RU2280066C2 - Gasoline fuel additive - Google Patents

Gasoline fuel additive Download PDF

Info

Publication number
RU2280066C2
RU2280066C2 RU2003137374/04A RU2003137374A RU2280066C2 RU 2280066 C2 RU2280066 C2 RU 2280066C2 RU 2003137374/04 A RU2003137374/04 A RU 2003137374/04A RU 2003137374 A RU2003137374 A RU 2003137374A RU 2280066 C2 RU2280066 C2 RU 2280066C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
additive
gasoline
ester
mixture
tert
Prior art date
Application number
RU2003137374/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003137374A (en
Inventor
Александр Григорьевич Аптекман (US)
Александр Григорьевич Аптекман
В чеслав Иванович Беклемышев (RU)
Вячеслав Иванович Беклемышев
Игорь Иванович Махонин (RU)
Игорь Иванович Махонин
Валерий Юрьевич Болгов (RU)
Валерий Юрьевич Болгов
Дмитрий Георгиевич Петров (RU)
Дмитрий Георгиевич Петров
Игорь Анатольевич Ревенко (RU)
Игорь Анатольевич Ревенко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория Триботехнологии"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория Триботехнологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория Триботехнологии"
Priority to RU2003137374/04A priority Critical patent/RU2280066C2/en
Publication of RU2003137374A publication Critical patent/RU2003137374A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2280066C2 publication Critical patent/RU2280066C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

FIELD: petrochemistry.
SUBSTANCE: invention relates to additives for gasoline boiling-range motor fuels used in carburetor and injector internal combustion engines. Additive contains 17.7-22.4% 1,3-diphenylurea, 20-22% oxygenates in the form of C2-C5-alcohol mixture, 01.0.3% dicarboxylic acid esters, and 0.02-0.05% phenol-type ashless antioxidant, the rest being solvent in the form of kerosene-gasoline mixture.
EFFECT: improved burning conditions for different molecular-structure hydrocarbons and reduced CO and NOx emission in exhaust.
6 cl, 2 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к присадкам для моторных топлив бензинового интервала кипения, используемых в карбюраторных и инжекторных двигателях внутреннего сгорания.The invention relates to petrochemistry, in particular to additives for motor fuels of the gasoline boiling range used in carburetor and injection internal combustion engines.

Известно, что моторные топлива бензинового интервала кипения содержат различные присадки, в том числе предназначенные:It is known that motor fuels of the gasoline boiling range contain various additives, including those intended:

для повышения устойчивости топливных смесей на основе бензина к детонации с соответствующим уменьшением износа цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания;to increase the resistance of gasoline-based fuel mixtures to detonation with a corresponding reduction in wear of the cylinder-piston group of internal combustion engines;

для снижения токсичности выхлопа;to reduce exhaust toxicity;

для снижения удельных затрат моторного топлива за счет полноты сгорания зарядов топливовоздушных смесей.to reduce the specific cost of motor fuel due to the completeness of combustion of the charges of air-fuel mixtures.

Для повышения стойкости топлив бензинового интервала кипения к детонации, снижения токсичности выхлопа используют различные кислородосодержащие органические вещества-оксигенаты, в том числе спирты (метанол, этанол и др.), простые эфиры (метил-трет-бутил, этил-трет-бутил и др.), а также другие соединения (см. кн. А.М. Данилов «Применение присадок в топливах для автомобилей». Справочное издание, М., Химия, 2000 г., с.54).Various oxygen-containing organic substances, oxygenates, including alcohols (methanol, ethanol, etc.), ethers (methyl tert-butyl, ethyl tert-butyl, etc.) are used to increase the resistance of the gasoline boiling range fuels to detonation and reduce exhaust toxicity. .), as well as other compounds (see the book. A. Danilov “The use of additives in fuels for automobiles.” Reference publication, M., Chemistry, 2000, p. 54).

Общим недостатком оксигенатов является низкая теплота их сгорания по отношению к углеводородам бензинового интервала кипения, а также повышенная эмиссия оксидов азота (NOx) в отработанных газах (ОГ).A common disadvantage of oxygenates is the low heat of combustion with respect to the hydrocarbons of the gasoline boiling range, as well as the increased emission of nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust gases (OG).

С учетом этих обстоятельств в моторных топливах бензинового интервала кипения используют многокомпонентные присадки как на основе различных по молекулярной структуре кислородсодержащих органических веществ, так и присадки на основе оксигенатов и других компонентов.In view of these circumstances, multicomponent additives are used in motor fuels of the gasoline boiling range, both based on oxygen-containing organic substances of different molecular structures, and additives based on oxygenates and other components.

Известна присадка к моторным топливам бензинового интервала кипения, содержащая оксигенаты в виде спиртов С3-C5 и/или их производные эфиры, N-метиланилин, ферроцен, анилин, присадку «Автомаг» (патент RU №2132359,1999 г.). Указанная присадка вводится в автомобильные бензины в концентрации 0,2-20 мас.%.Known additive for motor fuels of the gasoline boiling range containing oxygenates in the form of alcohols C 3 -C 5 and / or their derivatives esters, N-methylaniline, ferrocene, aniline, the additive "Automag" (patent RU No. 2132359,1999). The specified additive is introduced into motor gasolines in a concentration of 0.2-20 wt.%.

Недостатком данной присадки является наличие в ней железосодержащих соединений, что при использовании их в моторных топливах приводит к повышению нагарообразования на свечах двигателя внутреннего сгорания и дополнительным отложениям на деталях цилиндропоршневой группы.The disadvantage of this additive is the presence of iron-containing compounds in it, which, when used in motor fuels, leads to increased carbon formation on the candles of the internal combustion engine and additional deposits on the details of the piston-cylinder group.

Известна многофункциональная присадка к моторному топливу бензинового интервала кипения, содержащая N-метиланилин, алифатические спирты С35, моющую добавку на основе амида, антиоксиданты в виде 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол или раствор смеси экранированных фенолов в толуоле, этиловый эфир (Евразийский патент №000882, 2000 г.). Присадка вводится в автомобильное топливо.Known multifunctional additive for motor fuel gasoline boiling range containing N-methylaniline, aliphatic alcohols C 3 -C 5 detergent based on amide, antioxidants in the form of 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol or a mixture of shielded phenols in toluene, ethyl ether (Eurasian patent No. 000882, 2000). The additive is introduced into automobile fuel.

Недостатками данной присадки и топлива, ее содержащего, являются:The disadvantages of this additive and fuel containing it are:

необходимость использования стабилизатора в виде алифатических спиртов С35, удорожающих себестоимость присадки;the need to use a stabilizer in the form of aliphatic C 3 -C 5 alcohols, which increase the cost of the additive;

сравнительно низкая антидетонационная эффективность;relatively low antiknock effectiveness;

недостаточная химическая стабильность композиции при хранении.insufficient chemical stability of the composition during storage.

Для повышения детонационной стойкости автомобильных бензинов, снижения окисления композиции при хранении предложена присадка, содержащая ароматический амин (R3C6H4-NR1R2), оксигенат (R4-O-R5) и гидразин при массовом соотношении компонентов ароматический амин: оксигенат: гидразин = (0,5-70): (93,5-29,995): (0,005-2) (патент RU №2184767, 2002 г.).To increase the detonation resistance of motor gasolines, to reduce the oxidation of the composition during storage, an additive is proposed containing aromatic amine (R 3 C 6 H 4 -NR 1 R 2 ), oxygenate (R 4 -OR 5 ) and hydrazine in the mass ratio of aromatic amine: oxygenate components : hydrazine = (0.5-70): (93.5-29.995): (0.005-2) (RU patent No. 2184767, 2002).

Использование ароматических аминов в автомобильных бензинах повышает их детонационную стойкость.The use of aromatic amines in motor gasolines increases their knock resistance.

Вместе с тем ароматические амины имеют повышенную склонность к смолообразованию на деталях цилиндропоршневой группы, что увеличивает износ последних, и не способствуют уменьшению эмиссии оксидов азота (NOx) в выхлопе. Использование в данной присадке значительного количества оксигената приведет к значительному увеличению эмиссии названных газов в ОГ, что существенно для режима «городская езда».At the same time, aromatic amines have an increased tendency to gum formation on the parts of the cylinder-piston group, which increases the wear of the latter, and does not contribute to a decrease in the emission of nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust. The use of a significant amount of oxygenate in this additive will lead to a significant increase in the emission of these gases in the exhaust gas, which is essential for the urban driving mode.

Кроме того, при характерном для камеры сгорания двигателя процессе прогрессирующего крекинга различных по молекулярному строению углеводородов, входящих в состав топлив, влияние ароматических аминов на процесс горения в целом не существенно вследствие их недостаточной термохимической стойкости.In addition, in the case of progressive cracking of hydrocarbons of various molecular structures that are part of the fuels characteristic of the engine’s combustion chamber, the effect of aromatic amines on the combustion process as a whole is not significant due to their insufficient thermochemical resistance.

Известны композиционные присадки к моторным топливам бензинового интервала кипения, которые предназначены для снижения образования эмиссии СО, СН и NOx и одновременно способствуют выравниванию температурного поля в цилиндрах д.в.с, улучшая тем самым процесс сгорания различных по молекулярному строению углеводородов (патент WO №96/40844, патент RU №2187541).Known composite additives to motor fuels of the gasoline boiling range, which are designed to reduce the emission of CO, CH and NO x and at the same time help to equalize the temperature field in the cylinders of the combustion engine, thereby improving the combustion process of hydrocarbons of various molecular structures (patent WO No. 96/40844, patent RU No. 2187541).

Присадка по патенту RU №2187541 содержит, по меньшей мере, одно соединение меди с ионной связью, по меньшей мере, одно соединение цинка с ионной связью, при этом на один моль меди она содержит 0,03-0,7 моля цинка и дополнительно содержит, по меньшей мере, одно органическое вещество, например, из группы, состоящей из оксихинолина, купферона, неокупферона и произвольного комплексона из множества аминополикарбоновых кислот, обеспечивающих растворение солей металлов в углеводородах топлива.Additive according to patent RU No. 2187541 contains at least one ionic-bonded copper compound, at least one ion-bonded zinc compound, while it contains 0.03-0.7 mol of zinc per mole of copper and additionally contains at least one organic substance, for example, from the group consisting of oxyquinoline, cupferon, neocupferon and an arbitrary complexon from a variety of aminopolycarboxylic acids, which provide dissolution of metal salts in fuel hydrocarbons.

Данная присадка имеет явно выраженный недостаток в части, касающейся ее многокомпонентности и необходимости выбора арсенала компонентов с учетом конкретности заданных соединений к определенному составу используемых топлив, что повышает себестоимость присадки и ограничивает возможности ее использования для жидких топлив бензинового интервала кипения с произвольным химическим составом.This additive has a pronounced disadvantage in terms of its multicomponent nature and the need to select an arsenal of components, taking into account the specificity of the given compounds for a specific composition of the fuels used, which increases the cost of the additive and limits its use for liquid fuels of a gasoline boiling range with an arbitrary chemical composition.

Ближайшим аналогом заявляемого технического решения является присадка к моторному топливу бензинового интервала кипения, содержащая циклические ароматические соединения в виде полиненасыщенных алифатических или ациклических соединений с двойными связями (витамин А), производные дигидробензо-γ-пиранов (витамин Е), а также производные полиоксидов (полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, сорбитол), эфиры жирных кислот (патент US №6482243, 2002 г.)The closest analogue of the claimed technical solution is an additive to the motor fuel of a gasoline boiling range containing cyclic aromatic compounds in the form of polyunsaturated aliphatic or acyclic compounds with double bonds (vitamin A), derivatives of dihydrobenzo-γ-pyranes (vitamin E), as well as derivatives of polyoxides (polyethylene glycol , polypropylene glycol, sorbitol), fatty acid esters (US patent No. 6482243, 2002)

Присадку используют в моторных топливах бензинового интервала кипения в количестве 1 часть на 500-1500 частей топлива.The additive is used in motor fuels of the gasoline boiling range in the amount of 1 part per 500-1500 parts of fuel.

Недостатками данной присадки являются:The disadvantages of this additive are:

сложность композиционного состава;the complexity of the composition;

энергохимическая нестабильность при хранении вследствие наличия таких компонентов, как витамины А (ретинол) и Е (токоферол);energy-chemical instability during storage due to the presence of components such as vitamins A (retinol) and E (tocopherol);

усложненный процесс синтеза молекулярных структур названных витаминов.complicated process for the synthesis of molecular structures of these vitamins.

Задача изобретения состояла в расширении арсенала высокоэффективных, простых композиционных присадок для моторных топлив бензинового интервала кипения, обеспечивающих улучшение режима горения различных по молекулярному строению углеводородов и снижающих эмиссию СО и NOx в выхлопных газах.The objective of the invention was to expand the arsenal of highly effective, simple compositional additives for motor fuels of the gasoline boiling range, which provide an improvement in the combustion mode of hydrocarbons of various molecular structures and reduce the emission of CO and NO x in exhaust gases.

Для решения поставленной задачи предложена присадка для бензиновых топлив, содержащая циклическое ароматическое соединение и оксигенаты в виде смеси спиртов C2-C5 и сложных эфиров дикарбоновых кислот, согласно изобретению в качестве циклического ароматического соединения используют 1,3-дифенилмочевину формулы С6Н5NHCONHC6H5, присадка дополнительно содержит беззольный антиоксидант фенольного типа и растворитель в виде смеси керосина и бензина при следующем соотношении, мас.%:To solve this problem, an additive for gasoline fuels containing a cyclic aromatic compound and oxygenates in the form of a mixture of C 2 -C 5 alcohols and dicarboxylic acid esters is proposed. According to the invention, 1,3-diphenylurea of the formula C 6 H 5 NHCONHC is used as a cyclic aromatic compound 6 H 5 , the additive additionally contains an ashless phenolic type antioxidant and a solvent in the form of a mixture of kerosene and gasoline in the following ratio, wt.%:

1,3-дифенилмочевина1,3-diphenylurea 17,7-22,417.7-22.4 спирты С25 alcohols C 2 -C 5 20-2220-22 сложный эфирester дикарбоновой кислотыdicarboxylic acid 0,1-0,30.1-0.3 антиоксидантыantioxidants 0,02-0,050.02-0.05 растворительsolvent остальноеrest

Согласно изобретению, в качестве сложных эфиров дикарбоновых кислот используют эфиры адипиновой кислоты, дибутиловый эфир адипиновой кислоты, дибутиловый эфир фталевой кислоты, диоктиловый эфир себациновой кислоты, диоктиловый эфир азелаиновой кислоты, дибутилфталат или смесь их.According to the invention, adipic acid esters, adipic acid dibutyl ester, phthalic acid dibutyl ester, sebacic acid dioctyl ester, azelaic dioctyl ester, dibutyl phthalate or a mixture thereof are used as dicarboxylic acid esters.

Согласно изобретению, в качестве сложных эфиров дикарбоновых кислот используют дибутиловый эфир фталевой кислоты или диоктиловый эфир себациновой кислоты или/и диоктиловый эфир азелаиновой кислоты или смеси их.According to the invention, dibutyl ether of phthalic acid or dioctyl ether of sebacic acid and / or dioctyl ether of azelaic acid or mixtures thereof are used as dicarboxylic acid esters.

Согласно изобретению, в качестве беззольных атиоксидантов фенольного типов используют 2,6-ди-трет-бутилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, сложный эфир β-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксифенил)-пропионовой кислоты с октадеканолом или 1,6-гександиолом.According to the invention, 2,6-di-tert-butylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, β- (3,5-di-tert-butyl-4 ester are used as phenolic ashless type oxidants). -oxyphenyl) -propionic acid with octadecanol or 1,6-hexanediol.

Согласно изобретению, в качестве беззольных атиоксидантов фенольного типов используют 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол.According to the invention, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol is used as phenolic ashless type.

Согласно изобретению, смесь керосина и бензина используют при соотношении (0,5-1):(1,0-2,0) (в.ч.).According to the invention, a mixture of kerosene and gasoline is used at a ratio of (0.5-1) :( 1.0-2.0) (including).

При использовании присадки в моторных топливах бензинового интервала кипения происходит улучшение сгорания топливно-воздушных зарядов в камерах сгорания карбюраторных и инжекторных двигателях и снижение эмиссии газов СО, NOx, что объясняется:When using additives in motor fuels of the gasoline boiling range, the combustion of fuel-air charges in the combustion chambers of carburetor and injection engines is improved and the emission of CO, NO x gases is reduced, which is explained by:

наличием в молекуле 1,3-дифенилмочевины (С6Н5NHCONHC6Н5) большого числа π-электронов, связанных в единую сопряженную систему. Эти электроны обладают большой подвижностью, поэтому молекула ДФМ склона к сильной поляризации при приближении к заряженным частицам (ионам) плазмы пламени, заряжаясь наподобие электрического конденсатора. Сконденсированные вокруг поляризованных молекул ионы плазмы увеличивают энергию плазмы горения;the presence in the molecule of 1,3-diphenylurea (C 6 H 5 NHCONHC 6 H 5 ) a large number of π-electrons bonded into a single conjugated system. These electrons have great mobility, therefore, the DFM molecule tends to be strongly polarized when approaching the charged particles (ions) of the flame plasma, charging like an electric capacitor. Plasma ions condensed around polarized molecules increase the energy of the combustion plasma;

склонностью молекулярной структуры 1,3-дифенилмочевины (С6Н5NHCONHC6Н5) при повышенных температурах к восстановлению оксидов азота до чистого азота;the tendency of the molecular structure of 1,3-diphenylurea (C 6 H 5 NHCONHC 6 H 5 ) at elevated temperatures to reduce nitrogen oxides to pure nitrogen;

к облегчению сгорания углеводородов топлива до нетоксичного СО2 вследствие стабильности температурного поля в камере сгорания.to facilitate the combustion of fuel hydrocarbons to non-toxic CO 2 due to the stability of the temperature field in the combustion chamber.

Наличие в композиции антиоксидантов, а также использование для приготовления присадки растворителя в виде смеси жидких углеводородов керосина и бензина обеспечивает стабильность сохранения химико-физических свойств присадки в течение длительного периода.The presence of antioxidants in the composition, as well as the use of a solvent in the form of a mixture of liquid hydrocarbons kerosene and gasoline for the preparation of the additive, ensures the stability of the chemical-physical properties of the additive for a long period of time.

Предложенная по заявляемому техническому решению композиция присадки выбрана из группы простых и доступных химических соединений. Присадка улучшает режим горения различных по молекулярному строению жидких углеводородов, обеспечивается полнота их сгорания, что снижает удельные затраты моторного топлива, понижает эмиссии по СО и NOx, снижает смолообразование, уменьшается износ цилиндропоршневой группы.The additive composition proposed by the claimed technical solution is selected from the group of simple and accessible chemical compounds. The additive improves the combustion regime of liquid hydrocarbons of various molecular structures, provides for the completeness of their combustion, which reduces the specific cost of motor fuel, lowers emissions of CO and NO x , reduces gum formation, and reduces wear on the piston and cylinder group.

При анализе известного уровня техники не выявлено присадок для моторных топлив бензинового интервала кипения с совокупностью признаков, соответствующих заявляемому техническому решению и реализующих вышеописанный технический результат, который и подтверждается ниже приведенным описанием изобретения.In the analysis of the prior art, no additives were found for motor fuels of the gasoline boiling range with a combination of features corresponding to the claimed technical solution and implementing the above-described technical result, which is confirmed below by the description of the invention.

Суть изобретения поясняется рекомендациями относительно выбора сырьевых компонентов, примерами конкретных составов композиционных присадок, рекомендациями их практического применения и результатами испытаний.The essence of the invention is illustrated by recommendations regarding the choice of raw materials, examples of specific compositions of composite additives, recommendations for their practical application and test results.

Для изготовления конкретных составов композиций присадок для топлив бензинового интервала кипения, используемых в карбюраторных и инжекторных двигателях внутреннего сгорания, используют готовые к применению сырьевые компоненты.Ready-to-use raw materials are used for the manufacture of specific compositions of additive compositions for gasoline boiling range fuels used in carburetor and injection internal combustion engines.

Для конкретных композиций присадок согласно изобретению используютFor specific additive compositions according to the invention use

1,3-дифенилмочевину (C6H5NHCONHC6Н5), м.в. - 212,25, Ткип. - 262°С (Catalog Handbook of Fine Chemicals Aldrich, 1992-1993 г., 250 с.);1,3-diphenylurea (C 6 H 5 NHCONHC 6 H 5 ), m.v. - 212.25, T bales. - 262 ° С (Catalog Handbook of Fine Chemicals Aldrich, 1992-1993, 250 p.);

изо-пропиловый спирт, втор-бутиловый спирт;iso-propyl alcohol, sec-butyl alcohol;

сложные эфиры дикарбоновых кислот - дибутиловый эфир фталевой кислоты (С6Н4(СООС4Н9)2, диоктиловый эфир себациновой кислоты ((CH2)8(COOC8H17)2). Названные сложные эфиры дикарбоновых кислот при приготовлении композиций присадок выбраны в соотношении 1:1;dicarboxylic acid esters - phthalic acid dibutyl ester (C 6 H 4 (COOC 4 H 9 ) 2 , sebacic acid dioctyl ester ((CH 2 ) 8 (COOC 8 H 17 ) 2 ). Named dicarboxylic acid esters in the preparation of additive compositions selected in a ratio of 1: 1;

беззольный антиоксидант фенольного типа -2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол. Торговая марка «Агидол»-ТУ 385901237-90;Phenolic-type ashless antioxidant -2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol. Trademark "Agidol" -TU 385901237-90;

керосин -ТУ-3840158-10-90. Возможно использование керосина ТС-1 -ГОСТ 10227-86;kerosene -TU-3840158-10-90. Perhaps the use of kerosene TS-1-GOST 10227-86;

торговые препараты витаминов ретинол и токоферол;retinol and tocopherol vitamins;

бензины торговой марки АИ-92.gasolines of the AI-92 trademark.

Из используемых сырьевых компонентов в пределах заданных рецептур методом смешивания при комнатной температуре были приготовлены в расчете на 500 мл готовые композиции присадок по следующим примерам:From the used raw materials within the prescribed formulations by the method of mixing at room temperature, prepared additive compositions were prepared for 500 ml per the following examples:

Пример 1 - присадка по изобретению:Example 1 - additive according to the invention:

1,3-дифенилмочевина - 90 г, изопропиловый и втор-бутиловый спирты в соотношении 1:1 - 100 мл, смесь сложных эфиров дикарбоновых кислот (дибутиловый эфир фталевой кислоты, диоктиловый эфир себациновой кислоты при соотношении 1:1(в.ч.) - 1 мл, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол - 0,15 мл, керосин 100 мл, бензин АИ-92 - остальное.1,3-diphenylurea - 90 g, isopropyl and sec-butyl alcohols in a ratio of 1: 1 - 100 ml, a mixture of dicarboxylic acid esters (phthalic acid dibutyl ester, sebacic acid dioctyl ester in a ratio of 1: 1 (parts by weight) - 1 ml, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol - 0.15 ml, kerosene 100 ml, gasoline AI-92 - the rest.

Пример 2 - присадка с составом компонентов по патенту US № 6482243:Example 2 - additive with the composition of the components according to US patent No. 6482243:

ретинол и токоферол при соотношении 1:1(в.ч) - 50 мл; изопропиловый и втор-бутиловый спирты в соотношении 1:1, указанная смесь сложных эфиров дикарбоновых кислот при соотношении 1:1(в.ч.) - 450 мл.retinol and tocopherol at a ratio of 1: 1 (v / h) - 50 ml; isopropyl and sec-butyl alcohols in a ratio of 1: 1, the specified mixture of esters of dicarboxylic acids at a ratio of 1: 1 (v / v) - 450 ml.

Пример 3 - автомобильный бензин АИ-92.Example 3 - automobile gasoline AI-92.

Для изучения влияния композиций присадок на работу двигателя внутреннего сгорания указанные по примерам 1 и 2 присадки были в количестве 0,2 мас.% введены в автомобильный бензин АИ-92. Указанная норма по использованию присадок в готовых бензиновых топливах соответствует известным рекомендациям.To study the effect of additive compositions on the operation of the internal combustion engine, the additives indicated in Examples 1 and 2 were added in the amount of 0.2 wt.% To AI-92 motor gasoline. The specified norm for the use of additives in finished gasoline fuels complies with well-known recommendations.

При изучении влияния указанных по примерам 1 и 2 рецептур присадок на работу двигателя внутреннего сгорания были использованы следующие методы.In studying the influence of the additives described in examples 1 and 2 on the operation of the internal combustion engine, the following methods were used.

1. Один из цилиндров двигателя (4-цилиндровый, с распределенным впрыском топлива, объемом 2000 см3, степень сжатия - 9,8) был оборудован специально доработанной свечой зажигания с пьезоэлектрическим датчиком, позволяющим преобразовывать колебания давления в цилиндре в электрический сигнал, который в оцифрованном виде подвергался обработке методами дискретного преобразования и динамического спектрального анализа, позволяющего отслеживать появление и затухание частотных составляющих с максимальным разрешением по частоте 1 Гц.1. One of the engine cylinders (4-cylinder, with distributed fuel injection, volume 2000 cm 3 , compression ratio 9.8) was equipped with a specially developed spark plug with a piezoelectric sensor, which allows converting pressure fluctuations in the cylinder into an electrical signal, which the digital form was processed by discrete conversion and dynamic spectral analysis, which allows you to track the appearance and attenuation of frequency components with a maximum frequency resolution of 1 Hz.

2. Измерение содержания в отработавших газах (ОГ) оксида углерода (СО), углеводородов (СН) и оксидов азота (NOx). Измерения проводились на автомобилях "Нива" и "Тойота-Виста" (распределенный впрыск топлива). Содержание СО и СН определяли с помощью портативного газоанализатора, содержание NOx - йодометрическим методом из раствора йодида калия, через который пропускали определенный объем отработавших газов. Измерения проводили на различных режимах работы двигателя.2. Measurement of the content of carbon monoxide (CO), hydrocarbons (CH) and nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust gas (OG). The measurements were carried out on cars "Niva" and "Toyota Vista" (distributed fuel injection). The content of CO and CH was determined using a portable gas analyzer, the content of NO x was determined by the iodometric method from a solution of potassium iodide, through which a certain volume of exhaust gases was passed. Measurements were carried out at various engine operating modes.

3. Дорожные испытания проводили на автомобилях "Нива", "Тойота-Виста", ВАЗ-2106, УАЗ-469, ГАЗ-53, "Волга" ГАЗ-24.3. Road tests were carried out on Niva, Toyota Vista, VAZ-2106, UAZ-469, GAZ-53, Volga GAZ-24 cars.

На основании данных, полученных при акустическом анализе процессов в цилиндре двигателя по времени прохождения отраженных от поршня эхо-сигналов, а также данных по значениям температуры отработавших газов в момент выпуска, были вычислены значения скоростей звука в различные моменты цикла сжатие-расширение, по которым определены значения давления в цилиндре при различных режимах работы. Как видно из представленной ниже диаграммы 1 (см. фиг.1):Based on the data obtained during the acoustic analysis of the processes in the engine cylinder by the transit time of echoes reflected from the piston, as well as data on the values of the temperature of the exhaust gases at the time of release, the values of sound velocities at various moments of the compression-expansion cycle were calculated, which were used to determine pressure values in the cylinder at various operating modes. As can be seen from the diagram below 1 (see figure 1):

при использовании присадки (пример 1) в бензине полезная работа расширяющегося газа (кривая 1) при одинаковом расходе топлива увеличивается (площадь, ограниченная кривой давления 4-этап сжатия и кривой 1-этап расширения) приблизительно на 25%;when using an additive (example 1) in gasoline, the useful work of expanding gas (curve 1) at the same fuel consumption increases (the area limited by the pressure curve 4-stage compression and curve 1-stage expansion) by about 25%;

при использовании присадки (пример 2) указанные показатели (кривая 2) практически соответствуют использованию в двигателе внутреннего сгорания товарного бензина (кривая 3).when using the additive (example 2), these indicators (curve 2) practically correspond to the use of commercial gasoline in the internal combustion engine (curve 3).

Изменения по крутящему моменту в двигателях внутреннего сгорания (диаграмма 2, фиг.2) аналогичны по полученным величинам.Changes in torque in internal combustion engines (diagram 2, figure 2) are similar in terms of the values obtained.

Полученные по диаграммам 1-2 результаты имеют аналогичную тенденцию при изменении в пределах заданной рецептуры (мас.%) соотношения сырьевых компонентов по заявляемой присадке.The results obtained in diagrams 1-2, have a similar tendency when the ratio of raw materials for the inventive additive is changed within a given formulation (wt.%).

Уменьшение в композиции 1,3-дифенилмочевины приводит к снижению полученных технических показателей по диаграммам 1-2. Увеличение в рецептуре присадки указанного соединения не оказывает существенного влияния на тепловой процесс работы двигателя.A decrease in the composition of 1,3-diphenylurea leads to a decrease in the obtained technical indicators in charts 1-2. An increase in the additive formulation of the compound does not have a significant effect on the thermal process of the engine.

С учетом этих обстоятельств установлена целесообразность использования заявляемой присадки в моторном бензине в пределах известных рекомендаций, но в концентрации не более 1%.In view of these circumstances, the expediency of using the inventive additive in motor gasoline was established within the known recommendations, but in a concentration of not more than 1%.

Уменьшение или увеличение в рецептуре присадки заданного соотношения по алифатическим спиртам, сложных эфиров дикарбоновых кислот может привести, с одной стороны, к снижению детонационной стойкости топлива, с другой стороны, к повышению эмиссии оксидов азота.A decrease or increase in the additive formulation of a given ratio of aliphatic alcohols, dicarboxylic acid esters can lead, on the one hand, to a decrease in the detonation resistance of fuels, and, on the other hand, to an increase in the emission of nitrogen oxides.

Уменьшение в рецептуре присадки заданного количества антиоксиданта влияет на термохимическую стойкость композиции при использовании в последней указанных растворителей. Увеличение антиоксидантов повышает себестоимость присадки.The decrease in the additive formulation of a given amount of antioxidant affects the thermochemical stability of the composition when used in the latter specified solvents. An increase in antioxidants increases the cost of the additive.

Использование для приготовления присадки растворителя на основе смеси жидких углеводородов соответственно керосина и бензина наиболее оптимально для технологической совместимости композиции присадки с моторными бензинами. Указанное по изобретению соотношение между керосином и бензинов отвечает, с одной стороны, требованиям пожарной безопасности, а с другой стороны, наиболее оптимально для условий использования присадки в товарных бензинахThe use of a solvent for the preparation of additives based on a mixture of liquid hydrocarbons, respectively, of kerosene and gasoline is most optimal for the technological compatibility of the additive composition with motor gasolines. The ratio between kerosene and gasolines indicated by the invention meets, on the one hand, fire safety requirements, and, on the other hand, is most optimal for the conditions of use of the additive in commercial gasolines

Исследованиями также подтверждено, что химико-физические свойства присадки по отношению к товарным бензинам устойчивы в течение длительного периода (свыше 3-х месяцев). Испытания присадки, содержащей ретинол и токоферол, после 20 дней хранения этой присадки показали, что технические показатели при использовании бензина с этой присадкой соответствуют показателям товарного автомобильного бензина без данной присадки.Studies have also confirmed that the chemical and physical properties of the additive in relation to marketable gasolines are stable for a long period (over 3 months). Tests of the additive containing retinol and tocopherol after 20 days of storage of this additive showed that the technical performance when using gasoline with this additive corresponds to the performance of commercial gasoline without this additive.

Происходящее в результате использования присадки по изобретению явление объясняется следующим:The occurrence resulting from the use of the additive according to the invention is explained by the following:

На начальной стадии горения процесс протекает по разветвленному цепному механизму до тех пор, пока температура в цилиндре не достигнет критического значения, при котором начинается ионизация газа, сопровождающаяся затратами энергии и некоторой стабилизацией температуры и давления (точки 4.1, 4.2, 4.3 - диаграмма 1).At the initial stage of combustion, the process proceeds according to a branched chain mechanism until the temperature in the cylinder reaches a critical value at which gas ionization begins, accompanied by energy consumption and some stabilization of temperature and pressure (points 4.1, 4.2, 4.3 - diagram 1).

При наличии присадки (пример 1) образующиеся при воспламенении углеводородов ионы газовых компонентов концентрируются вокруг поляризованных молекул дифенилмочевины, что смещает равновесие и облегчает дальнейшую ионизацию газа. Значительная доля энергии, выделяемая при горении, переходит в потенциальную энергию связанных зарядов. По мере снижения давления в цилиндре (кривая 1) при совершении поршнем работы (участок расширения) запасенная энергия высвобождается, при этом давление на поршень снижается менее резко, возрастает КПД и крутящий момент (кривая 1.1 - диаграмма 2).In the presence of an additive (example 1), the ions of the gas components formed during the ignition of hydrocarbons are concentrated around polarized diphenylurea molecules, which shifts the equilibrium and facilitates further ionization of the gas. A significant proportion of the energy released during combustion goes into the potential energy of the bound charges. As the cylinder pressure decreases (curve 1) when the piston does the work (expansion section), the stored energy is released, while the pressure on the piston decreases less sharply, the efficiency and torque increase (curve 1.1 - diagram 2).

Поскольку сгорание топлива происходит за очень короткий промежуток времени, основная часть молекул присадки, обладающей значительной химической стойкостью, не успевает разрушиться даже при таких высоких температурах, присадка сгорает позже. Данный факт подтверждается также тем, что при наличии присадки (пример 1) менее резко снижается скачок давления в момент развития горения, что выявлено при воспроизведении необработанных звуковых файлов, записанных непосредственно с датчика, при замедлении скорости воспроизведения в 32-64 раза.Since the combustion of fuel occurs in a very short period of time, the bulk of the additive molecules, which have significant chemical resistance, do not have time to break down even at such high temperatures, the additive burns out later. This fact is also confirmed by the fact that in the presence of an additive (example 1), the pressure jump at the moment of combustion development decreases less sharply, which was revealed when playing unprocessed audio files recorded directly from the sensor, while slowing down the playback speed by 32-64 times.

Другой особенностью присадки по изобретению (пример 1) является ее способность реагировать с оксидами азота с образованием молекулярного азота, воды и углекислого газа.Another feature of the additive according to the invention (example 1) is its ability to react with nitrogen oxides with the formation of molecular nitrogen, water and carbon dioxide.

Доводом в пользу представления об участии присадки в процессах горения в молекулярной форме является резкое снижение концентрации оксидов азота в отработавших газах при добавлении присадки в топливо.The argument in favor of the idea of the participation of the additive in the combustion processes in molecular form is a sharp decrease in the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gases when the additive is added to the fuel.

Так, при работе двигателя автомобиля "Тойота-Виста" без нагрузки при частоте вращения коленчатого вала 1000 об/мин введение присадки (пример 1) в бензин в концентрации 0,2% приводит к падению содержания NOx с 0,4 мг/м3 до величины, меньшей предела обнаружения (0,01 мг/м3). Содержание оксида углерода (СО) и углеводородов (СН) также снижается. Степень этого снижения зависит от режима работы двигателя и достигает 6-кратного значения для СО и 14-кратного для СН при 2000 об/мин без нагрузки ("Тойота-Виста" без каталитического фильтра-дожигателя).So, when the engine of the Toyota Vista car is without load at a crankshaft speed of 1000 rpm, the addition of an additive (example 1) to gasoline at a concentration of 0.2% leads to a drop in the NO x content from 0.4 mg / m 3 to a value less than the detection limit (0.01 mg / m 3 ). The content of carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (CH) is also reduced. The degree of this reduction depends on the engine operating mode and reaches a 6-fold value for CO and a 14-fold value for CH at 2000 rpm without load (Toyota Vista without a catalytic afterburner filter).

Дорожные испытания на различных автомобилях, различных бензинах в летний, осенний и зимний периоды при движении по городу и по трассе позволяют сделать следующие выводы:Road tests on various cars, various gasolines in the summer, autumn and winter periods when driving around the city and on the highway allow us to draw the following conclusions:

при осмотре деталей и узлов двигателей, наработавших более 5000 км пробега с присадкой по изобретению каких-либо признаков отрицательного влияния, присадки на двигатель не выявлено;when examining parts and assemblies of engines that have accumulated more than 5,000 km with an additive according to the invention, there are no signs of a negative effect, no additives have been detected on the engine;

при использовании присадки по изобретению понижается чувствительность двигателя к изменению угла опережения зажигания. Это позволяет переходить на менее качественный бензин без значимого снижения мощности и увеличения расхода. При проведении дорожных испытаний на автомобилях "Волга" ГАЗ-24, "Москвич" 412, ГАЗ-53, УАЗ-469 с прямогонным газовым бензином (БГС, октановое число-65 по моторному методу) не выявлено существенных отличий БГС с присадкой от товарного бензина АИ-80. Также проводились испытания БГС с присадкой на автомобиле ВАЗ-2106. В этом случае установка более позднего зажигания позволяет устранять детонацию без заметной потери в мощности.when using the additive according to the invention, the sensitivity of the engine to a change in the ignition timing is reduced. This allows you to switch to a lower-quality gasoline without a significant reduction in power and increased consumption. When conducting road tests on Volga GAZ-24, Moskvich 412, GAZ-53, UAZ-469 cars with straight-run gas gasoline (BGS, octane number-65 by the motor method), there were no significant differences between the BGS and the additive from marketable gasoline AI-80. Tests of BGS with an additive on a VAZ-2106 car were also carried out. In this case, the installation of a later ignition eliminates detonation without a noticeable loss in power.

Claims (6)

1. Присадка для бензиновых топлив, содержащая циклическое ароматическое соединение и оксигенаты в виде смеси спиртов С25 и сложных эфиров дикарбоновых кислот, отличающаяся тем, что в качестве циклического ароматического соединения используют 1,3-дифенилмочевину формулы С6Н5NHCONHC6Н5, присадка дополнительно содержит беззольный антиоксидант фенольного типа и растворитель в виде смеси керосина и бензина при следующем соотношении, мас.%:1. Additive for gasoline fuels containing a cyclic aromatic compound and oxygenates in the form of a mixture of C 2 -C 5 alcohols and dicarboxylic acid esters, characterized in that 1,3-diphenylurea of the formula C 6 H 5 NHCONHC 6 is used as a cyclic aromatic compound H 5 , the additive additionally contains an ashless phenolic type antioxidant and a solvent in the form of a mixture of kerosene and gasoline in the following ratio, wt.%: 1,3-Дифенилмочевина1,3-diphenylurea 17,7-22,417.7-22.4 Спирты С25 Alcohols C 2 -C 5 20-2220-22 Сложный эфирEster дикарбоновой кислотыdicarboxylic acid 0,1-0,30.1-0.3 АнтиоксидантыAntioxidants 0,02-0,050.02-0.05 РастворительSolvent ОстальноеRest
2. Присадка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве сложных эфиров дикарбоновых кислот содержит эфиры адипиновой кислоты, дибутиловый эфир адипиновой кислоты, дибутиловый эфир фталевой кислоты, диоктиловый эфир себациновой кислоты, диоктиловый эфир азелаиновой кислоты, дибутилфталат или смесь их.2. The additive according to claim 1, characterized in that the esters of dicarboxylic acids contain adipic acid esters, adipic acid dibutyl ester, phthalic acid dibutyl ester, sebacic acid dioctyl ester, azelaic acid dioctyl ester, dibutyl phthalate or a mixture thereof. 3. Присадка по п.2, отличающаяся тем, что в качестве сложных эфиров дикарбоновых кислот содержит дибутиловый эфир фталевой кислоты или диоктиловый эфир себациновой кислоты или/и диоктиловый эфир азелаиновой кислоты или смеси их.3. The additive according to claim 2, characterized in that, as dicarboxylic acid esters, it contains phthalic acid dibutyl ester or sebacic acid dioctyl ester and / or azelaic acid dioctyl ester or a mixture thereof. 4. Присадка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве беззольных атиоксидантов фенольного типов содержит 2,6-ди-трет-бутилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, сложный эфир β-(3,5- ди-трет-бутил-4-оксифенил)-пропионовой кислоты с октадеканолом или 1,6-гександиолом.4. The additive according to claim 1, characterized in that it contains 2,6-di-tert-butylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, β- ester (3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid with octadecanol or 1,6-hexanediol. 5. Присадка по п.4, отличающаяся тем, что в качестве беззольных атиоксидантов фенольного типов содержит 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол.5. The additive according to claim 4, characterized in that it contains 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol as ashless phenolic type atoxidants. 6. Присадка по п.1, отличающаяся тем, что содержит смесь керосина и бензина при их соотношении (0,5-1):(1,0-2,0) (в. ч.).6. The additive according to claim 1, characterized in that it contains a mixture of kerosene and gasoline at a ratio of (0.5-1) :( 1.0-2.0) (including).
RU2003137374/04A 2003-12-26 2003-12-26 Gasoline fuel additive RU2280066C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003137374/04A RU2280066C2 (en) 2003-12-26 2003-12-26 Gasoline fuel additive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003137374/04A RU2280066C2 (en) 2003-12-26 2003-12-26 Gasoline fuel additive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003137374A RU2003137374A (en) 2005-06-10
RU2280066C2 true RU2280066C2 (en) 2006-07-20

Family

ID=35833849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003137374/04A RU2280066C2 (en) 2003-12-26 2003-12-26 Gasoline fuel additive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2280066C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515988C2 (en) * 2009-03-07 2014-05-20 ДАГАС Сп.з.о.о. Modifier of solid, liquid and gaseous fuel burning
RU2673817C2 (en) * 2013-10-24 2018-11-30 Басф Се Use of a complex ester for reduced fuel consumption

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515988C2 (en) * 2009-03-07 2014-05-20 ДАГАС Сп.з.о.о. Modifier of solid, liquid and gaseous fuel burning
RU2673817C2 (en) * 2013-10-24 2018-11-30 Басф Се Use of a complex ester for reduced fuel consumption
US10465138B2 (en) 2013-10-24 2019-11-05 Basf Se Use of a complex ester to reduce fuel consumption

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003137374A (en) 2005-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107011953B (en) Multi-function gasoline additives and preparation method thereof and the fuel combination containing the multi-function gasoline additives
JP3796355B2 (en) Gasoline composition containing an ignition modifier
FR2602240A1 (en) PACKAGING AGENT FOR FUELS
WO2007004789A1 (en) Fuel composition containing bioethanol and biodiesel for internal combustion engine
JP2006515377A (en) High alcohol alternative fuel
CA2225330A1 (en) Fuel oil composition for diesel engines
US5951722A (en) Catalyzed lower alcohols-water based fuels
BRPI1000817A2 (en) ethanol based diesel fuel
EP2582777B1 (en) Fuel composition and its use
RU2280066C2 (en) Gasoline fuel additive
BR112021001413A2 (en) use of specific volatile fatty esters in gasoline engines to reduce emissions
WO2007100309A1 (en) Versatile additive to lubricating and fuel materials and fuels containing said additive
Alexandru et al. Evaluation of performance and emissions characteristics of methanol blend (gasohol) in a naturally aspirated spark ignition engine
JPH0225953B2 (en)
JP2000026871A (en) Low-pollution fuel composition
JP2004210984A (en) Fuel oil composition and fuel additive
WO2012059015A1 (en) Methanol fuel that prevents phase separation
CN105296027A (en) Gasoline octane value booster and preparation method thereof
JPS61207496A (en) Fuel for internal-combustion engine
JPH02138391A (en) Azide additive for automobile liquid hydrocarbon fuel
TWI254074B (en) Manufacturing method of alkylated biomass diesel fuel and product thereof
JP4458405B2 (en) Fuel for premixed compression self-ignition engines
JP2004285346A (en) Low pollution fuel composition
WO2022183263A1 (en) Cetane improvers for diesel cycle fuels
BR102022003665A2 (en) KETANE IMPROVEMENTS FOR DIESEL CYCLE FUELS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091227