и/или при добавлении МТБЭ. Дополнительно установлено, что выделение ацетальдегида также возрастает при снижении содержания ароматики. The greatest concern, however, is the release of toxic substances, which, when using the invention, unexpectedly decrease, by an average of 5% or more compared to conventional and other types of refined gasoline. This is the most unexpected improvement. For example, it was found that the content of 1,3-butadiene (a controlled toxic substance) increases in the presence of MTBE with a decrease in the content of olefins and the temperature of T-90. In addition, it was found that the emission of formaldehyde in exhaust gases actually increases with a decrease in the content of aromatic compounds and / or with the addition of MTBE. Additionally, it was found that the release of acetaldehyde also increases with a decrease in aromatics.

Например, установлено, что при увеличении содержания МТБЭ с 0 до 15 об.% выделение формальдегида возрастает на 26%. При снижении содержания ароматики с 45 до 20% выделение 1,3-бутадиена возрастает на 11%, формальдегида - на 23%, ацетальдегида - на 19%. For example, it was found that with an increase in the content of MTBE from 0 to 15 vol.%, The emission of formaldehyde increases by 26%. With a decrease in aromatic content from 45 to 20%, the release of 1,3-butadiene increases by 11%, formaldehyde - by 23%, acetaldehyde - by 19%.

Это вызывает серьезные затруднения, поскольку для удовлетворения комплекса требований нефтехимики должны включать в состав топлива кислородсодержащую добавку, наиболее предпочтительно МТБЭ, и кроме того, от них также требуется снизить выделение ароматики. Таким образом, имеется существенная необходимость в снижении содержания ароматики и/или олефинов в присутствии МТБЭ, при отсутствии сопутствующего повышения выделения токсичных веществ. This causes serious difficulties, since in order to satisfy the complex of requirements, petrochemists must include an oxygen-containing additive, most preferably MTBE, in the fuel composition, and in addition, they are also required to reduce the release of aromatics. Thus, there is a significant need to reduce the content of aromatics and / or olefins in the presence of MTBE, in the absence of a concomitant increase in the release of toxic substances.

К сожалению, при существующих стандартах, требующих присутствия МТБЭ, страдает экономия топлива. Автор установил, что при введении добавки ММТ с единовременным снижением температуры конца кипения и/или температуры Т-90 указанным здесь способом неожиданно появляется возможность улучшить экономию топлива. Unfortunately, with current standards requiring the presence of MTBE, fuel economy suffers. The author found that with the introduction of MMT additives with a one-time decrease in the boiling point temperature and / or T-90 temperature by the method indicated here, an unexpected opportunity appears to improve fuel economy.

Установлено также, что применение добавки ММТ в количестве более 0,00826 г Мn/дм3 (1/32 г Мn/гал) приводит к увеличению экономии топлива при концентрациях МТБЭ, превышающих 2,0 мас.% О2 (например, 2,7 мас.% О2).It was also established that the use of MMT additives in an amount of more than 0.00826 g Mn / dm 3 (1/32 g Mn / gal) leads to an increase in fuel economy at MTBE concentrations exceeding 2.0 wt.% O 2 (for example, 2, 7 wt.% About 2 ).

Однако экономия топлива, по-видимому, снижается в присутствии МТБЭ при концентрациях менее 2,0 мас. % (например, 1,0%) даже при содержании ММТ в количестве 0,00826 г Мn/дм3 (1/32 г Мn/гал). Автор установил, что это явление, видимо, связано с температурой Т-90.However, fuel economy appears to be reduced in the presence of MTBE at concentrations of less than 2.0 wt. % (for example, 1.0%) even with an MMT content of 0.00826 g Mn / dm 3 (1/32 g Mn / gal). The author found that this phenomenon is apparently associated with the temperature of T-90.

Установлено, что в отсутствие достаточного снижения температуры Т-90 (для повышения средней латентной теплоты испарения топлива) и/или в отсутствие дополнительной химической добавки УСГ, например ДМК, при наличии в облагороженном топливе от 1,0 до 2,0 мас. % O2 в виде МТБЭ и 0,00826 г Мn/дм3 (1/32 г Мn/гал) (или меньше) в виде ММТ, наблюдается потеря в экономии топлива по сравнению с базовым топливом без кислородсодержащей добавки (в присутствии или в отсутствие ММТ).It was found that in the absence of a sufficient decrease in the temperature of T-90 (to increase the average latent heat of vaporization of the fuel) and / or in the absence of an additional chemical additive of USG, for example DMK, in the presence of 1.0 to 2.0 wt. % O 2 as MTBE and 0.00826 g Mn / dm 3 (1/32 g Mn / gal) (or less) as MMT, there is a loss in fuel economy compared to the base fuel without an oxygen-containing additive (in the presence or in lack of MMT).

Таким образом, в предпочтительном варианте применяют МТБЭ при концентрации О2 выше 2,0 мас.%. При содержании ММТ в количестве 0,00826 г Мn/дм3 (1/32 г Мn/гал) или ниже особенно предпочтительно, чтобы температура Т-90 была понижена до уровня ниже 160oС (320oF), 149oС (300oF) или предпочтительно 138oС (280oF).Thus, in a preferred embodiment, MTBE is used at a concentration of O 2 above 2.0 wt.%. When the MMT content is in an amount of 0.00826 g Mn / dm 3 (1/32 g Mn / gal) or lower, it is particularly preferred that the temperature of T-90 be lowered to below 160 o C (320 o F), 149 o C ( 300 o F) or preferably 138 o C (280 o F).

Неожиданно оказалось, что при использовании данного изобретения, а именно улучшающей горение добавки Мn в присутствии улучшающего горение/снижающего температуру УГС и/или снижения температуры Т-90, не наблюдается ожидаемого снижения экономии топлива. Напротив, экономия топлива в действительности может возрасти. Ожидаемое увеличение выделения токсичных веществ также снижается. It was unexpectedly found that when using the present invention, namely, the combustion improving additive Mn in the presence of a combustion improving / temperature-reducing UHC and / or a temperature reduction of T-90, the expected reduction in fuel economy is not observed. In contrast, fuel economy can actually increase. The expected increase in toxic emissions is also reduced.

Автор далее установил, что замена МТБЭ на ДМК и/или сочетание ДМК с МТБЭ, особенно при концентрации О2 2,0 мас.% или выше, неожиданно приводит к дальнейшему увеличению пробега автомобиля и снижению выделения вредных веществ.The author further found that the replacement of MTBE with DMK and / or a combination of DMK with MTBE, especially at a concentration of O 2 of 2.0 wt.% Or higher, unexpectedly leads to a further increase in vehicle mileage and lower emissions.

Таким образом, в данном изобретении используют бензин с пониженным содержанием ароматики, например от 5 до 35 об.%. Однако наиболее предпочтительны концентрации, близкие к 20, 25% или ниже. Предпочтительны также пониженные концентрации олефинов (например, от 5 до 10%, предпочтительно менее 8, 6, 5%, особенно в топливных фракциях с пониженной температурой Т-90 (предпочтительно от 149 до 127oС (от 300 до 260oF) или ниже).Thus, in this invention use gasoline with a low aromatic content, for example from 5 to 35 vol.%. However, concentrations close to 20, 25% or lower are most preferred. Lower concentrations of olefins are also preferred (for example, from 5 to 10%, preferably less than 8, 6, 5%, especially in fuel fractions with a reduced temperature of T-90 (preferably from 149 to 127 o C (from 300 to 260 o F) or below).

Предполагается, что к такой углеводородной фракции добавлено улучшающее горение количество Мn, кислородсодержащее соединение УГС, в частности МТБЭ, ЭТБЭ, ТАМЭ, диизопропиловый эфир, этанол или ДМК, или их смеси, при этом средняя скрытая теплота испарения топлива превышает 58,59, 59,92, 60,59 ккал/дм3 (880, 900, 910 БТЕ/гал) при 15,56oС (60oF); при этом в результате горения достигается повышение экономии топлива и снижение выделения токсичных веществ, включая NOх, 1,3-бутадиен, формальдегид и/или ацетальдегид.It is assumed that a combustion-improving amount of Mn, an oxygen-containing UGS compound, in particular MTBE, ETBE, TAME, diisopropyl ether, ethanol or DMK, or a mixture thereof, are added to such a hydrocarbon fraction, while the average latent heat of vaporization of the fuel exceeds 58.59, 59, 92, 60.59 kcal / dm 3 (880, 900, 910 BTU / gal) at 15.56 ° C (60 ° F); while combustion results in increased fuel economy and reduced emissions of toxic substances, including NO x , 1,3-butadiene, formaldehyde and / or acetaldehyde.

Установлено, что желательно уменьшить интервал опережения зажигания для обеспечения ровной работы двигателя, особенно при использовании предложенных видов бензина с более высокой скоростью сгорания в двигателях с постоянной степенью сжатия. Чем больше увеличение скорости сгорания, тем предпочтительно в большей степени нужно уменьшить опережение зажигания. Приемлемые величины снижения опережения зажигания составляют от 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0, 7,5, 8, 8,5, 9, 9,5, 10, 10,5, 11, 11,5, 12,0, 12,5, 13,0, 13,5 до 40%. Снижение от 0,5, 2,0, 5,0 до 10% более предпочтительно. It was found that it is desirable to reduce the ignition timing to ensure smooth engine operation, especially when using the proposed types of gasoline with a higher combustion rate in engines with a constant compression ratio. The larger the increase in the combustion rate, the more preferably the ignition timing should be reduced to a greater extent. Acceptable ignition timing reduction ranges from 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0 , 6.5, 7.0, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5, 11, 11.5, 12.0, 12.5, 13.0, 13 , 5 to 40%. A reduction of 0.5, 2.0, 5.0 to 10% is more preferable.

Также установлено, что в связи с увеличением скорости сгорания и длительности горения оптимальной является степень сжатия от 8,5:1 до приблизительно 13,0:1 при использовании в композиции, например, 2 мас.% О2 в виде ДМК и 0,0165 г Мn/дм3 (1/16 г Мn/гал) в виде ММТ. В таком сочетании более предпочтительной является степень сжатия от 9,5:1 до 12,5:1, еще более предпочтительной - от 11,5:1 до 12,5:1. Отношение сжатия 10,5:1 дает очень хорошие результаты и также считается предпочтительным. При более высоких концентрациях топлива УГС, содержащего ДМК, и соответствующих концентрациях соединений металла используют более высокие отношения сжатия.It was also found that due to the increase in the combustion rate and the duration of combustion, the compression ratio from 8.5: 1 to approximately 13.0: 1 is optimal when used in the composition, for example, 2 wt.% O 2 in the form of DMC and 0.0165 g Mn / dm 3 (1/16 g Mn / gal) as MMT. In such a combination, a compression ratio of from 9.5: 1 to 12.5: 1 is more preferred, even more preferred is from 11.5: 1 to 12.5: 1. A compression ratio of 10.5: 1 gives very good results and is also considered preferred. At higher concentrations of UGS fuel containing DMC and corresponding concentrations of metal compounds, higher compression ratios are used.

Пример 106. Example 106

Новый способ работы двигателя, включающий приготовление смеси на основе неэтилированного бензина, содержащей МТБЭ в количестве 2,0 мас.% кислорода, и ММТ в количестве 0,00826 г Мn/дм3 (1/32 г Мn/гал); сжигание топлива в двигателе с пониженным опережением зажигания приблизительно на 1,0-2,5% (предпочтительно на 1,5%); при этом в работе двигателя имеются улучшения в отношении термической эффективности и/или выделения вредных веществ.A new method of engine operation, including the preparation of a mixture based on unleaded gasoline containing MTBE in an amount of 2.0 wt.% Oxygen, and MMT in an amount of 0.00826 g Mn / dm 3 (1/32 g Mn / gal); burning fuel in an engine with a lower ignition timing of approximately 1.0-2.5% (preferably 1.5%); however, there are improvements in engine performance with respect to thermal efficiency and / or emission of harmful substances.

Пример 107. Example 107

Новый способ работы двигателя, включающий приготовление смеси на основе неэтилированного бензина, содержащей ДМК в количестве 2,0 мас.% кислорода, и ММТ в количестве 0,00826 г Мn/дм (1/32 г Мn/гал); сжигание топлива в двигателе с пониженным опережением зажигания приблизительно на 2,0-10% (предпочтительно на 8,5%); при этом в работе двигателя имеются улучшения в отношении термической эффективности и/или выделения вредных веществ. A new method of engine operation, including the preparation of a mixture based on unleaded gasoline containing DMK in an amount of 2.0 wt.% Oxygen, and MMT in an amount of 0.00826 g Mn / dm (1/32 g Mn / gal); fuel combustion in an engine with a lower ignition timing of approximately 2.0-10% (preferably 8.5%); however, there are improvements in engine performance with respect to thermal efficiency and / or emission of harmful substances.

Пример 108. Example 108

Композиция на основе неэтилированного облагороженного бензина, не содержащего фосфора, с упругостью паров по Рейду не выше 0,492 кг/см2 (7,0 фунт/кв. дюйм), с содержанием олефинов не выше 5,0 об.%, ароматики - не выше 20 об.% (предпочтительно 15, 10% или ниже), бензола - не выше 0,8% (предпочтительно 0,6%, или ниже, или не содержащего бензола), серы - не выше 100 млн.ч. (предпочтительно 50 млн.ч., или меньше, или не содержащего серы), с концентрацией О2 в диапазоне от 1,8 до 2,2%, от 2,0 до 2,7% или 3,5 мас.% О2 в виде диметилкарбоната, МТБЭ, ЭТБЭ, ТАМЭ, этил-трет-амилового эфира, диизопропилового эфира или этанола, или их смеси, циклоароматического трикарбонилмарганца в количестве от 0,00413 до 0,0495 г Мn/дм3 (от 1/64 до 3/64 г Мn/гал) (предпочтительно 0,00826 г Мn/дм3 (1/32 г Мn/гал)), максимальной температурой Т-90 от 127 до 138oС (от 260 до 280oF) или ниже, температурой Т-50 приблизительно от 71 до 110oС (от 160 до 230oF) (от 77 до 96oС (от 170 до 205oF)), с бромным числом 20 или ниже; имеющим среднюю скрытую теплоту испарения 60,59-61,92 ккал/дм3 (910-930 БТЕ/гал) или выше.Composition based on unleaded refined phosphorus-free gasoline with a vapor pressure of Raid not higher than 0.492 kg / cm 2 (7.0 psi), with an olefin content of not higher than 5.0 vol.%, Aromatics - not higher 20 vol.% (Preferably 15, 10% or lower), benzene - not higher than 0.8% (preferably 0.6%, or lower, or not containing benzene), sulfur - not higher than 100 million hours (preferably 50 ppm, or less, or not containing sulfur), with a concentration of O 2 in the range from 1.8 to 2.2%, from 2.0 to 2.7% or 3.5 wt.% O 2 in the form of dimethyl carbonate, MTBE, ETBE, TAME, ethyl tert-amyl ether, diisopropyl ether or ethanol, or a mixture thereof, cycloaromatic tricarbonyl manganese in an amount of from 0.00413 to 0.0495 g Mn / dm 3 (from 1/64 to 3/64 g Mn / gal) (preferably 0.00826 g Mn / dm 3 (1/32 g Mn / gal)), with a maximum temperature of T-90 from 127 to 138 o C (from 260 to 280 o F) or lower , T-50 temperature of about 71 to 110 o C (160 to 230 o F) (from 77 to 96 o C (from 170 to 205 o F)), bromine h scrapped 20 or below; having an average latent heat of vaporization of 60.59-61.92 kcal / dm 3 (910-930 BTU / gal) or higher.

Пример 109. Example 109

Примеры 106-108, в которых топливо содержит беззольный диспергирующий агент, добавку для регулирования впуска и отложений в соответствии с 211(1) и соответствующими предписаниями Закона о чистоте воздуха и, возможно, дополнительно содержит небольшое количество добавки растворителя для повышения растворимости в воде, например гексанола. Examples 106-108, in which the fuel contains an ashless dispersant, an additive for regulating the intake and deposits in accordance with 211 (1) and the relevant provisions of the Air Purity Act, and possibly additionally contains a small amount of a solvent additive to increase solubility in water, for example hexanol.

Пример 110. Example 110

Примеры 106-108, в которых температура топлива Т-90 не превышает 149oС (300oF), предпочтительно 138oС (280oF) или ниже, температура Т-50 после добавления МТБЭ в количестве от 2,0 до 2,7% превышает 77oС (170oF), но ниже чем приблизительно 93oС (200oF); при этом не ухудшается управление автомобилем в теплую погоду. Скрытая теплота испарения топлива превышает 59,92 ккал/дм3 (900 БТЕ/гал), более предпочтительно 60,25 ккал/дм3 (905 БТЕ/гал); концентрация Мn составляет 0,00826 г Mn/дм3 (1/32 г Мn/гал); при этом горение топлива не вызывает выхода из строя кислородных датчиков катализатора OBD II.Examples 106-108, in which the temperature of the T-90 fuel does not exceed 149 o C (300 o F), preferably 138 o C (280 o F) or lower, the temperature of the T-50 after adding MTBE in an amount of from 2.0 to 2 7% exceeds 77 o C (170 o F), but lower than approximately 93 o C (200 o F); it does not deteriorate driving in warm weather. The latent heat of vaporization of the fuel exceeds 59.92 kcal / dm 3 (900 BTU / gal), more preferably 60.25 kcal / dm 3 (905 BTU / gal); the concentration of Mn is 0.00826 g Mn / dm 3 (1/32 g Mn / gal); however, fuel combustion does not cause failure of the oxygen sensors of the OBD II catalyst.

Пример 111. Example 111

Способ предотвращения выхода из строя кислородного датчика выхлопного газа путем снижения Т-90 целевого бензина, при этом средняя скрытая теплота испарения получаемого топлива повышается на величину, достаточную для снижения температуры сгорания по меньшей мере на 8,34oС (15oF) или более и/или для заметного повышения средней скорости горения, измеренной с помощью ламинарной горелки Бунзена; смешения этого топлива с МТБЭ в количестве от 1,2 до 2,7 мас. %, при этом температура Т-50 смеси составляет по меньшей мере 77oС (170oF) (предпочтительно выше 79oС (175oF) и ниже 99oС (210oF), 93oС (200oF)); сжигания этого топлива в двигателе и пропускания полученных выхлопных газов в течение длительного времени через трехходовую систему каталитического дожига, содержащую датчик эффективности катализатора OBD II, при этом отложение марганца на промываемую поверхность катализатора недостаточно для выхода из строя датчиков.A method for preventing the failure of an oxygen exhaust gas sensor by lowering T-90 of target gasoline, while the average latent heat of vaporization of the resulting fuel is increased by a value sufficient to lower the combustion temperature by at least 8.34 o C (15 o F) or more and / or for a noticeable increase in the average burning rate, measured using a Bunsen laminar burner; mixing this fuel with MTBE in an amount of from 1.2 to 2.7 wt. %, while the temperature of the T-50 mixture is at least 77 o C (170 o F) (preferably above 79 o C (175 o F) and below 99 o C (210 o F), 93 o C (200 o F )); burning this fuel in the engine and passing the resulting exhaust gases for a long time through a three-way catalytic afterburning system containing an OBD II catalyst efficiency sensor, while the deposition of manganese on the flushed catalyst surface is not enough for the sensors to fail.

Пример 112. Example 112

Способ по п.111, при этом температура топлива Т-90 приблизительно равна 149oС (300oF), более предпочтительно - около 138oС (280oF) или ниже, и/или при котором измеряемое увеличение скорости горения составляет по меньшей мере 1,0% или выше по сравнению с топливом, не подвергнутым улучшению.The method according to p. 111, wherein the temperature of the T-90 fuel is approximately 149 ° C (300 ° F), more preferably about 138 ° C (280 ° F) or lower, and / or in which the measured increase in the burning rate is less than 1.0% or higher compared with fuel not subjected to improvement.

Пример 113. Example 113

Способ по п.111-112, в котором топливо не содержит кислородсодержащего соединения. The method according to p. 111-112, in which the fuel does not contain an oxygen-containing compound.

Пример 114. Example 114

Способ по п.113, в котором работа двигателя осуществлялась на протяжении 8045; 32180; 80450; 120675 или 160900 км (5000; 20000; 50000; 75000 или 100000 миль). The method according to p. 113, in which the engine was operated for 8045; 32180; 80,450; 120,675 or 160,900 km (5,000; 20,000; 50,000; 75,000 or 100,000 miles).

Пример 115. Example 115

Примеры 106, 107, 108, 110, 111, в которых средняя скорость горения композиции, измеренная с помощью ламинарной горелки Бунзена в условиях окружающей среды, превышает 46, 48, см/с, более предпочтительно 50 см/с или выше (используя скорость горения метанола 57,2 см/с в качестве эталона). Examples 106, 107, 108, 110, 111, in which the average burning rate of the composition, measured using a Bunsen laminar burner at ambient conditions, exceeds 46, 48, cm / s, more preferably 50 cm / s or higher (using the burning rate methanol 57.2 cm / s as a reference).

Пример 116. Example 116

Примеры 106-107, в которых размер частиц топлива, вводимого в камеру сгорания, составляет менее 70 мкм, более предпочтительно - менее 50 мкм. Examples 106-107, in which the particle size of the fuel introduced into the combustion chamber is less than 70 microns, more preferably less than 50 microns.

Пример 117. Example 117

Примеры 106-107, в которых доза вводимого топлива имеет давление впрыска приблизительно от 1,055 до 3,164 кг/см2 (от 15 до 45 фунт/кв.дюйм).Examples 106-107, in which the dose of fuel introduced has an injection pressure of from about 1.055 to 3.164 kg / cm 2 (15 to 45 psi).

Пример 118. Example 118

Примеры 106, 107, 111, в которых температура сгорания достаточно понижена, так что при регистрируемой нагрузке, например 20 л.с., температура выхлопного газа понижена по меньшей мере на 5,56-27,8oС (10-50oF) или более, при этом средняя температура выхлопного газа, поступающего во впускное отверстие для выхлопного газа, составляет менее 760oС (1400oF) (или эта температура такова, что не образуется заметного отложения оксида марганца на промываемой поверхности катализатора).Examples 106, 107, 111, in which the combustion temperature is sufficiently lowered, so that when the recorded load, for example 20 hp, the temperature of the exhaust gas is lowered by at least 5.56-27.8 o C (10-50 o F ) or more, while the average temperature of the exhaust gas entering the exhaust gas inlet is less than 760 ° C (1400 ° F) (or this temperature is such that no noticeable deposition of manganese oxide is formed on the washed surface of the catalyst).

Пример 119. Example 119

Примеры 106, 107, в которых выхлопные газы двигателя, имеющие пониженную температуру, пропускают через катализатор дожига выхлопных газов, и бортовые датчики контроля катализатора выхлопной системы не выходят из строя вследствие неправильных показаний емкости содержащегося в катализаторе кислорода. Examples 106, 107, in which engine exhaust gases having a reduced temperature are passed through an exhaust gas afterburning catalyst, and the on-board sensors of the exhaust system catalyst monitor do not fail due to incorrect readings of the capacity of the oxygen contained in the catalyst.

Пример 120. Example 120

Примеры 106, 107, 108, 110, в которых способ подпадает под отказ от требований АЗОС по 211(k) Закона о чистоте воздуха. Examples 106, 107, 108, 110, in which the method falls under the waiver of the requirements of the petrol and gas industry under 211 (k) of the Air Purity Law.

Пример 121. Example 121

Малотоксичная улучшающая экономию топлива композиция, включающая в себя неэтилированную топливную смесь, состоящую из не содержащих фосфора углеводородов с УПР, не превышающих 0,562, 0,492, 0,457, 0,422 кг/см2 (8,0, 7,0, 6,5, 6,0 фунт/кв.дюйм, содержащую не более 6,0-5,0 об.% олефинов, не более 25-20 об.% ароматики (предпочтительно 15-10 или ниже), не более 0,8% бензола (предпочтительно меньше или без бензола), не более 40 млн.ч. серы (предпочтительно меньше или без серы), с общей концентрацией O2 в интервале от 1,0 до 2,7-2,5 мас.% O2 в виде диметилкарбоната, МТБЭ, ЭТБЭ, ТАМЭ или этанола, с содержанием циклоароматического трикарбонилмарганца от 0,00413 до 0,0495 г Мn/дм3 (от 1/16 до 3/16 г Мn/гал) (предпочтительно 0,00826 г Мn/дм3 или 1/32 г Мn/гал), предельной температурой Т-90 149oС (300oF), предпочтительно 138oС (280oF), температурой Т-50 приблизительно от 77 (170) до 110oС (230oF), октановым числом (R+M)/2 не ниже 87, бромным числом 20 или ниже, средней латентной теплотой испарения 59,92, 60,59, 61,25 ккал/дм3 (900, 910, 920 БТЕ/гал) или выше при 16oС (60oF); теплотворной способностью выше 7057 ккал/дм3 (106000 БТЕ/гал) при 16oС (60oF) (более предпочтительно - выше 7190 ккал/дм3 (108000 БТЕ/гал), 7590 ккал/дм3 (114000 БТЕ/гал)), при этом выделение токсичных веществ - 1,3-бутадиена, формальдегида или ацетальдегида - снижается и/или повышается экономия топлива.A low-toxic fuel-saving composition, including an unleaded fuel mixture, consisting of phosphorus-free hydrocarbons with an OPR not exceeding 0.562, 0.492, 0.457, 0.422 kg / cm 2 (8.0, 7.0, 6.5, 6, 0 psi containing not more than 6.0-5.0 vol.% Olefins, not more than 25-20 vol.% Aromatics (preferably 15-10 or lower), not more than 0.8% benzene (preferably less or without benzene), not more than 40 million parts of sulfur (preferably less or without sulfur), with a total concentration of O 2 in the range from 1.0 to 2.7-2.5 wt.% O 2 in the form of dimethyl carbonate, MTBE , ETBE, TAME or ethano la, with a content of cycloaromatic tricarbonyl manganese from 0.00413 to 0.0495 g Mn / dm 3 (1/16 to 3/16 g Mn / gal) (preferably 0.00826 g Mn / dm 3 or 1/32 g Mn / gal), a limiting temperature of T-90 of 149 o C (300 o F), preferably 138 o C (280 o F), a temperature of T-50 from about 77 (170) to 110 o C (230 o F), an octane number ( R + M) / 2 not lower than 87, bromine number 20 or lower, average latent heat of vaporization 59.92, 60.59, 61.25 kcal / dm 3 (900, 910, 920 BTU / gal) or higher at 16 o C (60 ° F); calorific value above 7057 kcal / dm 3 (106000 BTU / gal) at 16 o C (60 o F) (more preferably above 7190 kcal / dm 3 (108000 BTU / gal), 7590 kcal / dm 3 (114000 BTU / gal )), while the release of toxic substances - 1,3-butadiene, formaldehyde or acetaldehyde - decreases and / or increases fuel economy.

Пример 122. Example 122

Пример 121, в котором кислородсодержащей добавкой является МТБЭ в количестве 2,0 мас. %, средняя латентная теплота испарения топлива превышает 59,92 ккал/дм3 (900 БТЕ/гал) при 16oС (60oF), предпочтительно превышает 60,25 ккал/дм3 (905 БТЕ/гал) при 16oС (60oF); концентрация ММТ составляет 0,00826 г Мn/дм3 (1/32 г Мn/гал); средняя теплотворная способность превышает 7957 ккал/дм3 (106000 БТЕ/гал) при 16oС (60oF), а средняя скорость ламинарного горения в условиях окружающей среды превышает 48 см/с.Example 121, in which the oxygen-containing additive is MTBE in an amount of 2.0 wt. %, the average latent heat of vaporization of the fuel exceeds 59.92 kcal / dm 3 (900 BTU / gal) at 16 ° C (60 ° F), preferably exceeds 60.25 kcal / dm 3 (905 BTU / gal) at 16 ° C (60 o F); the concentration of MMT is 0.00826 g Mn / dm 3 (1/32 g Mn / gal); the average calorific value exceeds 7957 kcal / dm 3 (106,000 BTU / gal) at 16 ° C (60 ° F), and the average rate of laminar combustion under ambient conditions exceeds 48 cm / s.

Пример 123. Example 123

Содержащая МТБЭ композиция примера 122, в которой концентрация ММТ превышает 0,00826 г Мn/дм3 (1/32 г Мn/гал).The MTBE-containing composition of Example 122, in which the concentration of MMT is greater than 0.00826 g Mn / dm 3 (1/32 g Mn / gal).

Пример 124. Example 124

Описанные выше примеры, в которых кислородсодержащей добавкой является ДМК, а концентрация ММТ превышает 0,00826 г Мn/дм3 (1/32 г Мn/гал).The examples described above in which the oxygen-containing additive is DMK and the concentration of MMT exceeds 0.00826 g Mn / dm 3 (1/32 g Mn / gal).

Пример 125. Example 125

Композиция примеров 108, 121, в которой УПР составляет 0,478, 0,457, 0,422, 0,387 кг/см2 (6,8, 6,5, 6,0, 5,5 фунт/кв. дюйм) или ниже.The composition of examples 108, 121, in which the SLE is 0.478, 0.457, 0.422, 0.387 kg / cm 2 (6.8, 6.5, 6.0, 5.5 psi) or lower.

При осуществлении изобретения с целью снижения контролируемых выделений вредных веществ предпочтительные бензиновые композиции включают в себя, но не ограничиваются композициями, имеющими следующие характеристики (см. табл. 6). In the implementation of the invention in order to reduce controlled emissions of harmful substances, preferred gasoline compositions include, but are not limited to compositions having the following characteristics (see table. 6).

Пример 126. Example 126

Топливо В и С из табл.6, в которых 1) содержатся предлагаемые кислородсодержащие добавки и 2) улучшающее горение количество марганца, 3) в которых суммарное количество испарений топлива при хранении и транспортировке к камере горения и выбросов в атмосферу продуктов сгорания 4) таково, что в 1995 г выделения летучих органических веществ и токсичных, загрязняющих воздух веществ у этого топлива по массе составляют на 15% ниже, чем у базового топлива, как определено 211 (k) Закона о чистоте воздуха, и 5) таково, что в 2000 г выделения летучих органических веществ и токсичных, загрязняющих воздух веществ у этого топлива по массе составят на 25% ниже, чем у базового топлива. Fuel B and C from Table 6, in which 1) the proposed oxygen-containing additives are contained and 2) the combustion-improving amount of manganese, 3) in which the total amount of fuel vapor during storage and transportation of combustion products to the combustion chamber 4) is that in 1995 the emissions of volatile organic substances and toxic air pollutants from this fuel by mass are 15% lower than that of the base fuel, as defined by 211 (k) of the Air Purity Law, and 5) such that in 2000 emission of volatile organic matter substances and toxic substances polluting the air of this fuel by mass will be 25% lower than that of the base fuel.

Пример 127. Example 127

Композиция топлива на основе неэтилированного, не содержащего фосфора, облагороженного бензина с УПР не более 0,562, 0,506, 0,492, 0,457 кг/см2 (8,0, 7,2, 7,0, 6,5 фунт/кв.дюйм), с содержанием олефинов не более 8,0, 6,0 об%, ароматики - не более 20-25 об.%, бензола - не более 1, 0,8% (предпочтительно меньше), серы - не более 300-400 млн.ч. (предпочтительно меньше, или не содержащего серу), с концентрацией О2 от 2,0 до 2,7 мас.% или 3,5 мас.% О2 в виде диметилкарбоната, с содержанием циклоароматического трикарбонилмарганца или смеси от 0,00413 до 0,0495 г Мn/дм3 (от 1/64 до 3/64 г Мn/гал) (предпочтительно выше 0,00826 г/дм3 или 1/32 г/гал), с максимальной температурой Т-90 от 149 до 160oС (от 300 до 320oF) (предпочтительно 138oС (280oF) или ниже), с предпочтительной температурой Т-50 приблизительно от 77 до 104oС (от 170 до 220oF); с минимальной латентной теплотой испарения 59,92-60,25 ккал/дм3 (900-905 БТЕ/гал) при 16oС (60oF) (предпочтительно выше 61,25 ккал/дм3 (920 БТЕ/гал) при 16oС (60oF)), с минимальной теплотворной способностью композиции, содержащей 2,0 мас. % О2, 7057 ккал/дм3 (106000 БТЕ/гал) при 16oС (60oF), и с минимальной средней скоростью ламинарного горения при условиях окружающей среды 48 см/с (более предпочтительно от 50 до 52 см/с).The composition of the fuel based on unleaded, phosphorus-free, refined gasoline with a maximum flow rate of not more than 0.562, 0.506, 0.492, 0.457 kg / cm 2 (8.0, 7.2, 7.0, 6.5 pounds per square inch), with an olefin content of not more than 8.0, 6.0 vol.%, aromatics - not more than 20-25 vol.%, benzene - not more than 1, 0.8% (preferably less), sulfur - not more than 300-400 million h (preferably less or not containing sulfur), with a concentration of O 2 from 2.0 to 2.7 wt.% or 3.5 wt.% O 2 in the form of dimethyl carbonate, with a cycloaromatic tricarbonyl manganese content or a mixture of from 0.00413 to 0 , 0495 g Mn / dm 3 (1/64 to 3/64 g Mn / gal) (preferably above 0.00826 g / dm 3 or 1/32 g / gal), with a maximum T-90 temperature of 149 to 160 o C (from 300 to 320 o F) (preferably 138 o C (280 o F) or lower), with a preferred temperature of T-50 from about 77 to 104 o C (from 170 to 220 o F); with a minimum latent heat of vaporization of 59.92-60.25 kcal / dm 3 (900-905 BTU / gal) at 16 ° C (60 ° F) (preferably above 61.25 kcal / dm 3 (920 BTU / gal) at 16 o C (60 o F)), with a minimum calorific value of a composition containing 2.0 wt. % O 2 , 7057 kcal / dm 3 (106,000 BTU / gal) at 16 ° C (60 ° F), and with a minimum average laminar burning rate at ambient conditions of 48 cm / s (more preferably from 50 to 52 cm / s )

Пример 128. Example 128

Предыдущий пример, в котором композиция дополнительно содержит добавки, регулирующие отложения, в соответствии с 211 (1) и соответствующими разделами и правилами Закона о чистоте воздуха. The previous example, in which the composition additionally contains additives that regulate deposits, in accordance with 211 (1) and the relevant sections and rules of the Law on Clean Air.

Пример 129. Example 129

Пример 127, в котором композиция может дополнительно содержать по меньшей мере один из спиртов С46 или другую добавку, обеспечивающую гигроскопическую стабильность (водорастворимость).Example 127, in which the composition may further comprise at least one of C 4 -C 6 alcohols or another additive providing hygroscopic stability (water solubility).

Пример 130. Example 130

Примеры 106, 107, 111, в которых с помощью системы впрыска топлива осуществляют подачу паров топлива при подходящем давлении в камеру сгорания, где средний размер частиц паров топлива составляет меньше 60 мкм, использована система рециркуляции выхлопного газа (РВГ), бортовой датчик кислорода и датчики впрыска, при этом экономия топлива повышается по меньшей мере на 2%. Examples 106, 107, 111, in which, using a fuel injection system, fuel vapor is supplied at a suitable pressure to the combustion chamber, where the average particle size of the fuel vapor is less than 60 μm, an exhaust gas recirculation (RVG) system, an on-board oxygen sensor and sensors are used injection, while fuel economy is increased by at least 2%.

Пример 131. Example 131

Примеры 106, 107, 111, в которых с помощью системы впрыска топлива осуществляют подачу паров топлива при оптимальном давлении в камеру сгорания, где средний размер частиц паров топлива составляет 10, 20, 30 или 40 мкм, при одновременном использовании турбонасоса, системы РВГ, бортового датчика кислорода и датчиков впрыска, при этом экономия топлива повышается по меньшей мере на 2%. Examples 106, 107, 111, in which, using a fuel injection system, fuel vapor is supplied at an optimal pressure to the combustion chamber, where the average particle size of the fuel vapor is 10, 20, 30, or 40 μm, while using a turbopump, an RVG system, an onboard oxygen sensors and injection sensors, while fuel economy is increased by at least 2%.

Пример 132. Example 132

Примеры 106, 107, 111, в которых конструкция камеры сгорания способствует увеличению скорости турбулентного горения. Examples 106, 107, 111, in which the design of the combustion chamber increases the speed of turbulent combustion.

Пример 133. Example 133

Примеры 106, 107, 111, 127, в которых конструкция камеры сгорания способствует увеличению скорости турбулентного горения, степень сжатия составляет от 2,0:1 до 6,5:1, 7,5:1, 8,0:1, 8,5:1, 9,0:1, 9,5:1, 10:1, 10,5:1, 11,0:1, более предпочтительно 11,5:1. Examples 106, 107, 111, 127, in which the design of the combustion chamber increases the speed of turbulent combustion, the compression ratio is from 2.0: 1 to 6.5: 1, 7.5: 1, 8.0: 1, 8, 5: 1, 9.0: 1, 9.5: 1, 10: 1, 10.5: 1, 11.0: 1, more preferably 11.5: 1.

Пример 133а. Example 133a.

Примеры 107, 127, в которых использован диметилкарбонат, а степень сжатия составляет от 9,5:1 до 12,5:1. Examples 107, 127, in which dimethyl carbonate is used, and the compression ratio is from 9.5: 1 to 12.5: 1.

Пример 134. Example 134

Примеры 106, 107, 111, в которых конструкция камеры сгорания способствует увеличению скорости турбулентного горения, а степень сжатия превышает 17:1. Examples 106, 107, 111, in which the design of the combustion chamber increases the speed of turbulent combustion, and the compression ratio exceeds 17: 1.

Пример 135. Example 135

Примеры 106, 107, 111, в которых система сгорания работает совместно с системой контроля и регулировки выхлопных газов, содержащей катализатор дожига выхлопных газов и бортовой кислородный датчик. Examples 106, 107, 111, in which the combustion system works in conjunction with an exhaust gas control and adjustment system comprising an exhaust gas afterburning catalyst and an onboard oxygen sensor.

Пример 136. Example 136

Способ работы, при котором по меньшей мере 30% автомобильного парка США использует указанное топливо, при этом общая концентрация в воздухе соединений марганца, выделяемых при такой работе, не превышает 0,05 мкг/м3 или стандарт АЗОС, в зависимости от того, какая из величин меньше.The method of operation, in which at least 30% of the U.S. fleet uses the specified fuel, while the total concentration in the air of the manganese compounds released during such work does not exceed 0.05 μg / m 3 or the standard AZOS, depending on which of the smaller quantities.

Предложенные бензиновые композиции явно предполагают снижение выделения вредных веществ и имеют состав, представленный в табл.7 и 8. The proposed gasoline compositions clearly suggest a decrease in the emission of harmful substances and have the composition shown in tables 7 and 8.

При осуществлении изобретения при составлении топливных композиций, отвечающих стандартам ОТБ, может потребоваться специальный подбор. Установлено, что можно подобрать различные компоненты, оказывающие наибольшее воздействие на снижение определенных специфических выделений:
ЛОС: УПР, ароматика, сера,
NOх: сера, ароматика, олефины,
Токсичные вещества: бензол, ароматика, кислород.
When implementing the invention, when compiling fuel compositions that meet the standards of safety standards, special selection may be required. It was found that it is possible to choose various components that have the greatest effect on the reduction of certain specific secretions:
VOCs: Oops, aromatics, sulfur,
NO x : sulfur, aromatics, olefins,
Toxic substances: benzene, aromatics, oxygen.

При осуществлении изобретения кислородсодержащие соединения УГС с метильными группами, такие как метанол, диметилкарбонат, МТБЭ и ТАМЭ и т.п., вероятно, проявляют несколько большую способность к снижению выделения токсичных веществ, чем соединения с этильными группами, такие как этанол, ЭТБЭ и т.п. In the practice of the invention, oxygen-containing compounds of UGS with methyl groups, such as methanol, dimethyl carbonate, MTBE and TAME, etc., are likely to exhibit a slightly greater ability to reduce the release of toxic substances than compounds with ethyl groups such as ethanol, ETBE, etc. .P.

При составлении композиций обычного или ОТБ топлива снижение упругости паров по Рейду (УПР) оказывает значительное воздействие на снижение выделения ЛОС. При осуществлении изобретения предпочтительно снижение упругости паров по Рейду (УПР) получаемой топливной композиции до 0,492, 0,457, 0,422, 0,387, 0,352, 0,316 кг/см2 (7,0, 6,5, 6,0, 5,5, 5,0, 4,5 фунт/кв.дюйм) или ниже.In the preparation of conventional or OTP fuel compositions, a decrease in Reid vapor pressure (UPR) has a significant effect on reducing VOC emissions. When carrying out the invention, it is preferable to reduce the vapor pressure by Reid (OPR) of the resulting fuel composition to 0.492, 0.457, 0.422, 0.387, 0.352, 0.316 kg / cm 2 (7.0, 6.5, 6.0, 5.5, 5, 0, 4.5 psi) or lower.

УПР является основным показателем выделения ЛОС путем испарения, а снижение УПР является лучшим способом снижения выделения массы ЛОС путем испарения, как определяет АЗОС. Например, снижение УПР с 0,612 до 0,457 кг/см2 (с 8,7 до 6,5 фунт/кв.дюйм) уменьшает массовое выделение ЛОС приблизительно на 23%, снижает выделение токсичных веществ примерно на 4%, снижает выделение NOх примерно на 0,5%.SLE is the main indicator of VOC release by evaporation, and a decrease in SLE is the best way to reduce the release of VOC mass by evaporation, as defined by the AOC. For example, reducing the SLE from 0.612 to 0.457 kg / cm 2 (from 8.7 to 6.5 psi) reduces the mass emission of VOCs by approximately 23%, reduces the emission of toxic substances by approximately 4%, and reduces the emission of NO x by approximately by 0.5%.

Увеличение содержания кислорода в топливе приводит к сильному снижению выделения токсичных веществ. По-видимому, существует линейная зависимость между увеличением массового содержания кислорода и снижением выделения токсичных веществ. Увеличение содержания О2, вероятно, оказывается одним из основных показателей снижения выделения токсичных веществ. Например, повышение содержания О2 с 0 до 3,5 мас.% снижает выделение токсичных веществ примерно на 11%.An increase in the oxygen content in the fuel leads to a significant decrease in the emission of toxic substances. Apparently, there is a linear relationship between an increase in the mass content of oxygen and a decrease in the release of toxic substances. An increase in O 2 content is probably one of the main indicators of a decrease in the release of toxic substances. For example, increasing the O 2 content from 0 to 3.5 wt.% Reduces the release of toxic substances by about 11%.

Требования к облагороженному топливу устанавливают, что концентрации О2 выше 2,7 мас.%, особенно в виде МТБЭ, непосредственно снижают выделение NOх. Автор неожиданно установил при осуществлении изобретения, что концентрации О2 выше 2,7 мас.% способны регулировать ожидаемое увеличение NOх. Это показано на фиг.6, где увеличение скорости горения кислородсодержащего топлива с содержанием кислорода до 4,2% (топливо с метанолом и этанолом - "топливо МЕОН") приводит к существенному снижению выделения NOx с возрастанием скорости горения. По-видимому, это явление также зависит от температуры горения. Например, на фиг.3 показано, что при низких температурах горения наблюдается снижение выделения NOх независимо от концентрации О2.The requirements for refined fuel establish that O 2 concentrations above 2.7 wt.%, Especially in the form of MTBE, directly reduce the NO x emission. The author unexpectedly found during the implementation of the invention that the concentration of O 2 above 2.7 wt.% Able to regulate the expected increase in NO x . This is shown in FIG. 6, where an increase in the burning rate of an oxygen-containing fuel with an oxygen content of up to 4.2% (fuel with methanol and ethanol - “MEON fuel”) leads to a significant decrease in the emission of NO x with an increase in the burning rate. Apparently, this phenomenon also depends on the combustion temperature. For example, figure 3 shows that at low combustion temperatures there is a decrease in the emission of NO x regardless of the concentration of O 2 .

В любом случае более высокие концентрации О2, приводящие к более сильному снижению температуры сгорания, по-видимому, являются основным фактором изобретения, влияющим на снижение выделения NOх. Таким образом, предпочтительно применять по меньшей мере 1,5 мас.% или более кислорода, что позволяет достичь оптимального сгорания топлива с содержанием 0,00826 г/дм3 (1/32 г/гал) Мn или более. Концентрации кислорода ниже 1,5-2% не являются оптимальными для изобретения.In any case, higher concentrations of O 2 , leading to a stronger decrease in the combustion temperature, are apparently the main factor of the invention, affecting the reduction of NO x emission. Thus, it is preferable to use at least 1.5 wt.% Or more oxygen, which allows optimal combustion of the fuel with a content of 0.00826 g / dm 3 (1/32 g / gal) Mn or more. Oxygen concentrations below 1.5-2% are not optimal for the invention.

Таким образом, при осуществлении изобретения имеется возможность заметного увеличения концентрации O2 в ОТБ (сверх той, которая разрешена действующими правилами) для снижения NOх, выделения токсичных веществ, в отсутствие ожидаемого снижения экономии топлива и увеличения выделения NOх и др.Thus, when carrying out the invention, there is the possibility of a noticeable increase in the concentration of O 2 in OTP (in excess of that which is permitted by the current rules) to reduce NO x , release toxic substances, in the absence of the expected decrease in fuel economy and increase the emission of NO x , etc.

Таким образом, при осуществлении изобретения применяют концентрации О2 выше 2,0, 2,1, 2,7, 3,5, 4,0 и даже 5, 6 мас.% или выше.Thus, in the practice of the invention, concentrations of O 2 above 2.0, 2.1, 2.7, 3.5, 4.0 and even 5, 6 wt.% Or higher are used.

Снижение ароматики оказывает сильное воздействие на снижение выделений токсичных веществ, ДОС и NO2. По-видимому, снижение является линейным, при этом наибольшее воздействие наблюдается на выделение токсичных веществ, снижение которого аналогично снижению выделения токсичных веществ при уменьшении содержания бензола и/или увеличении содержания О2. Например, снижение ароматики с 33% приблизительно до 10 об.% понижает выделение токсичных веществ, NOх и ЛОС примерно на 17,7 и 6% соответственно.Reduced aromatics have a strong effect on reducing emissions of toxic substances, DOS and NO 2 . Apparently, the decrease is linear, with the greatest effect on the release of toxic substances, the decrease of which is similar to a decrease in the release of toxic substances with a decrease in benzene and / or an increase in O 2 content. For example, a reduction in aromatics from 33% to about 10 vol.% Lowers the release of toxic substances, NO x and VOCs by about 17.7 and 6%, respectively.

При осуществлении изобретения желательное содержание ароматики в ОТБ составляет менее 25%, предпочтительно 20%, наиболее предпочтительно от 18 до 10%. In carrying out the invention, the desired aromatic content in the OTP is less than 25%, preferably 20%, most preferably from 18 to 10%.

Однако, как отмечено выше, при достижении более высоких скоростей горения при низких или пониженных температурах сгорания, как предполагается при осуществлении изобретения, заметное снижение выделения токсичных и других веществ, связанных с ароматикой, наблюдается и у топлива ОТБ с концентрацией ароматики выше приемлемого уровня или даже выше уровня, разрешенного правилами. However, as noted above, when higher combustion rates are achieved at low or lower combustion temperatures, as is assumed during the implementation of the invention, a noticeable decrease in the release of toxic and other aromatics-related substances is also observed in OTB fuel with an aromatic concentration higher than an acceptable level or even above the level allowed by the rules.

Это снижение является существенным, неожиданным и лежит за пределами достижимого другими способами при получении композиций стандартного топлива ОТБ. This decrease is significant, unexpected, and lies beyond what could be achieved by other methods in the preparation of standard OTP fuel compositions.

Соответственно можно использовать топливо с концентрацией ароматики выше той, которая в настоящее время допускается стандартами на выделения вредных веществ из ОТБ, при этом эксплуатационные характеристики и выделение вредных веществ отвечают требованиям закона. Accordingly, it is possible to use fuel with an aromatic concentration higher than that which is currently allowed by the standards for the emission of hazardous substances from waste, while the performance and emission of harmful substances meet the requirements of the law.

Уменьшение концентрации бензола, вероятно, вызывает непосредственное и линейное снижение выделения токсичных веществ. Например, уменьшение содержания бензола с 1,5 до 0,5 об.% снижает выделение токсичных веществ примерно на 17%. Таким образом, уменьшение содержания бензола, как и увеличение содержания О2, является одним из наиболее сильных факторов снижения выделения токсичных веществ. Предпочтительно концентрация бензола составляет менее 1,0 об.%, наиболее предпочтительно - близка к 0%.A decrease in benzene concentration is likely to cause a direct and linear decrease in toxic emissions. For example, a decrease in benzene content from 1.5 to 0.5 vol.% Reduces the emission of toxic substances by about 17%. Thus, a decrease in the benzene content, as well as an increase in the O 2 content, is one of the most powerful factors in reducing the release of toxic substances. Preferably, the concentration of benzene is less than 1.0 vol.%, Most preferably close to 0%.

Однако, как и для ароматики, при осуществлении изобретения можно использовать концентрации бензола выше разрешенных, и при этом достигается ощутимое снижение выделения токсичных и других вредных веществ, за пределами достижимого другими способами при действующих нормативах составления топлива ОТБ. Вновь это является весьма неожиданным. Соответственно, можно использовать топливо с концентрацией бензола выше той, которая в настоящее время допускается действующими стандартами на выделения вредных веществ из ОТБ, при этом достигается соответствие эксплуатационных характеристик и/или выделений вредных веществ. However, as for aromatics, during the implementation of the invention, benzene concentrations can be used higher than permitted, and at the same time a noticeable decrease in the release of toxic and other harmful substances is achieved, beyond what can be achieved by other methods with the current standards for compiling OTB fuel. Again, this is very unexpected. Accordingly, it is possible to use fuel with a concentration of benzene higher than that which is currently allowed by current standards for the emission of harmful substances from waste, while achieving compliance with operational characteristics and / or emissions of harmful substances.

Уменьшение содержания серы вызывает линейное снижение выделений NOх, токсичных веществ и ЛОС (в порядке уменьшения относительного % снижения выбросов). Например, уменьшение содержания серы с 340 млн.ч. примерно до 50 млн. ч. вызывает снижение выделения NOх, токсичных веществ и ЛОС примерно на 11,0, 8,5 и 3,5% соответственно. По-видимому, снижение содержания серы существенно влияет на снижение выделения NOx. При осуществлении изобретения особенно предпочтительны концентрации серы ниже 40 млн. ч. Еще более предпочтительны концентрации серы 30 млн.ч. или ниже (или отсутствие серы). Вновь осуществление изобретения позволяет получить допустимые с точки зрения окружающей среды выделения NOх, токсичных веществ и ЛОС даже с концентрациями серы, превышающими разрешенные нынешними нормами.The decrease in sulfur content causes a linear decrease in emissions of NO x , toxic substances and VOCs (in order to decrease the relative% reduction in emissions). For example, a decrease in sulfur content from 340 million hours up to about 50 million hours causes a decrease in the release of NO x , toxic substances and VOCs by about 11.0, 8.5 and 3.5%, respectively. Apparently, a decrease in sulfur content significantly affects the reduction of NO x emission. In carrying out the invention, sulfur concentrations below 40 ppm are particularly preferred. Sulfur concentrations of 30 ppm are even more preferred. or lower (or lack of sulfur). Again, the implementation of the invention allows to obtain acceptable from the point of view of the environment, the allocation of NO x , toxic substances and VOCs even with sulfur concentrations exceeding those permitted by current standards.

Однако концентрация серы порядка 200 млн.ч. или выше, вероятно, является допустимой вследствие возрастания скорости горения и пониженных температур сгорания в данном изобретении, что, видимо, ингибирует отрицательное воздействие серы на выделение NOх и токсичных веществ.However, the sulfur concentration is about 200 million hours. or higher is probably acceptable due to the increase in the burning rate and lower combustion temperatures in this invention, which apparently inhibits the negative effects of sulfur on the emission of NO x and toxic substances.

Снижение концентраций олефинов ниже 9,5% вызывает небольшое снижение выделения NOх и токсичных веществ и небольшое увеличение выделения ЛОС. Повышение содержания олефинов выше 9,2-9,5% вызывает небольшое снижение ЛОС, но и небольшое повышение выделения токсичных веществ и NOх. Таким образом, оптимальная концентрация олефинов, по-видимому, составляет 9,2-9,5 об.%. Однако увеличение выделения вредных веществ при концентрациях олефинов выше или ниже 9,2-9,5% несущественно по сравнению с % уменьшения выделения тех же вредных веществ вследствие, например, снижения концентрации ароматики.A decrease in olefin concentrations below 9.5% causes a slight decrease in the release of NO x and toxic substances and a slight increase in the release of VOCs. An increase in the olefin content above 9.2–9.5% causes a slight decrease in VOCs, but also a slight increase in the release of toxic substances and NO x . Thus, the optimal concentration of olefins, apparently, is 9.2-9.5 vol.%. However, an increase in the emission of harmful substances at olefin concentrations above or below 9.2–9.5% is not significant compared to a% decrease in the emission of the same harmful substances due, for example, to a decrease in the concentration of aromatics.

Таким образом, снижение содержания олефинов ниже 9,2 об.% приемлемы и желательны, особенно при одновременном снижении концентрации ароматики. Иначе говоря, снижение содержания олефинов ниже 9,2 об.% желательно, если при снижении УПР или содержания ароматики одновременно повышается выделение ЛОС. Вновь снижение температуры горения в соответствии с изобретением существенно компенсирует такое повышение. Таким образом, содержание олефинов за пределами существующих норм допустимо при выполнении требований по эксплуатационным свойствам и выделению вредных веществ. Thus, lowering the olefin content below 9.2 vol.% Is acceptable and desirable, especially while reducing the concentration of aromatics. In other words, a decrease in the olefin content below 9.2 vol.% Is desirable if, with a decrease in the SLE or aromatic content, the release of VOCs simultaneously increases. Again, a decrease in the combustion temperature in accordance with the invention substantially compensates for such an increase. Thus, the olefin content outside the existing standards is acceptable when fulfilling the requirements for operational properties and the release of harmful substances.

Снижение температуры Е 200, или кипящей при 93oС (200oF) фракции перегонки, приводит к позитивному снижению выделения ЛОС и токсичных веществ. Иначе говоря, с уменьшением температуры Е 200 или с увеличением содержания этой фракции перегонки примерно выше 41% наблюдается снижение выделения ЛОС и токсичных веществ. Однако также наблюдается возрастание выделения NОx. С увеличением содержания фракции Е 200, например, с 42 до 60%, выделение ЛОС и токсичных веществ снижается приблизительно на 3,0-4,0%, но выделение NOx повышается примерно на 2,0%. Однако независимо от таких изменений тем не менее наблюдается значительное уменьшение этих выделений.The decrease in temperature E 200, or distillation fraction boiling at 93 o C (200 o F), leads to a positive decrease in the release of VOCs and toxic substances. In other words, with a decrease in the temperature of E 200 or with an increase in the content of this distillation fraction of approximately above 41%, a decrease in the release of VOCs and toxic substances is observed. However, an increase in the release of NO x is also observed. With an increase in the content of the E 200 fraction, for example, from 42 to 60%, the release of VOCs and toxic substances decreases by about 3.0-4.0%, but the release of NO x increases by about 2.0%. However, regardless of such changes, a significant decrease in these secretions is nevertheless observed.

Автор считает, что слишком высокое содержание фракции Е 200 (выражающееся в слишком низкой температуре T-50) имеет свои недостатки, поскольку управляемость автомобилем в теплую погоду ухудшается при температуре фракций Т-50 ниже 77oС (170oF), особенно при содержании O2 1,0, 2,0% или выше. С такой ухудшенной управляемостью вследствие трудностей при повторном запуске двигателя и т.п., вероятно, возникают более вредные выделения, чем достигаемое другими способами небольшое их снижение. Таким образом, при осуществлении изобретения температуры Т-50 по возможности должны превышать 77, 79, 82, 85, 88oС (170, 175, 180, 185, 190oF).The author believes that a too high content of the E 200 fraction (expressed in a too low T-50 temperature) has its drawbacks, since car driving in warm weather deteriorates at a temperature of the T-50 fractions below 77 o C (170 o F), especially when the content O 2 1.0, 2.0% or higher. With such poor controllability due to difficulties in restarting the engine and the like, more harmful emissions are likely to occur than their small reduction achieved by other methods. Thus, when implementing the invention, the temperature of the T-50 should, if possible, exceed 77, 79, 82, 85, 88 o C (170, 175, 180, 185, 190 o F).

С увеличением содержания фракции Е 300 с 84 до 95% наблюдается небольшое уменьшение выделения ЛОС и NOх, примерно на 2,0 и 0,5% соответственно. Выделение токсичных веществ возрастает примерно на 1,5%. Такие малые изменения вряд ли заслуживают рассмотрения.With an increase in the content of the E 300 fraction from 84 to 95%, a slight decrease in the emission of VOCs and NO x is observed, by approximately 2.0 and 0.5%, respectively. The release of toxic substances increases by about 1.5%. Such small changes are hardly worth considering.

Однако при использовании предложенных в изобретении средств улучшения сгорания и снижения температуры рост выделения токсичных веществ снижается, а преимущество использования топлива с повышенной средней латентной теплотой испарения усиливает действие ММТ. However, when using the means of improving combustion and lowering the temperature proposed in the invention, the increase in the release of toxic substances is reduced, and the advantage of using fuel with an increased average latent heat of vaporization enhances the effect of MMT.

При осуществлении изобретения явно подразумевается, что исходная топливная композиция ОТБ подобрана по составу во многих отношениях. Hапример, таким подбором состава можно устранить почти всю полиядерную ароматику, всю ароматику С10+, в частности нафталин, пирен, антрацен и т.п. Состав может быть подобран так, чтобы устранить токсичные вещества, например 1,3-бутадиен и т.п. Состав композиции также может быть подобран так, чтобы уменьшить содержание веществ с низкой скоростью горения, низкой латентной теплотой испарения и/или низкой удельной теплоемкостью. Такой подбор может быть применен и к другим видам предлагаемого в изобретении топлива, включая, например, жидкое топливо No.2 и No.6 для реактивной авиации. In carrying out the invention, it is expressly implied that the original OTB fuel composition is selected in composition in many ways. For example, such a selection of the composition can eliminate almost all polynuclear aromatics, all aromatics C10 +, in particular naphthalene, pyrene, anthracene, etc. The composition can be selected so as to eliminate toxic substances, for example 1,3-butadiene, etc. The composition can also be selected so as to reduce the content of substances with a low burning rate, low latent heat of vaporization and / or low specific heat. Such a selection can be applied to other types of fuel proposed in the invention, including, for example, liquid fuel No.2 and No.6 for jet aircraft.

Наиболее предпочтительны в изобретении концентрации Мn в неэтилированном бензине, включая авиационный бензин, облагороженный бензин, от 0,00826 г Mn/дм3 (1/32 г Мn/гал), 0,0165 г Мn/дм3 (1/16 г Мn/гал) приблизительно до 0,0991 г Мn/дм3 (3/8 г Мn/гал). Концентрация марганца 0,00826 г/дм3 (1/32 г/гал) особенно предпочтительна, так как дает наилучший антидетонационный эффект с учетом цены грамма Мn. Однако эта величина является нижним пределом с точки зрения требований окружающей среды при использовании кислородсодержащих соединений УГС, особенно при концентрациях кислорода свыше 2 мас.%.Most preferred in the invention are Mn concentrations in unleaded gasoline, including aviation gas, refined gas, from 0.00826 g Mn / dm 3 (1/32 g Mn / gal), 0.0165 g Mn / dm 3 (1/16 g Mn / gal) to about 0.0991 g Mn / dm 3 (3/8 g Mn / gal). A manganese concentration of 0.00826 g / dm 3 (1/32 g / gal) is particularly preferred since it gives the best anti-knock effect taking into account the price of a gram of Mn. However, this value is the lower limit from the point of view of environmental requirements when using oxygen-containing compounds of HCS, especially at oxygen concentrations of more than 2 wt.%.

В отсутствие использования кислородсодержащих соединений УГС, но с использованием, например, механических средств, в частности улучшенного распыления и/или бензина с пониженной температурой сгорания, и т.п., например, с пониженной температурой Т-90 (и/или с пониженным содержанием ароматики), концентрация 0,00826 г/дм3 (1/32 г/гал) Мn может быть приемлемой для регулирования выделения УВ.In the absence of the use of oxygen-containing compounds of UGS, but using, for example, mechanical means, in particular improved spraying and / or gasoline with a low combustion temperature, etc., for example, with a low temperature T-90 (and / or with a low content aromatics), a concentration of 0.00826 g / dm 3 (1/32 g / gal) Mn may be acceptable for controlling the release of hydrocarbons.

Хотя в обычном способе осуществления данного изобретения подразумевается использование меньших количеств топлива УГС в сочетании с бензиновым топливом, предполагается, что в усовершенствованном способе применения все и/или большую часть топлива составит топливо УГС. Таким образом, в одном из вариантов осуществления изобретения использована композиция, содержащая большей частью диметилкарбонат, улучшающее горение количество циклопентадиенилтрикарбонилмарганца и меньшей частью бензиновое топливо. Although the conventional method of implementing the present invention implies the use of smaller amounts of HCS fuel in combination with gasoline fuel, it is assumed that in the improved method of use, all and / or most of the fuel will be HCS fuel. Thus, in one embodiment of the invention, a composition is used, comprising for the most part dimethyl carbonate, a combustion-improving amount of cyclopentadienyltricarbonyl manganese, and a smaller portion of gasoline fuel.

Предложенные в изобретении виды бензина и другого топлива могут содержать в безопасных для окружающей среды количествах дополнительно или вместо имеющихся антидетонаторов другие антидетонационные агенты, в частности циклопентадиенилникельнитрозил, N-метиланилин и т.п. Могут быть использованы известные активаторы антидетонаторов. Может быть также добавлен 2,4-пентандион. The types of gasoline and other fuels proposed in the invention may contain, in an amount that is safe for the environment, additionally or instead of the existing antiknock agents, other antiknock agents, in particular cyclopentadienyl nickel nitrosyl, N-methylaniline and the like. Known antiknock activators may be used. 2,4-Pentanedione may also be added.

Топливо должно содержать диспергаторы, детергенты, эмульгаторы, дезактиваторы металла, ароматические амины, дополнительные добавки для защиты клапанов и уплотнений клапанов от износа. В качестве не исчерпывающих примеров таких добавок можно привести оксиды бора, оксиды висмута, связанный керамикой CaF2, фосфат железа, трикрезилфосфат, натрийсодержащие добавки и т.п.The fuel must contain dispersants, detergents, emulsifiers, metal deactivators, aromatic amines, additional additives to protect the valves and valve seals from wear. As non-exhaustive examples of such additives, boron oxides, bismuth oxides, ceramic bonded CaF 2 , iron phosphate, tricresyl phosphate, sodium-containing additives, and the like can be cited.

Топливо может также содержать антиоксиданты, в качестве не исчерпывающих примеров которых можно привести 2,6-ди-трет-бутилфенол, 2,4,6-три-трет-бутилфенол, 4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол, 2-трет-бутилфенол и их смеси; 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол; фенилендиамины, например N,N'-ди-втор-бутил-п-фенилендиамин, N-изопропилфенилендиамин; N,N'-дисалицилиден-1,2-пропандиамин; смеси трет-бутилзамещенных фенолов и/или ароматических аминных антиоксидантов, и их смеси. The fuel may also contain antioxidants, non-exhaustive examples of which include 2,6-di-tert-butylphenol, 2,4,6-tri-tert-butylphenol, 4-methyl-2,6-di-tert-butylphenol, 2-tert-butylphenol and mixtures thereof; 2,6-di-tert-butyl-p-cresol; phenylenediamines, for example N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, N-isopropylphenylenediamine; N, N'-disalicylidene-1,2-propanediamine; mixtures of tert-butyl substituted phenols and / or aromatic amine antioxidants, and mixtures thereof.

Предполагается, что топливо содержит регулирующие нагар добавки, в качестве не исчерпывающих примеров которых можно привести полиалкенилсукцинимид простого полиэфирамина, или полиалкенилсукцинимид, углеводородные карбонаты, в частности полибутиловый спирт, полибутилхлорформиат, полибутенамины, нанесенные на минеральные или другие носители, полиизобутиленамин, нанесенный на простые полиэфирные носители; однокомпонентные простые полиэфирамины и т.п. Ряд других добавок указан ранее в описании, и их применяют в бензинах и других видах топлива. Аналогично эти и другие указанные здесь добавки также применяют в бензине. Предполагается, что топливо может содержать один или более беззольных детергентов, в качестве не исчерпывающих примеров которых можно привести простые полиэфирамины, полиалкениламины, алкенилсукцинимиды, амиды простых полиэфираминов и т.п. Топливо может содержать такие добавки, как F 310, полибутенамины, аминосодержащие или полимерные детергенты и т.п. It is assumed that the fuel contains carbon control additives, non-exhaustive examples of which include polyalkenyl succinimide polyetheramine or polyalkenyl succinimide, hydrocarbon carbonates, in particular polybutyl alcohol, polybutyl chloroformate, polybutenamines, supported on mineral or other carriers, polyisobutyleneamine ; one-component simple polyetheramines, etc. A number of other additives are indicated earlier in the description and are used in gasolines and other fuels. Similarly, these and other additives indicated herein are also used in gasoline. It is contemplated that the fuel may contain one or more ashless detergents, as non-exhaustive examples of which are polyetheramines, polyalkenylamines, alkenylsuccinimides, amides of polyetheramines, etc. The fuel may contain additives such as F 310, polybutenamines, amine-containing or polymeric detergents, and the like.

Топливо также может содержать добавки для удаления статического электричества. При осуществлении изобретения подразумевается, что топливо УГС может снизить опасность статического электричества до определенного уровня. Топливо может содержать ингибитор коррозии и т.п. The fuel may also contain additives to remove static electricity. In the implementation of the invention, it is understood that UGS fuel can reduce the risk of static electricity to a certain level. The fuel may contain a corrosion inhibitor and the like.

Базовое топливо может содержать углеводороды, кипящие за пределами интервала кипения обычного бензинового топлива, и этот интервал может быть изменен в допустимых для бензина пределах. The base fuel may contain hydrocarbons boiling beyond the boiling range of conventional gasoline fuels, and this interval may be changed within the allowable range for gasoline.

АВИАЦИОННЫЙ БЕНЗИН
В изобретении также предложен авиационный бензин в качестве компонента топлива и результирующие топлива, соответствующие стандарту ASTM D 910 (см. табл. 9), в частности неэтилированные. В отличие от других примеров реализации настоящего изобретения менее предпочтительный авиационный бензин может содержать свинец. Тем не менее предпочтительные примеры реализации настоящего изобретения не содержат свинца.
AVIATION GASOLINE
The invention also provides aviation gasoline as a fuel component and the resulting fuels in accordance with ASTM D 910 (see Table 9), in particular unleaded. Unlike other embodiments of the present invention, less preferred aviation gasoline may contain lead. However, preferred embodiments of the present invention are lead free.

В настоящем изобретении предложен широкий спектр авиационных бензинов для гражданских и военных целей, включая такие области применения, которые не соответствуют ASTM. Так, в табл. 9 представлен авиационный бензин, пригодный для большинства типов авиационных двигателей с искровым зажиганием; однако некоторые устройства или условия использования могут потребовать топлива, имеющего другие характеристики. The present invention provides a wide range of aviation gasolines for civilian and military purposes, including applications that are not ASTM compliant. So, in the table. 9 shows aviation gasoline suitable for most types of spark ignition aircraft engines; however, some devices or conditions of use may require fuels having different characteristics.

Основным преимуществом настоящего изобретения является то, что оно позволяет значительно улучшить тепловой кпд или полезную работу данного количества топлива, при этом типичным является увеличение на 2, 5,0, 7,5, 10,0% или больше. Так, дальность полетов самолетов, работающих на авиационном бензине в соответствии с настоящим изобретением, может быть увеличена на величину от 2 до 30% или больше в зависимости от обстоятельств. The main advantage of the present invention is that it can significantly improve the thermal efficiency or useful work of a given amount of fuel, with a typical increase of 2, 5.0, 7.5, 10.0% or more. Thus, the flight range of aircraft running on aviation gasoline in accordance with the present invention can be increased by 2 to 30% or more, depending on the circumstances.

В настоящем изобретении предложено три основных сорта авиационного бензина, которые удовлетворяют ASTM: сорт 80, сорт 100 и сорт 100LL. The present invention provides three major grades of aviation gasoline that satisfy ASTM: Grade 80, Grade 100, and Grade 100LL.

Сорта 100 и 100LL представляют собой два авиационных бензина, идентичных по октановому числу, однако отличающихся по максимальному содержанию свинца и цвету. Цвет является отличительным признаком при выборе топлива для двигателей, которые имеют низкую устойчивость к свинцу. Grades 100 and 100LL are two aviation gasolines identical in octane number, but differing in maximum lead content and color. Color is a hallmark when choosing fuel for engines that have low resistance to lead.

Хотя сортность дает только октановое число для каждого сорта, каждый сорт должен соответствовать минимальному индексу обедненной смеси и минимальному индексу обогащенной смеси при наддуве. Although the grade gives only the octane number for each grade, each grade must correspond to a minimum lean mixture index and a minimum boost mixture boost index.

Авиационный бензин, за исключением указанного особо в данном описании, состоит из смесей очищенных углеводородов, полученных из сырой нефти, природного бензина или их смесей с синтетическими углеводородами или ароматическими углеводородами или и теми, и другими соединениями. Aviation gasoline, except as indicated specifically in this description, consists of mixtures of refined hydrocarbons obtained from crude oil, natural gasoline, or mixtures thereof with synthetic hydrocarbons or aromatic hydrocarbons, or both.

Добавки, за исключением тетраэтилсвинца, красителей и антиоксидантов, приведенных в табл. 9, разрешены к применению в соответствии с пунктом 5,1 и разделом 7 ASTM D 910. Они включают также антиобледенители топливных систем и специальные добавки. Additives, with the exception of tetraethyl lead, dyes and antioxidants, are given in table. 9 are approved for use in accordance with paragraph 5.1 and section 7 of ASTM D 910. They also include anti-icing fuel systems and special additives.

Можно использовать также монометиловый эфир этиленгликоля (МЭЭГ), удовлетворяющий требованиям ASTM D 4171 (замечание 1) в концентрациях от 0,10 до 0,15 об.%. Монометиловый эфир 1-этиленгликоля и изопропиловый спирт и монометиловый эфир диэтиленгликоля имеют подходящее качество, как указано в ASTM D 4171, и также могут быть использованы. You can also use ethylene glycol monomethyl ether (MEEG), which meets the requirements of ASTM D 4171 (remark 1) in concentrations from 0.10 to 0.15 vol.%. 1-Ethylene glycol monomethyl ether and isopropyl alcohol and diethylene glycol monomethyl ether are of suitable quality as specified in ASTM D 4171 and can also be used.

В табл. 9 приведены примеры авиационных бензинов, предложенных в настоящем изобретении, и требования к ним. In the table. 9 shows examples of aviation gasolines proposed in the present invention, and their requirements.

В соответствии с настоящим изобретением авиационный бензин не должен содержать воды, осадков и суспендированных веществ. Запах топлива не должен быть плохим или раздражающим. In accordance with the present invention, aviation gasoline should not contain water, sediment and suspended substances. The smell of fuel should not be bad or annoying.

Аналогично использованию топлива в автомобилях следует избегать детонации, как рассмотрено в настоящем изобретении. Так, воздушно-топливные смеси в цилиндре двигателя с искровым зажиганием могут при определенных условиях самопроизвольно возгораться в локализованных областях вместо распространения горения от свечи. Это может вызвать детонацию или взрыв, что недопустимо в авиационных двигателях. Такая детонация, если еще и допустима в течение более чем коротких периодов, может привести к серьезной потере мощности и разрушению авиационного двигателя. При использовании авиационного бензина в других типах авиационных двигателей, например в некоторых турбинных двигателях, специально разрешенных к использованию производителями двигателей, отсутствие детонации не является критическим. Так, предложенные в настоящем изобретении авиационные бензины чувствительны к антидетонационным требованиям и требуют соответствующего внимания. Similar to the use of fuel in automobiles, detonation should be avoided, as discussed in the present invention. Thus, air-fuel mixtures in a spark ignition engine cylinder can, under certain conditions, spontaneously ignite in localized areas instead of the spread of burning from a candle. This can cause detonation or explosion, which is unacceptable in aircraft engines. Such detonation, if also permissible for more than short periods, can lead to serious loss of power and destruction of the aircraft engine. When using aviation gasoline in other types of aircraft engines, for example, in some turbine engines specially approved for use by engine manufacturers, the absence of detonation is not critical. Thus, aviation gasolines proposed in the present invention are sensitive to antiknock requirements and require appropriate attention.

В настоящем изобретении предложено использование сортов авиационного бензина, маркированных двумя числами, разделенными дефисами или, иногда, косой чертой. Первое число называется "индекс обедненной смеси", а второе число называется "индекс обогащенной смеси". В описании рассмотрены три сорта авиационных бензинов: 80-87, 100-130, 100-130LL. Числа ниже 100 представляют собой низкооктановые числа, а числа выше 100 - высокооктановые числа. При 100 низкооктановое число соответствует высокооктановому числу. Индекс LL обозначает сорт, содержащий более низкое количество тетраэтилсвинца, чем второй сорт с идентичным индексом обедненной и обогащенной смесей. Индексы обедненной смеси и обогащенной смеси можно использовать как характеристику антидетонационных свойств в полномасштабных двигателях в условиях полета (обедненные смеси) и взлета (обогащенные смеси). The present invention proposes the use of varieties of aviation gasoline, marked with two numbers, separated by hyphens or, sometimes, a slash. The first number is called the "lean mixture index" and the second number is called the "rich mixture index". Three grades of aviation gasolines are considered in the description: 80-87, 100-130, 100-130LL. Numbers below 100 are low octane numbers, and numbers above 100 are high octane numbers. At 100, the low octane number corresponds to the high octane number. The LL index denotes a variety containing a lower amount of tetraethyl lead than the second grade with an identical index of lean and enriched mixtures. The depleted mixture and enriched mixture indices can be used as a characteristic of antiknock properties in full-scale engines in flight (depleted mixtures) and take-off (enriched mixtures) conditions.

Было обнаружено, что при добавлении изопропилового спирта к сорту 100 авиационного бензина в качестве антиобледенителя топливной системы антидетонационный индекс топлива может быть существенно снижен. Поскольку изопропиловый спирт обычно добавляют к топливу на месте использования, оператор может быть обеспокоен тем, что высокооктановые числа топливно-спиртовой смеси могут не соответствовать стандартному минимуму. Обычное снижение высокооктанового числа при добавлении 1 об.% изопропилового спирта составляет примерно 0,5 высокооктанового числа от индекса обедненной смеси и 3-3,5 высокооктанового числа от индекса обогащенной смеси. Так, сорт авиационного бензина 100, который при антидетонационном тесте на месте производства должен иметь высокооктановое число 100/130, при добавлении 1% спирта может иметь высокооктановое число 99,5/127. Это снижение при добавлении 3 об.% спирта может составить примерно 1,5 и 7,5 высокооктанового числа для обедненной и обогащенной смесей соответственно. Такое применение добавки изопропилового спирта может повысить октановый индекс. It was found that by adding isopropyl alcohol to grade 100 aviation gasoline as an anti-icer in the fuel system, the anti-knock index of the fuel can be significantly reduced. Since isopropyl alcohol is usually added to the fuel at the place of use, the operator may be concerned that the high-octane numbers of the fuel-alcohol mixture may not meet the standard minimum. A typical decrease in high octane number with the addition of 1 vol.% Isopropyl alcohol is about 0.5 high octane number from the lean mixture index and 3-3.5 high octane number from the rich mixture index. So, the grade of aviation gasoline 100, which should have a high-octane number of 100/130 during the anti-knock test at the production site, can add a high-octane number of 99.5 / 127 when adding 1% alcohol. This decrease with the addition of 3 vol.% Alcohol can be approximately 1.5 and 7.5 high octane numbers for lean and enriched mixtures, respectively. Such use of an isopropyl alcohol additive may increase the octane index.

По возможности использование свинца должно быть смягчено или исключено в настоящем изобретением. If possible, the use of lead should be mitigated or eliminated in the present invention.

Авиационные бензины, предложенные в настоящем изобретении, имеют минимальную суммарную теплоту сгорания 10,4 ккал/кг (18720 БТЕ/фунт). Как было обнаружено, теплота выше 10,0 ккал/кг (18 000 БТЕ/фунт) в особенности предпочтительна с точки зрения увеличения генерируемой энергии. Однако при данной природе топлива и жестких стандартах ASTM приемлемы более низкие величины энергии, которые в некоторых областях применения более желательны. Aviation gasolines proposed in the present invention have a minimum total calorific value of 10.4 kcal / kg (18720 BTU / lb). It has been found that heat above 10.0 kcal / kg (18,000 BTU / lb) is particularly preferred in terms of increasing the generated energy. However, given the nature of the fuel and stringent ASTM standards, lower energy values are acceptable, which are more desirable in some applications.

Во многих авиационных двигателях с искровым зажиганием расход бензина измеряют в жидком виде при его протекании через карбюратор, где он смешивается с воздухом и переходит в паровую фазу перед попаданием в компрессор наддува, из которого воздушно-топливная смесь поступает в цилиндр двигателя. В других типах двигателей топливо может быть дозировано непосредственно в компрессор наддува, или в цилиндр, или в камеру сгорания. Летучесть, тенденция к испарению или переход от жидкого к газообразному состоянию являются чрезвычайно важными характеристиками авиационного топлива. Предпочтительно, если используется атомизация топлива, как указано выше. In many spark-ignition aircraft engines, gasoline consumption is measured in liquid form when it flows through a carburetor, where it mixes with air and goes into the vapor phase before it enters the boost compressor, from which the air-fuel mixture enters the engine cylinder. In other types of engines, fuel can be dosed directly into a boost compressor, or into a cylinder, or into a combustion chamber. Volatility, a tendency to evaporate, or a transition from a liquid to a gaseous state are extremely important characteristics of aviation fuel. Preferably, if fuel atomization is used, as described above.

Предпочтительное максимальное давление паров авиационного бензина, предложенного заявителем, не должно превышать 7 фунтов/дюйм2 (48,26 кПа).A preferred maximum aviation gasoline vapor pressure, the applicant proposed, should not exceed 7 lbs / in 2 (48.26 kPa).

Дистилляционные соотношения авиационного бензина, предложенного в настоящем изобретении, обычно удовлетворяют ASTM. Максимальная величина составляет при 75oС (167oF) 10% температуры испарения, для того чтобы облегчить стартование и приемлемую степень пластичности в период разогрева. Для предупреждения слишком высокой летучести, которая может вызвать обледенение карбюратора или паровую пробку или оба этих явления, минимальная величина должна составлять 153oС (307oF) по сумме для 10 и 50% точки испарения.The distillation ratios of aviation gasoline of the present invention generally satisfy ASTM. The maximum value at 75 ° C (167 ° F) is 10% of the evaporation temperature in order to facilitate starting and an acceptable degree of ductility during the warm-up period. To prevent too high volatility, which can cause carburetor icing or steam plug or both of these phenomena, the minimum value should be 153 o C (307 o F) in total for 10 and 50% of the evaporation point.

Минимальная величина составляет 75oС (167oF) для Т-90, что соответствует потребности в регулировании косвенным образом удельной плотности и, следовательно, характеристик, необходимых для дозирования топлива в карбюратор.The minimum value is 75 o C (167 o F) for the T-90, which corresponds to the need to indirectly control the specific gravity and, therefore, the characteristics necessary for dispensing fuel into the carburetor.

Тем не менее рассмотрена возможность модификации температуры кипения в пределах этих требований и снижение температуры Т-90 для улучшения качества сгорания и/или увеличения скорости сгорания. Nevertheless, the possibility of modifying the boiling point within these requirements and lowering the temperature of the T-90 to improve the quality of combustion and / or increase the rate of combustion was considered.

Пример 137. Example 137

Авиационный бензин, содержащий углеводородное базовое топливо с минимальным низко- или высокооктановым числом 87 или 130, представляющее собой фракцию дистиллята, для которой сумма температур Т-10 + Т-50 фракций составляет 153oС (307oF), температура Т-40 составляет 75oС (167oF) и температура Т-90 составляет менее 121oС (250oF), при содержании серы максимально 0,05 мас. % (предпочтительно меньше), и улучшающее горение количество диметилкарбоната.Aviation gasoline containing hydrocarbon base fuel with a minimum low or high octane number of 87 or 130, representing a fraction of the distillate, for which the sum of the temperatures T-10 + T-50 fractions is 153 o C (307 o F), the temperature of T-40 is 75 o C (167 o F) and a temperature of T-90 is less than 121 o C (250 o F), with a sulfur content of at most 0.05 wt. % (preferably less), and a combustion-improving amount of dimethyl carbonate.

Пример 138. Example 138

Пример 137, в котором состав авиационного бензина не содержит свинца и включает смесь углеводородов, улучшающее горение количество соединения циклического трикарбонила марганца в пределах от 0,00026 до 0,26 г Мn/л (от 0,001 до 1,00 г Мn/гал), от 0,00026 до 1,32 г Мn/л (от 0,001 до 5,00 г Мn/гал), от 0,00026 до 0,066 г Мn/л (от 0,001 до 0,25 г Мn/гал), от 0,00026 до 0,033 г Мn/л (от 0,001 до 0,125 г Мn/гал) и более 0,066 г Мn/л (0,25 г Мn/гал), улучшающее горение количество диметилкарбоната в интервале от 0,01 до 20 мас.%, в результате чего низкооктановое число по ASTM D 2700 составляет 100, при соответствии характеристик топлива жестким стандартам ASTM. Example 137, in which the composition of aviation gasoline does not contain lead and includes a mixture of hydrocarbons that improves combustion the amount of cyclic manganese tricarbonyl compound in the range from 0.00026 to 0.26 g Mn / l (from 0.001 to 1.00 g Mn / gal), from 0.00026 to 1.32 g Mn / l (from 0.001 to 5.00 g Mn / gal), from 0.00026 to 0.066 g Mn / l (from 0.001 to 0.25 g Mn / gal), from 0 , 00026 to 0.033 g Mn / l (from 0.001 to 0.125 g Mn / gal) and more than 0.066 g Mn / l (0.25 g Mn / gal), a combustion-improving amount of dimethyl carbonate in the range from 0.01 to 20 wt.% resulting in a low octane rating of ASTM D 2700 of 100, with matching specifications Fuel to stringent ASTM standards.

Пример 139. Example 139

Состав примера 137, не содержащий свинца, в котором содержание циклического трикарбонила марганца (ЦТМ) составляет более 0,016, 0,033, 0,066, 0,132, 0,165 г Мn/л (1/16, 1/8, 1/4, 1/2 или 5/8 г Мn/гал), улучшающее горение количество диметилкарбоната превышает 1 мас.%, предпочтительно превышает 1,5 мас.%, а минимальная чистая теплота сгорания составляет приблизительно 10278, 10380, 10440 ккал/г (18500, 18720, 18800 БТЕ/фунт) или более предпочтительно превышает 10556 ккал/г (19000 БТЕ/фунт). The composition of example 137, lead-free, in which the content of cyclic manganese tricarbonyl (CTM) is more than 0.016, 0.033, 0.066, 0.132, 0.165 g Mn / l (1/16, 1/8, 1/4, 1/2 or 5 / 8 g Mn / gal), the combustion-improving amount of dimethyl carbonate exceeds 1 wt.%, Preferably exceeds 1.5 wt.%, And the minimum net calorific value is approximately 10278, 10380, 10440 kcal / g (18500, 18720, 18800 BTU / lb) or more preferably exceeds 10556 kcal / g (19000 BTU / lb).

Пример 140. Example 140

Состав примера 137, не содержащий свинца, в котором содержание ЦТМ составляет более 0,016, 0,033, 0,066, 0,132, 0,165 г Мn/л (1/16, 1/8, 1/4, 1/2 или 5/8 г Мn/гал), улучшающее горение количество диметилкарбоната превышает 1 мас. %, предпочтительно превышает 1,5 мас.%, а минимальная чистая теплота сгорания составляет приблизительно от 9170 до 10278 ккал/г (от 16500 до 18500 БТЕ/фунт), при этом дальность полета увеличивается по меньшей мере на 5% по сравнению с чистым топливом. The composition of example 137, lead-free, in which the content of DTM is more than 0.016, 0.033, 0.066, 0.132, 0.165 g Mn / l (1/16, 1/8, 1/4, 1/2 or 5/8 g Mn / gal), improving combustion amount of dimethyl carbonate exceeds 1 wt. %, preferably exceeds 1.5 wt.%, and the minimum net calorific value is from about 9170 to 10278 kcal / g (16500 to 18500 BTU / lb), while the flight range is increased by at least 5% compared to pure fuel.

Пример 141. Example 141

Способ работы авиационного двигателя на авиационном бензине, отличающийся тем, что смешивают топлива из примера 137, подают указанные топлива в систему инжекции или испарения, в которой топлива инжектируют в трубопровод двигателя или в камеру сгорания при среднем размере капель топлива менее 60 мкм, в результате чего сжигание полученного топлива приводит к увеличению мощности, теплового кпд или эффективности сгорания на 2% или больше. A method of operating an aircraft engine on aviation gasoline, characterized in that the fuels of Example 137 are mixed, and these fuels are fed into an injection or vaporization system in which fuels are injected into the engine pipe or into the combustion chamber with an average fuel droplet size of less than 60 microns, resulting burning the resulting fuel increases the power, thermal efficiency or combustion efficiency by 2% or more.

Пример 142. Example 142

Способ примера 141, в котором топливо получают с использованием диметилкарбоната, так что при этом температура сгорания уменьшается по меньшей мере на 13,9oС (25oF), в результате чего тепловой кпд увеличивается на 5-10% и/или срок службы авиационного двигателя увеличивается по меньшей мере на 5%.The method of example 141, in which the fuel is obtained using dimethyl carbonate, so that the combustion temperature is reduced by at least 13.9 o C (25 o F), resulting in thermal efficiency increases by 5-10% and / or service life aircraft engine increases by at least 5%.

Пример 143. Example 143

Примеры 137-140, в которых топливо дополнительно имеет конечную температуру кипения менее 149oС (300oF) (или альтернативно температуру Т-90 менее 121oС (250oF) и/или среднюю латентную теплоту испарения, повышенную по сравнению с базовым топливом по меньшей мере на 2,0%, предпочтительно на 5,0% или больше.Examples 137-140, in which the fuel further has a final boiling point of less than 149 ° C (300 ° F) (or alternatively a T-90 temperature of less than 121 ° C (250 ° F) and / or an average latent heat of vaporization higher than a base fuel of at least 2.0%, preferably 5.0% or more.

Пример 144. Example 144

Пример 144, в котором топливо дополнительно содержит улучшающее горение количество ЦТМ, составляющее 0,004, 0,008, 0,016, 0,033, 0,066, 0,099, 0,132, 0,165, 0,198, 0,26 г Мn/л (1/64, 1/32, 1/16, 1/8, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4, 1 г Мn/гал), при предпочтительной концентрации, превышающей 0,066 г Мn/л (1/4 г Мn/гал). Example 144, in which the fuel further comprises a combustion-improving amount of DTM of 0.004, 0.008, 0.016, 0.033, 0.066, 0.099, 0.132, 0.165, 0.198, 0.26 g Mn / L (1/64, 1/32, 1 / 16, 1/8, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4, 1 g Mn / gal), at a preferred concentration in excess of 0.066 g Mn / l (1/4 g Mn / gal).

Пример 145. Example 145

Примеры 137-145, в которых топливо является неэтилированным. Examples 137-145, in which the fuel is unleaded.

Пример 146. Example 146

Примеры 137-146, в которых содержание ароматических веществ в топливе менее 20 об.%, при этом бензин составляет менее 1 об.%. Examples 137-146, in which the content of aromatic substances in the fuel is less than 20 vol.%, While gasoline is less than 1 vol.%.

Пример 147. Example 147

Примеры 141-142, в которых топливо подвергают сжиганию в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием, снабженных инжектором топлива или трубопроводом и/или другими средствами, при этом размер частиц топлива в среднем составляет 70 мкм или меньше, топливо подают или инжектируют в камеру сгорания, в которой горение протекает на высоте от 15 до 30 км (от 5000 до 10000 футов) над уровнем моря или выше, при увеличении эффективности горения по меньшей мере на 5%. Examples 141-142, in which the fuel is subjected to combustion in internal combustion engines with spark ignition, equipped with a fuel injector or pipe and / or other means, the particle size of the fuel being on average 70 microns or less, the fuel is supplied or injected into the combustion chamber, in which combustion occurs at an altitude of 15 to 30 km (5,000 to 10,000 feet) above sea level or higher, with an increase in combustion efficiency of at least 5%.

В соответствии с настоящим изобретением тест на Copper Strip Corrosion Test # 1, или меньше, является предпочтительным для предупреждения коррозии металлических частей топливной системы. In accordance with the present invention, a test for Copper Strip Corrosion Test # 1, or less, is preferred to prevent corrosion of metal parts of the fuel system.

Максимальная точка замерзания не должна превышать -72oF, для того чтобы избежать затвердевания любых углеводородных компонентов при особенно низких температурах с последующим нарушением притоке топлива в двигатель. Показано, что добавки, включая указанные выше, могут быть использованы для того, чтобы выполнить эти требования.The maximum freezing point should not exceed -72 o F, in order to avoid the hardening of any hydrocarbon components at especially low temperatures, followed by a violation of the flow of fuel into the engine. It has been shown that additives, including those mentioned above, can be used to fulfill these requirements.

Предложенные в изобретении авиационные бензины должны быть пригодны к использованию после хранения в течение различных периодов в разнообразных климатических условиях. Тест на потенциальное образование смолы, который является ускоренным методом окисления, используют для оценки стабильности топлива при хранении и эффективности действия ингибиторов окисления. Если топливо хранят в относительно мягких условиях в течение коротких периодов, предпочтительно использовать период окисления 5 час при результате, не превышающем 6,0 мг/100 мл по ASTM D 873. Proposed in the invention aviation gasolines should be suitable for use after storage for various periods in various climatic conditions. A potential resin formation test, which is an accelerated oxidation method, is used to evaluate fuel stability during storage and the effectiveness of oxidation inhibitors. If the fuel is stored under relatively mild conditions for short periods, it is preferable to use an oxidation period of 5 hours with a result not exceeding 6.0 mg / 100 ml according to ASTM D 873.

В то же время использование 16-часового периода с тем же или лучшим результатом желательно для обеспечения стабильности в течение длительных периодов и при более жестких условиях, например при хранении в тропическом климате. At the same time, the use of a 16-hour period with the same or better result is desirable to ensure stability over long periods and under more severe conditions, such as when stored in a tropical climate.

В соответствии с настоящим изобретением можно использовать антиоксиданты указанных выше типов для предупреждения смолообразования в топливе во время хранения. Эффективность данного ингибитора определяют по кажущейся стабильности к окислению топлива, не полностью подтвердившего пригодность для использования в двигателях, работающих на авиационном бензине. Было обнаружено, что ингибиторы окисления вносят свой вклад в избыточное отложение осадков в системе, поэтому их пригодность для использования должна быть безусловно проверена на полномасштабных авиационных двигателях. Antioxidants of the above types can be used in accordance with the present invention to prevent gum formation in the fuel during storage. The effectiveness of this inhibitor is determined by the apparent stability to oxidation of the fuel, which has not fully confirmed its suitability for use in engines running on aviation gasoline. It has been found that oxidation inhibitors contribute to the excessive deposition of sediments in the system, so their suitability for use should certainly be tested on full-blown aircraft engines.

Неограничивающие примеры ингибиторов и их максимально допустимые количества указаны в ASTM D 910. Non-limiting examples of inhibitors and their maximum allowable amounts are indicated in ASTM D 910.

Низкокипящие ароматические вещества, которые являются обычными компонентами авиационных бензинов, оказывают действие на эластомеры в значительно большей степени, чем другие компоненты авиационного бензина. Поэтому предпочтительно, как в случае с другими топливами, ограничивать содержание ароматических компонентов. К счастью, бензол сразу исключается, как имеющий максимальную точку замерзания -72oF (-58oC), в то время как присутствие других ароматических веществ ограничено минимальной теплотворной способностью и максимальной конечной температурой дистилляции. Так, теплотворная способность ограничивает содержание толуола примерно до 24%. Ксилены имеют несколько большую величину теплотворной способности и, следовательно, допускают более высокое содержание ароматических компонентов, однако температура их кипения (более 280 или 138oС) ограничивает возможность их включения при содержании, большем 10%. Тем не менее на практике все еще предпочитают ограничивать содержание ароматических веществ до величины, меньшей 25, 20 об.% или еще меньше, что более предпочтительно.Low-boiling aromatic substances, which are common components of aviation gasolines, have an effect on elastomers to a much greater extent than other components of aviation gasoline. Therefore, it is preferable, as is the case with other fuels, to limit the content of aromatic components. Fortunately, benzene is immediately ruled out as having a maximum freezing point of -72 o F (-58 o C), while the presence of other aromatic substances is limited by the minimum calorific value and the maximum final distillation temperature. Thus, the calorific value limits the toluene content to about 24%. Xylenes have a slightly higher calorific value and, therefore, allow a higher content of aromatic components, but their boiling point (more than 280 or 138 o C) limits the possibility of their inclusion at a content of more than 10%. However, in practice, it is still preferable to limit the content of aromatic substances to a value less than 25, 20 vol.% Or even less, which is more preferable.

Пример 148. Example 148

Авиационные бензины, соответствующие вышеприведенным примерам и удовлетворяющие ASTM D 910, и улучшающее горение количество диметилкарбоната и циклический трикарбонилмарганец в концентрации примерно от 0,0026 до 0,033 г Мn/л (от 0,01 до 0,125 г Мn/гал). Aviation gasolines corresponding to the above examples and satisfying ASTM D 910, and a combustion-improving amount of dimethyl carbonate and cyclic tricarbonyl manganese in a concentration of from about 0.0026 to 0.033 g Mn / l (from 0.01 to 0.125 g Mn / gal).

Пример 149. Example 149

Сочетание авиационного бензина, удовлетворяющего ASTM D 910, при использовании в авиационном бензиновом двигателе с искровым зажиганием, при этом указанное сочетание отличается тем, что топливо содержит улучшающее горение количество диметилкарбоната и по меньшей мере одно соединение циклического трикарбонила марганца в концентрации от 0,0026 до 0,26 г Мn/л (от 0,001 до 1,00 г Мn/гал), при этом сжигание полученного топлива приводит к улучшению теплового кпд двигателя на 2% или больше. A combination of aviation gasoline that complies with ASTM D 910 when used in a spark ignition aircraft gasoline engine, wherein the combination is characterized in that the fuel contains a combustion-improving amount of dimethyl carbonate and at least one cyclic manganese tricarbonyl compound in a concentration of from 0.0026 to 0 , 26 g Mn / l (from 0.001 to 1.00 g Mn / gal), while burning the resulting fuel improves the thermal efficiency of the engine by 2% or more.

ЖИДКИЕ ТОПЛИВА
В изобретении предложено использование широкого спектра жидких топлив в качестве сопутствующих топлив и в качестве основных топлив, включая горючие топлива, жидкие топлива, печные топлива, нефть и нефтяные масла и жидкие топлива, удовлетворяющие ASTM D 396, и/или топлива, предназначенные для использования в устройствах для сжигания жидкого топлива различных типов при различных климатических и рабочих условиях. Неограничивающие примеры включают сорта 1-5 по ASTM.
LIQUID FUELS
The invention proposes the use of a wide range of liquid fuels as related fuels and as main fuels, including combustible fuels, liquid fuels, heating oils, oil and petroleum oils and liquid fuels complying with ASTM D 396, and / or fuels intended for use in devices for burning liquid fuels of various types under various climatic and operating conditions. Non-limiting examples include ASTM Grades 1-5.

Рекомендуемые применения систем сгорания с использованием предложенных в изобретении жидких топлив включает системы с прямым и косвенным переносом, включая нагреватели, пароперегреватели, бойлеры, испарители, реформеры, сушилки, печи, муфели и подогреватели, печи для прокаливания, теплообменники. Recommended applications of combustion systems using the liquid fuels of the invention include direct and indirect transfer systems including heaters, superheaters, boilers, evaporators, reformers, dryers, furnaces, muffles and heaters, calcination furnaces, heat exchangers.

В зависимости от способа их получения жидкие топлива подразделяются на 2 широких класса - дистилляты и нефтяные остатки. Дистилляты состоят из верхних погонов или фракций дистиллята. Остатки представляют собой нижние фракции, остающиеся при дистилляции, или смеси этих нижних фракций с дистиллятами. В данном описании сорта 1 и 2 представляют собой дистилляты, а сорта 4-6 - обычно остатки, хотя некоторые тяжелые дистилляты также могут продаваться в качестве сорта 4. Depending on the method of their production, liquid fuels are divided into 2 broad classes - distillates and oil residues. Distillates consist of overheads or fractions of a distillate. The residues are the bottom fractions remaining upon distillation, or mixtures of these bottom fractions with distillates. In this specification, varieties 1 and 2 are distillates, and varieties 4-6 are usually residues, although some heavy distillates may also be sold as varieties 4.

Сорт 1 представляет собой легкий дистиллят, предназначенный для использования в горелках испарительного типа, в которых топливо переходит в пар при контакте с нагретой поверхностью или при излучении. Необходима высокая летучесть для обеспечения процесса испарения при минимальном образовании остатка. Grade 1 is a light distillate intended for use in evaporative type burners in which the fuel is converted to steam upon contact with a heated surface or by radiation. High volatility is required to ensure the evaporation process with minimal residue formation.

Сорт 2 представляет собой более тяжелый дистиллят, чем сорт 1. Он предназначен для использования в горелках атомизирующего типа, в которых топливо распыляется в камеру сгорания, в которой происходит горение крошечных капелек топлива, находящихся в диспергированном виде. Этот сорт топлива используют в большинстве бытовых горелок и во многих промышленных горелках средней мощности, где легкость обращения и доступность часто оправдывает их более высокую стоимость по сравнению с остаточными топливами. Grade 2 is a heavier distillate than grade 1. It is intended for use in atomizing type burners in which the fuel is sprayed into the combustion chamber, in which tiny droplets of fuel dispersed burn. This type of fuel is used in most household burners and in many medium-sized industrial burners, where ease of handling and accessibility often justifies their higher cost compared to residual fuels.

Сорт 4 (легкий) представляет собой тяжелый дистиллят или смесь дистиллята с остаточным топливом, удовлетворяющую стандартной вязкости. Оно предназначено для использования как в промышленных горелках с использованием атомизации под давлением, в которых не требуется использование более дорогих дистиллятов, так и в горелках, снабженных соответствующими средствами для атомизации топлив с более высокой вязкостью. Допустимый уровень их вязкости позволяет их перекачивать и атомизировать при относительно низких температурах хранения. Grade 4 (light) is a heavy distillate or a mixture of distillate with residual fuel that meets standard viscosity. It is intended for use both in industrial burners using atomization under pressure, which do not require the use of more expensive distillates, and in burners equipped with suitable means for atomizing fuels with higher viscosity. The permissible level of their viscosity allows them to be pumped and atomized at relatively low storage temperatures.

Сорт 4 обычно представляет собой смесь тяжелого дистиллята и остаточного топлива и может быть тяжелым дистиллятным топливом, удловлетворяющим стандартной вязкости. Оно предназначено для использования в горелках, снабженных соответствующими средствами для атомизации топлив с более высокой вязкостью, чем допустимо в бытовых горелках. Допустимый уровень их вязкости позволяет их перекачивать и атомизировать при относительно низких температурах хранения. Так, при использовании во всех температурных условиях, кроме очень холодной погоды, оно не требует предварительного подогрева. Grade 4 is usually a mixture of heavy distillate and residual fuel, and may be heavy distillate fuel that meets standard viscosity. It is intended for use in burners equipped with appropriate means for the atomization of fuels with a higher viscosity than is acceptable in domestic burners. The permissible level of their viscosity allows them to be pumped and atomized at relatively low storage temperatures. So, when used in all temperature conditions, except for very cold weather, it does not require preheating.

Сорт 5 (легкий) представляет собой остаточное топливо промежуточной вязкости для горелок, в которых допустимо использование более вязкого топлива, чем сорт 4 без предварительного подогрева. Предварительный подогрев может быть необходим для некоторых типов устройств сжигания и для более холодного климата. Grade 5 (light) is a residual intermediate viscosity fuel for burners where a more viscous fuel is acceptable than grade 4 without preheating. Preheating may be necessary for some types of incinerators and for colder climates.

Сорт 5 (тяжелый) представляется собой остаточное топливо, более вязкое, чем сорт 5 (легкий) и предназначено для использования в аналогичных целях. Предварительный подогрев может быть необходим для некоторых типов устройств сжигания и для более холодного климата. Grade 5 (heavy) is a residual fuel that is more viscous than grade 5 (light) and is intended for use for similar purposes. Preheating may be necessary for some types of incinerators and for colder climates.

Сорт 6, иногда называемый бункерным С, представляет собой высоковязкое топливо, используемое главным образом для нагрева в промышленности. Оно требует предварительного подогрева в резервуаре для хранения с тем, чтобы обеспечить перекачку, и дополнительного подогрева в горелке для того, чтобы обеспечить атомизацию. Дополнительное оборудование и особое обращение с этим топливом обычно ограничивает его использование в небольших установках. Grade 6, sometimes called bunker C, is a highly viscous fuel used primarily for heating in industry. It requires preheating in the storage tank in order to ensure pumping, and additional heating in the burner in order to ensure atomization. Additional equipment and special handling of this fuel usually limits its use in small installations.

В изобретении рассмотрен широкий спектр жидких топлив с различным содержанием серы. Показано, что предложенные в изобретении жидкие топлива удовлетворяют минимальным стандартам по содержанию серы. В любом случае предпочтительны топлива с низким содержанием серы, в особенности, содержащие 0,5 мас.% серы или меньше. Для сорта 1 можно использовать метод испытаний ASTM D 1266, однако только для образцов, имеющих содержание серы 0,4 мас.% или меньше (до 0,01%). Заявитель считает, что предпочтительное более низкое содержание серы является часто непрактичным, но оно тем не менее остается предпочтительным. Очевидно, приемлемы более высокие содержания серы, в особенности, поскольку коррозия и другие нежелательные эффекты, вызываемые серой, в значительной степени смягчены благодаря повышенной скорости сгорания и пониженной температуре горения в соответствии с настоящим изобретением. The invention contemplates a wide range of liquid fuels with different sulfur contents. It is shown that the liquid fuels proposed in the invention satisfy the minimum standards for sulfur content. In any case, low sulfur fuels are preferred, in particular those containing 0.5 wt.% Sulfur or less. For grade 1, ASTM D 1266 can be used, but only for samples having a sulfur content of 0.4 wt.% Or less (up to 0.01%). The Applicant believes that the preferred lower sulfur content is often impractical, but it nevertheless remains preferred. Obviously, higher sulfur contents are acceptable, in particular since corrosion and other undesirable effects caused by sulfur are greatly mitigated due to the increased combustion rate and lower combustion temperature in accordance with the present invention.

Топлива, предложенные в изобретении, различаются также по вязкости. Предпочтительная минимальная кинетическая вязкость составляет 1,3; 1,9; 1,9 и менее чем 5,5 мм2/с при 40oС для сортов 1, 2, 4 (легкий), 4 соответственно. Предпочтительная максимальная вязкость составляет 2,1; 3,4; 5,5; 24,0 соответственно. Пределы вязкости сортов 1 и 2 подобраны таким образом, чтобы поддержать однородный поток топлива и предупредить разделение по плотности для того, чтобы обеспечить удовлетворительную атомизацию и постоянную скорость потока через небольшие отверстия сопел в бытовых горелках.The fuels proposed in the invention also vary in viscosity. The preferred minimum kinetic viscosity is 1.3; 1.9; 1.9 and less than 5.5 mm 2 / s at 40 o C for grades 1, 2, 4 (light), 4, respectively. The preferred maximum viscosity is 2.1; 3.4; 5.5; 24.0 respectively. The viscosity limits of grades 1 and 2 are selected in such a way as to maintain a uniform fuel flow and prevent density separation in order to ensure satisfactory atomization and a constant flow rate through small nozzle openings in household burners.

Аналогично предпочтительная минимальная кинематическая вязкость составляет 5,0; 9,0; 15,0 мм3/с при 100oС для сортов 5 (легкий), 5 (тяжелый) и 6 соответственно. Их предпочтительная максимальная вязкость составляет 8,9; 14,9; 50,0 соответственно. Для более тяжелых сортов промышленных и бункерных жидких топлив вязкость очень важна, поскольку необходимы соответствующие устройства предварительного подогрева для того, чтобы обеспечить перекачку топлива к горелкам и хорошую атомизацию. Тем не менее в равной степени важно, чтобы максимальная вязкость в существующих условиях позволяла бы достаточно удовлетворительно перекачивать топливо из резервуара для хранения в подогреватель.Similarly, the preferred minimum kinematic viscosity is 5.0; 9.0; 15.0 mm 3 / s at 100 o C for grades 5 (light), 5 (heavy) and 6, respectively. Their preferred maximum viscosity is 8.9; 14.9; 50.0 respectively. For heavier grades of industrial and bunker liquid fuels, viscosity is very important, as appropriate preheating devices are needed in order to ensure fuel transfer to the burners and good atomization. Nevertheless, it is equally important that the maximum viscosity under existing conditions would allow the fuel to be pumped satisfactorily from the storage tank into the heater.

В соответствии с настоящим изобретением жидкие топлива представляют собой однородные углеводородные топлива, не содержащие неорганических кислот и не содержащие избыточных количеств твердых или волокнистых посторонних примесей. In accordance with the present invention, liquid fuels are homogeneous hydrocarbon fuels that do not contain inorganic acids and do not contain excessive amounts of solid or fibrous impurities.

Полученные жидкие топлива различных сортов, указанных выше, обычно соответствуют данным, приведенным в табл. 10. Однако рассматривается также возможность введения добавок, улучшающих горение. The resulting liquid fuels of various grades described above usually correspond to the data given in table. 10. However, consideration is also being given to the introduction of additives that improve combustion.

В соответствии с настоящим изобретением минимальная температура вспышки для сортов 1, 2, 4 (легкий), 4, 5 (легкий), 5 (тяжелый) и 6 предпочтительно составляет 38, 38, 38, 55, 55, 55, 60oС соответственно. Однако допустимы также более низкие температуры вспышки.In accordance with the present invention, the minimum flash point for grades 1, 2, 4 (light), 4, 5 (light), 5 (heavy) and 6 is preferably 38, 38, 38, 55, 55, 55, 60 ° C., respectively . However, lower flash points are also acceptable.

Жидкие топлива, предложенные в настоящем изобретении, характеризуются температурой текучести, аналогичной другим тяжелым топливам. Предпочтительные температуры текучести для сортов 1, 2, 4 (легкий) и 4 составляют не более -18, -6, -6, -6oС соответственно.Liquid fuels proposed in the present invention are characterized by a pour point similar to other heavy fuels. Preferred pour points for grades 1, 2, 4 (light) and 4 are not more than -18, -6, -6, -6 o C, respectively.

Предпочтительно, если предлагаемые жидкие топлива не содержат по возможности воды и осадков во избежание возникновения проблем, связанных с конструкцией горелок, закупоркой трубопровода и коррозией. Предложенные топлива для газовых турбин помогают решить аналогичные проблемы, которые возникают при хранении жидких топлив и/или обращении с ними. Preferably, if the proposed liquid fuels do not contain water and sediment as much as possible in order to avoid problems associated with the design of the burners, blockage of the pipeline and corrosion. The proposed fuels for gas turbines help solve similar problems that arise when storing liquid fuels and / or handling them.

Предпочтительно углеродный остаток в предлагаемых топливах по методу ASTM D 524 не превышает 0,15 мас.% для сорта 1; 0,35 мас.% для сорта 2, для того чтобы избежать проблем, связанных с образованием осадков в камерах сгорания испарительного типа, например в камерах сгорания чашеобразного и рукавообразного типа, в которых топливо испаряется в атмосфере недостатка воздуха. Preferably, the carbon residue in the proposed fuels according to ASTM D 524 does not exceed 0.15 wt.% For grade 1; 0.35 wt.% For grade 2, in order to avoid problems associated with the formation of precipitation in the combustion chambers of the evaporative type, for example in the chambers of the cup-shaped and sleeve-like type, in which the fuel evaporates in an atmosphere of lack of air.

Предпочтительно максимальное содержание золы по ASTM D 482 не превышает 0,05; 0,10; 0,15% для сорта 4 (легкого), 4, 5 (легкого), 5 (тяжелого) соответственно для снижения износа насосов, клапанов и отложения осадков на нагревательной поверхности бойлера. Предложенные в изобретении более низкие температуры горения до некоторой степени помогают снизить образование золы. Preferably, the maximum ash content of ASTM D 482 does not exceed 0.05; 0.10; 0.15% for grades 4 (light), 4, 5 (light), 5 (heavy), respectively, to reduce wear on pumps, valves and deposits on the heating surface of the boiler. The lower combustion temperatures proposed in the invention help to some extent reduce ash formation.

Одним из примеров реализации настоящего изобретения является модификация точки кипения жидких топлив. Специально показано, что температура Т-90 может быть понижена при необходимости, однако не ниже минимальной температуры, соответствующей стандарту. Например, температура Т-90 может быть понижена на 20oС ниже максимальной температуры по ASTM. Предпочтительно также понижение на 50oС, поскольку, как в случае с сортом 2 жидкого топлива, температура Т-90 не понижается ниже 282oС. Обычно отсутствует ограничение на снижение температур Т-10 или Т-50, а также Т-90 (за исключением топлив сорта 2), поскольку топливо легко испаряется и работает с большей эффективностью, в особенности, в горелках испарительного типа.One example implementation of the present invention is a modification of the boiling point of liquid fuels. It is specifically shown that the temperature of the T-90 can be lowered if necessary, but not lower than the minimum temperature corresponding to the standard. For example, the temperature of T-90 can be lowered by 20 o C below the maximum temperature according to ASTM. A reduction of 50 ° C is also preferable since, as in the case of grade 2 liquid fuel, the temperature of T-90 does not drop below 282 ° C. There is usually no restriction on lowering temperatures of T-10 or T-50, as well as T-90 ( with the exception of grade 2) fuels, since the fuel easily evaporates and works with greater efficiency, especially in evaporative type burners.

Минимальная граница температуры Т-90 для сорта 2 печного топлива предназначена для того, чтобы поддержать совместимость с горелками коммунально-бытовых печей атомизационного типа. С другой стороны, пределы дистилляции не указываются для жидких топлив сортов 4, 5 и 6, и температуры Т-90 могут быть понижены в разумной степени для улучшения горения и/или уменьшения выделения загрязняющих веществ. The minimum temperature limit of T-90 for grade 2 heating oil is designed to maintain compatibility with burners of atomization-type household furnaces. On the other hand, distillation limits are not indicated for liquid fuels of grades 4, 5 and 6, and T-90 temperatures can be reasonably lowered to improve combustion and / or reduce the emission of pollutants.

Пример 150. Example 150

Жидкое топливо сорта 2, имеющее кинетическую скорость не менее 1,9 и не более 3,4 мм2/с при 40oС, минимальную температуру Т-90 282oС, максимальную температуру Т-90 338oС, максимальное содержание серы 0,05 мас.%, максимальное число 3 по тесту Copper Strip и улучшающее горение количество соединений УГС.Liquid fuel of grade 2, having a kinetic speed of not less than 1.9 and not more than 3.4 mm 2 / s at 40 o C, the minimum temperature T-90 282 o C, the maximum temperature T-90 338 o C, the maximum sulfur content 0 , 05 wt.%, A maximum number of 3 according to the Copper Strip test and a combustion-improving amount of HCS compounds.

Пример 151. Example 151

Жидкое топливо сорта 6, имеющее кинетическую скорость не менее 15,0 и не более 50,0 мм3/с при 100oС по ASTM D 445 и улучшающее горение количество соединений УГС.Liquid fuel of grade 6, having a kinetic speed of not less than 15.0 and not more than 50.0 mm 3 / s at 100 o C according to ASTM D 445 and improving the combustion of the number of HCS compounds.

Пример 152. Example 152

Примеры 150-151, в которых конечная температура кипения и/или температура Т90 понижены по меньшей мере на 30oС посредством модификации температуры кипения.Examples 150-151, in which the final boiling point and / or temperature T90 lowered by at least 30 o With modifying the boiling point.

Пример 153. Example 153

Примеры 150-152, в которых добавлены соединения УГС, предпочтительно диметилкарбонат, в концентрации от 0,01 до 30 мас.% кислорода от массы топлива. Examples 150-152 in which HCS compounds, preferably dimethyl carbonate, are added at a concentration of from 0.01 to 30% by weight of oxygen by weight of the fuel.

Пример 154. Example 154

Примеры 150-151, в которых топливо содержит улучшающее горение количество СМТ. Examples 150-151, in which the fuel contains a combustion-improving amount of SMT.

Пример 155. Example 155.

Примеры 151-153, в которых средняя латентная теплота испарения топлива по меньшей мере на 0,5-1,5% выше, чем перед модификацией точки кипения и/или добавления соединений УГС. Examples 151-153, in which the average latent heat of vaporization of the fuel is at least 0.5-1.5% higher than before modifying the boiling point and / or adding compounds of the GHS.

Следует отметить, что для некоторых устройств сжигания существуют определенные нормы выброса оксида азота как функция от содержания азота в топливе. Для соблюдения этих норм дистиллятные топлива, остаточные топлива с низким содержанием азота и остаточные топлива с высоким содержанием азота оцениваются на содержание азота. При эксплуатации установок необходимо соблюдение различных стандартов по выбросам в соответствии с классификацией используемых топлив. Если нормы требуют соблюдения таких отличий, указание содержания азота в топливе необходимо в контракте, подписываемом покупателем и поставщиком. It should be noted that for some combustion devices there are certain emission standards for nitric oxide as a function of the nitrogen content in the fuel. To comply with these standards, distillate fuels, low nitrogen residual fuels and high nitrogen residual fuels are evaluated for nitrogen. When operating the plants, it is necessary to comply with various emission standards in accordance with the classification of fuels used. If the rules require compliance with such differences, an indication of the nitrogen content in the fuel is necessary in a contract signed by the buyer and supplier.

В соответствии с настоящим изобретением по указанным выше причинам выделение NOх может быть существенно понижено на величину 1,0; 2,0; 5,0; 8,0; 10,0% (и часто больше) при отсутствии существенной модификации топлива. Это представляет собой значительное преимущество в практике использования жидких топлив.In accordance with the present invention, for the above reasons, the emission of NO x can be significantly reduced by 1.0; 2.0; 5.0; 8.0; 10.0% (and often more) in the absence of a significant modification of the fuel. This represents a significant advantage in the practice of using liquid fuels.

Предлагаемые в настоящем изобретении жидкие топлива имеют кпд горения, в % от количества углерода в топливе, перешедшего в СО2, существенно более высокий, чем для нерегулируемых топлив. Например, ожидаемое повышение кпд горения составляет от 1 до 15% при обычной величине, составляющей от 2 до 10%.The liquid fuels of the present invention have a combustion efficiency, in% of the amount of carbon in the fuel converted to CO 2 , that is substantially higher than for unregulated fuels. For example, the expected increase in combustion efficiency is from 1 to 15% with a typical value of 2 to 10%.

Вследствие химической природы предложенных жидких топлив предпочтительно, чтобы используемые горелки характеризовались соответствующим временем пребывания или скоростью выделения тепла. Предпочтительные горелки включают горелки с высоким кпд, имеющим завершенную оболочку пламени, с высокой скоростью высвобождения тепла, составляющей 89•106 ккал/м3•ч (10000000 БТЕ/фут3 в час.)
Показано, что горелки имеют приемлемое вихревое число, которое представляет собой качественную характеристику турбулентности. Альтернативно приемлемым средством измерения турбулентности является значительный перепад давления воздуха, поступающего от смотрового отверстия к печи через горелку.
Due to the chemical nature of the proposed liquid fuels, it is preferred that the burners used have an appropriate residence time or heat release rate. Preferred burners include high efficiency burners having a complete flame sheath with a high heat release rate of 89 • 10 6 kcal / m 3 • h (10,000,000 BTU / ft 3 per hour.)
It is shown that burners have an acceptable vortex number, which is a qualitative characteristic of turbulence. Alternatively, an acceptable means of measuring turbulence is a significant differential pressure of air coming from the inspection hole to the furnace through the burner.

Так, в соответствии с настоящим изобретением предпочтительный перепад давления в горелке составляет от 10 до 30 дюймов вод. ст. Приемлемы также более высокие перепады давления. Thus, in accordance with the present invention, the preferred pressure drop in the burner is from 10 to 30 inches of water. Art. Higher pressure differences are also acceptable.

Как уже было отмечено, в настоящем изобретении предпочтительно проведение атомизации. As already noted, atomization is preferred in the present invention.

Пример 156. Example 156

Горелка с высоким кпд, имеющая коэффициент уменьшения 3:1 или выше, содержащая средства атомизации топлива, которые могут быть механическими, представлять собой пар или сжатый воздух, и в которой атомизация происходит под давлением до 6200 кПа (900 фунт/дюйм2) (приемлемы также более низкие давления).Burner with high efficiency, having a reduction ratio of 3: 1 or higher, comprising the atomization of the fuel agent, which may be mechanical, be a vapor or compressed air, and wherein the atomization takes place under a pressure up to 6200 kPa (900 lb / in2) (acceptable also lower pressures).

Пример 157. Example 157

Горелка с высоким кпд из примера 156, имеющая завешенную оболочку пламени, скорость выделения тепла в которой составляет 89•106 ккaл/м3•ч (10000000 БТЕ/фут3 в час).The high-efficiency burner of Example 156 having a curtained flame sheath with a heat release rate of 89 • 10 6 kcal / m 3 • h (10,000,000 BTU / ft 3 per hour).

Пример 158. Example 158

Примеры 156-157, в которых горелка представляет собой высоковихревую горелку, рассчитанную не более чем на 50%-ный избыток воздуха. Examples 156-157, in which the burner is a high vortex burner, designed for no more than 50% excess air.

Пример 159. Example 159

Примеры 156-157, в которых горелка представляет собой низковихревую горелку, рассчитанную на большой избыток воздуха. Examples 156-157, in which the burner is a low vortex burner, designed for a large excess of air.

Пример 160. Example 160

Горелка из примеров 156-159, имеющая перепад давления в интервале от 254 до 762 мм вод.ст.(от 10 до 30 дюймов вод.ст.) или больше. The burner of examples 156-159, having a pressure drop in the range from 254 to 762 mm water column (10 to 30 inches water column) or more.

Пример 161. Example 161

Примеры 156-159, в которых горение протекает таким образом, что вторичный воздух смешивается с продуктами горения после полного завершения формирования оболочки пламени. Examples 156-159, in which the combustion proceeds in such a way that the secondary air is mixed with the combustion products after the completion of the formation of the flame sheath.

Пример 162. Example 162

Способ работы печи, содержащей топливо сорта 6 на основе соединений УГС, включая вышеуказанные примеры 156-159, в которых результирующие частицы несгоревшего углерода составляют 0,1 фунт/106 БТЕ или менее.The method of operation of a furnace containing grade 6 fuel based on UGS compounds, including the above examples 156-159, in which the resulting unburned carbon particles are 0.1 lb / 10 6 BTU or less.

Пример 163. Example 163.

Способ работы горелки из примеров 159-162 в печи с использованием жидкого топлива сорта ASTM, содержащего улучшающее горение количество диметилкарбоната и улучшающий горение металл, при увеличении ожидаемого кпд горения в печи по меньшей мере на 1-20%. The method of operation of the burner of examples 159-162 in a furnace using ASTM grade liquid fuel containing a combustion-improving amount of dimethyl carbonate and a combustion-improving metal, while increasing the expected combustion efficiency in the furnace by at least 1-20%.

Следует отметить, что в изобретении предложено также сжигание угля в псевдоожиженном слое. Например, для камер сгорания, работающих с использованием угля размером -10 меш, наблюдали аналогичное снижение выделения вредных веществ и улучшенные коэффициенты горения. It should be noted that the invention also proposed the combustion of coal in a fluidized bed. For example, for combustion chambers using -10 mesh coal, a similar reduction in the emission of harmful substances and improved combustion rates were observed.

Аналогично настоящее изобретение имеет большое значение при использовании тяжелых дизельных топлив, цилиндровых топлив и топлив для судовых двигателей. Установлено, например, что предложенные цилиндровые топлива и топлива для судовых двигателей соответствуют стандартам ISO DIS 8217 и BS MA 100. Поскольку содержание серы в цилиндровых топливах и в топливах для судовых двигателей часто выше, чем в большинстве топлив, настоящее изобретение, позволяющее понизить температуру горения, что смягчает проблему коррозии и выделения вредных веществ, представляет тем самым особый интерес. Similarly, the present invention is of great importance when using heavy diesel fuels, cylinder fuels and marine engine fuels. It has been found, for example, that the proposed cylinder fuels and fuels for marine engines comply with ISO DIS 8217 and BS MA 100 standards. Since the sulfur content in cylinder fuels and marine engine fuels is often higher than most fuels, the present invention allows to lower the combustion temperature , which mitigates the problem of corrosion and emission of harmful substances, is of particular interest.

Пример 164. Example 164

Способ работы с использованием тяжелого дизельного топлива, топлива для локомотивов или судовых двигателей, включающий смешение топлива, соответствующего стандартам ISO DIS 8217 и BS MA 100, содержащего серу в концентрации от 0,01 до 3,0 мас.% (приемлемы также количества менее 0,05 мас. %), имеющего вязкость 10-500 сСт при 50oС и содержащего дополнительно топливо УГС, в результате чего горение полученного топлива в указанных двигателях, работающих на тяжелом дизельном топливе, топливе для локомотивов и судовых двигателей, происходит при пониженной коррозии и улучшенном горении топлива по меньшей мере на 1% и более.A method of using heavy diesel fuel, fuel for locomotives or marine engines, comprising mixing a fuel that complies with ISO DIS 8217 and BS MA 100 standards, containing sulfur in a concentration of from 0.01 to 3.0 wt.% (Amounts less than 0 are also acceptable , 05 wt.%), Having a viscosity of 10-500 cSt at 50 o C and containing additional UGS fuel, as a result of which the combustion of the obtained fuel in these engines running on heavy diesel fuel, fuel for locomotives and marine engines occurs with reduced corrosion and improved fuel combustion of at least 1% or more.

Пример 164а. Example 164a.

Способ 164, в котором работа тяжелого дизельного, локомотивного или судового двигателя происходит в условиях от умеренных до тяжелонагруженных, в результате чего использование топлива улучшается по меньшей мере на величину от 0,5 до 5% или больше по сравнению с топливом без содержания УГС. Method 164, in which the operation of a heavy diesel, locomotive or marine engine occurs in conditions of moderate to heavily loaded, as a result of which the use of fuel improves by at least 0.5 to 5% or more compared to fuel without UGS content.

Пример 165. Example 165

Топливная композиция примера 164, которая дополнительно содержит беззольный диспергатор, выбранный из группы, включающей эфиры алкенилсукциновой кислоты, алкенилсукцинимидамин, метиламин, 2-этилгексиламин, н-додециламин и другие (см. US 3172892, 3202678, 3219666, 4234435). The fuel composition of Example 164, which further comprises an ashless dispersant selected from the group consisting of alkenyl succinic acid esters, alkenyl succinimidamine, methylamine, 2-ethylhexylamine, n-dodecylamine and others (see US 3172892, 3202678, 3219666, 4234435).

Пример 166. Example 166

Вышеуказанные топливные композиции, содержащие антиоксидант. The above fuel compositions containing an antioxidant.

Пример 167. Example 167

Топливные композиции примеров 164-165, в которых топливо УГС содержит диметилкарбонат в количестве от 0,01 до примерно 30 об.% и улучшающее горение количество СМТ. Fuel compositions of examples 164-165, in which the UGS fuel contains dimethyl carbonate in an amount of from 0.01 to about 30 vol.% And a combustion-improving amount of SMT.

Пример 168. Example 168

Способ улучшения теплового кпд при работе локомотивного или судового двигателя, включающий инжекцию тяжелой топливной композиции на основе УГС в камеру сгорания, при этом горение происходит при повышенной более эффективной скорости и пониженных температурах горения, в результате чего тепловой кпд повышается по меньшей мере на 5%. A method of improving thermal efficiency during operation of a locomotive or marine engine, including the injection of a heavy fuel composition based on HCS into the combustion chamber, while burning occurs at a higher, more efficient speed and lower combustion temperatures, as a result of which thermal efficiency is increased by at least 5%.

ПРИМЕНЕНИЕ ТОПЛИВА В РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ
Особенно интересной областью применения настоящего изобретения является его использование в ракетных двигателях. Указанная область применения, в которой топливная энергия переходит в подходящую форму и приводит к переходу материи в движущую силу, представляет особый интерес, в частности, благодаря тому, что при этом достигаются пониженные температуры горения и возможности сверхзвукового движения.
FUEL APPLICATION IN ROCKET ENGINES
A particularly interesting field of application of the present invention is its use in rocket engines. The indicated field of application, in which fuel energy transforms into a suitable form and leads to the transition of matter into a driving force, is of particular interest, in particular, due to the fact that this results in lower combustion temperatures and the possibility of supersonic motion.

Задача использования предлагаемого топлива в качестве ракетного заключается в том, чтобы создать большой импульс движущей силы, достичь высокой тяги/мощности при пониженных температурах горения, что представляет собой значительный шаг вперед по сравнению с известными техническими решениями. Решение такой задачи позволит увеличить срок службы двигателя, использовать камеры сгорания меньшего размера, более легкой конструкции (при отсутствии необходимости в специальных охлаждающих приспособлениях и т. п.). The task of using the proposed fuel as a rocket is to create a large momentum of the driving force, to achieve high thrust / power at lower combustion temperatures, which represents a significant step forward compared with the known technical solutions. The solution to this problem will increase the life of the engine, use smaller combustion chambers, lighter construction (in the absence of the need for special cooling devices, etc.).

Так, одним из вариантов реализации настоящего изобретения является жидкое ракетное топливо, позволяющее создать такой же по существу импульс и реактивную тягу при минимальной массе и сохранении надежности. So, one of the embodiments of the present invention is liquid rocket fuel, which allows you to create essentially the same momentum and jet propulsion with minimal weight and maintaining reliability.

Особенно интересной задачей настоящего изобретения является достижение таких же характеристик энергии и движущей силы, которые ранее достигались только при использовании сжатых жидкостей, а именно водорода и кислорода. Настоящее изобретение позволяет достигать аналогичных результатов при использовании жидких топлив или смешанных топлив, при отсутствии необходимости в специальных условиях хранения, криогенных температур, сжижения, особого обращения и т.п. A particularly interesting objective of the present invention is to achieve the same energy and driving force characteristics that were previously achieved only using compressed fluids, namely hydrogen and oxygen. The present invention allows to achieve similar results when using liquid fuels or mixed fuels, in the absence of the need for special storage conditions, cryogenic temperatures, liquefaction, special handling, etc.

В изобретении предложен широкий спектр ракетных систем. Так, предложены жидкие, газообразные, твердые ракетные топлива, их смеси, гиперголи и негиперголи. The invention provides a wide range of missile systems. So, liquid, gaseous, solid rocket fuels, mixtures thereof, hypergols and non-hypergols are proposed.

Неограничивающие примеры ракетных топлив включают топлива на двойной основе или коллоидные, кардит или экструдированное топливо на двойной основе, композиты, прессованные топлива, пластики, ракетные топлива с полимерными связующими, топлива на двойной основе, модифицированные композитами, молекулярные топлива и другие. Non-limiting examples of rocket fuels include dual-base or colloidal fuels, cardite or dual-base extruded fuels, composites, extruded fuels, plastics, polymer binders, dual-base fuels, modified with composites, molecular fuels, and others.

В настоящем изобретении предложена система с полимерным связующим, которое служит для связывания ракетного топлива, большая часть которого представляет собой кристаллический окислитель и которая при необходимости содержит металлическую добавку для повышения удельного импульса и плотности. В изобретении предложены двухосновные композиты, в которых нитроглицерин и нитроцеллюлоза используются в качестве связующего с неорганическим связующим и металлсодержащими добавками. Применение обычных полимеров, неметаллических и металлсодержащих твердых ракетных топлив известно. The present invention provides a polymer binder system that serves to bind rocket fuel, most of which is a crystalline oxidizing agent and which optionally contains a metal additive to increase specific impulse and density. The invention provides dibasic composites in which nitroglycerin and nitrocellulose are used as a binder with an inorganic binder and metal-containing additives. The use of conventional polymers, non-metallic and metal-containing solid rocket fuels is known.

В соответствии с настоящим изобретением в твердых ракетных топливах могут быть использованы твердые соединения УГС и/или смешанные системы жидкость/твердое. In accordance with the present invention, solid GHS compounds and / or mixed liquid / solid systems can be used in solid rocket fuels.

Предложенные в изобретении системы ракетных двигателей включают ракетные и турборакетные системы. Рассматриваются также прямоточные воздушно-реактивные двигатели и ракетные двигатели с воздушным форсажем. The rocket engine systems of the invention include rocket and turbo-rocket systems. Also considered are ramjet engines and rocket engines with afterburner.

Предложенные жидкие ракетные топлива включают двухкомпонентные топлива (топливо и окислитель), однокомпонентные ракетные топлива, газообразные топлива и смешанные топлива. Примеры двигателей, работающих на жидком ракетном топливе, предложенном в настоящем изобретении, включает такие системы, разработанные НАСА, как обитаемые и необитаемые системы Сатурн, Атлас и Титан. В настоящем изобретении предложено топливо для ракет, включая космические двигатели, ракетные ускорители, ракеты земля-воздух, баллистические ракеты, противовоздушные ракеты, взлетные системы с реактивными ускорителями, системы катапультирующего ускорения, воздушные силовые установки, системы регулирования положения летательного аппарата относительно земных осей, двигатели межпланетного ускорения, ракеты, запускаемые с подводных лодок и антибаллистические системы. Proposed liquid rocket fuels include bicomponent fuels (fuel and oxidizer), single-component rocket fuels, gaseous fuels and mixed fuels. Examples of liquid propellant engines of the invention include systems developed by NASA such as the Saturn, Atlas, and Titan inhabited and uninhabited systems. The present invention provides fuel for rockets, including space engines, rocket boosters, ground-to-air missiles, ballistic missiles, anti-aircraft missiles, take-off systems with jet boosters, ejection acceleration systems, air power plants, aircraft position control systems relative to the earth's axes, engines interplanetary acceleration, rockets launched from submarines and anti-ballistic systems.

Тяговые двигатели ракетных систем в соответствии с изобретением включают ракетные и турборакетные системы. Рассматриваются также прямоточные воздушно-реактивные двигатели, двигатели быстрого включения и ракеты с расширением воздуха. Traction engines of rocket systems in accordance with the invention include rocket and turbo-missile systems. Also considered are ramjet engines, quick start engines and air expansion rockets.

Пример 169. Example 169

Ракетный двигатель, работающий на жидком двухкомпонентном и однокомпонентном топливе, с подачей под давлением, в системах с низкой или высокой реактивной тягой, предназначенных для регулирования положения летательного аппарата относительно земных осей или его маневрирования, с использованием эффективного импульсного двигателя и ракетного топлива. A rocket engine operating on liquid two-component and one-component fuel, with pressure supply, in systems with low or high jet thrust, designed to regulate the position of the aircraft relative to the earth's axes or to maneuver it, using an efficient pulse engine and rocket fuel.

Пример 170. Example 170

Пример 169, в котором импульсная работа характеризуется высокой эффективностью в течение коротких промежутков времени 0,02 с или менее. Example 169, in which pulsed operation is highly efficient for short periods of 0.02 s or less.

Пример 171. Example 171

Примеры 169-170, в которых система импульсной модуляции может быть запущена по меньшей мере тысячу раз или более в течение полетного времени. Examples 169-170 in which a pulse modulation system can be started at least a thousand times or more during flight time.

Пример 172. Example 172

Пример 169, в котором импульсный двигатель имеет реактивную тягу 27 Н•м (20 фунтов), при использовании абляционной движущей камеры, позволяющей осуществлять по меньшей мере 2000 запусков при общей длительности импульсной работы по меньшей мере 600 с и минимальном периоде вылета 1 неделя. Example 169, in which a pulsed motor has a jet thrust of 27 N • m (20 lbs), using an ablation propulsion chamber that allows at least 2,000 starts with a total pulse duration of at least 600 s and a minimum departure period of 1 week.

Пример 173. Example 173

Пример 169, в котором двигатель представляет собой ракетный двигатель. Example 169, in which the engine is a rocket engine.

Одной из задач, решаемых в настоящем изобретении, является понижение температуры горения, что при обычном использовании жидкого ракетного топлива позволяет достичь температуры от 2204 до 3871oС (от 4000 до 7000oF).One of the problems solved in the present invention is to lower the combustion temperature, which with the usual use of liquid rocket fuel allows to reach temperatures from 2204 to 3871 o C (from 4000 to 7000 o F).

Существенное понижение температуры горения позволяет улучшить конструкцию и создать возможность повышения движущей силы при использовании металлов, улучшающих реактивную тягу, таких как бор, литий, марганец, алюминий, бериллий, триметилалюминий, диметилбериллий и др. Significant lowering of the combustion temperature allows improving the design and creating the possibility of increasing the driving force when using metals that improve reactive thrust, such as boron, lithium, manganese, aluminum, beryllium, trimethylaluminium, dimethylberyllium, etc.

Приемлемые окислители включают жидкий кислород, азотную кислоту, смеси азотной и серной кислот, фтор, трифторид хлора, перхлорилфторид, нитрозилфторид, нитрилфторид, трифторид азота, дифтормоноксид, фтораты, оксиды хлора, тетраоксид азота, пероксид водорода, перхлорат калия, пентафторид брома, ОN 7030, озон, дифторид кислорода, RFNA (в различных концентрациях), WFNA, тетранитрометан и другие. Suitable oxidizing agents include liquid oxygen, nitric acid, mixtures of nitric and sulfuric acids, fluorine, chlorine trifluoride, perchloryl fluoride, nitrosyl fluoride, nitrile fluoride, nitrogen trifluoride, difluoromonoxide, fluorides, chlorine oxides, nitrogen tetraoxide, hydrogen peroxide, potassium peroxide 30, 30 penta fluoride, penta , ozone, oxygen difluoride, RFNA (in various concentrations), WFNA, tetranitromethane and others.

В соответствии с настоящим изобретением соединения УГС можно использовать в сочетании в виде смеси и/или в комбинации с ракетными топливами. Неограничивающие примеры рассматриваемых ракетных и базовых компонентов топлив включают ацетилен, борогидрид алюминия, аммиак, анилин, бензол, бутилмеркаптан, диборан, диметиламин, диэтилентриамин, дициан, этан, этанол, этиламин, этилен, этилендиамин, этиленоксид, этилендиамин, этилнитрат, диметилсульфид, фурфуриловый спирт, бензин, гептен, гидразин (включая замещенные гидразины), водород, изопропиловый спирт, JP-3, JP-4, керосин, литий, гидрид лития, метан, метилаль, метанол, метилнитрат, метиламин, метилацетилен, метилвинилацетилен, моноэтиланилин, нитрометан, нитропропан, нитроглицерин, н-октан, пропан, пропиленоксид, н-пропилнитрат, о-толуидин, триэтиламин, триметиламин, триметилтритиофосфит, терпентин, несимметричный диметилгидразин, ксилидин, 2,3-ксилидин, борогидрид лития, монометилгидразин, пентаборан и другие. Рассматриваются также металлсодержащие ракетные топлива, включая триметилалюминий и диметилбериллий. In accordance with the present invention, the UGS compounds can be used in combination as a mixture and / or in combination with rocket fuels. Non-limiting examples of the propellant rocket and base components of the fuel include acetylene, aluminum borohydride, ammonia, aniline, benzene, butyl mercaptan, diborane, dimethylamine, diethylene triamine, dicyan, ethane, ethanol, ethylamine, ethylene, ethylene diamine, ethylene oxide, ethylene diamine, ethyl nitrate nitrate, dimer , gasoline, heptene, hydrazine (including substituted hydrazines), hydrogen, isopropyl alcohol, JP-3, JP-4, kerosene, lithium, lithium hydride, methane, methylal, methanol, methyl nitrate, methylamine, methylacetylene, methyl vinylacetylene, monoethyl niline, nitromethane, nitropropane, nitroglycerin, n-octane, propane, propylene oxide, n-propyl nitrate, o-toluidine, triethylamine, trimethylamine, trimethyl trithiophosphite, terpentine, asymmetric dimethylhydrazine, xylidine, 2,3-xyldithinide, boron mimetin, boron mimetin, boron others. Metal-containing rocket fuels, including trimethyl aluminum and dimethyl beryl, are also contemplated.

Пример 173а. Example 173a

Способ работы ракеты с использованием топлив УГС (например, соединений УГС и соединений металла) и при необходимости по меньшей мере одного окислителя и/или ракетного компонета топлива, включающий сжигание топлива в двигателе, в результате чего температуры в двигателе понижены на 55,6-556oС (на 100-1000oF), так что при этом реактивная тяга повышается и/или масса двигателя может быть понижена.The method of operation of a rocket using UGS fuels (for example, UGS compounds and metal compounds) and, if necessary, at least one oxidizer and / or rocket component of the fuel, including burning fuel in the engine, as a result of which the temperature in the engine is reduced by 55.6-556 o C (100-1000 o F), so that the jet thrust increases and / or the mass of the engine can be reduced.

Пример 173б. Example 173b.

Способ 173а, в котором регулируют температуры стенок камеры сгорания, которые в результате не превышают 704-1093oС (1300-2000oF).Method 173a, in which the temperature of the walls of the combustion chamber is controlled, which as a result does not exceed 704-1093 ° C (1300-2000 ° F).

Пример 174. Example 174

Ракетные топлива, содержащие диметилкарбонат и при необходимости окислитель (включая указанные выше, предпочтительно азотную кислоту и/или пероксид водорода) и металлсодержащие соединения. Missile fuels containing dimethyl carbonate and, if necessary, an oxidizing agent (including the above, preferably nitric acid and / or hydrogen peroxide) and metal-containing compounds.

Пример 175. Example 175

Пример 174, в котором ракетное топливо содержит компонент ракетного топлива, выбранный из указанной выше группы. Example 174, in which rocket fuel contains a rocket fuel component selected from the above group.

Пример 176. Example 176

Пример 174, в котором окислитель представляет собой гидразин. Example 174 in which the oxidizing agent is hydrazine.

Пример 177. Example 177

Способ использования ракетного топлива из примеров 169-172, в котором повышена удельная реактивная тяга при отсутствии повышения температур горения. The method of using rocket fuel from examples 169-172, in which the specific reactive thrust is increased in the absence of an increase in combustion temperatures.

Одним из примеров реализации настоящего изобретения являются однокомпонентные ракетные топлива, в частности, на основе пероксида водорода или гидразина совместно с указанными выше металлсодержащими соединениями, так что температуры стенок камеры сгорания не превышают 704-1093oС (1300-2000oF) соответственно. Аналогичные температуры стенок можно ожидать при использовании в качестве однокомпонентного топлива диметилкарбоната и/или многокомпонентного ракетного топлива (один из которых включает диметилкарбонат) и/или одного окислителя или нескольких окислителей.One example of the implementation of the present invention are single-component rocket fuels, in particular, based on hydrogen peroxide or hydrazine, together with the above metal-containing compounds, so that the temperature of the walls of the combustion chamber does not exceed 704-1093 o C (1300-2000 o F), respectively. Similar wall temperatures can be expected when using dimethyl carbonate and / or multicomponent rocket fuel (one of which includes dimethyl carbonate) and / or one oxidizing agent or several oxidizing agents as a single-component fuel.

Еще одним примером реализации настоящего изобретения является улучшение конструкции ракетного двигателя для уменьшения общей массы вследствие использования предложенных в изобретении способов регулирования температуры горения, так что при этом может быть использовано повышенное количество высокотемпературных металлсодержащих и/или других ракетных топлив. Это неожиданно позволяет повысить удельный импульс или реактивную тягу при отсутствии дополнительных затрат на массу. Another example of the implementation of the present invention is to improve the design of the rocket engine to reduce the total mass due to the use of the inventive methods of controlling the combustion temperature, so that an increased amount of high-temperature metal-containing and / or other rocket fuels can be used. This unexpectedly allows to increase the specific impulse or jet thrust in the absence of additional costs for mass.

Пример 178. Example 178

Способ повышения удельной реактивной тяги ракетного двигателя при отсутствии повышения температур горения, включающий подачу топливной композиции состава указанного в примерах 173а-177, в систему камеры сгорания ракетного двигателя, где происходит горение со взрывом, так что путем поддержания в камере сгорания давления 3447 кПа (500 фунтов/кв.дюйм), удельная тяговая сила, полученная в результате этого горения, составляет более 200 Isp с (более предпочтительно выше 250 Isp с).A method of increasing the specific reactive thrust of a rocket engine in the absence of an increase in combustion temperatures, comprising supplying the fuel composition of the composition specified in examples 173a-177 to the rocket engine combustion system, where combustion with explosion occurs, so that by maintaining a pressure of 3447 kPa in the combustion chamber (500 psi), the specific tractive force resulting from this combustion is more than 200 I sp s (more preferably above 250 I sp s).

Пример 179. Example 179

Способ примера 178, в котором топливо инжектируют в камеру сгорания ракетного двигателя с использованием инжектора, выбранного из группы, включающей инжекторы столкновения топлива с окислителем, инжекторы с предварительным смешением, "встроенные" клапанные инжекторы различных типов, при этом сопло инжектора выбирают из группы, включающей короткую трубку с округлым входом, с коническим входом, конус с заостренными краями и отверстие с заостренными краями. The method of example 178, in which the fuel is injected into the combustion chamber of a rocket engine using an injector selected from the group comprising fuel collision injectors with oxidizer, pre-mixed injectors, "built-in" valve injectors of various types, wherein the injector nozzle is selected from the group including a short tube with a rounded inlet, with a conical inlet, a cone with sharp edges and a hole with sharp edges.

Улучшение реактивной тяги или удельного импульса составляет 3-15% по сравнению с существующими системами. Минимальное улучшение может составлять 1-3% по сравнению с существующими системами и аналогичными топливами. Возможны значительные улучшения порядка 10-50%. Improving reactive thrust or specific impulse is 3-15% compared with existing systems. Minimum improvement may be 1-3% compared to existing systems and similar fuels. Significant improvements of the order of 10-50% are possible.

Пониженные температуры горения позволяют усовершенствовать регенерационные охлаждаемые движущие камеры, в которых используют одно из жидких топлив, циркулирующее в охлаждающей рубашке для поглощения тепла от стенок камеры сгорания. Lower combustion temperatures improve the regenerative cooled motive chambers that use one of the liquid fuels circulating in the cooling jacket to absorb heat from the walls of the combustion chamber.

Другие системы с охлаждаемыми стенками камеры сгорания, которые могут быть усовершенствованы с соответсвующим уменьшением их массы включают радиально охлаждаемые камеры, в которых ракетные двигатели выполнены из огнеупорного материала, абляционные ракетные двигатели, стенки которых выполнены из специальных композитов, которые испаряются с низкой скоростью с формированием защитной оболочки. Другие двигатели включают турбовыхлопные с охлаждением газа, погружные с охлаждением, с защитным охлаждением, охлаждением выбросами, абляционным охлаждением, регенеративным охлаждением, пленочным охлаждением, охлаждением испарением и комбинированными методами. Other systems with cooled walls of the combustion chamber, which can be improved with a corresponding reduction in their mass, include radially cooled chambers in which rocket engines are made of refractory material, ablation rocket engines, the walls of which are made of special composites that evaporate at low speed to form a protective shell. Other engines include turbo-exhausts with gas cooling, submersible cooling, protective cooling, emission cooling, ablative cooling, regenerative cooling, film cooling, evaporation cooling and combined methods.

Другим преимуществом настоящего изобретения является возможность повышения срока хранения ракетных топлив. Так, предложена надежная недорогая упаковка жидкого ракетного топлива, пригодного к хранению. Another advantage of the present invention is the ability to increase the shelf life of rocket fuels. Thus, a reliable, inexpensive packaging of liquid propellant suitable for storage has been proposed.

Другим существенным преимуществом ракетных топлив, предложенных в изобретении, является их низкая стоимость по сравнению со стоимостью существующих топлив. В соответствии с изобретением стоимость ракетного топлива может быть понижена на 50% от стоимости существующих ракетных топлив. Another significant advantage of the rocket fuels proposed in the invention is their low cost compared to the cost of existing fuels. In accordance with the invention, the cost of rocket fuel can be reduced by 50% of the cost of existing rocket fuels.

Следует отметить, что предпочтительный вариант использования УГС с использованием диметилкарбоната демонстрирует повышенную стойкость диметилкарбоната к хранению в присутствии кислорода, представляющего собой хороший окислитель, а также топливо. It should be noted that the preferred use of UGS using dimethyl carbonate demonstrates the increased storage stability of dimethyl carbonate in the presence of oxygen, which is a good oxidizing agent, as well as fuel.

Важной особенностью являются используемые концентрации марганца, которые составляют от 0,132 до 266 г Мn/л (от 0,5 до 1000 г Мn/гал) и выше в зависимости от обстоятельств. Концентрации гиперголей, как правило, превышают 6% от массы топлива. Максимальные концентрации определяются границами допустимого горения. Соединения циклического трикарбонила марганца, как показано, также обладают каталитическими свойствами, связанными с использованием пероксида водорода, особенно в гиперголях. An important feature is the manganese concentration used, which ranges from 0.132 to 266 g Mn / l (0.5 to 1000 g Mn / gal) and higher, depending on the circumstances. Hypergol concentrations typically exceed 6% of the fuel mass. Maximum concentrations are determined by the limits of permissible combustion. Compounds of cyclic manganese tricarbonyl, as shown, also have catalytic properties associated with the use of hydrogen peroxide, especially in hypergol.

При использовании настоящего изобретения в ракетных топливах, в которых применяются окислительные системы от внешнего источника зажигания, зажигание протекает более мягко, с уменьшенным временем запаздывания. When using the present invention in rocket fuels that use oxidizing systems from an external ignition source, the ignition proceeds more gently, with a reduced delay time.

В настоящем изобретении предложено использование первичных ароматических аминов, таких как анилин, ксилидин и их смесей для снижения времени запаздывания при зажигании, в частности, при использовании азотной кислоты. The present invention provides the use of primary aromatic amines, such as aniline, xylidine, and mixtures thereof to reduce ignition delay time, in particular when using nitric acid.

Желательным является использование соединений УГС (предпочтительно диметилкарбоната) в качестве ракетного топлива совместно с окислителем и/или металлсодержащим соединением. Рассмотрена возможность использования дополнительных компонентов топлив. It is desirable to use UGS compounds (preferably dimethyl carbonate) as rocket fuel together with an oxidizing agent and / or metal-containing compound. The possibility of using additional fuel components is considered.

Следует отметить, что диметилкарбонат можно использовать в качестве однокомпонентного топлива, в особенности, при применении воздушного форсажа. Показано, что диметилкарбонат можно использовать в отдельности в качестве топлива, требующего введения окислителя или альтернативно в качестве окислителя к топливу. В последнем случае может потребоваться использование дополнительного окислителя или форсажа воздухом. It should be noted that dimethyl carbonate can be used as a single-component fuel, especially when using afterburner. It is shown that dimethyl carbonate can be used separately as a fuel requiring the introduction of an oxidizing agent or alternatively as an oxidizing agent to a fuel. In the latter case, it may be necessary to use an additional oxidizing agent or afterburner with air.

Тем не менее одним из вариантов реализации настоящего изобретения является использование диметилкарбоната с металлсодержащим соединением в качестве основного компонента ракетного топлива. However, one embodiment of the present invention is the use of dimethyl carbonate with a metal-containing compound as the main component of rocket fuel.

Пример 180. Example 180

Реактивное ракетное топливо, содержащее соединение УГС, выбранное из группы, включающей диметилкарбонат, ацетилен, борогидрид алюминия, аммиак, анилин, бензол, бутилмеркаптан, диборан, диэтилентриамин, этан, этанол, этиламин, этилен, этилендиамин, этиленоксид, этилнитрат, фурфуриловый спирт, бензин, гептен, гидразин (включая замещенные гидразины), водород, изопропиловый спирт, литий, гидрид лития, метан, метилаль, метанол, метиламин, нитрометан, нитропропан, н-октан, пропан, н-пропилнитрат, о-толуидин, триэтиламин, триметилтритиофосфит, терпентин, несимметричный диметилгидразин, 2,3-ксилиден, борогидрид лития, монометилгидразин, пентаборан и их смеси и улучшающее реактивную тягу количество металлсодержащих соединений. Jet propellant containing an HCS compound selected from the group consisting of dimethyl carbonate, acetylene, aluminum borohydride, ammonia, aniline, benzene, butyl mercaptan, diborane, diethylene triamine, ethane, ethanol, ethylamine, ethylene, ethylene diamine, ethylene oxide, ethyl nitrate, furth , heptene, hydrazine (including substituted hydrazines), hydrogen, isopropyl alcohol, lithium, lithium hydride, methane, methylal, methanol, methylamine, nitromethane, nitropropane, n-octane, propane, n-propyl nitrate, o-toluidine, triethylamine, trimethyl trithiophosphite, terpe ting, unsymmetrical dimethylhydrazine, 2,3-xylidene, lithium borohydride, monomethyl, pentaborane, and mixtures thereof and reactive thrust improving amount of metal compounds.

Пример 181. Example 181

Пример 180, в котором композиция дополнительно содержит известный окислитель, выбранный из группы, включающей сжиженный кислород, азотную кислоту, смесь азотной кислоты и серной кислоты, фтор, тетраоксид азота, пероксид водорода, перхлорат калия, перхлорилфторид, пентафторид брома, трифторид хлора, ON 7030, озон, дифторид кислорода, RFNA, WNFA, тетранитрометан, фтор, нитросилфторид, нитрилфторид, трифторид азота, дифтормонооксид, фторат, оксиды хлора и др. Example 180, wherein the composition further comprises a known oxidizing agent selected from the group consisting of liquefied oxygen, nitric acid, a mixture of nitric acid and sulfuric acid, fluorine, nitrogen tetroxide, hydrogen peroxide, potassium perchlorate, perchloryl fluoride, bromine pentafluoride, chlorine trifluoride, ON 7030 , ozone, oxygen difluoride, RFNA, WNFA, tetranitromethane, fluorine, nitrosyl fluoride, nitrile fluoride, nitrogen trifluoride, difluoromonoxide, fluoride, chlorine oxides, etc.

Пример 182. Example 182

Ракетное топливо, содержащее пероксид водорода и соединения металла, например соединение трикарбонилциклопентадиенилмарганца, и при необходимости диметилкарбонат. A propellant containing hydrogen peroxide and a metal compound, for example a tricarbonylcyclopentadienyl manganese compound, and optionally dimethyl carbonate.

Пример 183. Example 183

Ракетное топливо, содержащее пероксид водорода, окислитель, соединение металла и при необходимости диметилкарбонат. Propellant containing hydrogen peroxide, an oxidizing agent, a metal compound and, if necessary, dimethyl carbonate.

Пример 184. Example 184

Ракетное топливо из примера 183, в котором соединение металла выбрано из группы, включающей трикарбонилциклопентадиенилмарганец, технеций, рений, алюминий, бериллий или соединения бора, включая пентаборан, декаборан, боразол, борогидрид алюминия, триметилалюминий, борогидрид бериллия, диметилбериллий, борогидрид лития, их гомологи и смеси. The rocket fuel from example 183, in which the metal compound is selected from the group consisting of tricarbonylcyclopentadienyl manganese, technetium, rhenium, aluminum, beryllium or boron compounds, including pentaborane, decaboran, borazole, aluminum borohydride, trimethylaluminum, beryllium borohydride, boromethyl lithium dimethyl boride, and mixtures.

Пример 185. Example 185

Пример 183, в котором окислитель выбран из группы, включающей сжиженный кислород, азотную кислоту, смесь азотной кислоты и серной кислоты, фтор, тетраоксид азота, пероксид водорода, перхлорат калия, перхлорилфторид, пентафторид брома, трифторид хлора, ON 7030, озон, дифторид кислорода, RFNA, WNFA, тетранитрометан и их смеси. Example 183, wherein the oxidizing agent is selected from the group consisting of liquefied oxygen, nitric acid, a mixture of nitric acid and sulfuric acid, fluorine, nitrogen tetroxide, hydrogen peroxide, potassium perchlorate, perchloryl fluoride, bromine pentafluoride, chlorine trifluoride, ON 7030, ozone, oxygen difluoride , RFNA, WNFA, tetranitromethane and mixtures thereof.

Пример 186. Example 186.

Ракетное топливо, содержащее диметилкарбонат, гидразин и соединения трикарбонилциклопентадиениламарганца. Propellant containing dimethyl carbonate, hydrazine and tricarbonyl cyclopentadienyl manganese compounds.

Пример 187. Example 187

Ракетное топливо, содержащее диметилкарбонат и окислитель, выбранный из группы, включающей азотную или серную кислоты, при содержании или отсутствии соединений металла. Rocket fuel containing dimethyl carbonate and an oxidizing agent selected from the group comprising nitric or sulfuric acid, with or without metal compounds.

Пример 188. Example 188

Ракетное топливо, содержащее диметилкарбонат, гидразин или замещенный гидразин, и/или пероксид водорода, и/или соединения металла. Missile fuel containing dimethyl carbonate, hydrazine or substituted hydrazine and / or hydrogen peroxide and / or metal compounds.

Пример 189. Example 189

Ракетное топливо, содержащее диметилкарбонат, гидразин и керосин и при необходимости соединения металла. Rocket fuel containing dimethyl carbonate, hydrazine and kerosene and, if necessary, metal compounds.

Пример 190. Example 190

Ракетное топливо, содержащее диметилкарбонат, водород, соединения металла и при необходимости окислитель. Missile fuel containing dimethyl carbonate, hydrogen, metal compounds and, if necessary, an oxidizing agent.

Пример 191. Example 191

Ракетное топливо, содержащее диметилкарбонат, салициловый альдегид и соединения металла. Rocket fuel containing dimethyl carbonate, salicylic aldehyde and metal compounds.

Пример 192. Example 192.

Ракетное топливо для воздушных систем, включающее диметикарбонат, соединения металла и при необходимости базовый компонент ракетного топлива и при необходимости окислитель. Rocket fuel for air systems, including dimethicarbonate, metal compounds and, if necessary, the basic component of rocket fuel and, if necessary, an oxidizing agent.

Пример 193. Example 193

Пример 192, в котором неограничивающие примеры ракетного базового компонента топлива включают водород, гидразин и керосин. Example 192, in which non-limiting examples of a rocket fuel base component include hydrogen, hydrazine, and kerosene.

Пример 194. Example 194

Ракетное топливо, включающее пероксид водорода, трикарбонилциклопентадиенилмарганец и компонент ракетного топлива, выбранный из группы, включающей диметилкарбонат, ацетилен, борогидрид алюминия, аммиак, анилин, бензол, бутилмеркаптан, диборан, диэтилентриамин, этан, этанол, этиламин, этилен, этилендиамин, этиленоксид, этилнитрат, фурфуриловый спирт, бензин, гептен, гидразин (включая замещенные гидразины), водород, изопропиловый спирт, литий, гидрид лития, метан, метилаль, метанол, метиламин, нитрометан, нитропропан, н-октан, пропан, н-пропилнитрат, о-толуидин, триэтиламин, триметилтритиофосфит, терпентин, несимметричный диметилгидразин, 2,3-ксилиден, борогидрид лития, монометилгидразин, пентаборан и их смеси и улучшающее тяговую силу количество соединений циклического трикарбонила марганца. Rocket fuel, including hydrogen peroxide, tricarbonylcyclopentadienyl manganese and a rocket fuel component selected from the group consisting of dimethyl carbonate, acetylene, aluminum borohydride, ammonia, aniline, benzene, butyl mercaptan, diborane, diethylene triamine, ethane, ethanol, ethylene amine, ethylene, ethylene, ethylene, ethylene, ethylene, ethylene, ethylene, ethylene, ethylene, ethylene , furfuryl alcohol, gasoline, heptene, hydrazine (including substituted hydrazines), hydrogen, isopropyl alcohol, lithium, lithium hydride, methane, methylal, methanol, methylamine, nitromethane, nitropropane, n-octane, propane, n-propi nitrate, o-toluidine, triethylamine, trimetiltritiofosfit, turpentine, unsymmetrical dimethyl hydrazine, 2,3-xylidene, lithium borohydride, monomethyl, pentaborane, and mixtures thereof and improves traction force quantity cyclic manganese tricarbonyl compounds.

Для специалиста понятно, что возможны различные варианты и модификации настоящего изобретения без отступления от духа и сущности настоящего изобретения. It will be appreciated by those skilled in the art that various variations and modifications of the present invention are possible without departing from the spirit and spirit of the present invention.

ЛИТЕРАТУРА
1. Патент США 2818417.
LITERATURE
1. US patent 2818417.

2. Патент США 2839552. 2. US patent 2839552.

3. Патент США 3127351. 3. US patent 3127351.

4. Патент США 3927992. 4. US patent 3927992.

5. Патент США 4240802. 5. US patent 4240802.

6. Патент США 4207078. 6. US patent 4207078.

7. Патент США 4240801. 7. U.S. Patent 4,240,801.

8. Патент США 3585012. 8. US patent 3585012.

9. Патент США 3442631. 9. US patent 3442631.

10. Патент США 3718444. 10. U.S. Patent 3,718,444.

11. Патент США 4240802. 11. U.S. Patent 4,240,802.

12. Европейский патент ЕР 0235280. 12. European patent EP 0235280.

13. Патент США 3556846. 13. US patent 3556846.

14. Патент США 3442631. 14. U.S. Patent 3,442,631.

15. Патент США 3526545. 15. US patent 3526545.

16. Патент США 3506488. 16. U.S. Patent 3506488.

17. Williamson, Gandhi, Weaver, "Effects of Fuel Additive MMT on Contaminatant Retention and Catalyst Performance", SAE Paper 821193, 1982. 17. Williamson, Gandhi, Weaver, "Effects of Fuel Additive MMT on Contaminatant Retention and Catalyst Performance", SAE Paper 821193, 1982.

18. Патент США Re. 29488. 18. US Patent Re. 29488.

19. Патент США 3950145. 19. US patent 3950145.

20. Патент США 3948618. 20. U.S. Patent 3,948,618.

21. Патент США 4028065. 21. US patent 4028065.

22. Патент США 4052171. 22. U.S. Patent 4,052,171.

23. Патент США 4141693. 23. U.S. Patent 4,141,693.

24. Патент США 4191536. 24. U.S. Patent 4,191,536.

25. Патент США 4317657. 25. US patent 4317657.

26. Патент США 4175927. 26. US patent 4175927.

27. Патент США 4082517. 27. US patent 4082517.

28. Патент США 3958955. 28. US patent 3958955.

29. Патент США 3926581. 29. US patent 3926581.

30. Патент США 3926580. 30. US patent 3926580.

31. Environmental Protection Agency RE Denial of Applications for MMT Waiver, Federal Register, v.43, No.181, September 18, 1978. 31. Environmental Protection Agency RE Denial of Applications for MMT Waiver, Federal Register, v. 43, No.181, September 18, 1978.

32. Ethyl Corporation, Denial of Application for Fuel Waiver; Summary of Decision, Federal Register, v.46, No.230, Dec.1, 1981. 32. Ethyl Corporation, Denial of Application for Fuel Waiver; Summary of Decision, Federal Register, v. 46, No.230, Dec. 1, 1981.

33. Hurley, Hansen, Guttridge, Gandhi, Hammerle и Matso, "The effect on Emissions and Emission Component Durability by the Fuel Additive Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl (MMT)", SAE Paper 912437, 1991. 33. Hurley, Hansen, Guttridge, Gandhi, Hammerle and Matso, "The effect on Emissions and Emission Component Durability by the Fuel Additive Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl (MMT)", SAE Paper 912437, 1991.

34. Hurley et al., "Characterization of Automotive Catalysts Exposed to the Fuel Additive MMT", SAE Paper 890582, 1989. 34. Hurley et al., "Characterization of Automotive Catalysts Exposed to the Fuel Additive MMT", SAE Paper 890582, 1989.

35. Hubbard et al., "Effect of MMT on the OBD-II Catalyst Monitor", SAE Paper 932855, 1993. 35. Hubbard et al., "Effect of MMT on the OBD-II Catalyst Monitor", SAE Paper 932855, 1993.

36. Патент США 2331386. 36. US Patent 2,331,386.

37. Патент США 4891049. 37. US patent 4891049.

38. Патент США 4904279. 38. US patent 4904279.

39. Патент США 5004480. 39. US patent 5004480.

40. Патент США 4600408. 40. US Patent 4,600,408.

41. Заявка на Европейский патент 91306278.2. 41. Application for European patent 91306278.2.

42. Патент США 3353938. 42. US patent 3353938.

43. Патент США 3718444. 43. US patent 3718444.

44. Патент США 4139349. 44. US patent 4139349.

45. Патент США 2818416. 45. US patent 2818416.

46. Патент США 3127351. 46. US Patent 3,127,351.

47. Патент США 2818417. 47. US patent 2818417.

48. Патент США 2839552. 48. US patent 2839552.

49. Патент США 2680. 49. US Patent 2,680.

50. Патент США 2804468. 50. US patent 2804468.

51. Патент США 3341311. 51. US patent 3341311.

52. Патент США 3272606. 52. US patent 3272606.

53. Патент США 3718444. 53. US patent 3718444.

54. Канадский патент 1073207. 54. Canadian patent 1073207.

55. Патент США 2818416. 55. US patent 2818416.

56. Патент США 4262145. 56. US patent 4262145.

57. Патент США 4175210. 57. US patent 4175210.

58. Патент США 4252541. 58. US patent 4252541.

59. Патент США 4270929. 59. US Patent 4,270,929.

60. Патент США 3482952. 60. US patent 3482952.

61. Патент США 2384866. 61. US patent 2384866.

62. Патент США 1488605. 62. US Patent 1,488,605.

63. Патент США 4256465. 63. US patent 4256465.

64. Патент США 4267393. 64. US Patent 4,267,393.

65. Патент США 4330679. 65. US patent 4330679.

66. Патент США 4299999. 66. U.S. Patent 4,299,999.

67. Патент США 4302998. 67. US patent 4302998.

68. Патент США 4310710. 68. US patent 4310710.

69. Патент США 4324924. 69. US patent 4324924.

70. Патент США 4329516. 70. US patent 4329516.

71. Патент США 4336407. 71. US Patent 4,336,407.

72. Патент США 4320233. 72. US patent 4320233.

73. Патент США 2874033. 73. US patent 2874033.

74. Патент США 3912463. 74. US patent 3912463.

75. Патент США 4297172. 75. US Patent 4,297,172.

76. Патент США 4334890. 76. US patent 4334890.

77. Европейский патент ЕР 0235280. 77. European patent EP 0235280.

Claims (144)

1. Топливная композиция, содержащая I) улучшающее горение количество по меньшей мере одного не являющегося свинцом элемента, выбранного из группы, состоящей из элементов групп 1А, 2А, 3А, 1В, 2В, 3В, 4В, 5В, 6В, 7В, 8 Периодической системы элементов, а также выбранного из группы, содержащей бром, иод, висмут, германий, фосфор, кремний, фтор, хлор, серу, азот и олово и их смеси, или производного соединения, содержащего указанный не являющийся свинцом элемент, причем указанные элемент и производное соединение являются горючими и имеют теплоту сгорания не менее 4000 ккал/кг, и II) улучшающее горение количество по меньшей мере одного соединения улучшающей горение структуры (УГС), имеющего латентную теплоту испарения не менее 21 кДж/моль при его температуре кипения и скорость горения, измеренную по ламинарному пламени горелки Бунзена, не менее 40 см/сек. 1. A fuel composition comprising I) a combustion-improving amount of at least one non-lead element selected from the group consisting of elements of groups 1A, 2A, 3A, 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 8 Periodic a system of elements, as well as selected from the group consisting of bromine, iodine, bismuth, germanium, phosphorus, silicon, fluorine, chlorine, sulfur, nitrogen and tin, and mixtures thereof, or a derivative of the compound containing said non-lead element, said element and derivative compounds are combustible and have a calorific value not less than 4000 kcal / kg, and II) a combustion-improving amount of at least one flame-retardant structure (GHS) compound having a latent heat of vaporization of at least 21 kJ / mol at its boiling point and a combustion rate measured from the laminar flame of a Bunsen burner less than 40 cm / sec. 2. Топливная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет при сгорании светящуюся реакционную зону, образованную указанным не являющимся свинцом элементом или его соединением. 2. The fuel composition according to claim 1, characterized in that it has a luminous reaction zone formed by the specified non-lead element or its compound during combustion. 3. Топливная композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что образующаяся при сгорании светящаяся реакционная зона располагается у поверхности указанного не являющегося свинцом элемента или его производного соединения. 3. The fuel composition according to claim 1 or 2, characterized in that the luminous reaction zone formed during combustion is located at the surface of said non-lead element or its derivative. 4. Топливная композиция по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что при ее сгорании образуются частицы оксидов указанного не являющегося свинцом элемента с размерами на субмикронном уровне. 4. The fuel composition according to any one of claims 1 to 3, characterized in that when it is burned, oxide particles of the indicated non-lead element are formed with dimensions at the submicron level. 5. Топливная композиция по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что она состоит из капель, полученных путем инжектирования или испарения и имеющих размеры до 70 мкм. 5. The fuel composition according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it consists of droplets obtained by injection or evaporation and having sizes up to 70 microns. 6. Топливная композиция по п.5, отличающаяся тем, что средний размер капель не превышает 60 мкм. 6. The fuel composition according to claim 5, characterized in that the average droplet size does not exceed 60 microns. 7. Топливная композиция по п.5 или 6, отличающаяся тем, что средний размер капель находится в интервале 30-50 мкм. 7. The fuel composition according to claim 5 or 6, characterized in that the average droplet size is in the range of 30-50 microns. 8. Топливная композиция по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что указанная латентная теплота испарения составляет не менее 22 кДж/моль. 8. The fuel composition according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said latent heat of vaporization is at least 22 kJ / mol. 9. Топливная композиция по п. 8, отличающаяся тем, что указанная латентная теплота испарения составляет не менее 24 кДж/моль. 9. The fuel composition according to p. 8, characterized in that the latent heat of vaporization is at least 24 kJ / mol. 10. Топливная композиция по п.9, отличающаяся тем, что указанная латентная теплота испарения составляет не менее 26 кДж/моль. 10. The fuel composition according to claim 9, characterized in that the latent heat of vaporization is at least 26 kJ / mol. 11. Топливная композиция по п.10, отличающаяся тем, что указанная латентная теплота испарения составляет не менее 28 кДж/моль. 11. The fuel composition according to claim 10, characterized in that the latent heat of vaporization is at least 28 kJ / mol. 12. Топливная композиция по п.11, отличающаяся тем, что указанная латентная теплота испарения составляет не менее 30 кДж/моль. 12. The fuel composition according to claim 11, characterized in that the latent heat of vaporization is at least 30 kJ / mol. 13. Топливная композиция по п.12, отличающаяся тем, что указанная латентная теплота испарения составляет не менее 32 кДж/моль. 13. The fuel composition according to p. 12, characterized in that the latent heat of vaporization is at least 32 kJ / mol. 14. Топливная композиция по п.13, отличающаяся тем, что указанная латентная теплота испарения составляет не менее 34 кДж/моль. 14. The fuel composition according to item 13, wherein the latent heat of vaporization is at least 34 kJ / mol. 15. Топливная композиция по пп.1-14, отличающаяся тем, что соединение УГС выбрано из группы, состоящей из С16 спиртов, альдегидов, аминов, сложных эфиров угольной кислоты, карбоновых кислот, карбонатов, дикарбонатов, сложных эфиров, сложных диэфиров, простых эфиров, простых диэфиров, гликолей, простых эфиров гликолей, кетонов, нитратов, динитратов, пероксидов, гидропероксидов, фенолов и их смеси.15. The fuel composition according to claims 1-14, characterized in that the HCS compound is selected from the group consisting of C 1 -C 6 alcohols, aldehydes, amines, carbonic acid esters, carboxylic acids, carbonates, dicarbonates, esters, esters diesters, ethers, diesters, glycols, ethers of glycols, ketones, nitrates, dinitrates, peroxides, hydroperoxides, phenols and mixtures thereof. 16. Топливная композиция по п.15, отличающаяся тем, что соединение УГС выбрано из С311 диалкилкарбонатов, простых эфиров с двойными или кратными связями, гликолей, простых эфиров гликолей, пероксидов, гидропероксидов и их смесей.16. The fuel composition according to p. 15, characterized in that the UGS compound is selected from C 3 -C 11 dialkyl carbonates, ethers with double or multiple bonds, glycols, ethers of glycols, peroxides, hydroperoxides and mixtures thereof. 17. Топливная композиция по п.15, отличающаяся тем, что соединение УГС выбрано из группы, включающей диметиловый эфир, метилэтиловый эфир, диэтиловый эфир, этилпропиловый эфир, метил-н-пропиловый эфир, этилизопропиловый эфир, метил-изопропиловый эфир, этил-н-пропиловый эфир, дипропиловый эфир, пропил-изопропиловый эфир, диизопропиловый эфир, этил-трет бутиловый эфир, этил-втор бутиловый эфир, метил-н-бутиловый эфир, метил-изобутиловый эфир, метил-трет бутиловый эфир, метил-втор бутиловый эфир, метил-амиловый эфир, метил-втор амиловый эфир, метил-трет амиловый эфир, этил-трет амиловый эфир, метил-изоамиловый эфир, метилен-диметиловый эфир, метилен-диэтиловый эфир, метилен-дипропиловый эфир, метилен-дибутиловый эфир, метилен-диизопропиловый эфир, диметиловый эфир диэтиленгликоля, диэтиловый эфир диэтиленгликоля, диметиловый эфир этиленгликоля, монометиловый эфир этиленгликоля, дипропиловый эфир диэтиленгликоля, дибутиловый эфир диэтиленгликоля, моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, монобутиловый эфир диэтиленгликоля, монометиловый эфир диэтиленгликоля, монометиловый эфир 1-этиленгликоля, моноэтиловый эфир этиленгликоля, метанол, этанол, пропанол, изопропанол, трет-бутанол, диметилкарбонат, диэтилкарбонат, перекись водорода, трет-бутилкумилпероксид, ди-трет-бутилпероксид, алкилпероксиды, алкилгидропероксиды, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси)гексан, трет-бутилгидропероксид, ди(трет-амил)пероксид, трет-амилгидропероксид и их смеси. 17. The fuel composition according to p. 15, characterized in that the UGS compound is selected from the group consisting of dimethyl ether, methyl ethyl ether, diethyl ether, ethyl propyl ether, methyl n-propyl ether, ethyl isopropyl ether, methyl isopropyl ether, ethyl n -propyl ether, dipropyl ether, propyl-isopropyl ether, diisopropyl ether, ethyl tert butyl ether, ethyl sec-butyl ether, methyl n-butyl ether, methyl isobutyl ether, methyl tert butyl ether, methyl sec-butyl ether , methyl amyl ether, methyl sec-amyl ether, meth l-tert amyl ether, ethyl tert amyl ether, methyl isoamyl ether, methylene dimethyl ether, methylene diethyl ether, methylene dipropyl ether, methylene dibutyl ether, methylene diisopropyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, 1-monomethyl ether glycol, ethylene glycol monoethyl ether, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, tert-butanol, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, hydrogen peroxide, tert-butyl cumyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, alkyl peroxides, alkyl 2,5-dimers (tert-butylperoxy) hexane, tert-butyl hydroperoxide, di (tert-amyl) peroxide, tert-amyl hydroperoxide and mixtures thereof. 18. Топливная композиция по любому из пп.1-14, отличающаяся тем, что соединение УГС представляет собой тетранитрометан, нитрометан, нитроэтан или нитропропан. 18. The fuel composition according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the UGS compound is tetranitromethane, nitromethane, nitroethane or nitropropane. 19. Топливная композиция по любому из пп.1-14, отличающаяся тем, что соединение УГС представляет собой метангидрат, окись азота, закись азота, двуокись азота или озон. 19. The fuel composition according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the UGS compound is methane hydrate, nitric oxide, nitrous oxide, nitrogen dioxide or ozone. 20. Топливная композиция по п.17, отличающаяся тем, что соединение УГС выбрано из группы, состоящей из метилендиметилового эфира, метилендиэтилового эфира, метилендипропилового эфира, метилендибутилового эфира, метилендиизопропилового эфира, метангидрата, диметилкарбоната, диэтилкарбоната, дипропилкарбоната, диизопропилкарбоната и их смесей. 20. The fuel composition according to claim 17, wherein the HCS compound is selected from the group consisting of methylene dimethyl ether, methylene diethyl ether, methylene dipropyl ether, methylene diisopropyl ether, methane hydrate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl isopropyl carbonate, and dipropyl isopropyl carbonate. 21. Топливная композиция по п.20, отличающаяся тем, что указанное соединение УГС представляет собой диметилкарбонат (ДМК). 21. The fuel composition according to claim 20, characterized in that said UGS compound is dimethyl carbonate (DMC). 22. Топливная композиция по п.16, отличающаяся тем, что соединение УГС выбрано из группы, включающей С320 гликоли, простые эфиры гликолей и их смеси.22. The fuel composition according to clause 16, wherein the UGS compound is selected from the group consisting of C 3 -C 20 glycols, glycol ethers and mixtures thereof. 23. Топливная композиция по пп.15-22, отличающаяся тем, что соединение УГС содержит по меньшей мере один карбоэтокси, карбометокси, карбонил, карбонилдиокси, карбокси, этоксалил, глиоксилил, метокси, метилендиокси, гликолил или гидроксил-радикал. 23. The fuel composition according to claims 15-22, characterized in that the HCS compound contains at least one carboethoxy, carbomethoxy, carbonyl, carbonyloxy, carboxy, ethoxalyl, glyoxyl, methoxy, methylenedioxy, glycol or hydroxyl radical. 24. Топливная композиция по любому из пп.15-22, отличающаяся тем, что соединение УГС имеет один или более радикалов, выбранных из группы, включающей ОО, СО, F, F2, F3, N, B, Be, BO, B2, BF, AI, AIO, CH3, NH3, CH, C2H2, C2H5, Li, ONH, NH, NH2, OCH3, OC2H5, OCH, OCH2, OH, CI, OCOO, COOH, C2H5OOC, CH3CO, OCH2O, OCHCO, CONH2 и их сочетания.24. The fuel composition according to any one of paragraphs.15-22, characterized in that the UGS compound has one or more radicals selected from the group consisting of OO, CO, F, F 2 , F 3 , N, B, Be, BO, B 2 , BF, AI, AIO, CH 3 , NH 3 , CH, C 2 H 2 , C 2 H 5 , Li, ONH, NH, NH 2 , OCH 3 , OC 2 H 5 , OCH, OCH 2 , OH , CI, OCOO, COOH, C 2 H 5 OOC, CH 3 CO, OCH 2 O, OCHCO, CONH 2, and combinations thereof. 25. Топливная композиция по любому из пп.1-24, отличающаяся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере одно базовое углеводородное топливо. 25. The fuel composition according to any one of claims 1 to 24, characterized in that it further comprises at least one base hydrocarbon fuel. 26. Топливная композиция по п.25, отличающаяся тем, что базовое топливо выбрано из группы, включающей заменитель жидкого топлива, нефтяной газ, сжиженный нефтяной газ, сжиженную смесь нефтяного газа и пропана, сжиженную смесь нефтяного газа и бутана, природный газ, сжиженный природный газ, метан, этан, пропан, н-бутан, смеси пропан-бутан, топливо на основе метанола, топливный этанол, топливные биомассы, топливо из растительного масла, авиационный бензин, обычный автомобильный бензин, реформированный бензин, бензин с низким давлением паров, бензин с низким содержанием серы, керосин, топливо с широким интервалом температуры кипения, топливо для газовых турбин, авиационные топлива для турбореактивных двигателей, военный авиационный бензин, ракетное топливо, твердые и жидкие ракетные топлива, однокомпонентное ракетное топливо, многокомпонентное ракетное топливо, самовоспламеняющееся ракетное топливо, топливо для газотурбинных двигателей, топливо для двигателей с послойной загрузкой, дизельное топливо, включая сорта с низким содержанием серы, реформированное дизельное топливо, мазут, тяжелое дизельное топливо для судовых двигателей или локомотивов, дистиллятное топливо, остаточное топливо, рецикловое топливо, легкое рецикловое топливо, легкий рецикловый газойль, тяжелое рецикловое топливо, тяжелый рецикловый газойль, топливо коммунально-бытового назначения, вакуумное масло, форсуночное топливо, печное топливо, каменноугольная жидкость, средний дистиллят каменноугольного топлива, сопутствующая каменноугольная жидкость, порошкообразный уголь, топливо из битуминозных песков, сланцевое топливо, а также их смеси. 26. The fuel composition according A.25, characterized in that the base fuel is selected from the group comprising a liquid fuel substitute, petroleum gas, liquefied petroleum gas, a liquefied mixture of petroleum gas and propane, a liquefied mixture of petroleum gas and butane, natural gas, liquefied natural gas, methane, ethane, propane, n-butane, propane-butane mixtures, methanol-based fuel, ethanol fuel, biomass fuel, vegetable oil fuel, aviation gasoline, ordinary motor gasoline, reformed gasoline, low-pressure gasoline, benzine low sulfur content, kerosene, fuel with a wide boiling range, fuel for gas turbines, aviation fuels for turbojet engines, military aviation gasoline, rocket fuel, solid and liquid rocket fuels, single-component rocket fuel, multi-component rocket fuel, self-igniting rocket fuel , fuel for gas turbine engines, fuel for layered engines, diesel, including low sulfur grades, reformed diesel, fuel oil, heavy diesel fuel for marine engines or locomotives, distillate fuel, residual fuel, recycle fuel, light recycle fuel, light recycle gas oil, heavy recycle fuel, heavy recycle gas oil, utility fuel, vacuum oil, nozzle fuel, heating oil , coal liquid, middle distillate of coal fuel, associated coal liquid, powdered coal, fuel from tar sands, shale fuel, and also their sm si. 27. Топливная композиция по любому из пп.1-24, отличающаяся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере одно базовое топливо, выбранное из группы, включающей водород, гидразин и ацетиленид аммиака, а также их смеси. 27. The fuel composition according to any one of claims 1 to 24, characterized in that it further comprises at least one base fuel selected from the group consisting of hydrogen, hydrazine and ammonia acetylenide, as well as mixtures thereof. 28. Топливная композиция по п.25 или 26, отличающаяся тем, что она имеет содержание ароматики не более 35 об.%. 28. The fuel composition according A.25 or 26, characterized in that it has an aromatic content of not more than 35 vol.%. 29. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она включает дизельное топливо, мазут, газотурбинное топливо, турбореактивное топливо, авиационный бензин или автомобильный бензин и имеет содержание ароматики не более 35%. 29. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it includes diesel fuel, fuel oil, gas turbine fuel, turbojet fuel, aviation gasoline or motor gasoline and has an aromatic content of not more than 35%. 30. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она включает дизельное топливо, автомобильный бензин, авиационный бензин, газотурбинное топливо, мазут или авиационное турбинное топливо и имеет содержание ароматики не выше 20 об.%. 30. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it includes diesel fuel, gasoline, aviation gasoline, gas turbine fuel, fuel oil or aviation turbine fuel and has an aromatic content of not more than 20 vol.%. 31. Топливная композиция по п.30, отличающаяся тем, что она имеет содержание ароматики не выше 10 об.%. 31. The fuel composition according to p. 30, characterized in that it has an aromatic content of not higher than 10 vol.%. 32. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит дизельное топливо, мазут, авиационное турбореактивное топливо или турбинное жидкое топливо и имеет температуру вспышки не менее 38oС.32. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains diesel fuel, fuel oil, aviation turbojet fuel or turbine liquid fuel and has a flash point of at least 38 o C. 33. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит дизельное топливо, мазут или турбореактивное топливо и имеет латентную теплоту испарения, повышенную по сравнению с базовым топливом на 5,0% или более. 33. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains diesel fuel, fuel oil or turbojet fuel and has a latent heat of vaporization, increased compared with the base fuel by 5.0% or more. 34. Топливная композиция по п.25, отличающаяся тем, что она содержит углеводородное базовое топливо и имеет содержание серы не более 0,5 мас.%. 34. The fuel composition according A.25, characterized in that it contains a hydrocarbon base fuel and has a sulfur content of not more than 0.5 wt.%. 35. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит дизельное топливо, автомобильный бензин, авиационный бензин, турбореактивное топливо или турбинное жидкое топливо и имеет содержание серы не более 0,5 мас.%. 35. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains diesel fuel, gasoline, aviation gasoline, turbojet fuel or turbine liquid fuel and has a sulfur content of not more than 0.5 wt.%. 36. Топливная композиция по п. 35, содержащая дизельное топливо или бензин и имеющая содержание серы не более 0,003 мас.%. 36. The fuel composition according to p. 35, containing diesel fuel or gasoline and having a sulfur content of not more than 0.003 wt.%. 37. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она включает дизельное топливо, мазут, газотурбинное топливо или турбореактивное топливо и имеет анилиновую точку менее 63oС.37. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it includes diesel fuel, fuel oil, gas turbine fuel or turbojet fuel and has an aniline point of less than 63 o C. 38. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит топливо, выбранное из дизельного или газотурбинного топлива или мазута с температурой фракционной перегонки Т-90 не более 338oС, турбореактивного топлива с температурой фракционной перегонки Т-90 не более 245oС или с конечной температурой перегонки не более 300oС, авиационного бензина с температурой фракционной перегонки Т-90 не более 135oС или с конечной температурой перегонки не более 170oС или автомобильного бензина с температурой фракционной перегонки Т-90 не более 166oС.38. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains a fuel selected from diesel or gas turbine fuel or fuel oil with a temperature of fractional distillation T-90 not more than 338 o C, turbojet fuel with a temperature of fractional distillation T-90 not more than 245 o C or with a final distillation temperature of not more than 300 o C, aviation gasoline with a temperature of fractional distillation T-90 no more than 135 o C or with a final temperature of distillation no more than 170 o C or automobile gasoline with a temperature of fractional distillation T-90 no more than 166 o C. 39. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит 0,01-53,0 мас.% кислорода и базовое дизельное топливо. 39. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains 0.01-53.0 wt.% Oxygen and basic diesel fuel. 40. Топливная композиция по п.39, которая содержит дизельное топливо и отличается тем, что имеет цетановое число по меньшей мере 40. 40. The fuel composition according to § 39, which contains diesel fuel and is characterized in that it has a cetane number of at least 40. 41. Топливная композиция по п.39 или 40, отличающаяся тем, что она имеет кинематическую вязкость не более 4,1 мм2/с при 40oС.41. The fuel composition according to § 39 or 40, characterized in that it has a kinematic viscosity of not more than 4.1 mm 2 / s at 40 o C. 42. Топливная композиция по любому из пп.39-41, отличающаяся тем, что она имеет максимальное содержание золы 0,01 мас.%. 42. The fuel composition according to any one of paragraphs 39-41, characterized in that it has a maximum ash content of 0.01 wt.%. 43. Топливная композиция по любому из пп.39-42, отличающаяся тем, что она имеет температуру вспышки не менее 52oС.43. The fuel composition according to any one of paragraphs 39-42, characterized in that it has a flash point of at least 52 o C. 44. Топливная композиция по любому из пп.39-43, отличающаяся тем, что она имеет плотность в градусах API от 32 до 37. 44. The fuel composition according to any one of paragraphs 39-43, characterized in that it has a density in degrees API from 32 to 37. 45. Топливная композиция по п.39 или 40, отличающаяся тем, что она имеет температуру Т-90 не более 288oС и цетановое число по меньшей мере 40 или содержание ароматики не более 35%.45. The fuel composition according to claim 39 or 40, characterized in that it has a T-90 temperature of not more than 288 ° C. and a cetane number of at least 40 or an aromatic content of not more than 35%. 46. Топливная композиция по п.45, отличающаяся тем, что она имеет кинематическую вязкость не более 2,4 мм2/с при 40oС.46. The fuel composition according to item 45, characterized in that it has a kinematic viscosity of not more than 2.4 mm 2 / s at 40 o C. 47. Топливная композиция по п.45 или 46, отличающаяся тем, что она имеет содержание золы не более 0,01 мас.%. 47. The fuel composition according to item 45 or 46, characterized in that it has an ash content of not more than 0.01 wt.%. 48. Топливная композиция по любому из пп.45-47, отличающаяся тем, что она имеет температуру вспышки не менее 38oС.48. The fuel composition according to any one of paragraphs.45-47, characterized in that it has a flash point of at least 38 o C. 49. Топливная композиция по любому из пп.45-48, отличающаяся тем, что она имеет плотность в градусах API от 40 до 44. 49. The fuel composition according to any one of paragraphs.45-48, characterized in that it has a density in degrees API from 40 to 44. 50. Топливная композиция по п.39 или 40, отличающаяся тем, что она имеет по меньшей мере одну из следующих характеристик: цетановое число по меньшей мере 30, кинематическую вязкость не более 24,0 мм2/с при 40oС, содержание золы не более 0,10 мас.% или температуру вспышки не менее 55oС.50. The fuel composition according to § 39 or 40, characterized in that it has at least one of the following characteristics: cetane number of at least 30, kinematic viscosity of not more than 24.0 mm 2 / s at 40 o C, ash content not more than 0.10 wt.% or flash point not less than 55 o C. 51. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит дизельное топливо и имеет цетановое число от 48 до 54, температуру Т-90 от 238 до 271oС, содержание серы 0,08-0,12 мас.% и плотность в градусах API от 40 до 44.51. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains diesel fuel and has a cetane number from 48 to 54, a temperature of T-90 from 238 to 271 o With the sulfur content of 0.08-0.12 wt.% And density in degrees API from 40 to 44. 52. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит дизельное топливо и имеет цетановое число не менее 52, содержание серы менее 100 млн. ч., бромное число 0,10, при этом в качестве соединения УГС используется кислородсодержащее соединение в количестве, обеспечивающем содержание кислорода в композиции 0,5-4,0 мас.%. 52. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains diesel fuel and has a cetane number of at least 52, a sulfur content of less than 100 million hours, a bromine number of 0.10, while an oxygen-containing compound is used as a UGS compound the amount providing the oxygen content in the composition of 0.5-4.0 wt.%. 53. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит базовое дизельное топливо и имеет цетановое число не менее 62, содержание в топливе серы менее 0,01 мас.%, содержание олефинов не более 41 мас.%, температуру Т-90 268oС, бромное число 0,10 и анилиновую точку менее 63oС.53. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains a base diesel fuel and has a cetane number of at least 62, the sulfur content in the fuel is less than 0.01 wt.%, The olefin content is not more than 41 wt.%, The temperature T- 90 268 o C, bromine number 0.10 and aniline point less than 63 o C. 54. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит тяжелое дизельное топливо, топливо для судовых двигателей или локомотивов и имеет вязкость 10-500 сСт при 50oС.54. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains heavy diesel fuel, fuel for marine engines or locomotives and has a viscosity of 10-500 cSt at 50 o C. 55. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит дизельное топливо и дополнительно содержит промотор зажигания, представляющий собой алкилнитрат. 55. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains diesel fuel and further comprises an ignition promoter, which is an alkyl nitrate. 56. Топливная композиция по п. 55, отличающаяся тем, что алкилнитрат представляет собой этилгексилнитрат или изопропилнитрат. 56. The fuel composition according to p. 55, wherein the alkyl nitrate is ethyl hexyl nitrate or isopropyl nitrate. 57. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит дизельное топливо и имеет цетановое число не менее 42, предпочтительно не менее 50, более предпочтительно не менее 52. 57. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains diesel fuel and has a cetane number of at least 42, preferably at least 50, more preferably at least 52. 58. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит дизельное топливо и имеет цетановое число не менее 52, а содержание серы не более 350 млн.ч. 58. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains diesel fuel and has a cetane number of not less than 52, and a sulfur content of not more than 350 million hours 59. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит дизельное топливо и имеет температуру перегонки Т-90 не более 315oС и не менее 282oС.59. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains diesel fuel and has a distillation temperature T-90 of not more than 315 o C and not less than 282 o C. 60. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит 0,01-53,0 мас.% кислорода и мазут. 60. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains 0.01-53.0 wt.% Oxygen and fuel oil. 61. Топливная композиция по п.60, отличающаяся тем, что она имеет кинематическую вязкость не более 24,0 мм2/с при 40oС и не более 50,0 мм2/с при 100oС.61. The fuel composition according to p. 60, characterized in that it has a kinematic viscosity of not more than 24.0 mm 2 / s at 40 o C and not more than 50.0 mm 2 / s at 100 o C. 62. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит 0,01-53,0 мас.% кислорода, турбинное топливо и дает при сгорании температуру газа на входе в турбину, не превышающую 650oС.62. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains 0.01-53.0 wt.% Oxygen, turbine fuel and gives during combustion the temperature of the gas at the entrance to the turbine, not exceeding 650 o C. 63. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит 0,01-53,0 мас.% кислорода и авиационное турбинное топливо. 63. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains 0.01-53.0 wt.% Oxygen and aviation turbine fuel. 64. Топливная композиция по п.63, отличающаяся тем, что она имеет содержание ароматики не более 22 об.%. 64. The fuel composition according to p, characterized in that it has an aromatic content of not more than 22 vol.%. 65. Топливная композиция по п.63 или 64, отличающаяся тем, что она имеет содержание серы в виде меркаптанов не более 0,003 мас.%. 65. The fuel composition according to p. 63 or 64, characterized in that it has a sulfur content in the form of mercaptans not more than 0.003 wt.%. 66. Топливная композиция по любому из пп.63-65, отличающаяся тем, что она имеет общее содержание серы не более 0,3 мас.%. 66. The fuel composition according to any one of paragraphs 63-65, characterized in that it has a total sulfur content of not more than 0.3 wt.%. 67. Топливная композиция по любому из пп.63-66, отличающаяся тем, что она имеет температуру перегонки фракции Т-10 не более 205oС.67. The fuel composition according to any one of paragraphs 63-66, characterized in that it has a distillation temperature of the T-10 fraction of not more than 205 o C. 68. Топливная композиция по любому из пп.63-67, отличающаяся тем, что она имеет конечную температуру перегонки не более 300oС.68. The fuel composition according to any one of paragraphs 63-67, characterized in that it has a final distillation temperature of not more than 300 o C. 69. Топливная композиция по любому из пп.63-68, отличающаяся тем, что она имеет температуру вспышки не менее 38oС.69. The fuel composition according to any one of paragraphs 63-68, characterized in that it has a flash point of at least 38 o C. 70. Топливная композиция по любому из пп.63-69, отличающаяся тем, что она имеет плотность в интервале 775-840 кг/м2 при 15oС.70. The fuel composition according to any one of paragraphs 63-69, characterized in that it has a density in the range of 775-840 kg / m 2 at 15 o C. 71. Топливная композиция по любому из пп.63-70, отличающаяся тем, что она имеет температуру застывания не выше -40oС.71. The fuel composition according to any one of paragraphs 63-70, characterized in that it has a pour point not higher than -40 o C. 72. Топливная композиция по любому из пп.63-71, отличающаяся тем, что она имеет вязкость не более 8,0 мм2/с.72. The fuel composition according to any one of paragraphs 63-71, characterized in that it has a viscosity of not more than 8.0 mm 2 / s. 73. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит 0,01-53,0 мас.% кислорода и авиационный бензин. 73. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains 0.01-53.0 wt.% Oxygen and aviation gasoline. 74. Топливная композиция по п.73, отличающаяся тем, что она имеет температуру перегонки фракции Т-20 не более 145oС.74. The fuel composition according to p, characterized in that it has a distillation temperature of the T-20 fraction of not more than 145 o C. 75. Топливная композиция по п.63 или 74, отличающаяся тем, что она имеет температуру перегонки фракции Т-90 не более 245oС.75. The fuel composition according to p. 63 or 74, characterized in that it has a distillation temperature of the T-90 fraction of not more than 245 o C. 76. Топливная композиция по любому из пп.63, 74 и 75, отличающаяся тем, что она имеет плотность в интервале 761-802 кг/м2 при 15oС.76. The fuel composition according to any one of paragraphs 63, 74 and 75, characterized in that it has a density in the range of 761-802 kg / m 2 at 15 o C. 77. Топливная композиция по любому из пп.63, 74-76, отличающаяся тем, что она имеет давление паров не более 21 кПа при 38oС.77. The fuel composition according to any one of paragraphs 63, 74-76, characterized in that it has a vapor pressure of not more than 21 kPa at 38 o C. 78. Топливная композиция по любому из пп.63, 74-77, отличающаяся тем, что она имеет температуру застывания не выше -50oС.78. The fuel composition according to any one of paragraphs 63, 74-77, characterized in that it has a pour point not higher than -50 o C. 79. Топливная композиция по п.63, отличающаяся тем, что она имеет общее содержание серы не более 0,3 мас.%. 79. The fuel composition according to p, characterized in that it has a total sulfur content of not more than 0.3 wt.%. 80. Топливная композиция по п.63 или 79, отличающаяся тем, что она имеет температуру перегонки фракции Т-50 не более 232oС.80. The fuel composition according to p. 63 or 79, characterized in that it has a distillation temperature of the T-50 fraction of not more than 232 o C. 81. Топливная композиция по любому из пп.63, 79 и 80, отличающаяся тем, что она имеет конечную температуру перегонки не более 300oС.81. The fuel composition according to any one of paragraphs 63, 79 and 80, characterized in that it has a final distillation temperature of not more than 300 o C. 82. Топливная композиция по любому из пп.63, 79-81, отличающаяся тем, что она имеет плотность по API 57. 82. The fuel composition according to any one of paragraphs 63, 79-81, characterized in that it has a density according to API 57. 83. Топливная композиция по любому из пп.63, 79-82, отличающаяся тем, что она имеет вязкость не более 15,0 сСт при -34,4oС.83. The fuel composition according to any one of paragraphs 63, 79-82, characterized in that it has a viscosity of not more than 15.0 cSt at -34.4 o C. 84. Топливная композиция по любому из пп.63, 79-83, отличающаяся тем, что она имеет температуру застывания не выше -50oС.84. The fuel composition according to any one of paragraphs 63, 79-83, characterized in that it has a pour point not higher than -50 o C. 85. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит турбинное топливо и при сгорании дает температуру на входе в турбину не более 1100 К. 85. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains turbine fuel and during combustion gives a temperature at the entrance to the turbine of not more than 1100 K. 86. Топливная композиция по п.85, отличающаяся тем, что она при сгорании дает температуру на входе в турбину не более 800 К. 86. The fuel composition according to p. 85, characterized in that it gives a temperature at the entrance to the turbine of not more than 800 K. 87. Топливная композиция по п.73, отличающаяся тем, что она имеет детонационное октановое число не менее 80. 87. The fuel composition according to p, characterized in that it has a detonation octane number of at least 80. 88. Топливная композиция по п.73 или 87, отличающаяся тем, что она имеет эксплуатационное число не менее 87. 88. The fuel composition according to p. 73 or 87, characterized in that it has an operational number of at least 87. 89. Топливная композиция по любому из пп.73, 87 и 88, отличающаяся тем, что она имеет содержание тетраэтилсвинца не более 1,057 мл/л. 89. The fuel composition according to any one of paragraphs.73, 87 and 88, characterized in that it has a tetraethyl lead content of not more than 1,057 ml / l. 90. Топливная композиция по любому из пп.73, 87-89, отличающаяся тем, что она имеет температуру перегонки фракции Т-10 не более 75oС, температуру Т-40 не менее 75oС, температуру Т-50 не более 105oС, температуру Т-90 не более 135oС, причем сумма температур Т-10 и Т-50 равна не менее 135oС.90. The fuel composition according to any one of paragraphs.73, 87-89, characterized in that it has a distillation temperature of the T-10 fraction of not more than 75 o C, a temperature of T-40 not less than 75 o C, a temperature of T-50 not more than 105 o C, temperature T-90 not more than 135 o C, and the sum of the temperatures T-10 and T-50 is not less than 135 o C. 91. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит 0,01-53,0 мас. % кислорода и обычный или реформированный бензин, не содержащий свинца. 91. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains from 0.01 to 53.0 wt. % oxygen and regular or reformed lead-free gasoline. 92. Топливная композиция по п.91, отличающаяся тем, что она имеет один из следующих показателей: содержание ароматики, свободной от полиядерных соединений, не более 35%, содержание олефинов не более 10 об.%, упругость паров по Рейду (УПР) не более 82,8, кПа; температуру Т-90 не более 174oС, температуру Т-50 не менее 79oС, теплоту испарения не менее 58,6 ккал/л при 60oС, скорость сгорания не менее 45 см/с, октановое число (R + M)/2 не менее 87, по меньшей мере одну из добавок, регулирующих отложения, выбранную из добавок, регулирующих отложения в камере сгорания, добавок для топливного инжектора или для регулировки впускных клапанов.92. The fuel composition according to p. 91, characterized in that it has one of the following indicators: the content of aromatics free of polynuclear compounds is not more than 35%, the content of olefins is not more than 10 vol.%, Vapor pressure according to Reid (UPR) is not more than 82.8, kPa; temperature T-90 not more than 174 o C, temperature T-50 not less than 79 o C, heat of vaporization not less than 58.6 kcal / l at 60 o C, combustion rate not less than 45 cm / s, octane number (R + M ) / 2 at least 87, at least one of the additives that control deposits selected from additives that control deposits in the combustion chamber, additives for the fuel injector or for adjusting the intake valves. 93. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит авиационный или автомобильный бензин и имеет температуру Т-50 менее 104oС.93. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains aviation or motor gasoline and has a temperature of T-50 less than 104 o C. 94. Топливная композиция по п.93, отличающаяся тем, что она имеет температуру Т-90, не превышающую 160oС.94. The fuel composition according to p. 93, characterized in that it has a temperature of T-90, not exceeding 160 o C. 95. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит авиационный или автомобильный бензин и имеет латентную теплоту испарения 60,3; 60,6; 60,9 или 61,3 ккал/л при 15,6oС.95. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains aviation or motor gasoline and has a latent heat of vaporization of 60.3; 60.6; 60.9 or 61.3 kcal / l at 15.6 o C. 96. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит обычный или реформированный авиационный или автомобильный бензин и имеет скорость горения не менее 46 см/с. 96. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains regular or reformed aviation or motor gasoline and has a burning speed of at least 46 cm / s. 97. Топливная композиция по п.96, отличающаяся тем, что она имеет скорость горения не менее 48 см/с. 97. The fuel composition according to p, characterized in that it has a burning rate of at least 48 cm / s. 98. Топливная композиция по п.97, отличающаяся тем, что она имеет скорость горения не менее 50 см/с. 98. The fuel composition according to p. 97, characterized in that it has a burning speed of at least 50 cm / s. 99. Топливная композиция по п.98, отличающаяся тем, что она имеет скорость горения не менее 52 см/с. 99. The fuel composition according to p, characterized in that it has a burning rate of at least 52 cm / s. 100. Топливная композиция по п.26, отличающаяся тем, что она содержит автомобильный или авиационный бензин в качестве базового топлива и имеет латентную теплоту испарения, повышенную по сравнению с базовым топливом на 5,0% или более. 100. The fuel composition according to p. 26, characterized in that it contains automobile or aviation gasoline as the base fuel and has a latent heat of vaporization, increased compared with the base fuel by 5.0% or more. 101. Топливная композиция по любому из пп.1-24, отличающаяся тем, что она содержит 0,01-53,0 мас.% кислорода и ракетное топливо и/или окислитель. 101. The fuel composition according to any one of claims 1 to 24, characterized in that it contains 0.01-53.0 wt.% Oxygen and rocket fuel and / or oxidizing agent. 102. Топливная композиция по п.101, отличающаяся тем, что она содержит ракетное топливо, выбранное из группы, включающей водород, углеводородные топлива, диметилкарбонат, ацетилен, борогидрид алюминия, аммиак, анилин, бензол, бутилмеркаптан, диборан, дизельное топливо, диэтилентриамин, этан, этанол, этиламин, этилендиамин, этиленоксид, этилнитрат, фурфуриловый спирт, бензин, гептен, гидразин (включая замещенные), изопропиловый спирт, литий, гидрид лития, керосин, лигроин, нафталин, метан, метилаль, метанол, метиламин, нитрометан, нитроэтан, нитропропан, н-октан, пропан, н-пропилнитрат, о-толуидин, салициловый ангидрид, триэтиламин, триметилтритиофосфит, скипидар, несимметричный диметилгидразин, 2,3-ксилидин, борогидрид лития, монометилгидразин, пентаборан и их смеси. 102. The fuel composition according p, characterized in that it contains rocket fuel selected from the group comprising hydrogen, hydrocarbon fuels, dimethyl carbonate, acetylene, aluminum borohydride, ammonia, aniline, benzene, butyl mercaptan, diborane, diesel fuel, diethylene triamine, ethane, ethanol, ethylamine, ethylene diamine, ethylene oxide, ethyl nitrate, furfuryl alcohol, gasoline, heptene, hydrazine (including substituted), isopropyl alcohol, lithium, lithium hydride, kerosene, naphtha, naphthalene, methane, methylal, methanol, methylamine, nitromethane, nitromethane nitrop ropan, n-octane, propane, n-propyl nitrate, o-toluidine, salicylic anhydride, triethylamine, trimethyl trithiophosphite, turpentine, asymmetric dimethyl hydrazine, 2,3-xylidine, lithium borohydride, monomethyl hydrazine, pentaborane and mixtures thereof. 103. Топливная композиция по п.101, отличающаяся тем, что она содержит окислитель, выбранный из группы, включающей жидкий кислород, азотную кислоту, смесь азотной кислоты и серной кислоты, фтор, тетроксид азота, пероксид водорода, перхлорат калия, перхлорилфторид, пентафторид брома, трифторидхлора, ON 7030, озон, дифторид кислорода, RFNA (в различных концентрациях), WFNA, тетранитрометан, фтор, хлор, трифторид хлора, нитрозилфторид, нитрилфторид, трифторид азота, дифтормоноксид, фторат, оксиды хлора и их смеси. 103. The fuel composition according to p. 101, characterized in that it contains an oxidizing agent selected from the group comprising liquid oxygen, nitric acid, a mixture of nitric acid and sulfuric acid, fluorine, nitrogen tetroxide, hydrogen peroxide, potassium perchlorate, perchloryl fluoride, bromine pentafluoride , chlorofluoride, ON 7030, ozone, oxygen difluoride, RFNA (in various concentrations), WFNA, tetranitromethane, fluorine, chlorine, chlorine trifluoride, nitrosyl fluoride, nitrile fluoride, nitrogen trifluoride, difluoromonoxide, fluoride, chlorine oxides and mixtures thereof. 104. Топливная композиция по любому из пп.101-103, отличающаяся тем, что указанное соединение УГС является твердым. 104. The fuel composition according to any one of paragraphs 101-103, characterized in that the said connection is solid. 105. Топливная композиция по любому из пп.101-104, отличающаяся тем, что оно при сгорании дает температуру стенок камеры сгорания не более 1093oС.105. The fuel composition according to any one of paragraphs 101-104, characterized in that it, when burning, gives the temperature of the walls of the combustion chamber no more than 1093 o C. 106. Топливная композиция по п.105, отличающаяся тем, что оно при сгорании дает температуру стенок камеры сгорания не более 950oС.106. The fuel composition according to p. 105, characterized in that it during combustion gives the temperature of the walls of the combustion chamber no more than 950 o C. 107. Топливная композиция по любому из пп.101-106, отличающаяся тем, что оно представляет собой коллоидное топливо. 107. The fuel composition according to any one of paragraphs 101-106, characterized in that it is a colloidal fuel. 108. Топливная композиция по п.107, отличающаяся тем, что соединение УГС представляет собой кислородсодержащее соединение, при этом содержание кислорода находится в интервале 0,5-8,0 мас.% от массы топлива. 108. The fuel composition according to p. 107, characterized in that the UGS compound is an oxygen-containing compound, while the oxygen content is in the range of 0.5-8.0 wt.% By weight of the fuel. 109. Топливная композиция по п.108, отличающаяся тем, что соединение УГС представляет собой кислородсодержащее соединение, при этом содержание кислорода находится в интервале от 1,0 примерно до 5,0% от массы топлива. 109. The fuel composition according to p, characterized in that the UGS compound is an oxygen-containing compound, while the oxygen content is in the range from 1.0 to about 5.0% by weight of the fuel. 110. Топливная композиция по п.108, отличающаяся тем, что соединение УГС представляет собой кислородсодержащее соединение, при этом содержание кислорода превышает 1,5% от массы топлива. 110. The fuel composition according to p, characterized in that the UGS compound is an oxygen-containing compound, while the oxygen content exceeds 1.5% by weight of the fuel. 111. Топливная композиция по любому из пп.1-110, отличающаяся тем, что указанный не содержащий свинца элемент выбран из группы, включающей алюминий, бор, бром, висмут, бериллий, кальций, цезий, хром, кобальт, медь, франций, галлий, германий, иод, железо, индий, литий, магний, марганец, молибден, никель, ниобий, фосфор, калий, таллий, рубидий, натрий, олово, цинк, празеодим, рений, кремний, ванадий и технеций. 111. The fuel composition according to any one of claims 1 to 110, wherein said lead-free element is selected from the group consisting of aluminum, boron, bromine, bismuth, beryllium, calcium, cesium, chromium, cobalt, copper, France, gallium , germanium, iodine, iron, indium, lithium, magnesium, manganese, molybdenum, nickel, niobium, phosphorus, potassium, thallium, rubidium, sodium, tin, zinc, praseodymium, rhenium, silicon, vanadium and technetium. 112. Топливная композиция по п.111, отличающаяся тем, что указанное не содержащее свинца производное соединение содержит калий, кремний, натрий и их смеси. 112. The fuel composition according p, characterized in that the specified lead-free derivative compound contains potassium, silicon, sodium and mixtures thereof. 113. Топливная композиция по любому из пп.1-112, отличающаяся тем, что указанное не содержащее свинца производное является неорганическим соединением. 113. The fuel composition according to any one of claims 1 to 112, wherein said lead-free derivative is an inorganic compound. 114. Топливная композиция по любому из пп.1-112, отличающаяся тем, что указанное не содержащее свинца производное является органическим соединением. 114. The fuel composition according to any one of claims 1 to 112, wherein said lead-free derivative is an organic compound. 115. Топливная композиция по п.114, отличающаяся тем, что соединение указанного не являющегося свинцом элемента содержит один или более алкенил, аралкил, аралкенил, циклоалкил, циклоалкенил и арилгруппы, или их сочетания. 115. The fuel composition according p, characterized in that the compound of the specified non-lead element contains one or more alkenyl, aralkyl, aralkenyl, cycloalkyl, cycloalkenyl and aryl groups, or combinations thereof. 116. Топливная композиция по п.114, отличающаяся тем, что указанное не содержащее свинца производное соединение представляет собой циклопентадиенильное соединение. 116. The fuel composition according p, characterized in that the specified lead-free derivative compound is a cyclopentadienyl compound. 117. Топливная композиция по п.116, отличающаяся тем, что указанное циклопентадиенильное соединение выбрано из группы, включающей трикарбонилциклопентадиенилмарганец, трикарбонилметилциклопентадиенилмарганец, их производные и смеси. 117. The fuel composition according p, characterized in that the cyclopentadienyl compound is selected from the group comprising tricarbonylcyclopentadienyl manganese, tricarbonylmethyl cyclopentadienyl manganese, their derivatives and mixtures thereof. 118. Топливная композиция по п.117, отличающаяся тем, что указанное циклопентадиенильное соединение представляет собой трикарбонилметилциклопентадиенилмарганец. 118. The fuel composition according to p. 117, wherein said cyclopentadienyl compound is tricarbonylmethylcyclopentadienyl manganese. 119. Топливная композиция по п.118, отличающаяся тем, что она содержит указанный трикарбонилметилциклопентадиенилмарганец в интервале 0,00026-8,72 г Mn/дм3.119. The fuel composition according p, characterized in that it contains the specified tricarbonylmethylcyclopentadienyl manganese in the range of 0.00026-8.72 g Mn / DM 3 . 120. Топливная композиция по п.119, отличающаяся тем, что она содержит указанный трикарбонилметилциклопентадиенилмарганец в интервале 0,00026-0,79 г Mn/дм3.120. The fuel composition according p, characterized in that it contains the specified tricarbonylmethylcyclopentadienyl manganese in the range of 0.00026-0.79 g Mn / DM 3 . 121. Топливная композиция по п.120, отличающаяся тем, что она содержит указанный трикарбонилметилциклопентадиенилмарганец в интервале 0,00026-0,099 г Mn/дм3.121. The fuel composition according p, characterized in that it contains the specified tricarbonylmethylcyclopentadienyl manganese in the range of 0.00026-0.099 g Mn / DM 3 . 122. Топливная композиция по п.114, отличающаяся тем, что указанное не содержащее свинца производное соединение содержит кремний. 122. The fuel composition according p, characterized in that the specified lead-free derivative compound contains silicon. 123. Топливная композиция по любому из пп.1-33, отличающаяся тем, что содержание серы составляет не более 2,0 мас.%. 123. The fuel composition according to any one of claims 1 to 33, characterized in that the sulfur content is not more than 2.0 wt.%. 124. Топливная композиция по любому из пп.1-34, отличающаяся тем, что содержание серы составляет не более 0,05 мас.%. 124. The fuel composition according to any one of claims 1 to 34, characterized in that the sulfur content is not more than 0.05 wt.%. 125. Топливная композиция по любому из пп.1-34, отличающаяся тем, что содержание серы составляет не более 0,005 мас.%. 125. The fuel composition according to any one of claims 1 to 34, characterized in that the sulfur content is not more than 0.005 wt.%. 126. Топливная композиция по п.125, отличающаяся тем, что указанный не содержащий свинца элемент или указанное производное соединение имеют величину теплоты сгорания не менее 7000 ккал/кг. 126. The fuel composition according p, characterized in that the specified lead-free element or the specified derivative compound have a calorific value of not less than 7000 kcal / kg 127. Топливная композиция по п.126, отличающаяся тем, что указанный не содержащий свинца элемент или указанное производное соединение имеют величину теплоты сгорания не менее 10000 ккал/кг. 127. The fuel composition according p, characterized in that the specified lead-free element or the specified derivative compound have a calorific value of not less than 10000 kcal / kg 128. Топливная композиция по любому из пп.1-127, отличающаяся тем, что теплота образования оксида указанного не содержащего свинца элемента отрицательна и равна или выше 150000 г кал/моль. 128. The fuel composition according to any one of claims 1 to 127, characterized in that the heat of oxide formation of said lead-free element is negative and equal to or higher than 150,000 g cal / mol. 129. Топливная композиция по любому из пп.1-128, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один дезактиватор металла. 129. The fuel composition according to any one of claims 1 to 128, characterized in that it contains at least one metal deactivator. 130. Топливная композиция по любому из пп.101-107, отличающаяся тем, что указанное не содержащее свинца производное выбрано из группы, включающей трикарбонилциклопентадиенилмарганец, триметилалюминий, пентаборан, декаборан, боразол, борогидрид алюминия, борогидрид бериллия, диметилбериллий, борогидрид лития и их смеси. 130. The fuel composition according to any one of paragraphs 101-107, wherein said lead-free derivative is selected from the group consisting of tricarbonylcyclopentadienyl manganese, trimethylaluminum, pentaborane, decaboran, borazole, aluminum borohydride, beryllium borohydride, dimethylberyllium, and lilohydride . 131. Топливная композиция по любому из пп.1-130, отличающаяся тем, что она содержит состав искрового зажигания и имеет минимальную энергию искры не выше 0,2 мДж. 131. The fuel composition according to any one of claims 1 to 130, characterized in that it contains the composition of the spark ignition and has a minimum spark energy of not higher than 0.2 mJ. 132. Способ создания пара предкамерного сгорания, включающий а) подачу топлива, имеющего средний размер частиц не выше 70 мкм, в камеру сгорания с подачей воздуха, причем указанное топливо содержит I) улучшающее горение количество по меньшей мере одного соединения улучшающей горение структуры (УГС), характеризующегося тем, что оно снижает температуру сгорания и/или повышает скорость горения, имеет минимальную латентную теплоту испарения 21 кДж/моль при его температуре кипения и минимальную скорость горения (измеренную по ламинарному пламени горелки Бунзена) 40 см/с, и II) улучшающее горение количество по меньшей мере одного не содержащего свинца элемента, выбранного из группы элементов групп 1А, 2А, 3А, 1В, 2В, 3В, 4В, 5В, 6В, 7В, 8 Периодической системы элементов, а также выбранного из группы, содержащей бром, иод, висмут, германий, фосфор, кремний, азот, серу, фтор, хлор и олово, и их смеси, или производного органического или неорганического соединения, содержащего указанный не являющийся свинцом элемент, причем указанный элемент или производное соединение являются горючими и имеют минимальную величину теплоты сгорания 4000 ккал/кг; б) создание температуры, достаточной для того, чтобы произошло зажигание, причем несгоревшие топливные пары с высокой кинетической энергией разлагаются на реакционноспособные радикалы, которые диффундируют перед фронтом пламени таким образом, что при горении в паровой фазе возникает светящаяся реакционная зона и образуются частицы оксида указанного не являющегося свинцом элемента с размерами субмикронного уровня. 132. A method of generating pre-chamber combustion steam, comprising a) supplying fuel having an average particle size of not higher than 70 μm to a combustion chamber with air supply, said fuel comprising I) a combustion-improving amount of at least one combustion-enhancing structure (GHS) compound , characterized in that it reduces the temperature of combustion and / or increases the burning rate, has a minimum latent heat of vaporization of 21 kJ / mol at its boiling point and a minimum burning rate (measured by laminar flame Bunsen burners) 40 cm / s, and II) a combustion-improving amount of at least one lead-free element selected from the group of elements of groups 1A, 2A, 3A, 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 8 Periodic systems of elements, as well as selected from the group consisting of bromine, iodine, bismuth, germanium, phosphorus, silicon, nitrogen, sulfur, fluorine, chlorine and tin, and mixtures thereof, or a derivative of an organic or inorganic compound containing said non-lead element, wherein said element or derivative is combustible and have a minimum the calorific value of combustion is 4000 kcal / kg; b) creating a temperature sufficient for ignition to occur, and unburned fuel vapors with high kinetic energy are decomposed into reactive radicals that diffuse in front of the flame front so that when burning in the vapor phase a luminous reaction zone appears and oxide particles of the specified being a lead element with submicron level dimensions. 133. Способ по п. 132, отличающийся тем, что указанное соединение УГС выбрано из группы, состоящей из спиртов, альдегидов, аминов, сложных эфиров угольной кислоты, карбоновых кислот, карбонатов, дикарбонатов, сложных эфиров, сложных диэфиров, простых эфиров, простых диэфиров, гликолей, простых эфиров гликолей, кетонов, нитратов, динитратов, пероксидов, гидропероксидов, фенолов, при этом указанное соединение содержит по меньшей мере один карбоэтокси, карбометокси, карбонил, карбонилдиокси, карбокси, этоксалил, глиоксилил, метокси, метилендиокси, гликолил или гидроксил-радикал. 133. The method of claim 132, wherein said HCS compound is selected from the group consisting of alcohols, aldehydes, amines, carbonic acid esters, carboxylic acids, carbonates, dicarbonates, esters, diesters, ethers, diesters , glycols, ethers of glycols, ketones, nitrates, dinitrates, peroxides, hydroperoxides, phenols, wherein said compound contains at least one carboethoxy, carbomethoxy, carbonyl, carbonyldioxy, carboxy, ethoxalyl, glyoxylyl, methoxy, methylenedioxy, glycolyl or hydroxyl radical. 134. Способ по п.132 или 133, отличающийся тем, что указанное топливо дополнительно содержит базовое топливо и/или окислитель. 134. The method according to p. 132 or 133, characterized in that said fuel further comprises a base fuel and / or an oxidizing agent. 135. Способ по любому из пп.132-134, отличающийся тем, что указанный не содержащий свинца элемент выбирают из группы, включающей алюминий, бор, бром, бериллий, кальций, рубидий, цезий, хлор, галлий, германий, олово, иод, литий, магний, ниобий, азот, фтор, фосфор, калий, натрий, кремний, серу и их смеси. 135. The method according to any one of claims 132-134, wherein said lead-free element is selected from the group consisting of aluminum, boron, bromine, beryllium, calcium, rubidium, cesium, chlorine, gallium, germanium, tin, iodine, lithium, magnesium, niobium, nitrogen, fluorine, phosphorus, potassium, sodium, silicon, sulfur and mixtures thereof. 136. Способ по п.135, отличающийся тем, что указанный элемент или указанное производное соединение имеет теплоту сгорания не менее 6000 ккал/кг. 136. The method according to p, characterized in that said element or said derived compound has a calorific value of not less than 6000 kcal / kg. 137. Способ по любому из пп.132-136, отличающийся тем, что указанный не содержащий свинца элемент имеет теплоту сгорания не менее 7000 ккал/кг. 137. The method according to any one of claims 132-136, characterized in that said lead-free element has a calorific value of not less than 7000 kcal / kg. 138. Способ по любому из пп.129-137, отличающийся тем, что указанные пары подают с помощью средств непосредственного впрыска. 138. The method according to any one of paragraphs.129-137, characterized in that the said pairs are supplied by means of direct injection. 139. Способ по п. 138, отличающийся тем, что указанные пары подают с помощью непосредственного впрыска послойного заряда топлива. 139. The method according to p. 138, characterized in that the said pairs are supplied by direct injection of a layered charge of fuel. 140. Способ по любому из пп.132-139, отличающийся тем, что указанные пары сжигают в двигателе или камере сгорания, выбранных из группы, состоящей из ракетных двигателей, двигателей с циклом Брайтона, турбин, работающих на газойле, авиационных реактивных турбин, дизелей, морских, железнодорожных, авиационных газовых двигателей, автомобильных двигателей, нефтяных печей, печей, работающих на мазуте, нефтяных или мазутных форсунок, газовых горелок, газовых печей, двигателей внутреннего сгорания, двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием, сгорания обедненной смеси, быстрого сгорания, двигателей внешнего сгорания системы Стирлинга или Ранкина, двигателей с циклом Отто и каталитических систем. 140. The method according to any one of claims 132-139, characterized in that said vapors are burned in an engine or combustion chamber selected from the group consisting of rocket engines, Brighton cycle engines, gas oil turbines, aircraft jet turbines, diesel engines , marine, railway, aviation gas engines, automobile engines, oil furnaces, fuel oil furnaces, oil or fuel oil nozzles, gas burners, gas furnaces, internal combustion engines, internal combustion engines with spark ignition m, lean mixture combustion, rapid combustion, external combustion engines of a Stirling or Rankin system, engines with an Otto cycle and catalytic systems. 141. Способ по п. 140, отличающийся тем, что указанный средний размер частиц топлива не превышает 60 мкм. 141. The method according to p. 140, characterized in that said average particle size of the fuel does not exceed 60 microns. 142. Способ по п.140 или 141, отличающийся тем, что камера сгорания представляет собой реактивную турбину, в которой длина зоны разбавления камеры сгорания в 1,4-1,6 раз больше общей ширины жаровой трубы. 142. The method according to p. 140 or 141, characterized in that the combustion chamber is a jet turbine in which the length of the dilution zone of the combustion chamber is 1.4-1.6 times the total width of the flame tube. 143. Способ по любому из пп.140-142, отличающийся тем, что скорость горения составляет не менее 46 см/с. 143. The method according to any one of claims 140-142, characterized in that the burning rate is at least 46 cm / s. 144. Способ по любому из пп.140-143, отличающийся тем, что скорость горения составляет не менее 52 см/с. 144. The method according to any one of claims 140-143, characterized in that the burning rate is at least 52 cm / s. Приоритет по пунктам:
02.03.1994 по пп.1,24,26,63 и 73;
31.05.1994 по пп.2-23,25,27-62,64-72,74-144.
Priority on points:
03/02/1994 according to claims 1,24,26,63 and 73;
05/31/1994 according to claims 2-23,25,27-62,64-72,74-144.
RU96121373A 1994-03-02 1995-03-02 Fuel composition and a method for creation of precombustion vapors RU2205863C2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US20594594A 1994-03-02 1994-03-02
US205,945 1994-03-02
US266,490 1994-04-11
US25172394A 1994-05-31 1994-05-31
US251,723 1994-05-31

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003102524/04A Division RU2328519C2 (en) 1994-05-31 1995-03-02 Enhanced combustion at vapour phase

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96121373A RU96121373A (en) 1999-01-27
RU2205863C2 true RU2205863C2 (en) 2003-06-10

Family

ID=29218400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96121373A RU2205863C2 (en) 1994-03-02 1995-03-02 Fuel composition and a method for creation of precombustion vapors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2205863C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513850C2 (en) * 2012-07-04 2014-04-20 Николай Евгеньевич Староверов Rocket propellant
RU2516711C1 (en) * 2012-10-16 2014-05-20 Николай Евгеньевич Староверов Staroverov's rocket propellant - 15 (versions)
RU2516825C1 (en) * 2012-10-08 2014-05-20 Николай Евгеньевич Староверов Staroverov's rocket propellant - 14 (versions).
RU2523367C2 (en) * 2012-07-09 2014-07-20 Николай Евгеньевич Староверов Rocket fuel
RU2638989C1 (en) * 2016-04-28 2017-12-19 Акционерное общество "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (АО "ГНИИХТЭОС") Hypergolic propellant
RU2679139C2 (en) * 2016-03-29 2019-02-06 Эфтон Кемикал Корпорейшн Aviation fuel additive scavenger
RU2759900C2 (en) * 2016-11-01 2021-11-18 Эфтон Кемикал Корпорейшн Manganese absorbers minimizing reduction in octane number of aviation gasolines
WO2024091145A1 (en) * 2022-10-27 2024-05-02 Публичное акционерное общество "Газпром нефть" Unleaded aviation gasoline fuel composition

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513850C2 (en) * 2012-07-04 2014-04-20 Николай Евгеньевич Староверов Rocket propellant
RU2523367C2 (en) * 2012-07-09 2014-07-20 Николай Евгеньевич Староверов Rocket fuel
RU2516825C1 (en) * 2012-10-08 2014-05-20 Николай Евгеньевич Староверов Staroverov's rocket propellant - 14 (versions).
RU2516711C1 (en) * 2012-10-16 2014-05-20 Николай Евгеньевич Староверов Staroverov's rocket propellant - 15 (versions)
RU2679139C2 (en) * 2016-03-29 2019-02-06 Эфтон Кемикал Корпорейшн Aviation fuel additive scavenger
RU2638989C1 (en) * 2016-04-28 2017-12-19 Акционерное общество "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (АО "ГНИИХТЭОС") Hypergolic propellant
RU2759900C2 (en) * 2016-11-01 2021-11-18 Эфтон Кемикал Корпорейшн Manganese absorbers minimizing reduction in octane number of aviation gasolines
WO2024091145A1 (en) * 2022-10-27 2024-05-02 Публичное акционерное общество "Газпром нефть" Unleaded aviation gasoline fuel composition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3660357B2 (en) Unleaded MMT fuel composition
RU2328519C2 (en) Enhanced combustion at vapour phase
AU6380696A (en) Vapor phase combustion method and compositions ii
CN103275769B (en) High-cleanness environment-friendly alcohol ether fuel for car
US8641788B2 (en) Fuels and fuel additives comprising butanol and pentanol
JP2005272850A5 (en)
EP0763079A1 (en) Vapor phase combustion methods and compositions
US20090107035A1 (en) Highly effective fuel additives for igniting internal combustion engines, diesel engines and jet propulsion engines
JP2007500267A (en) Fuel for jets, gas turbines, rockets, and diesel engines
US7927387B1 (en) Comprehensive gasoline and diesel fuel additive
RU2205863C2 (en) Fuel composition and a method for creation of precombustion vapors
AU2005201102B2 (en) Advanced Vapour Phase Combustion
AU2002352101A1 (en) Diesel fuel compositions
KR100614468B1 (en) Lead-free methylcyclopentenyl manganese tricarbonyl fuel composition
RU96121373A (en) Unleaded fuel containing manganese tricarbonylmethylcyclopentadienyl
US20080256849A1 (en) Conductivity of middle distillate fuels with a combination of detergent and cold flow improver
Hissa et al. Combustion property analyses with variable liquid marine fuels in combustion research unit
AU5343500A (en) Vapor phase combustion method and compositions II
AU3511799A (en) Advanced vapour phase combustion
US20150047251A1 (en) Fuels and fuel additives comprising ester derivatives of 5-methyl-2-furoic acid
Dabelstein et al. Fuel Composition and Engine Efficiency
Goodger Alternative-fuel Combustion Performance
Doyle et al. Problems Associated With Use of Diesel Fuels
Ecklund Methanol and other alternative fuels for off-highway mobile engines
DOE TAltern ive Energy S~ urces for Non-Highway Transportation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080303