RU2373421C1 - Method of preparing hydrocarbon and mixed alternate fuels to be used, and modular plant for method realisation - Google Patents

Method of preparing hydrocarbon and mixed alternate fuels to be used, and modular plant for method realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2373421C1
RU2373421C1 RU2008117695/06A RU2008117695A RU2373421C1 RU 2373421 C1 RU2373421 C1 RU 2373421C1 RU 2008117695/06 A RU2008117695/06 A RU 2008117695/06A RU 2008117695 A RU2008117695 A RU 2008117695A RU 2373421 C1 RU2373421 C1 RU 2373421C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
electric
housing
mixed
hydrocarbon
Prior art date
Application number
RU2008117695/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Николаевич Литвиненко (RU)
Анатолий Николаевич Литвиненко
Евгений Валерьевич Ботоногов (RU)
Евгений Валерьевич Ботоногов
Алексей Анатольевич Литвиненко (RU)
Алексей Анатольевич Литвиненко
Николай Анатольевич Литвиненко (RU)
Николай Анатольевич Литвиненко
Ренат Шаукатович Искандаров (RU)
Ренат Шаукатович Искандаров
Original Assignee
Анатолий Николаевич Литвиненко
Евгений Валерьевич Ботоногов
Алексей Анатольевич Литвиненко
Николай Анатольевич Литвиненко
Ренат Шаукатович Искандаров
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 Анатолий Николаевич Литвиненко, Евгений Валерьевич Ботоногов, Алексей Анатольевич Литвиненко, Николай Анатольевич Литвиненко, Ренат Шаукатович Искандаров filed Critical Анатолий Николаевич Литвиненко
Priority to RU2008117695/06A priority Critical patent/RU2373421C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2373421C1 publication Critical patent/RU2373421C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

FIELD: heating systems, fuel. ^ SUBSTANCE: invention refers to methods of preparing hydrocarbon and mixed alternate fuels to be used, and can be used in petroleum and automobile industries and various fields. The task is achieved by method of preparing hydrocarbon and mixed alternate fuels to be used by supplying fuel to fuel treatment plant, high-voltage pulse current to electrodes of fuel treatment plant, in which base gasoline and amine fuel and/or xylidines (CH3)2C6H3NH2, for example isomeric xylidines, are fed to compounding unit in which they are mixed, then fuel mixed with amines is supplied to centrifugal forces field and is subject to chain reaction of cracking of hydrocarbon molecules of the mixture at standard conditions by passing it through electric field with intensity of 2.12Ç7.54 kV/mm, current intensity of 1.48Ç3.35 A, pulse frequency of 0.46Ç1.0 kHz and voltage of 10Ç30 kW in electric fuel processing unit. After electric processing, the product and esters, for example monomethyl ester and/or amine fuel mixed with xylidines and esters is supplied to fuel treatment module with specified concentration of high-octane number component in which fuel quality properties are adjusted to the specified ones by mixing fuel-amine mixture with high-octane number component. Method is implemented by means of modular fuel treatment plant which consists of electric fuel processing unit and, in addition, is equipped with fuel compounding unit and fuel treatment module with specified concentration of high-octane number component, which are equipped with pipelines with shutoff and control valves. At that, electric fuel processing unit, fuel compounding unit and fuel treatment module with specified concentration of high-octane number component are connected in series, and are independent and equipped with devices for attaching units and module to each other. ^ EFFECT: improving complex of operating and physical and chemical properties of hydrocarbon and mixed alternate fuels, such as octane number of automobile gasolines, diesel fuel cetane number, kinematic viscosity, fraction and hydrocarbon composition, as well as improving ecological fuel properties. ^ 2 cl, 5 tbl, 8 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к способам подготовки углеводородных и смесевых альтернативных топлив с улучшенным комплексом эксплуатационных, физико-химических и экологических свойств к применению и может использоваться в нефтеперерабатывающей, автомобильной промышленности и различных областях техники.The present invention relates to methods for the preparation of hydrocarbon and mixed alternative fuels with an improved set of operational, physico-chemical and environmental properties for use and can be used in the refining, automotive industry and various fields of technology.

Известен способ сжигания смеси частиц топлива с воздухом, включающий интенсификацию процесса смешения частиц жидкого топлива с воздухом с помощью низкочастотного звукового генератора и устройство для гомогенизации топливно-воздушной смеси, содержащее четырехволновой звуковой генератор, трубку для подачи топлива в воздушный кожух [1].A known method of burning a mixture of fuel particles with air, including the intensification of the process of mixing liquid fuel particles with air using a low-frequency sound generator and a device for homogenizing the fuel-air mixture containing a four-wave sound generator, a tube for supplying fuel to the air casing [1].

Основной недостаток указанных способа и устройства заключается в том, что диспергация жидкого топлива и его смешение с воздухом производится за счет увеличения кинетической энергии, подводимой от звукового генератора к молекулам жидкости, которая не позволяет изменить углеводородный состав за счет разрыва ковалентных связей, в низкой эффективности топливоподготовки, не позволяющей существенно повысить качество комплекса эксплуатационных, физико-химических и экологических свойств углеводородных топлив.The main disadvantage of the above method and device is that the dispersion of liquid fuel and its mixing with air is due to an increase in the kinetic energy supplied from the sound generator to the liquid molecules, which does not allow changing the hydrocarbon composition due to the breaking of covalent bonds, in low fuel preparation efficiency , which does not allow to significantly improve the quality of the complex operational, physico-chemical and environmental properties of hydrocarbon fuels.

Известен способ сжигания топлива путем ионизации воздуха в электростатическом поле перед его смешением с частицами топлива и устройство для получения высокореакционного окислителя, содержащее корпус, внутри которого размещены кольца и трубчатый электрод, между которыми под действием напряжения возникает коронный разряд [2].A known method of burning fuel by ionizing air in an electrostatic field before mixing it with fuel particles and a device for producing a highly reactive oxidizing agent, comprising a housing, inside which rings and a tubular electrode are placed, between which a corona discharge occurs under the action of voltage [2].

Основным недостатком способа и устройства является то, что при смешивании двух фаз, газа и жидкости, газовая фаза ионизирована и носит определенный потенциал, а жидкая фаза практически нейтральна, поэтому заряд ионов газа используется частично, что не обеспечивает прочной связи окислителя с молекулами топлива, полного сгорания топлива, низкая эффективность обработки топлива силовым полем.The main disadvantage of the method and device is that when mixing two phases, gas and liquid, the gas phase is ionized and has a certain potential, and the liquid phase is almost neutral, therefore, the gas ion charge is partially used, which does not provide a strong bond of the oxidizer with fuel molecules, which is completely fuel combustion; low efficiency of fuel processing by force field.

Наиболее близким к предлагаемому способу подготовки углеводородных и смесевых альтернативных топлив к применению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ электрической обработки жидкого топлива и активатор для жидкого топлива [3], выбранный в качестве прототипа для предлагаемого способа.Closest to the proposed method for the preparation of hydrocarbon and mixed alternative fuels for use according to the technical nature and the achieved effect is a method of electric processing of liquid fuel and an activator for liquid fuel [3], selected as a prototype for the proposed method.

Способ-прототип [3] включает диспергацию жидкого топлива, смешение с ионизированным воздухом, гомогенизацию и воспламенение. Жидкое топливо перед диспергацией активируют в электрическом поле импульсного тока частотой 250…300 Гц и напряжением 20…25 кВ, разделяют поток топлива по полярности, положительно заряженный направляют на диспергацию и смешивание с воздухом, а отрицательно заряженный возвращают в исходную емкость.The prototype method [3] includes the dispersion of liquid fuel, mixing with ionized air, homogenization and ignition. Before dispersion, liquid fuel is activated in the electric field of a pulsed current with a frequency of 250 ... 300 Hz and a voltage of 20 ... 25 kV, the fuel flow is divided by polarity, a positively charged one is directed to dispersion and mixing with air, and a negatively charged one is returned to its original capacity.

Основными недостатками способа-прототипа являются отсутствие возможности изменения характеристик электрического поля в зависимости от исходных показателей качества используемого топлива, а следовательно, низкая эффективность топливоподготовки, не позволяющая существенно повысить качество комплекса эксплуатационных, физико-химических и экологических свойств углеводородных топлив, а также сложность исполнения и применения на технике.The main disadvantages of the prototype method are the inability to change the characteristics of the electric field depending on the initial quality indicators of the fuel used, and therefore, the low efficiency of fuel preparation, which does not significantly improve the quality of the complex of operational, physicochemical and environmental properties of hydrocarbon fuels, as well as the complexity of execution and application on technology.

Наиболее близким к предлагаемой блочно-модульной установке по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для обработки и очистки топлива двигателей внутреннего сгорания [4], выбранное в качестве прототипа.The closest to the proposed block-modular installation in terms of technical nature and the achieved effect is a device for processing and refining fuel of internal combustion engines [4], selected as a prototype.

Устройство-прототип содержит полый корпус с заглушкой, отстойником и штуцерами. Положительный электрод выполнен с многозаходной винтовой канавкой и расположен по оси устройства. Концентрично ему расположен отрицательный электрод, выполненный в виде резьбовой втулки из электропроводного ферромагнитного материала, свободно перемещающийся вдоль оси по резьбе, расположенной на корпусе устройства с возможностью его фиксации контргайкой. Корпус, заглушка, отстойник и штуцеры выполнены из электроизоляционного материала.The prototype device contains a hollow body with a plug, sump and fittings. The positive electrode is made with a multiple helical groove and is located on the axis of the device. A negative electrode is arranged concentrically to it, made in the form of a threaded sleeve from an electrically conductive ferromagnetic material, freely moving along the axis along a thread located on the device’s body with the possibility of fixing it with a lock nut. The housing, plug, sump and fittings are made of electrical insulating material.

Основными недостатками данного устройства являются низкая эффективность очистки топлива от механических примесей и воды, отсутствие возможности изменения параметров электрического поля и низкая эффективность топливоподготовки, не позволяющая существенно повысить качество комплекса эксплуатационных, физико-химических и экологических свойств углеводородных и смесевых альтернативных топлив.The main disadvantages of this device are the low efficiency of fuel cleaning from mechanical impurities and water, the inability to change the parameters of the electric field and the low efficiency of fuel preparation, which does not significantly improve the quality of the complex of operational, physicochemical and environmental properties of hydrocarbon and mixed alternative fuels.

Предлагаемое изобретение решает задачу улучшения комплекса эксплуатационных и физико-химических свойств углеводородных и смесевых альтернативных топлив, таких как октановое число автомобильных бензинов, цетановое число дизельных топлив, кинематическая вязкость, фракционный и углеводородный состав, а также улучшения экологических свойств топлив.The present invention solves the problem of improving the range of operational and physico-chemical properties of hydrocarbon and mixed alternative fuels, such as the octane number of gasoline, cetane number of diesel fuels, kinematic viscosity, fractional and hydrocarbon composition, as well as improving the environmental properties of fuels.

Поставленная задача достигается способом подготовки углеводородных и смесевых альтернативных топлив к применению путем подачи топлива в установку топливоподготовки, подачи импульсного тока высокого напряжения на электроды установки топливоподготовки, в котором базовый бензин и аминное горючее и/или ксилидины (CH3)2C6H3NH2 (аминоксилолы), например, изомерные ксилидины подают в блок компаундирования, в котором проводят их смешение, затем подают топливно-аминную смесь в поле центробежных сил и подвергают цепной реакции крекинга молекул углеводородов смеси при нормальных условиях, пропуская ее через электрическое поле напряженностью 2,12…7,54 кВ/мм, силой тока 1,48…3,35 А, частотой импульсов 0,46…1,0 кГц и напряжением 10…30 кВт в блоке электрической обработки топлива, после электрообработки продукт и эфиры, например монометиловый эфир (ММЭ) и/или смесь аминного горючего с ксилидинами и эфирами, подают в модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента, в котором приводят показатели качества топлив к заданным путем смешения топливно-аминной смеси с высокооктановым компонентом.The problem is achieved by the method of preparing hydrocarbon and mixed alternative fuels for use by supplying fuel to the fuel preparation plant, applying a high voltage pulse current to the electrodes of the fuel preparation plant, in which base gasoline and amine fuel and / or xylidines (CH 3 ) 2 C 6 H 3 NH 2 (aminoxylols), for example, isomeric xylidines are fed into a compounding unit in which they are mixed, then the fuel-amine mixture is fed into the centrifugal force field and subjected to chain cracking of molecules hydrocarbon mixture under normal conditions, passing it through an electric field with a strength of 2.12 ... 7.54 kV / mm, a current of 1.48 ... 3.35 A, a pulse frequency of 0.46 ... 1.0 kHz and a voltage of 10 ... 30 kW in the electric fuel processing unit, after the electric processing, the product and ethers, for example monomethyl ether (MME) and / or a mixture of amine fuel with xylidines and ethers, are fed to the fuel preparation module with a given concentration of high-octane component, in which the quality indicators of the fuels are brought to the set by mixing amine fuel mixture with in sokooktanovym component.

Способ реализуется с помощью блочно-модульной установки топливоподготовки, содержащей блок электрической обработки топлива, причем блок электрической обработки топлива содержит полый корпус с тангенциально размещенными входным и выходным патрубками и электроды, подключенные к источнику тока высокого напряжения, корпус является отрицательным электродом, положительный электрод выполнен в виде цилиндра с винтовой канавкой и расположен по оси корпуса коаксиально отрицательному электроду, при этом корпус, электроды и патрубки выполнены из электропроводного ферромагнитного материала с антикоррозионным покрытием, которая дополнительно снабжена блоком компаундирования топлива и модулем подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента, оборудованными трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой, причем блок компаундирования топлива содержит корпус с тангенциально расположенными патрубками подвода и отвода топлива, в котором коаксиально размещен распределительный стакан, снабженный расположенными в нем кольцевым трубчатым распределителем смеси, ультразвуковым излучателем, выполненным в виде акустического свистка и сетчатым рассекателем, установленным над распределителем между излучателем и стенкой стакана, модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента содержит сборный корпус с разъемной полусферой и диафрагмой, боковая поверхность корпуса снабжена патрубком для подачи высокооктанового компонента, установленным перпендикулярно корпусу, внутри корпуса модуля коаксиально с ним установлен патрубок для подачи топлива, снабженный насадкой с отбойником в виде обратного конуса, насадка выполнена в виде эжектора, боковая поверхность которого имеет отверстия, при этом выходной патрубок модуля соединен с питающим патрубком топливораздаточной колонки, причем нижняя коническая часть корпуса блока электрической обработки топлива снабжена сливной пробкой с магнитом, при этом блок электрической обработки топлива, блок компаундирования топлива и модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента соединены последовательно, выполнены автономными и оборудованы устройствами для крепления блоков и модуля между собой.The method is implemented using a block-modular installation of fuel preparation containing an electric fuel processing unit, the electric fuel processing unit comprising a hollow body with tangentially placed input and output nozzles and electrodes connected to a high voltage current source, the body is a negative electrode, the positive electrode is made in in the form of a cylinder with a helical groove and is located along the axis of the housing coaxially with the negative electrode, while the housing, electrodes and nozzles are made s of electrically conductive ferromagnetic material with a corrosion-resistant coating, which is additionally equipped with a fuel compounding unit and a fuel preparation module with a given concentration of high-octane component, equipped with pipelines with shut-off and control valves, the fuel compounding unit comprising a housing with tangentially arranged fuel supply and exhaust pipes, in which a distribution cup is coaxially placed, provided with an annular tubular distribution located therein mixture mixture, an ultrasonic emitter made in the form of an acoustic whistle and a mesh divider installed above the distributor between the emitter and the glass wall, the fuel preparation module with a given concentration of the high-octane component contains a prefabricated housing with a detachable hemisphere and diaphragm, the side surface of the housing is equipped with a nozzle for supplying the high-octane component mounted perpendicular to the housing, inside the module housing is installed coaxially with a pipe for supplying fuel, equipped with a nozzle with a chipper in the form of a return cone, the nozzle is made in the form of an ejector, the side surface of which has openings, while the outlet pipe of the module is connected to the supply pipe of the fuel dispenser, the lower conical part of the casing of the electric fuel processing unit is equipped with a drain plug with a magnet, while the block electrical processing of fuel, fuel compounding unit and fuel preparation module with a given concentration of high-octane component are connected in series, autonomous Many are equipped with devices for mounting blocks and modules between themselves.

Указанные отличительные признаки являются существенными для решения задачи предлагаемого изобретения.These distinctive features are essential for solving the problem of the invention.

Для способаFor the method

1. Добавляют в топливо аминное горючее и/или ксилидины (CH3)2C6H3NH2 (аминоксилолы), например изомерные ксилидины [5]. Среди соединений аминов наиболее перспективными высокооктановыми компонентами являются изомерные ксилидины.1. Amine fuel and / or xylidines (CH 3 ) 2 C 6 H 3 NH 2 (aminoxylols), for example, isomeric xylidines, are added to the fuel [5]. Among amine compounds, the most promising high-octane components are isomeric xylidines.

Изомерные ксилидины или диметилфениламины ((CH3)2C6H3NH2) - бесцветные вещества в отличии от спиртов, обладают лучшей растворимостью в бензинах и не расслаиваются с ними в процессе хранения, при воздействии электрическим полем происходит распад дисперсных частиц и освобождение полярных групп.Isomeric xylidines or dimethylphenylamines ((CH 3 ) 2 C 6 H 3 NH 2 ) are colorless substances, unlike alcohols, have better solubility in gasolines and do not separate with them during storage, when exposed to an electric field, dispersed particles decay and polar groups.

Впервые в качестве высокооктанового компонента предлагается использовать аминное горючее, представляющее собой смесь алифатических и ароматических аминов, а именно триэтиламина (C2H5)3N и ксилидинов (CH3)2C6H3NH2 (смеси шести изомеров, в которой не менее 60% метаксилидинов), например изомерные ксилидины или их смесь.For the first time, it is proposed to use amine fuel as a high-octane component, which is a mixture of aliphatic and aromatic amines, namely triethylamine (C 2 H 5 ) 3 N and xylidines (CH 3 ) 2 C 6 H 3 NH 2 (a mixture of six isomers in which less than 60% methaxylidines), for example, isomeric xylidines or a mixture thereof.

Гистограммы основных физико-химических и эксплуатационных свойств наиболее популярных высокооктановых компонентов представлены на фиг.1, 2, 3.Histograms of the main physicochemical and operational properties of the most popular high-octane components are presented in figures 1, 2, 3.

Анализ представленных гистограмм показывает, что изомерные ксилидины по всем параметрам превосходят другие высокооктановые компоненты, обладая большой плотностью, высоким показателем количества энергии в единице объема жидкого горючего и низким относительным объемным расходом.An analysis of the presented histograms shows that isomeric xylidines are superior in all parameters to other high-octane components, having a high density, a high energy quantity per unit volume of liquid fuel and a low relative volumetric flow rate.

Использование изомерных ксилидинов вместе с триэтиламином повышает газообразование топливной смеси и увеличивает ее химическую стабильность.The use of isomeric xylidines together with triethylamine increases the gas formation of the fuel mixture and increases its chemical stability.

2. Подают топливно-аминную смесь в поле центробежных сил и подвергают цепной реакции крекинга молекул углеводородов смеси при нормальных условиях, пропуская его через электрическое поле напряженностью 2,12…7,54 кВ/мм, силой тока 1,48…3,35 А, частотой импульсов 0,46…1,0 кГц и напряжением 10…30 кВт.2. The fuel-amine mixture is fed into the centrifugal force field and subjected to a chain reaction of cracking the hydrocarbon molecules of the mixture under normal conditions, passing it through an electric field of 2.12 ... 7.54 kV / mm, current strength of 1.48 ... 3.35 A , a pulse frequency of 0.46 ... 1.0 kHz and a voltage of 10 ... 30 kW.

Данные параметры электрического поля и тока обусловлены энергией, необходимой для изменения строения исходных углеводородов.These parameters of the electric field and current are due to the energy necessary to change the structure of the initial hydrocarbons.

С молекулами углеводородов в электрическом поле происходят радикально-цепные превращения [6].Radical chain transformations occur with hydrocarbon molecules in an electric field [6].

В качестве иллюстрации механизма радикально-цепного процесса представлен крекинг молекулы M(1) в виде последовательных радикальных реакцийTo illustrate the mechanism of the radical chain process, the cracking of the M (1) molecule is presented in the form of sequential radical reactions

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Данный механизм не нов и описан рядом ученых [6]. Уникальность и принципиальное отличие разработанного способа заключается в изменении углеводородного состава топлив без повышения температуры, давления и присутствия катализатора.This mechanism is not new and has been described by a number of scientists [6]. The uniqueness and fundamental difference of the developed method is to change the hydrocarbon composition of fuels without increasing temperature, pressure and the presence of a catalyst.

Зарождение цепи происходит в результате передачи энергии электрического поля и совпадения собственной частоты колебаний молекул углеводородов топлив с частотой импульсов электрического поля.The chain originates as a result of the transfer of electric field energy and the coincidence of the natural frequency of the molecules of the hydrocarbon fuels with the frequency of the electric field pulses.

Выведены математические зависимости силы, действующей на свободные радикалы, и скорости их движения от характеристик топлива и электрического поля.Mathematical dependences of the force acting on free radicals and their speed on the characteristics of the fuel and electric field are derived.

Сила, действующая на свободный радикал, зависит от диэлектрической проницаемости, плотности линейного заряда и размеров радикалов, определяется по формулеThe force acting on a free radical depends on the dielectric constant, the density of the linear charge and the size of the radicals, is determined by the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

где τ - плотность линейного заряда;where τ is the linear charge density;

l - расстояние от центра радикала до заряда;l is the distance from the center of the radical to the charge;

а - радиус свободного радикала;a is the radius of the free radical;

εa, εi - диэлектрические проницаемости топлива и радикалов соответственно.ε a , ε i are the dielectric constants of the fuel and radicals, respectively.

На скорость движения свободного радикала оказывают существенное влияние напряжение, диэлектрическая проницаемость и динамическая вязкость топливаThe speed of the free radical is significantly affected by the voltage, dielectric constant and dynamic viscosity of the fuel

Figure 00000005
Figure 00000005

где U - напряжение;where U is the voltage;

r - расстояние от радикала до электрода;r is the distance from the radical to the electrode;

ρ - плотность топлива;ρ is the fuel density;

d - диаметр электрода;d is the diameter of the electrode;

η - динамическая вязкость среды;η is the dynamic viscosity of the medium;

е0 - диэлектрическая постоянная.e 0 is the dielectric constant.

Вывод данных математических зависимостей позволил управлять развитием радикально-цепного процесса.The derivation of the data of mathematical dependencies made it possible to control the development of the radical chain process.

Обрыв цепи процесса происходит реакциями рекомбинации и диспропорционирования радикалов.The chain termination of the process occurs by radical recombination and disproportionation reactions.

Эффективность применения данных параметров электрического поляThe effectiveness of the application of these parameters of the electric field

доказывают результаты проведенных экспериментов. На примере исследования воздействия электрического поля на кинематическую вязкость дизельного топлива марки (Л-0.2-40 ГОСТ 305) в соответствии со стандартной методикой по ГОСТ 33, приведены в таблице 1.prove the results of experiments. On the example of studying the effect of an electric field on the kinematic viscosity of diesel fuel of the brand (L-0.2-40 GOST 305) in accordance with the standard methodology according to GOST 33, are shown in table 1.

В результате обработки полученных результатов с использованием программы STATISTICA 6.0 получены график фиг.4 и математическая зависимостьAs a result of processing the obtained results using the STATISTICA 6.0 program, a graph of FIG. 4 and a mathematical dependence are obtained

Figure 00000006
Figure 00000006

где ν - кинематическая вязкость, мм2/c;where ν is the kinematic viscosity, mm 2 / s;

Е - напряженность электрического поля, кВ/мм;E - electric field strength, kV / mm;

f- частота импульсов, Гц.f- pulse frequency, Hz.

Таблица 1Table 1 № опытаExperience number Напряжение опыта на входе, ВInput test voltage, V Сила тока, АCurrent strength, A Частота импульсов, кГцPulse frequency, kHz Напряжение на выходе, кВOutput Voltage, kV Напряженность, кВ/ммTension, kV / mm Кинематическая вязкость, мм2Kinematic viscosity, mm 2 / s Вязкость пробы горючего по стандартной методикеThe viscosity of the fuel sample according to the standard method 2,2942,294 1one 20twenty 1,721.72 8,008.00 2,692.69 2.422.42 2,0892,089 22 1,81.8 7,507.50 2,822.82 2,542.54 2,1062,106 33 1,741.74 7,507.50 2,732.73 2,452.45 2,0682,068 4four 1010 2,442.44 1,601,60 4,434.43 3,983.98 1,9561,956 55 2,452.45 1,601,60 4,454.45 4four 1,9181,918 66 2,452.45 1,601,60 4,454.45 4four 1,8861,886 77 15fifteen 1,71.7 5,605.60 2,72.7 2,432.43 1,8461,846 88 1,691,69 5,605.60 2,682.68 2,422.42 1,8741,874 99 1,751.75 5,605.60 2,782.78 2,52.5 1,8581,858 1010 15fifteen 3,23.2 2,102.10 5,575.57 4,994.99 1,8131,813 11eleven 3,263.26 2,202.20 5,625.62 5,065.06 1,8041,804 1212 3,353.35 2,202.20 5,785.78 5,25.2 1,8141,814 1313 1010 2,862.86 0,470.47 8,228.22 7,397.39 1,8211,821 14fourteen 2,922.92 0,470.47 8,388.38 7,547.54 1,8521,852 15fifteen 2,922.92 0,480.48 8,318.31 7,477.47 1,8311,831 1616 20twenty 2,162.16 4,254.25 3,493.49 3,143.14 1,7841,784 1717 1,941.94 4,254.25 3,133.13 2,822.82 1,8961,896 18eighteen 1,961.96 4,574,57 3,153.15 2,842.84 1,8791,879 1919 20twenty 1,821.82 7,837.83 2,852.85 2,562,56 1,8451,845 20twenty 1,831.83 7,477.47 2,872.87 2,582,58 1,8291,829 2121 1,921.92 7,207.20 3,013.01 2,712.71 1,8261,826 2222 15fifteen 1,811.81 7.547.54 2,842.84 2,552,55 1,8261,826 2323 1,81.8 7,537.53 2,822.82 2,542.54 1,8111,811 2424 1,81.8 7,257.25 2,832.83 2,542.54 1,8151,815 2525 15fifteen 1,481.48 4,944.94 2,372,37 2,132.13 1,9121,912 2626 1,511.51 4,984.98 2,412.41 2,172.17 1,8291,829 2727 1,511.51 4,874.87 2,422.42 2,182.18 1,8051,805 2828 00 1,561,56 5,465.46 2,482.48 2,232.23 1,8231,823 2929th 1,561,56 5,465.46 2,482.48 2,232.23 1,8231,823 30thirty 1,481.48 5,405.40 2,362,36 2,122.12 1,8001,800

Как видно из таблицы 1 и фиг.4 наиболее эффективными являются параметры электрического поля напряженностью 2,12…7,54 кВ/мм, силой тока 1,48…3,35 А, частотой импульсов 0,46…1,0 кГц и напряжением 10…30 кВт, которые обеспечивают экономию энергозатрат, простоту изготовления, улучшение комплекса эксплуатационных и физико-химических свойств углеводородных и смесевых альтернативных топлив, таких как октановое число автомобильных бензинов, цетановое число дизельных топлив, кинематическая вязкость, фракционный и углеводородный состав, а также улучшение экологических свойств топлив.As can be seen from table 1 and figure 4, the most effective parameters of the electric field are 2.12 ... 7.54 kV / mm, current 1.48 ... 3.35 A, pulse frequency 0.46 ... 1.0 kHz and voltage 10 ... 30 kW, which provide energy savings, ease of manufacture, improving the range of operational and physico-chemical properties of hydrocarbon and mixed alternative fuels, such as octane number of gasoline, cetane number of diesel fuels, kinematic viscosity, fractional and hydrocarbon composition, as well as improvement uh cological properties of fuels.

Необходимо отметить, что оптимальные параметры электрического поля будут различаться в зависимости от показателей качества исходного топлива. Доказательства данного отличительного признака приведены ниже.It should be noted that the optimal parameters of the electric field will vary depending on the quality indicators of the initial fuel. Evidence of this distinguishing feature is given below.

3. Добавление в топливно-аминную композицию монометилового эфира (ММЭ) и/или смесь аминного горючего с ксилидинами и эфирами и/или простых эфиров, например метилтретбутилового эфира (МТБЭ), этилтретбутилового эфира (ЭТБЭ), монометилового эфира (ММЭ) или их смесь, и/или смесь аминного горючего, ксилидинов и простых эфиров обусловлено их высокими физико-химическими и эксплуатационными свойствами и хорошей совместимостью с алифатическими и ароматическими аминами.3. Adding monomethyl ether (MME) and / or a mixture of amine fuel with xylidines and ethers and / or ethers, for example methyl tert-butyl ether (MTBE), ethyl tert-butyl ether (ETBE), monomethyl ether (MME) or a mixture thereof in the fuel-amine composition , and / or a mixture of amine fuel, xylidines and ethers due to their high physico-chemical and operational properties and good compatibility with aliphatic and aromatic amines.

Основные характеристики простых эфиров и их смесей:Main characteristics of ethers and their mixtures:

- Октановое число - 180…220 единиц;- Octane number - 180 ... 220 units;

- Плотность - 750…760 кг/м3;- Density - 750 ... 760 kg / m 3 ;

- Повышение детонационной стойкости в диапазоне температур минус 45…195°С;- Increased knock resistance in the temperature range minus 45 ... 195 ° C;

- Полная совместимость с автомобильными бензинами.- Full compatibility with gasoline.

Добавление данных компонентов менее 10% не позволяет получить достигаемый эффект, а более 25% приводит к ухудшению испаряемости бензина.Adding these components less than 10% does not allow to obtain the achieved effect, and more than 25% leads to a deterioration in the volatility of gasoline.

Для установки:For installation:

1. Блок компаундирования топлива содержит корпус с тангенциально расположенными патрубками подвода и отвода топлива, в котором коаксиально размещен распределительный стакан, снабженный расположенными в нем кольцевым трубчатым распределителем высокооктанового компонента, ультразвуковым излучателем, выполненным в виде акустического свистка, и сетчатым рассекателем, установленным над распределителем между излучателем и стенкой стакана. Данная конструкция блока обеспечивает смешение углеводородного топлива и аминного горючего в заданном соотношении за счет прохождения топлива и газа через кольцевой распределитель и ультразвуковой излучатель.1. The fuel compounding unit comprises a housing with tangentially arranged fuel supply and exhaust pipes, in which a distribution cup is coaxially placed, equipped with an annular tubular distributor of a high-octane component located therein, an ultrasonic emitter made in the form of an acoustic whistle, and a mesh divider mounted above the distributor between emitter and the wall of the glass. This unit design provides a mixture of hydrocarbon fuel and amine fuel in a predetermined ratio due to the passage of fuel and gas through an annular distributor and an ultrasonic emitter.

2. Блок электрической обработки топлива содержит полый корпус с тангенциально размещенными входным и выходным патрубками и электроды, подключенные к источнику тока высокого напряжения, корпус является отрицательным электродом, положительный электрод выполнен в виде цилиндра с винтовой канавкой и расположен по оси корпуса коаксиально отрицательному электроду, причем нижняя коническая часть корпуса блока электрической обработки топлива снабжена сливной пробкой с магнитом, при этом корпус, электроды и патрубки выполнены из электропроводного ферромагнитного материала с антикоррозионным покрытием. Это необходимо для придания смеси турбулентного движения и обработки топливно-аминной смеси электрическим полем, что приводит к изменению физико-химических свойств исходной смеси на молекулярном уровне.2. The electric fuel processing unit contains a hollow body with tangentially placed input and output nozzles and electrodes connected to a high voltage current source, the body is a negative electrode, the positive electrode is made in the form of a cylinder with a helical groove and is located along the axis of the body coaxially with the negative electrode, and the lower conical part of the casing of the electric fuel processing unit is equipped with a drain plug with a magnet, while the casing, electrodes and nozzles are made of electric wires one ferromagnetic material with a corrosion-resistant coating. This is necessary to impart a turbulent mixture to the mixture and treat the fuel-amine mixture with an electric field, which leads to a change in the physicochemical properties of the initial mixture at the molecular level.

3. Модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента содержит сборный корпус с разъемной полусферой и диафрагмой, боковая поверхность корпуса снабжена патрубком для подачи высокооктанового компонента, установленным перпендикулярно корпусу, внутри корпуса модуля коаксиально с ним установлен патрубок для подачи топлива, снабженный насадкой с отбойником в виде обратного конуса, насадка выполнена в виде эжектора, боковая поверхность которого имеет отверстия, а выходной патрубок модуля соединен с питающим патрубком топливораздаточной колонки. Данная конструкция блока обеспечивает повышение октанового числа топливной композиции до требуемого уровня.3. The fuel preparation module with a given concentration of the high-octane component contains a prefabricated housing with a detachable hemisphere and diaphragm, the side surface of the housing is equipped with a nozzle for supplying a high-octane component perpendicular to the housing, a fuel nozzle is installed coaxially with the nozzle, equipped with a nozzle with a chipper in in the form of an inverse cone, the nozzle is made in the form of an ejector, the lateral surface of which has holes, and the outlet pipe of the module is connected to the supply fuel dispenser tube. This block design provides an increase in the octane number of the fuel composition to the desired level.

4. Блок электрической обработки топлива, блок компаундирования топлива и модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента соединены последовательно, выполнены автономными и оборудованы устройствами для крепления блоков и модуля между собой.4. The electric fuel processing unit, the fuel compounding unit and the fuel preparation module with a given concentration of the high-octane component are connected in series, made autonomous and equipped with devices for fastening the blocks and the module to each other.

Данный способ подготовки углеводородных и смесевых альтернативных топлив к применению и конструкция блочно-модульной установки для его осуществления на основании проведенных авторами экспериментально-теоретических исследований является самой оптимальной.This method of preparing hydrocarbon and mixed alternative fuels for use and the design of a modular unit for its implementation on the basis of experimental and theoretical studies conducted by the authors is the most optimal.

Это подтверждается следующим.This is confirmed by the following.

Подбор концентрации аминного горючего в топливе проводился на лабораторной моторной установке УИТ - 85. Изменение октанового числа топлива с аминным горючим представлено в таблице 2.The selection of the concentration of amine fuel in the fuel was carried out on a laboratory engine installation UIT - 85. The change in the octane number of fuel with amine fuel is presented in table 2.

Таблица 2
Изменение октанового числа смесевого альтернативного топлива с введением аминного горючего.
table 2
Change in the octane number of mixed alternative fuels with the introduction of amine fuel.
Состав смесевых альтернативных топливThe composition of mixed alternative fuels ОЧМ (моторный метод)OFM (motor method) Соответствует бензинуCorresponds to gasoline Количество добавляемого компонента, об. %The number of added component, vol. % ЭтанолEthanol Изомерные ксилидиныIsomeric Xylidines Бензин прямой перегонки (ОЧ=60 единиц)Gasoline direct distillation (OH = 60 units) 26,6026.60 13,3013.30 60,1060.10 76,0076.00 А-76A-76 56,2556.25 21,0021.00 22,7522.75 85,0085.00 Аи-93Ai-93

Изменение углеводородного состава автомобильного бензина марки Регуляр-92 по ГОСТ Р 51105, полученные на аппарате AREX-2000 в Федеральном Государственном Унитарном Предприятии 25 Государственного научно-исследовательского института Министерства Обороны в результате топливоподготовки, приведены в таблице 3.The change in the hydrocarbon composition of Regular-92 motor gasoline in accordance with GOST R 51105, obtained with the AREX-2000 apparatus at the Federal State Unitary Enterprise 25 of the State Research Institute of the Ministry of Defense as a result of fuel preparation, is shown in Table 3.

Таблица 3Table 3 Изменение углеводородного состава автомобильного бензина Регуляр-92 (ГОСТ Р 51105) в результате электрической обработки.Change in the hydrocarbon composition of Regular-92 motor gasoline (GOST R 51105) as a result of electrical processing. Группа углеводородовHydrocarbon group До топливоподготовкиBefore fuel preparation После топливоподготовкиAfter fuel preparation Ароматические углеводороды, в %Aromatic hydrocarbons, in% 30,330.3 37,637.6 Непредельные углеводороды, в %Unsaturated hydrocarbons, in% 11,011.0 9,49,4 Предельные углеводороды, в %Saturated hydrocarbons, in% 58,758.7 53,053.0

Изменение фракционного состава дизельного топлива марки Л-0,2-40 ГОСТ 305-82 в результате электрической обработки установлено по стандартной методике ГОСТ 2177 и представлено в таблице 4.The change in the fractional composition of diesel fuel grade L-0.2-40 GOST 305-82 as a result of electrical processing is established by the standard method GOST 2177 and is presented in table 4.

Таблица 4
Изменение фракционного состава дизельного топлива Л-0,2-40 ГОСТ 305-82 в результате топливоподготовки.
Table 4
Change in the fractional composition of diesel fuel L-0.2-40 GOST 305-82 as a result of fuel preparation.
Точки регистрации температур, %Temperature recording points,% Температура выкипания, °СBoiling point, ° С До топливоподготовкиBefore fuel preparation После топливоподготовкиAfter fuel preparation начало перегонкиstart of distillation 134134 102102 10% перегонки10% distillation 216216 205205 20% перегонки20% distillation 232232 227227 30% перегонки30% distillation 246246 239239 40% перегонки40% distillation 262262 256256 50% перегонки50% distillation 280280 272272 60% перегонки60% distillation 300300 305305 70% перегонки70% distillation 320320 314314 80% перегонки80% distillation 342342 336336 90% перегонки90% distillation 368368 365365 96% перегонки96% distillation 388388 375375

Проведены испытания топлива после подготовки к применению на двигателе УМЗ-4178 на стенде КИ-5543 ГОСНИТИ по стандартной методике, результаты которых представлены в таблице 5.The fuel was tested after preparation for use on the UMZ-4178 engine at the KI-5543 GOSNITI stand according to the standard method, the results of which are presented in table 5.

Таблица 5Table 5 Результаты испытаний на стенде КИ-5543.Test results at the stand KI-5543. № испытанияTest No. Число оборотов коленчатого вала, nДВ, мин-1 The number of revolutions of the crankshaft, n LW , min -1 Эффективная мощность Ne, кВтEffective power Ne, kW Удельный эффективный расход топлива ge, г/кВт·чSpecific effective fuel consumption g e , g / kW · h До топливоподготовкиBefore fuel preparation После топливоподготовкиAfter fuel preparation До топливоподготовкиBefore fuel preparation После топливоподготовкиAfter fuel preparation 1one 17001700 24,85424,854 28,35628,356 340,370340,370 318,362318,362 22 19001900 35,02635,026 38,92538,925 335,465335,465 304,386304,386 33 21002100 35,21535,215 39,65439,654 321,257321,257 295,967295,967 4four 27002700 45,96345,963 59,20859,208 300,452300,452 289,981289,981

Примечание.
После топливоподготовки испытываемый двигатель показал следующие результаты:
1. Эффективная мощность возрастает на 4…14 кВт.
2. Удельный эффективный расход топлива снизился на 11…31 г/кВт·ч.
Note.
After fuel preparation, the test engine showed the following results:
1. Effective power increases by 4 ... 14 kW.
2. The specific effective fuel consumption decreased by 11 ... 31 g / kW · h.

Таким образом, все признаки, указанные в формуле изобретения, необходимы в совокупности для решения поставленной задачи изобретения.Thus, all the features indicated in the claims are necessary together to solve the problem of the invention.

На фиг.5 представлена принципиальная схема блочно-модульной установки топливоподготовки; на фиг.6, 7, 8 - принципиальные схемы блоков и модуля, показанных на фиг.5.Figure 5 presents a schematic diagram of a block-modular installation of fuel preparation; in Fig.6, 7, 8 - schematic diagrams of the blocks and module shown in Fig.5.

Блочно-модульная установка топливоподготовки (фиг.5) включает блок компаундирования топлива 1, блок электрической обработки топлива 2, модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента 3.Block-modular installation of fuel preparation (figure 5) includes a fuel compounding unit 1, an electric fuel processing unit 2, a fuel preparation module with a given concentration of high-octane component 3.

Указанные блоки и модуль соединены патрубками (трубопроводными коммуникациями), оборудованными запорной арматурой (на фиг.5 показаны стрелками) и предусмотрена возможность работы (в случае необходимости) каждого блока и модуля в отдельности или в различном их сочетании. С этой целью блоки и модуль выполнены автономными и оборудованы устройствами для их крепления между собой.The indicated blocks and the module are connected by nozzles (pipeline communications) equipped with shutoff valves (shown in Fig. 5 by arrows) and it is possible to work (if necessary) each block and module individually or in a different combination thereof. For this purpose, the blocks and the module are autonomous and equipped with devices for their fastening among themselves.

Принципиальная схема (вариант) блока компаундирования топлива 1 (фиг.5) показана на фиг.6.Schematic diagram (option) of the compounding unit of fuel 1 (Fig.5) is shown in Fig.6.

Блок компаундирования топлива (фиг.6) содержит корпус 4 с тангенциально расположенными патрубками подвода топлива 5 и отвода топливной композиции 6. В днище корпуса размещен патрубок подвода топлива 7. В корпусе 4 коаксиально размещен распределительный стакан 8 с расположенным в нем ультразвуковым излучателем в виде акустического свистка 9. В днище стакана размещены центральный патрубок 10 подвода газа и коаксиально ему патрубок 11 подвода аминного горючего. Стакан 8 снабжен расположенным в нем кольцевым трубчатым распределителем 12 топлива и сетчатым рассекателем 13. Рассекатель 13 установлен над распределителем 12 между излучателем 9 и стенкой стакана 8. Распределитель 12 сообщен с патрубком 11 подачи аминного горючего и снабжен отверстиями 14. Для отвода газа в верхней части корпуса 4 установлен патрубок 15.The fuel compounding unit (Fig. 6) comprises a housing 4 with tangentially arranged nozzles for supplying fuel 5 and removal of the fuel composition 6. At the bottom of the housing there is a nozzle for supplying fuel 7. In the housing 4, a distribution cup 8 with an ultrasonic emitter located in it is arranged in the form of an acoustic whistle 9. In the bottom of the glass there is a central pipe 10 for supplying gas and a pipe 11 for supplying amine fuel coaxially to it. The cup 8 is equipped with an annular tubular fuel distributor 12 and a mesh divider 13 located therein. The divider 13 is mounted above the distributor 12 between the emitter 9 and the wall of the cup 8. The distributor 12 is in communication with the amine fuel supply pipe 11 and is provided with openings 14. For gas removal in the upper part body 4 installed pipe 15.

Принципиальная схема (вариант) блока электрической обработки 2 (фиг.5) представлена на фиг.7.Schematic diagram (option) of the electric processing unit 2 (Fig.5) is presented in Fig.7.

Блок электрической обработки (фиг.7) состоит из корпуса 16, выполненного из токопроводящего ферромагнитного материала и выполняющего роль отрицательного электрода, тангенциально размещенных патрубков подвода 17 и отвода 18 топлива. Внутри корпуса 16 коаксиально ему расположен положительный электрод 19 с винтовой канавкой, выполненный из токопроводящего материала, который крепится в крышке корпуса 20, выполненного из электроизоляционного материала с помощью гайки 21. Корпус 16 и крышка корпуса 20 соединены между собой поронитовой прокладкой 22 при помощи болтов 23. Устройство крепится при помощи крепежного хомута 24, представляющего собой хомут, который приварен к корпусу 16 так, чтобы расположение корпуса 16 устройства было вертикальным. Нижняя коническая часть корпуса 16 блока электрической обработки топлива снабжена сливной пробкой с магнитом 25. Напряжение на электроды устройства подается посредством высоковольтных проводов от системы зажигания двигателя или автономного источника.The electric processing unit (Fig. 7) consists of a housing 16 made of a conductive ferromagnetic material and acting as a negative electrode, tangentially placed nozzles for supplying 17 and fuel outlet 18. Inside the housing 16, a positive electrode 19 with a helical groove is arranged coaxially with it, made of a conductive material, which is fastened in the cover of the housing 20 made of insulating material using a nut 21. The housing 16 and the housing cover 20 are interconnected with a poronite gasket 22 using bolts 23 The device is fastened by means of a mounting collar 24, which is a clamp that is welded to the housing 16 so that the arrangement of the housing 16 of the device is vertical. The lower conical part of the housing 16 of the electric fuel processing unit is equipped with a drain plug with a magnet 25. The voltage to the electrodes of the device is supplied through high-voltage wires from the engine ignition system or an autonomous source.

Принципиальная схема (вариант) модуля подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента 3 (фиг.5) представлена на фиг.8.Schematic diagram (option) of the fuel preparation module with a given concentration of high-octane component 3 (Fig. 5) is presented in Fig. 8.

Модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента (фиг.8) содержит сборный корпус 26 с разъемной полусферой 27. Боковая поверхность корпуса 26 снабжена патрубком 28 для подачи высокооктанового компонента, установленным перпендикулярно. Внутри корпуса 26 и соосно ему установлен патрубок 29 для подачи топливно-аминной смеси, который оборудован насадкой 30 с отбойником 31 в виде обратного конуса. Насадка 30 представляет собой эжектор, боковая поверхность которого у основания выполнена с отверстиями 32. Готовая топливная композиция выводится из корпуса 26 через патрубок 33.The fuel preparation module with a given concentration of the high-octane component (Fig. 8) contains a prefabricated housing 26 with a detachable hemisphere 27. The lateral surface of the housing 26 is equipped with a nozzle 28 for supplying the high-octane component, mounted perpendicularly. Inside the housing 26 and coaxially installed pipe 29 for supplying the fuel-amine mixture, which is equipped with a nozzle 30 with a chipper 31 in the form of a return cone. The nozzle 30 is an ejector, the side surface of which at the base is made with holes 32. The finished fuel composition is discharged from the housing 26 through the pipe 33.

Способ подготовки углеводородных и смесевых альтернативных топлив к применению реализуется на блочно-модульной установке следующим образом.The method of preparing hydrocarbon and mixed alternative fuels for use is implemented on a block-modular installation as follows.

Рассмотрим работу установки по двум вариантам:Consider the installation in two ways:

принципиально по полной схеме (фиг.5);fundamentally the full scheme (figure 5);

подробно по полной схеме (по каждому модулю и блоку) на примере фиг.6, 7, 8.in detail according to the full scheme (for each module and block) on the example of Fig.6, 7, 8.

Углеводородное топливо, газ и аминное горючее подаются в блок компаундирования топлива 1, где происходит их смешение в заданном соотношении за счет прохождения топлива и газа через кольцевой распределитель и ультразвуковой излучатель. Затем однородную топливно-аминную смесь подают в блок электрической обработки 2, в котором подвергают цепной реакции крекинга молекул углеводородов смеси при нормальных условиях. Поток под действием центробежных сил приобретает турбулентное движение и подвергается воздействию электрического поля с заданными параметрами, что приводит к изменению физико-химических свойств исходной смеси на молекулярном уровне. Далее смесь направляется в модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента 3, где происходит повышение октанового числа топливной композиции до требуемого уровня.Hydrocarbon fuel, gas and amine fuel are supplied to the fuel compounding unit 1, where they are mixed in a predetermined ratio due to the passage of fuel and gas through an annular distributor and an ultrasonic emitter. Then, a homogeneous fuel-amine mixture is supplied to the electric processing unit 2, in which a chain reaction of cracking hydrocarbon molecules of the mixture is subjected under normal conditions. The flow under the action of centrifugal forces acquires turbulent motion and is exposed to an electric field with specified parameters, which leads to a change in the physicochemical properties of the initial mixture at the molecular level. Next, the mixture is sent to the fuel preparation module with a given concentration of high-octane component 3, where the octane number of the fuel composition increases to the required level.

Рассмотрим работу блочно-модульной установки подробно по полной схеме (по каждому модулю и блоку).Let us consider the operation of a block-modular installation in detail according to the full scheme (for each module and block).

Топливо, подлежащее подготовке, подается в блок компаундирования топлива 1 (фиг.5).The fuel to be prepared is supplied to the fuel compounding unit 1 (Fig. 5).

Блок компаундирования топлива 1 (фиг.6) работает следующим образом.Block compounding fuel 1 (Fig.6) works as follows.

В стакан 8 по патрубкам 7 и 10 подается соответственно углеводородное горючее и газ, например пропан-бутановая смесь, любой инертный газ или воздух, а по патрубку 11 через распределитель 12 - аминное горючее. За счет подачи топлива и газа через акустический свисток 9 топливо диспергируется в нижней части стакана, образуя с аминным горючим, выходящим из распределителя 12, топливно-аминный концентрат. Образующиеся капли аминного горючего в концентрате дополнительно дробятся на более мелкие при прохождении эмульсии через сетчатый рассекатель 13. Одновременно по патрубку 5 подвода топлива, расположенному тангенциально патрубку 6 вывода готовой смеси, топливо поступает в полость, образованную стенкой корпуса 4 и стаканом 8. Приобретая вращательное движение, топливо вымывает из стакана 8 концентрат, образуя однородную смесь, которая отводится из корпуса через патрубок 6. При прохождении топлива из нижней части корпуса в верхнюю образуется вихревой поток газа, выделяющегося из эмульсии за счет вращательного движения, отводимый через патрубок 15.Hydrocarbon fuel and gas, for example, propane-butane mixture, any inert gas or air, are supplied into the glass 8 through pipes 7 and 10, respectively, and amine fuel is supplied through pipe 11 through the distributor 12. Due to the supply of fuel and gas through an acoustic whistle 9, the fuel is dispersed in the lower part of the glass, forming with the amine fuel coming out of the distributor 12, a fuel-amine concentrate. The resulting droplets of amine fuel in the concentrate are further crushed into smaller ones when the emulsion passes through the mesh divider 13. At the same time, through the fuel supply pipe 5 located tangentially to the finished mixture outlet pipe 6, the fuel enters the cavity formed by the wall of the housing 4 and the glass 8. Acquiring rotational motion , the fuel washes concentrate from the glass 8, forming a homogeneous mixture, which is discharged from the body through the nozzle 6. When fuel passes from the lower part of the body to the upper one, a vortex flow of gas released from the emulsion due to rotational motion, discharged through the pipe 15.

Ультразвуковой излучатель 9 выполнен в виде акустического свистка, т.к. излучатели такого типа не имеют движущихся деталей, а следовательно, исключают образование и попадание в топливо микроразрушений металла и тем самым оказывают существенное влияние на повышение качества и однородность топливно-аминной смеси.The ultrasonic emitter 9 is made in the form of an acoustic whistle, because emitters of this type do not have moving parts, and therefore, exclude the formation and penetration of microdestructive metals into the fuel and thereby have a significant effect on improving the quality and uniformity of the fuel-amine mixture.

Подача топлива через кольцевой распределитель обеспечивает ввод топлива в стакан не сплошным потоком, а несколькими потоками через отверстия 14 малого диаметра в распределитель 12. Это позволяет повысить однородность смеси при одновременном увеличении производительности.The fuel supply through the annular distributor does not allow the fuel to enter the glass in a continuous stream, but in several streams through the holes 14 of small diameter into the distributor 12. This allows to increase the uniformity of the mixture while increasing productivity.

Затем топливно-аминная смесь подается в блок электрической обработки топлива 2 (фиг.5)Then, the fuel-amine mixture is supplied to the electric fuel processing unit 2 (Fig. 5)

Блок электрической обработки топлива 2 работает следующим образом.Unit electrical fuel processing 2 operates as follows.

Топливо через входной штуцер 17 подается в корпус устройства 16, выполняющего роль отрицательного электрода, выполненного в виде цилиндра с усеченным конусом из токопроводящего материала. Попадая в зону обработки электрическим полем с частотой, зависящей от показателей качества исходного топлива, образованных цилиндрической частью корпуса 16 и положительным электродом 19, выполненным из токопроводящего материала, за счет тангенциального расположения входного штуцера 17 и выходного штуцера 18 топливо приобретает вращательное, турбулентное движение в зоне центробежных сил. Положительный электрод 19 вмонтирован в крышку корпуса 20, выполненного из электроизоляционного материала, при помощи резьбового соединения гайки 21 и соединен с корпусом 16 через поронитовую прокладку 22. Далее при помощи выходного штуцера 18 топливо поступает в карбюратор или топливный насос высокого давления двигателя и/или поступают в блок компаундирования углеводородного топлива с высокооктановым компонентом 1 и/или модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента 3. Под действием центробежных сил механические примеси и крупные частицы воды поступают в зону усеченного конуса корпуса 16, где они отстаиваются и выводятся из блока при техническом обслуживании при помощи сливной пробки с магнитом 25. Блок электрической обработки топлива крепится при помощи крепежного хомута 24, который приварен к корпусу 16 так, чтобы расположение корпуса было вертикальным.Fuel through the inlet fitting 17 is fed into the housing of the device 16, which acts as a negative electrode, made in the form of a cylinder with a truncated cone of conductive material. Getting into the treatment zone with an electric field with a frequency depending on the quality indicators of the initial fuel formed by the cylindrical part of the housing 16 and the positive electrode 19 made of conductive material, due to the tangential location of the inlet fitting 17 and the outlet fitting 18, the fuel acquires a rotational, turbulent movement in the zone centrifugal forces. The positive electrode 19 is mounted in the cover of the housing 20, made of insulating material, by means of a threaded connection of the nut 21 and connected to the housing 16 through a poronite gasket 22. Then, with the help of the outlet fitting 18, the fuel enters the carburetor or the high-pressure fuel pump of the engine and / or to a hydrocarbon fuel compounding unit with a high-octane component 1 and / or a fuel preparation module with a given concentration of a high-octane component 3. Under the influence of centrifugal forces impurities and large particles of water enter the area of the truncated cone of the housing 16, where they settle and are removed from the unit during maintenance using a drain plug with a magnet 25. The electric fuel processing unit is attached using a mounting clamp 24, which is welded to the housing 16 so so that the housing is vertical.

Проведенная таким образом топливоподготовка обеспечивает проведение цепной реакции крекинга молекул углеводородов смеси при нормальных условиях, что в конечном итоге позволяет значительно снизить токсичность отработавших газов и повысить экономичность двигателя внутреннего сгорания за счет интенсификации процесса смесеобразования и сгорания путем увеличения тонкости распыла капель топлива из-за снижения сил поверхностного натяжения топлива, возникающего под действием электрического поля за счет изменения углеводородного состава.The fuel preparation carried out in this way ensures a chain reaction of cracking the hydrocarbon molecules of the mixture under normal conditions, which ultimately allows to significantly reduce the toxicity of exhaust gases and increase the efficiency of the internal combustion engine by intensifying the process of mixture formation and combustion by increasing the fineness of the atomization of fuel droplets due to reduced forces surface tension of fuel arising under the influence of an electric field due to a change in hydrocarbon composition wa.

Далее обработанная топливно-аминная смесь подается в модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента 3 (фиг.5).Next, the processed fuel-amine mixture is fed into the fuel preparation module with a given concentration of high-octane component 3 (Fig. 5).

Модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента 3 работает следующим образом.The fuel preparation module with a given concentration of high-octane component 3 works as follows.

Топливно-аминная смесь по патрубку 29 подается во внутреннюю полость корпуса 26. Патрубок для подачи жидкости оканчивается эжекторной насадкой 30, боковая поверхность которого у основания выполнена с отверстиями 32. За счет эжекции потока жидкости осуществляется подсасывание дозы высокооктанового компонента, поступающего по патрубку 28. Подготовленная к применению в блоках 1 и 2 (фиг.5) топливно-аминная смесь под давлением подается к отбойнику 31, выполненному в виде обратного конуса между стенками корпуса 26 и эжекторной насадкой 30. Высокооктановый компонент, смешиваясь с потоком топлива, отбойником 31 направляется в разъемную полусферу 27, где смешивается и частично растворяется в топливно-аминной смеси за счет интенсивных ультразвуковых колебаний. Окончательно подготовленное к применению топливо отводится по патрубку 33.The fuel-amine mixture through the pipe 29 is fed into the internal cavity of the housing 26. The pipe for supplying liquid ends with an ejector nozzle 30, the side surface of which is made with holes 32 at the base. The dose of the high-octane component supplied through the pipe 28 is sucked in by suction. for use in blocks 1 and 2 (Fig. 5), the amine-fuel mixture is supplied under pressure to the chipper 31, made in the form of an inverse cone between the walls of the housing 26 and the ejector nozzle 30. Vysokookta Marketing component, mixing with the fuel flow baffle 31 is directed to a releasable hemisphere 27, where it is mixed and partially dissolved in the fuel-amine mixture by intense ultrasonic vibrations. Finally prepared for use fuel is discharged through pipe 33.

Таким образом, предлагаемый способ подготовки углеводородных и смесевых альтернативных топлив к применению и блочно-модульная установка для его осуществления обеспечивает улучшение комплекса эксплуатационных и физико-химических свойств углеводородных и смесевых альтернативных топлив, таких как октановое число автомобильных бензинов, цетановое число дизельных топлив, кинематическая вязкость, фракционный и углеводородный состав, а также улучшения экологических свойств топлив.Thus, the proposed method for preparing hydrocarbon and mixed alternative fuels for use and a block-modular installation for its implementation provides an improvement in the range of operational and physico-chemical properties of hydrocarbon and mixed alternative fuels, such as octane number of motor gasolines, cetane number of diesel fuels, kinematic viscosity , fractional and hydrocarbon composition, as well as improving the environmental properties of fuels.

ЛитератураLiterature

1. Патент США N 4650413, кл. F23C 11/04, опубл. 1987.1. US patent N 4650413, CL. F23C 11/04, publ. 1987.

2. Патент США N 3976726, кл. F02M 27/01, опубл. 1976.2. US patent N 3976726, cl. F02M 27/01, publ. 1976.

3. Патент RU №2032107, кл. F02M 27/04, опубл. 1995, - прототип.3. Patent RU No. 2032107, cl. F02M 27/04, publ. 1995, a prototype.

4. Патент RU №2270355, кл. F02M 27/04, опубл. 2006, - прототип.4. Patent RU No. 2270355, cl. F02M 27/04, publ. 2006 - a prototype.

5. Химмотология ракетных и реактивных топлив. /Братков А.А., Серегин Е.П., Горенков А.Ф. и др./ Под ред. А.А. Браткова. - М.: Химия, 1987. - 304 с.5. Chemotology of rocket and jet fuels. / Bratkov A.A., Seregin E.P., Gorenkov A.F. et al. / Ed. A.A. Bratkova. - M .: Chemistry, 1987 .-- 304 p.

6. Коллоидные жидкости. /Никитенко В. И./. - М.: Химия, 1965. - 734 с.6. Colloidal liquids. / Nikitenko V.I. /. - M .: Chemistry, 1965 .-- 734 p.

Claims (2)

1. Способ подготовки углеводородных и смесевых альтернативных топлив к применению путем подачи топлива в установку топливоподготовки, подачи импульсного тока высокого напряжения на электроды установки топливоподготовки, отличающийся тем, что подают базовый бензин и аминное горючее и/или ксилидины (СН3)2С6Н32 (аминоксилолы), например изомерные ксилидины, в блок компаундирования, в котором проводят их смешение, затем подают топливно-аминную смесь в поле центробежных сил и подвергают цепной реакции крекинга молекул углеводородов смеси при нормальных условиях, пропуская ее через электрическое поле напряженностью 2,12…7,54 кВ/мм, силой тока 1,48…3,35 А, частотой импульсов 0,46…1,0 кГц и напряжением 10…30 кВт в блоке электрической обработки топлива, после электрообработки продукт и эфиры, например монометиловый эфир (ММЭ), и/или смесь аминного горючего с ксилидинами и эфирами подают в модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента, в котором приводят показатели качества топлив к заданным путем смешения топливно-аминной смеси с высокооктановым компонентом.1. A method of preparing hydrocarbon and mixed alternative fuels for use by supplying fuel to a fuel preparation unit, applying a high voltage pulse current to the electrodes of a fuel preparation unit, characterized in that base gasoline and amine fuel and / or xylidines (CH 3 ) 2 C 6 N are supplied 3 NH 2 (aminoxylols), for example, isomeric xylidines, to the compounding unit in which they are mixed, then the fuel-amine mixture is fed into the centrifugal force field and the chain reaction of cracking hydrocarbon molecules is mixed and under normal conditions, passing it through an electric field with a strength of 2.12 ... 7.54 kV / mm, a current of 1.48 ... 3.35 A, a pulse frequency of 0.46 ... 1.0 kHz and a voltage of 10 ... 30 kW the electric fuel processing unit, after the electric processing, the product and ethers, for example monomethyl ether (MME), and / or a mixture of amine fuel with xylidines and ethers are fed to the fuel preparation module with a given concentration of high-octane component, in which the quality indicators of the fuels are brought to the set by mixing fuel -amino mixture with high octane com onentom. 2. Блочно-модульная установка топливоподготовки, содержащая блок электрической обработки топлива, причем блок электрической обработки топлива содержит полый корпус с тангенциально размещенными входным и выходным патрубками и электроды, подключенные к источнику тока высокого напряжения, корпус является отрицательным электродом, положительный электрод выполнен в виде цилиндра с винтовой канавкой и расположен по оси корпуса коаксиально отрицательному электроду, при этом корпус, электроды и патрубки выполнены из электропроводного ферромагнитного материала с антикоррозионным покрытием, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена блоком компаундирования топлива и модулем подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента, оборудованными трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой, причем блок компаундирования топлива содержит корпус с тангенциально расположенными патрубками подвода и отвода топлива, в котором коаксиально размещен распределительный стакан, снабженный расположенными в нем кольцевым трубчатым распределителем высокооктанового компонента, ультразвуковым излучателем, выполненным в виде акустического свистка, и сетчатым рассекателем, установленным над распределителем между излучателем и стенкой стакана, модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента содержит сборный корпус с разъемной полусферой и диафрагмой, боковая поверхность корпуса снабжена патрубком для подачи высокооктанового компонента, установленным перпендикулярно корпусу, внутри корпуса модуля коаксиально с ним установлен патрубок для подачи топлива, снабженный насадкой с отбойником в виде обратного конуса, насадка выполнена в виде эжектора, боковая поверхность которого имеет отверстия, причем выходной патрубок модуля соединен с питающим патрубком топливораздаточной колонки, при этом нижняя коническая часть корпуса блока электрической обработки топлива снабжена сливной пробкой с магнитом, при этом блок электрической обработки топлива, блок компаундирования топлива и модуль подготовки топлива с заданной концентрацией высокооктанового компонента соединены последовательно, выполнены автономными и оборудованы устройствами для крепления блоков и модуля между собой. 2. Block-modular installation of fuel preparation containing an electric fuel processing unit, the electric fuel processing unit comprising a hollow body with tangentially placed input and output nozzles and electrodes connected to a high voltage current source, the body is a negative electrode, the positive electrode is made in the form of a cylinder with a helical groove and located along the axis of the housing coaxially with the negative electrode, while the housing, electrodes and nozzles are made of conductive ferr a magnetic material with a corrosion-resistant coating, characterized in that the installation is additionally equipped with a fuel compounding unit and a fuel preparation module with a predetermined concentration of high-octane component, equipped with pipelines with shut-off and control valves, the fuel compounding unit comprising a housing with tangentially arranged fuel supply and exhaust pipes, in which coaxially placed the distribution cup, equipped with located in it an annular tubular distributor the high-octane component, an ultrasonic emitter made in the form of an acoustic whistle, and a mesh divider mounted above the distributor between the emitter and the glass wall, the fuel preparation module with a given concentration of the high-octane component contains a prefabricated housing with a detachable hemisphere and diaphragm, the side surface of the housing is equipped with a nozzle for supplying a high-octane component installed perpendicular to the housing; inside the module housing, a supply pipe is installed coaxially with it a fuel equipped with a nozzle with a chipper in the form of a return cone, the nozzle is made in the form of an ejector, the side surface of which has openings, the outlet pipe of the module is connected to the supply pipe of the fuel dispenser, while the lower conical part of the casing of the electric fuel processing unit is equipped with a drain plug with a magnet, wherein the electric fuel processing unit, the fuel compounding unit and the fuel preparation module with a predetermined concentration of the high-octane component are connected but, made autonomous and equipped with devices for mounting blocks and modules between themselves.
RU2008117695/06A 2008-05-04 2008-05-04 Method of preparing hydrocarbon and mixed alternate fuels to be used, and modular plant for method realisation RU2373421C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008117695/06A RU2373421C1 (en) 2008-05-04 2008-05-04 Method of preparing hydrocarbon and mixed alternate fuels to be used, and modular plant for method realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008117695/06A RU2373421C1 (en) 2008-05-04 2008-05-04 Method of preparing hydrocarbon and mixed alternate fuels to be used, and modular plant for method realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2373421C1 true RU2373421C1 (en) 2009-11-20

Family

ID=41477926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008117695/06A RU2373421C1 (en) 2008-05-04 2008-05-04 Method of preparing hydrocarbon and mixed alternate fuels to be used, and modular plant for method realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2373421C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU176222U1 (en) * 2016-12-19 2018-01-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) DEVICE FOR PROCESSING FUEL OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU176222U1 (en) * 2016-12-19 2018-01-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) DEVICE FOR PROCESSING FUEL OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101370911B (en) Crude oil dehydration apparatus and system
CN1175088C (en) Fuel and process for fuel production
RU2373421C1 (en) Method of preparing hydrocarbon and mixed alternate fuels to be used, and modular plant for method realisation
US6692634B1 (en) Method for modifying of hydrocarbon fuel and devices for modifying hydrocarbon fuel
JPH10169517A (en) Combustion promoting device
RU2380396C2 (en) Method of modification of liquid hydro-carbon fuel and facility for implementation of this method
TWI621705B (en) Method and device for manufacturing water-added fuel
RU2373420C1 (en) Method of electrical treatment and use of low-octane fuel in internal combustion engine and fuel preparation system for its embodiment
RU2368646C1 (en) Method of improving quality of hydrocarbon fuels
TW201827582A (en) Method for producing hydrocarbon-based synthetic fuel by adding water to hydrocarbon-based fuel oil
RU2032107C1 (en) Method of electrical treating of liquid fuel and activator for liquid fuel
RU2615880C1 (en) Automotive diesel dual fuel feed system
RU2615618C1 (en) Fuel jet of gas turbine engine
RU2201429C1 (en) Method of modifying hydrocarbon fuel and apparatus for implementation thereof
JP5963171B2 (en) Liquid fuel processing method
CN101376844B (en) Movable combined jet fuel suspended substance removing refining skidded system
BG67346B1 (en) Installation for permanent mixing of oil, petroleum products, petroleum sludge and petroleum waste with ionized aqueous solutions
AU2020216046A1 (en) Process for the production of an improved diesel fuel
RU2708180C1 (en) Ice with magnetic-catalytic combustion chamber and with ultrasonic steam generator and method for supply of gas-water-air fuel mixture to combustion chamber of this ice
RU2582376C1 (en) Method of increasing efficiency of fuel spray
CN113372945B (en) Method and device for removing impurities and dehydrating used engine oil by using composite field force
RU2393028C1 (en) Device for ultrasound-plasma stimulation of physico-chemical and technological processes in fluids
RU2596625C2 (en) Method for increasing specific efficiency of liquid hydrocarbon fuels and device for implementing said method
WO2010117292A1 (en) Method for reducing the viscosity of heavy oil-bearing fractions
RU2366688C1 (en) Method for mixture of water and hydrocarbon row materials transformation and device thereof

Legal Events

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

Effective date: 20100505

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130420

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150505