RU2811842C1 - Oxygen-containing composite diesel fuel with controlled low-temperature properties - Google Patents
Oxygen-containing composite diesel fuel with controlled low-temperature properties Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811842C1 RU2811842C1 RU2023111925A RU2023111925A RU2811842C1 RU 2811842 C1 RU2811842 C1 RU 2811842C1 RU 2023111925 A RU2023111925 A RU 2023111925A RU 2023111925 A RU2023111925 A RU 2023111925A RU 2811842 C1 RU2811842 C1 RU 2811842C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- diesel fuel
- diesel
- diethoxyethane
- paraldehyde
- Prior art date
Links
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 title claims abstract description 137
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 28
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 1,1-Diethoxyethane Chemical group CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 165
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 147
- SQYNKIJPMDEDEG-UHFFFAOYSA-N paraldehyde Chemical compound CC1OC(C)OC(C)O1 SQYNKIJPMDEDEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 77
- 229960003868 paraldehyde Drugs 0.000 claims abstract description 77
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 122
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 24
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 20
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 79
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 39
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 31
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 23
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 17
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 17
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 15
- -1 markers Substances 0.000 description 15
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 15
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 description 12
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 10
- 150000001241 acetals Chemical class 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 8
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002816 fuel additive Substances 0.000 description 6
- 125000005456 glyceride group Chemical group 0.000 description 6
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 description 6
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N Propionic aldehyde Chemical compound CCC=O NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 4
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 4
- 239000006280 diesel fuel additive Substances 0.000 description 4
- KLKFAASOGCDTDT-UHFFFAOYSA-N ethoxymethoxyethane Chemical compound CCOCOCC KLKFAASOGCDTDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000029305 taxis Effects 0.000 description 3
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 3
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 3
- VTGIVYVOVVQLRL-UHFFFAOYSA-N 1,1-diethoxyethene Chemical group CCOC(=C)OCC VTGIVYVOVVQLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SPEUIVXLLWOEMJ-UHFFFAOYSA-N 1,1-dimethoxyethane Chemical compound COC(C)OC SPEUIVXLLWOEMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N Cyclopentane Chemical compound C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFBPFSWMIHJQDM-UHFFFAOYSA-N N-methylaniline Chemical compound CNC1=CC=CC=C1 AFBPFSWMIHJQDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N dimethoxymethane Chemical compound COCOC NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N limonene Chemical compound CC(=C)C1CCC(C)=CC1 XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004668 long chain fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N monopropylene glycol Natural products CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- ZRSNZINYAWTAHE-UHFFFAOYSA-N p-methoxybenzaldehyde Chemical compound COC1=CC=C(C=O)C=C1 ZRSNZINYAWTAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N tetralin Chemical compound C1=CC=C2CCCCC2=C1 CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004992 toluidines Chemical class 0.000 description 2
- OZXIZRZFGJZWBF-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trimethyl-2-(2,4,6-trimethylphenoxy)benzene Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1OC1=C(C)C=C(C)C=C1C OZXIZRZFGJZWBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QLCJOAMJPCOIDI-UHFFFAOYSA-N 1-(butoxymethoxy)butane Chemical compound CCCCOCOCCCC QLCJOAMJPCOIDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001169 1-methyl-4-propan-2-ylcyclohexa-1,4-diene Substances 0.000 description 1
- FGQLGYBGTRHODR-UHFFFAOYSA-N 2,2-diethoxypropane Chemical compound CCOC(C)(C)OCC FGQLGYBGTRHODR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQXMBZPLNQCFKE-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethyl nitrate Chemical compound CCCCOCCO[N+]([O-])=O ZQXMBZPLNQCFKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDNQXPDYGNUKII-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethyl nitrate Chemical compound CCOCCO[N+]([O-])=O GDNQXPDYGNUKII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBDUWDDUJSWRTJ-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-2-propan-2-ylaniline Chemical compound CC(C)C1=CC=C(C)C=C1N IBDUWDDUJSWRTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- SWTCCCJQNPGXLQ-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde di-n-butyl acetal Natural products CCCCOC(C)OCCCC SWTCCCJQNPGXLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSUJHXYAWUOXCC-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde;ethanol Chemical compound CCO.CC=O DSUJHXYAWUOXCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- DFFDSQBEGQFJJU-UHFFFAOYSA-M butyl carbonate Chemical compound CCCCOC([O-])=O DFFDSQBEGQFJJU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- LYAGTVMJGHTIDH-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol dinitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCCOCCO[N+]([O-])=O LYAGTVMJGHTIDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GZVBAOSNKYQKIT-UHFFFAOYSA-N dimethoxymethane Chemical compound COCOC.COCOC GZVBAOSNKYQKIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N heptamethylene Natural products C1CCCCCC1 DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007037 hydroformylation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 229940087305 limonene Drugs 0.000 description 1
- 235000001510 limonene Nutrition 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- SHOJXDKTYKFBRD-UHFFFAOYSA-N mesityl oxide Natural products CC(C)=CC(C)=O SHOJXDKTYKFBRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006078 metal deactivator Substances 0.000 description 1
- CXHHBNMLPJOKQD-UHFFFAOYSA-M methyl carbonate Chemical compound COC([O-])=O CXHHBNMLPJOKQD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- CQDGTJPVBWZJAZ-UHFFFAOYSA-N monoethyl carbonate Chemical compound CCOC(O)=O CQDGTJPVBWZJAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000007875 phellandrene derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- FOWDZVNRQHPXDO-UHFFFAOYSA-N propyl hydrogen carbonate Chemical compound CCCOC(O)=O FOWDZVNRQHPXDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JNTOKFNBDFMTIV-UHFFFAOYSA-N propyl nitrate Chemical compound CCCO[N+]([O-])=O JNTOKFNBDFMTIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- AGCQZYRSTIRJFM-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol dinitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCCOCCOCCO[N+]([O-])=O AGCQZYRSTIRJFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013638 trimer Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение в целом относится к топливам для дизельных двигателей, включающим нефтяные и возобновляемые компоненты, и может быть использовано в качестве топлива для дизельных двигателей без ограничений.The invention generally relates to diesel engine fuels including petroleum and renewable components, and can be used as diesel engine fuel without limitation.
Далее заявителем представлены термины, использованные в настоящей заявке, для исключения неоднозначного толкования заявочных материалов.Next, the applicant presents the terms used in this application to avoid ambiguous interpretation of the application materials.
Дизельное топливо: жидкое нефтяное топливо для использования в двигателях с воспламенением топливо-воздушной смеси от сжатия, получаемое при переработке нефтей и газовых конденсатов. Стандартами определяется получение летнего (ДТл), зимнего (ДТз) и арктического (ДТа) дизельного топлива;Diesel fuel: liquid petroleum fuel for use in engines with compression ignition of the fuel-air mixture, obtained by processing oils and gas condensates. The standards determine the production of summer (DTl), winter (DTz) and arctic (DTa) diesel fuel;
Композиционное дизельное топливо: устойчивая топливная смесь, которая состоит из двух или более компонентов дизельного топлива, в том числе может содержать стандартные присадки: противоизносные, антиокислительные, противодымные, повышающие цетановое число, депрессорные, антикоррозионные, диспергирующие агенты, моющие добавки, агенты на основе парафинов, препятствующие оседанию, агенты, улучшающие холодную текучесть, смазывающую способность, снижающие помутнение, стабилизаторы, антивспениватели, красители, маркеры, присадки для интенсификации горения, деактиваторы металлов, агенты, маскирующие запахи и т.д., известные специалистам в данной области техники.Composite diesel fuel: a stable fuel mixture that consists of two or more components of diesel fuel, which may also contain standard additives: anti-wear, anti-oxidation, anti-smoke, cetane number increasing, depressant, anti-corrosion, dispersing agents, detergent additives, paraffin-based agents anti-sag agents, cold flow improvers, lubricity improvers, haze reducers, stabilizers, antifoam agents, colorants, markers, flame retardants, metal deactivators, odor masking agents, etc., known to those skilled in the art.
Оксигенат: кислородсодержащее органическое соединение, которое может быть использовано как топливо или добавка к топливу.Oxygenate: An oxygen-containing organic compound that can be used as a fuel or fuel additive.
Базовое биодизельное топливо (биодизель): топливо из моноалкиловых эфиров длинноцепочечных жирных кислот, полученных из растительных масел или животных жиров, имеющее обозначение B100 по EN 14214 [EN 14214:2019 Liquid petroleum products - Fatty acid methyl esters (FAME) for use in diesel engines and heating applications - Requirements and test methods], ГОСТ Р 53605 [ГОСТ 53605 Топливо для двигателей внутреннего сгорания. Метиловые эфиры жирных кислот (FAME) для дизельных двигателей. Общие технические требования].Basic biodiesel fuel (biodiesel): fuel from monoalkyl esters of long-chain fatty acids obtained from vegetable oils or animal fats, designated B100 according to EN 14214 [EN 14214:2019 Liquid petroleum products - Fatty acid methyl esters (FAME) for use in diesel engines and heating applications - Requirements and test methods], GOST R 53605 [GOST 53605 Fuel for internal combustion engines. Fatty acid methyl esters (FAME) for diesel engines. General technical requirements].
Смеси биодизельного топлива ВХХ: топливные смеси, содержащие базовое биодизельное топливо в количестве ХХ% об. в дизельном топливе [ГОСТ 33131-2014 Смеси биодизельного топлива (В6-В20). Технические требования], [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods].Biodiesel fuel mixtures BXX: fuel mixtures containing base biodiesel fuel in the amount of XX% vol. in diesel fuel [GOST 33131-2014 Mixtures of biodiesel fuel (B6-B20). Technical requirements], [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods].
Паральдегид: органическое вещество, циклический тример ацетальдегида, ограниченно растворимый в воде и неограниченно растворимый в органических растворителях [Потехин А. А. (ред.). Свойства органических соединений: справочник. - Химия. Ленингр. отд-ние, 1984].Paraldehyde: an organic substance, a cyclic trimer of acetaldehyde, sparingly soluble in water and unlimitedly soluble in organic solvents [Potekhin A. A. (ed.). Properties of organic compounds: reference book. - Chemistry. Leningr. department, 1984].
1,1-диэтоксиэтан (диэтилацеталь): органическое соединение, относящееся к классу ацеталей, мало растворимое в воде и хорошо растворимое в органических растворителях [URL:(https://cameochemicals.noaa.gov/chemical/2)]1,1-diethoxyethane (diethyl acetal): an organic compound belonging to the class of acetals, sparingly soluble in water and highly soluble in organic solvents [URL:(https://cameochemicals.noaa.gov/chemical/2)]
Мировая тенденция по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу при производстве и использовании топлив нефтяного происхождения приводит к необходимости вовлечения альтернативных источников сырья [Брагинский О.Б. Альтернативные моторные топлива: мировые тенденции и выбор для России //Российский химический журнал. - 2008. - Т. 52. - №. 6. - С. 137-146]. Одним из таких источников является биомасса (продукты растительного и животного происхождения, отходы сельскохозяйственной, лесохимической промышленности). По данным Статистического Ежегодника мировой энергетики [URL:https://yearbook.enerdata.ru/total-energy/world-consumption-statistics.html] производство энергии на основе биомассы возросло до 9%, на основе природного газа - до 23%, электричества - до 10%. Нефть и уголь в структуре источников энергии в мире по данным на 2019 год составляют 31% и 26% соответственно. На основе биомассы могут быть получены различные кислородсодержащие соединения, которые в дальнейшем используются в качестве топливных компонентов.The global trend to reduce emissions of harmful substances into the atmosphere during the production and use of fuels of petroleum origin leads to the need to involve alternative sources of raw materials [Braginsky O.B. Alternative motor fuels: global trends and choice for Russia // Russian Chemical Journal. - 2008. - T. 52. - No. 6. - pp. 137-146]. One of these sources is biomass (products of plant and animal origin, waste from the agricultural and forest chemical industries). According to the Statistical Yearbook of World Energy [URL: https://yearbook.enerdata.ru/total-energy/world-consumption-statistics.html] energy production based on biomass increased to 9%, based on natural gas - to 23%, electricity - up to 10%. Oil and coal in the structure of energy sources in the world as of 2019 are 31% and 26%, respectively. Based on biomass, various oxygen-containing compounds can be obtained, which are subsequently used as fuel components.
Положительным результатом применения оксигенатов в составе дизельных топлив или смесей биодизельных топлив является широкая возобновляемая сырьевая база для их производства и наличие кислорода. За счет увеличения содержания кислорода возможно более полное сгорание топливной смеси, обеспечивается высокая скорость сгорания, обеспечивается единовременное снижение токсичности отработавших газов, дымности, зольности соответственно [Effect of Oxygenated Fuel Additive on Diesel Engine Performance and Emission: A Review A.R. Patil, S.G. Taji], [Гуреев А.А., Фукс И.Г., Лашхи В.Л. Химмотология. - 1986]. Наиболее распространенной добавкой для традиционных дизельных топлив являются моноалкиловые эфиры длинноцепочечных жирных кислот, получаемые в основном из масличных культур (базовое биодизельное топливо). Согласно государственным стандартам известно использование смесей биодизельного топлива в различных соотношениях [ГОСТ 33131-2014 Смеси биодизельного топлива (В6-В20). Технические требования], [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods].A positive result of the use of oxygenates in diesel fuels or biodiesel fuel mixtures is the wide renewable raw material base for their production and the availability of oxygen. By increasing the oxygen content, more complete combustion of the fuel mixture is possible, a high combustion rate is ensured, and a one-time reduction in exhaust gas toxicity, smoke, and ash content is ensured, respectively [Effect of Oxygenated Fuel Additive on Diesel Engine Performance and Emission: A Review A.R. Patil, S. G. Taji], [Gureev A.A., Fuks I.G., Lashkhi V.L. Chemmotology. - 1986]. The most common additive for traditional diesel fuels is monoalkyl esters of long-chain fatty acids, obtained mainly from oilseeds (biodiesel base). According to state standards, the use of biodiesel fuel mixtures in various ratios is known [GOST 33131-2014 Biodiesel fuel mixtures (B6-B20). Technical requirements], [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods].
Однако чистый биодизель и его смеси обладают рядом существенных недостатков. В100 и его смеси с нефтяным дизельным топливом имеют:However, pure biodiesel and its mixtures have a number of significant disadvantages. B100 and its mixtures with petroleum diesel fuel have:
- плохие низкотемпературные свойства,- poor low temperature properties,
- повышенную вязкость по сравнению с нефтяным дизельным топливом.- increased viscosity compared to petroleum diesel fuel.
Это оказывает негативный эффект на работу двигателя, особенно в холодных климатических условиях, и ограничивает применение биодизеля в составе топлив.This has a negative effect on engine performance, especially in cold climates, and limits the use of biodiesel in fuel compositions.
Так же дефицит масличных культур препятствует наращиванию объемов производства биодизеля [Kumar S., Singhal M.K., Sharma M.P. Utilization of mixed oils for biodiesel preparation: a review // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. - 2021. - С. 1-34]. В настоящее время существует потребность поиска новых альтернативных источников сырья для производства компонентов к дизельным топливам.Also, the shortage of oilseeds prevents the increase in biodiesel production [Kumar S., Singhal M.K., Sharma M.P. Utilization of mixed oils for biodiesel preparation: a review // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. - 2021. - P. 1-34]. Currently, there is a need to search for new alternative sources of raw materials for the production of components for diesel fuels.
Широкой ресурсной базой обладает этанол, однако результаты многочисленных исследований подтверждают несоответствие его физико-химических и эксплуатационных свойств дизельным топливам, как, например, низкое цетановое число, низкая температура вспышки в закрытом тигле, низкая фазовая устойчивость этанол-содержащих дизельных топлив, что не позволяет использовать этанол в составе дизельных топлив [Park S.H., Youn I.M., Lee C.S. Influence of ethanol blends on the combustion performance and exhaust emission characteristics of a four-cylinder diesel engine at various engine loads and injection timings // Fuel. - 2011. - Т. 90. - №. 2. - С. 748-755].Ethanol has a wide resource base, however, the results of numerous studies confirm the inconsistency of its physicochemical and operational properties with diesel fuels, such as low cetane number, low flash point in a closed crucible, low phase stability of ethanol-containing diesel fuels, which does not allow the use ethanol in diesel fuels [Park S.H., Youn I.M., Lee C.S. Influence of ethanol blends on the combustion performance and exhaust emission characteristics of a four-cylinder diesel engine at various engine loads and injection timings // Fuel. - 2011. - T. 90. - No. 2. - pp. 748-755].
Исходя из вышеперечисленного, наиболее перспективным путем вовлечения этанола в состав дизельных топлив является его переработка в паральдегид и 1,1-диэтоксиэатн по приведенным ниже схемам (1) и (2). При этом паральдегид и 1,1-диэтоксиэтан обладают более близкими свойствами (цетановое число, температура кипения температура самовоспламенения и др.) к дизельному топливу, чем этанол. Главным их преимуществом является невысокая растворимость в воде и хорошая растворимость в дизельном топливе, в отличие от этанола, неограниченно растворимого в воде и плохо растворимого в дизельном топливе.Based on the above, the most promising way to involve ethanol in the composition of diesel fuels is its processing into paraldehyde and 1,1-diethoxyethylene according to the schemes (1) and (2) below. At the same time, paraldehyde and 1,1-diethoxyethane have properties (cetane number, boiling point, auto-ignition temperature, etc.) closer to diesel fuel than ethanol. Their main advantage is their low solubility in water and good solubility in diesel fuel, in contrast to ethanol, which is unlimitedly soluble in water and poorly soluble in diesel fuel.
Паральдегид и 1,1-диэтоксиэтан могут быть получены одним из известных как таковых способом. Например, дегидрированием этанола может быть получен ацетальдегид [URL:http://epcchemicalplant.com/5-acetaldehyde-plant.html], [Пат. РФ 2558368], [Авт. свидетельство. SU 132216], из которого с использованием кислотных катализаторов может быть синтезирован паральдегид, и 1,1-диэтоксиэтан при взаимодействии ацетальдегида и этанола [Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. Издание 3-е, переработанное / Н.Н. Лебедев - М.: Химия, 1981 - 592 с.], [Pat. US 2479559], [Pat. US 3627786], [Пат. РФ 2520968], [Pat. US 5527969], [SU 319133].Paraldehyde and 1,1-diethoxyethane can be prepared by one of the methods known per se. For example, acetaldehyde can be obtained by dehydrogenation of ethanol [URL:http://epcchemicalplant.com/5-acetaldehyde-plant.html], [Pat. RF 2558368], [Auth. certificate. SU 132216], from which paraldehyde and 1,1-diethoxyethane can be synthesized using acid catalysts by reacting acetaldehyde and ethanol [Lebedev N.N. Chemistry and technology of basic organic and petrochemical synthesis. 3rd edition, revised / N.N. Lebedev - M.: Chemistry, 1981 - 592 pp.], [Pat. US 2479559], [Pat. US 3627786], [Pat. RF 2520968], [Pat. US 5527969], [SU 319133].
этанол ацетальдегид паральдегидethanol acetaldehyde paraldehyde
1,1-диэтоксиэтан1,1-diethoxyethane
При этом, по мнению заявителя, можно констатировать факт того, что получение паральдегида, 1,1-диэтоксиэтана и их смесей является одним из наиболее экономичных вариантов получения ограниченно растворимых в воде компонентов из этанола, т.к. выход паральдегида на этанол составляет 95,8% масс или 76,1% об, выход 1,1-диэтоксиэтана на этанол составляет 85,5% масс. или 81,1% об.At the same time, in the opinion of the applicant, it can be stated that the production of paraldehyde, 1,1-diethoxyethane and their mixtures is one of the most economical options for producing components that are limitedly soluble in water from ethanol, because the yield of paraldehyde to ethanol is 95.8% by weight or 76.1% by volume, the yield of 1,1-diethoxyethane to ethanol is 85.5% by weight. or 81.1% vol.
Применение смеси паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана в качестве топливного компонента экономически обосновано на базе расчетов себестоимости получения паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана, результаты которых представлены далее на фигурах. На Фиг. 1 и Фиг. 2 показано изменение себестоимости получения паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана (в зависимости от цены на этанол) и стоимости дизельного топлива в $/галлон без налогов в период с 2017 по 2023 гг. для Германии и США. Выбор стран для оценки экономической целесообразности объясняется высокой долей возобновляемых компонентов на топливном рынке указанных стран. Стоит отметить, что расчетная себестоимость паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана значительно ниже стоимости дизельного топлива, за исключением короткого временного промежутка с апреля 2021 г. по январь 2022 г., что объясняется последствиями сложившейся эпидемиологической ситуацией в данный период. Представленные графики динамики цен подтверждает экономическую целесообразность использования топливных композиций по заявленному техническому решению.The use of a mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane as a fuel component is economically justified based on calculations of the cost of producing paraldehyde and 1,1-diethoxyethane, the results of which are presented below in the figures. In FIG. 1 and Fig. Figure 2 shows the change in the cost of producing paraldehyde and 1,1-diethoxyethane (depending on the price of ethanol) and the cost of diesel fuel in $/gallon without taxes from 2017 to 2023. for Germany and USA. The choice of countries for assessing economic feasibility is explained by the high share of renewable components in the fuel market of these countries. It is worth noting that the estimated cost of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane is significantly lower than the cost of diesel fuel, with the exception of a short time period from April 2021 to January 2022, which is explained by the consequences of the current epidemiological situation in this period. The presented graphs of price dynamics confirm the economic feasibility of using fuel compositions according to the stated technical solution.
Чистый паральдегид не может быть применен в качестве самостоятельного топлива для дизельных двигателей, так как имеет высокую температуру застывания плюс 13°С, низкую кинематическую вязкость при 40°С 0,835 мм2/с, и низкую температуру вспышки 24°С, что не соответствуют требованиям стандартов [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], [ГОСТ 32511-2013 Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия] на дизельное топливо, указанных в Таблице 1 на Фиг.3.Pure paraldehyde cannot be used as an independent fuel for diesel engines, since it has a high pour point of plus 13°C, low kinematic viscosity at 40°C 0.835 mm 2 /s, and a low flash point of 24°C, which does not meet the requirements standards [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], [GOST 32511-2013 EURO diesel fuel. Specifications] for diesel fuel specified in Table 1 in Figure 3.
Чистый 1,1-диэтоксиэтан не может быть применен в качестве самостоятельного топлива для дизельных двигателей, так как имеет низкую кинематическую вязкость при 40°С 0,460 мм2/с, и низкую температуру вспышки минус 20°С, что не соответствуют требованиям стандартов [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], [ГОСТ 32511-2013 Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия] на дизельное топливо, указанных в Таблице 1 на Фиг.3.Pure 1,1-diethoxyethane cannot be used as an independent fuel for diesel engines, since it has a low kinematic viscosity at 40°C of 0.460 mm 2 /s, and a low flash point of minus 20°C, which does not meet the requirements of the standards [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], [GOST 32511-2013 EURO diesel fuel. Specifications] for diesel fuel specified in Table 1 in Figure 3.
Определение низкотемпературных свойств (температуры помутнения, температуры застывания) позволяет оценить возможность использования кислородсодержащих композиционных дизельных топлив при низких температурах. Это наиболее важно для стран, где температура в зимний период сильно снижается, что крайне негативно влияет на возможность транспортировки и использования топлив. Низкотемпературные свойства дизельных топлив, смесей биодизельных топлив должны соответствовать требованиям стандартов EN 590:2009 [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], ГОСТ 32511-2013 [ГОСТ 32511-2013 Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия], ГОСТ 33131-2014 [ГОСТ 33131-2014 Смеси биодизельного топлива (В6-В20). Технические требования], EN 16734:2022 [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], EN 16709:2022 [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods], представленных в Таблице 1 на Фиг. 3.Determination of low-temperature properties (cloud point, pour point) allows us to assess the possibility of using oxygen-containing composite diesel fuels at low temperatures. This is most important for countries where temperatures drop significantly in winter, which has an extremely negative impact on the ability to transport and use fuels. The low-temperature properties of diesel fuels and biodiesel fuel mixtures must comply with the requirements of EN 590:2009 standards [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], GOST 32511-2013 [GOST 32511-2013 EURO diesel fuel. Technical conditions], GOST 33131-2014 [GOST 33131-2014 Biodiesel fuel mixtures (B6-B20). Technical requirements], EN 16734:2022 [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], EN 16709:2022 [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods], presented in Table 1 in Fig. 3.
Показатель температуры вспышки, определяемой в закрытом тигле, нормируется для ограничения в нефтепродуктах количества фракций с более высоким давлением насыщенных паров. Этот показатель служит в основном для оценки пожарной опасности и потерь на испарение, что необходимо для правильной эксплуатации и хранения топлив [Макушев Ю. П., Жигадло А.П., Волкова Л.Ю. Химмотология //Омск: СибАДИ. - 2019]. Температура вспышки дизельных топлив, смесей биодизельных топлив не может быть ниже приведенных значений в Таблице 1 на Фиг. 3, соответствующих требованиям стандартов EN 590:2009 [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], ГОСТ 32511-2013 [ГОСТ 32511-2013 Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия], ГОСТ 33131-2014 [ГОСТ 33131-2014 Смеси биодизельного топлива (В6-В20). Технические требования], EN 16734:2022 [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], EN 16709:2022 [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods].The flash point, determined in a closed crucible, is normalized to limit the number of fractions with a higher saturated vapor pressure in petroleum products. This indicator serves mainly to assess fire danger and evaporation losses, which is necessary for proper operation and storage of fuels [Makushev Yu.P., Zhigadlo A.P., Volkova L.Yu. Chemmotology //Omsk: SibADI. - 2019]. The flash point of diesel fuels and biodiesel fuel mixtures cannot be lower than the values given in Table 1 in Fig. 3, meeting the requirements of EN 590:2009 [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], GOST 32511-2013 [GOST 32511-2013 EURO diesel fuel. Technical conditions], GOST 33131-2014 [GOST 33131-2014 Biodiesel fuel mixtures (B6-B20). Technical requirements], EN 16734:2022 [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], EN 16709:2022 [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods].
Значение кинематической вязкости для дизельных топлив, смесей биодизельных топлив имеет верхнюю и нижнюю границу по требованиям EN 590:2009 [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], ГОСТ 32511-2013 [ГОСТ 32511-2013 Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия], ГОСТ 33131-2014 [ГОСТ 33131-2014 Смеси биодизельного топлива (В6-В20). Технические требования], EN 16734:2022 [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], EN 16709:2022 [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods], представленных в Таблице 1 на Фиг. 3. При этом изменение вязкости ниже требуемых значений приводит к увеличению износа деталей двигателя из-за недостаточной смазывающей способности, ухудшается процесс смесеобразования, происходит неполное сгорание топлива. Изменение вязкости выше требуемых значений приводит к увеличению дальнобойности факела распыляемого топлива в цилиндре двигателя, неоднородности распыления топлива в цилиндре двигателя, повышению максимального давления перед форсункой, в зимнее время значительно затрудняется пуск двигателя [Гуреев А.А., Фукс И.Г., Лашхи В.Л. Химмотология. - 1986].The kinematic viscosity value for diesel fuels and biodiesel fuel mixtures has an upper and lower limit according to the requirements of EN 590:2009 [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], GOST 32511-2013 [GOST 32511-2013 EURO diesel fuel. Technical conditions], GOST 33131-2014 [GOST 33131-2014 Biodiesel fuel mixtures (B6-B20). Technical requirements], EN 16734:2022 [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], EN 16709:2022 [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods], presented in Table 1 in Fig. 3. In this case, a change in viscosity below the required values leads to increased wear of engine parts due to insufficient lubricity, the mixture formation process worsens, and incomplete combustion of fuel occurs. A change in viscosity above the required values leads to an increase in the range of the spray of fuel in the engine cylinder, heterogeneity of fuel atomization in the engine cylinder, an increase in the maximum pressure in front of the nozzle, and in winter it is significantly more difficult to start the engine [Gureev A.A., Fuks I.G., Lashkhi V.L. Chemmotology. - 1986].
Заявителем проведены исследования изменения температуры помутнения и температуры застывания смеси паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана в зависимости от содержания 1,1-диэтоксиэтана в смеси с паральдегидом. График зависимости низкотемпературных свойств показан на Фиг.4, который демонстрирует резкое снижение температуры застывания и температуры помутнения при увеличении содержания 1,1-диэтоксиэтана в смеси. Таким образом, заявителем было определено оптимальное содержание 1,1-диэтоксиэтана в смеси с паральдегидом от 0,1 до 99,9% масс.The applicant has conducted studies of changes in the cloud point and pour point of a mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane depending on the content of 1,1-diethoxyethane in the mixture with paraldehyde. A graph of low temperature properties is shown in Figure 4, which shows a sharp decrease in pour point and cloud point with increasing 1,1-diethoxyethane content in the mixture. Thus, the applicant determined the optimal content of 1,1-diethoxyethane in a mixture with paraldehyde from 0.1 to 99.9 wt%.
Паральдегид и 1,1-диэтоксиэтан могут быть получены с использованием этанола и ацетальдегида с применением одних и тех же кислотных катализаторов или ионообменных смол [Gomez M.F., Arrua L.A., Abello M.C. Synthesis of 1,1‐diethoxyethane using a continuous flow reactor: catalyst deactivation and effect of feed purity and of solvent addition //Journal of Chemical Technology & Biotechnology: International Research in Process, Environmental & Clean Technology. - 2004. - Т. 79. - №. 4. - С. 391-396], [SU 319133], [Pat. US 5527969], [Pat. US 2479559]. Условия протекания процесса благоприятны для образования смеси паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана.Paraldehyde and 1,1-diethoxyethane can be produced using ethanol and acetaldehyde using the same acid catalysts or ion exchange resins [Gomez M.F., Arrua L.A., Abello M.C. Synthesis of 1,1-diethoxyethane using a continuous flow reactor: catalyst deactivation and effect of feed purity and of solvent addition // Journal of Chemical Technology & Biotechnology: International Research in Process, Environmental & Clean Technology. - 2004. - T. 79. - No. 4. - P. 391-396], [SU 319133], [Pat. US 5527969], [Pat. US 2479559]. The process conditions are favorable for the formation of a mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane.
Использование в качестве добавки паральдегида с добавлением 1,1-диэтоксиэтана от 0,1% масс. (см. Примеры №1, 7, 11, 18), объясняется повышением затрат при получении паральдегида с содержанием 1,1-диэтоксиэтана менее 0,1% масс.Using paraldehyde as an additive with the addition of 1,1-diethoxyethane from 0.1% wt. (see Examples No. 1, 7, 11, 18) is explained by the increased costs when producing paraldehyde with a 1,1-diethoxyethane content of less than 0.1 wt%.
Использование в качестве добавки 1,1-диэтоксиэтана с добавлением паральдегида от 0,1% масс. (см. Примеры №3, 6, 10, 13, 15, 17, 20, 22), объясняется повышением затрат при получении 1,1-диэтоксиэтана с содержанием паральдегида менее 0,1% масс.Using 1,1-diethoxyethane as an additive with the addition of paraldehyde from 0.1% wt. (see Examples No. 3, 6, 10, 13, 15, 17, 20, 22) is explained by increased costs when producing 1,1-diethoxyethane with a paraldehyde content of less than 0.1 wt%.
Добавление 1,1-диэтоксиэтана до 99,9% приводит к улучшению низкотемпературных свойств топливных смесей с дизельным топливом (см. Примеры №2-6, 8-10, 12-17), смесями биодизельного топлива (см. Примеры №19-22).The addition of 1,1-diethoxyethane up to 99.9% leads to an improvement in the low-temperature properties of fuel mixtures with diesel fuel (see Examples No. 2-6, 8-10, 12-17), biodiesel fuel mixtures (see Examples No. 19-22 ).
Заявителем было определено оптимальное содержание смеси кислородсодержащих компонентов паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана в дизельном топливе, смесях биодизельного топлива от 0,05 до 20% масс., так как при этом вязкость, температура вспышки, низкотемпературные свойства топливных композиций остаются в допустимых стандартами пределах [ГОСТ 33131-2014 Смеси биодизельного топлива (В6-В20). Технические требования], [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods], [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], [ГОСТ 32511-2013 Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия]. Остальные показатели существенно не меняются. (см. Примеры №2-6, 8, 12-15, 19-21).The applicant has determined the optimal content of a mixture of oxygen-containing components of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane in diesel fuel and biodiesel fuel mixtures from 0.05 to 20% by weight, since in this case the viscosity, flash point, low-temperature properties of fuel compositions remain within acceptable standards [GOST 33131-2014 Biodiesel fuel mixtures (B6-B20). Technical requirements], [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods], [EN 590 :2009 Diesel fuel EURO. Specifications], [GOST 32511-2013 EURO diesel fuel. Specifications]. Other indicators do not change significantly. (see Examples No. 2-6, 8, 12-15, 19-21).
При добавлении смеси паральдегида и 1,1-диэтоксиэатна выше 20% масс. к дизельному топливу, смесям биодизельного топлива, получаемые топливные смеси не соответствуют требованиям стандартов [ГОСТ 33131-2014 Смеси биодизельного топлива (В6-В20). Технические требования], [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods], [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], [ГОСТ 32511-2013 Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия] по показателю кинематической вязкости, температуры вспышки. (см. Примеры №9, 10, 16, 17, 22)When adding a mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethylene above 20 wt.%. to diesel fuel, biodiesel fuel mixtures, the resulting fuel mixtures do not meet the requirements of the standards [GOST 33131-2014 Biodiesel fuel mixtures (B6-B20). Technical requirements], [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods], [EN 590 :2009 Diesel fuel EURO. Specifications], [GOST 32511-2013 EURO diesel fuel. Technical conditions] in terms of kinematic viscosity, flash point. (see Examples No. 9, 10, 16, 17, 22)
Добавление смеси паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана к топливу в количестве менее 0,05% масс. является экономически не целесообразным.Adding a mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane to the fuel in an amount of less than 0.05 wt%. is not economically feasible.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2475472 «Топливная композиция», сущностью которого является получение топливной композиции на нефтяном продукте, содержащей высокоцетановую добавку на основе ацеталей, которая представляет собой смесь нефтяного дизельного топлива и от 5 до 20% об. диэтилформаля в качестве добавки. Настоящее изобретение относится к дизельным топливам и может быть использовано в народном хозяйстве в качестве моторного топлива, эквивалентного по физико-химическим характеристикам нефтяному моторному топливу.From the researched level of technology, the applicant identified an invention under RF patent No. 2475472 “Fuel composition”, the essence of which is to obtain a fuel composition based on an oil product containing a high-cetane additive based on acetals, which is a mixture of petroleum diesel fuel and from 5 to 20% vol. diethylformal as an additive. The present invention relates to diesel fuels and can be used in the national economy as a motor fuel equivalent in physical and chemical characteristics to petroleum motor fuel.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному являются:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are:
- содержание компонентов с температурой кипения и вязкостью ниже, чем у паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана, приводящие к резкому снижению температуры вспышки и вязкости дизельных топлив;- the content of components with a boiling point and viscosity lower than that of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane, leading to a sharp decrease in the flash point and viscosity of diesel fuels;
- не используются смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used.
- невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- the impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2567541 «Применение 1,1-диэтоксиэтана в качестве антидетонационной присадки для увеличения детонационной стойкости автомобильного бензина», сущностью которого является применение 1,1-диэтоксиэтана в качестве антидетонационной присадки для увеличения детонационной стойкости низкокипящего бензина с температурой начала кипения от 80°С до 120°С, исследовательское и моторное октановые числа которого составляют не менее 70 единиц. 1,1-диэтоксиэтан составляет от 5 до 20% об. относительно общего объема низкокипящего бензина и является единственной антидетонационной присадкой, при этом исследовательское октановое число бензина увеличивается не менее чем на 40 единиц. Также изобретение относится к автомобильному бензину с исследовательским октановым числом от 110 до 140 единиц, включающему низкокипящий бензин с температурой начала кипения от 80°С до 120°С в качестве базового бензина, 1,1-диэтоксиэтан от 5 до 20% об. относительно общего объема низкокипящего бензина в качестве единственной антидетонационной присадки, а также стандартные добавки.From the researched level of technology, the applicant identified an invention under RF patent No. 2567541 “Use of 1,1-diethoxyethane as an anti-knock additive to increase the knock resistance of motor gasoline,” the essence of which is the use of 1,1-diethoxyethane as an anti-knock additive to increase the knock resistance of low-boiling gasoline with an initial boiling point from 80°C to 120°C, the research and motor octane numbers of which are at least 70 units. 1,1-diethoxyethane ranges from 5 to 20% vol. relative to the total volume of low-boiling gasoline and is the only anti-knock additive, while the research octane number of gasoline increases by at least 40 units. The invention also relates to motor gasoline with a research octane number from 110 to 140 units, including low-boiling gasoline with an initial boiling point from 80°C to 120°C as base gasoline, 1,1-diethoxyethane from 5 to 20% vol. relative to the total volume of low-boiling gasoline as the only anti-knock additive, as well as standard additives.
Известное изобретение относится к применению 1,1-диэтоксиэтана в качестве антидетонационной присадки для карбюраторного топлива (автомобильного бензина). Объект изобретения также включает автомобильный бензин, получаемый путем добавления антидетонационной присадки согласно настоящему изобретению.The known invention relates to the use of 1,1-diethoxyethane as an anti-knock additive for carburetor fuel (motor gasoline). The subject matter of the invention also includes motor gasoline produced by adding an anti-knock additive according to the present invention.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному является:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are:
- отсутствие возможности получения композиционного дизельного топлива для двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных двигателей);- lack of possibility of obtaining composite diesel fuel for engines with compression ignition (diesel engines);
- не используются смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used.
- невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- the impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту WO№2010/011156 «Моторное топливо и способ его получения». Сущностью известного технического решения является получение автомобильных топлив и топливных композиций, содержащих кислородсодержащие соединения (оксигенаты). Изобретение относится конкретно к производству и применению ацеталей и/или кеталей в качестве оксигенатов для производства автомобильных топлив, не изменяющих свои физико-химические свойства при взаимодействии с водой. Ацетали и кетали отвечают брутто-формуле CnH2n+2O2 и структурной формуле R1CH(OR2)(OR3), где n = от 3 до 14; R1 - H; CmH2m+1; CmH2m; CmHm; m = от 1 до 4; R2 и R3 - CkH2k+1; CkH2k; где k = от 1 до 5.From the researched level of technology, the applicant identified an invention under patent WO No. 2010/011156 “Motor fuel and method for its production.” The essence of the known technical solution is the production of automotive fuels and fuel compositions containing oxygen-containing compounds (oxygenates). The invention relates specifically to the production and use of acetals and/or ketals as oxygenates for the production of automobile fuels that do not change their physicochemical properties when interacting with water. Acetals and ketals correspond to the gross formula C n H 2n+2 O 2 and the structural formula R 1 CH(OR 2 )(OR 3 ), where n = from 3 to 14; R 1 - H; C m H 2m+1 ; C m H 2m ; C m H m ; m = from 1 to 4; R 2 and R 3 - CkH 2k+1 ; C k H 2k ; where k = from 1 to 5.
Изобретение относится к производству автомобильных топлив и топливных композиций, содержащих оксигенаты, конкретно к производству и применению ацеталей и/или кеталей в качестве оксигенатов для производства автомобильных топлив, не изменяющих свои физико-химические свойства при взаимодействии с водой.The invention relates to the production of automobile fuels and fuel compositions containing oxygenates, specifically to the production and use of acetals and/or ketals as oxygenates for the production of automobile fuels that do not change their physical and chemical properties when interacting with water.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному является:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are:
- не используются смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used.
- невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- the impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту RO №125717 «Процесс получения бензинов, содержащих биокомпоненты», сущностью которого является получение бензина, при добавлении фракции бензина плотностью 743 кг/м3 при температуре 15°C, с температурой кипения 203°C, которая содержит 14,2% олефинов, 33,5% ароматических углеводородов, 0,85% бензола, 7,3 ppm серы, и соединения, выбранные из этилацетата, 1,1-диэтоксиэтана, 2,2-диэтоксипропана, мезитилоксида, толуидина, метиланилина, в концентрациях, эквивалентных массовой концентрации этанола 4,25%, из которых получается бензин, имеющий плотность 752 кг/м3 при температуре 15°C, содержание кислорода 2,32% и ОЧ 96-99.From the researched level of technology, the applicant identified an invention under patent RO No. 125717 “Process of obtaining gasoline containing biocomponents,” the essence of which is the production of gasoline by adding a fraction of gasoline with a density of 743 kg/m 3 at a temperature of 15 ° C, with a boiling point of 203 ° C, which contains 14.2% olefins, 33.5% aromatic hydrocarbons, 0.85% benzene, 7.3 ppm sulfur, and compounds selected from ethyl acetate, 1,1-diethoxyethane, 2,2-diethoxypropane, mesityl oxide, toluidine, methylaniline, in concentrations equivalent to a mass concentration of ethanol of 4.25%, from which gasoline is obtained having a density of 752 kg/m 3 at a temperature of 15°C, an oxygen content of 2.32% and an OR of 96-99.
Изобретение относится к производству биодобавок для бензина из биоэтанола или биоуксусной кислоты, которые превращаются в биоэтаналь и биопропанон из которых, в свою очередь, могут быть получены а) производные биоалкоксида путем реакции с биоэтанолом, б) биопродукты конденсации, которые можно использовать в чистом виде или получать биоалкоксидопроизводные при реакции с биоспиртом; c) продукты конденсации, из которых путем гидрогенизации и дегидратации получают биоцетон, биоспирты, биогидроуглероды. Полученные продукты добавляются в различных концентрациях в ископаемый углеводородный бензин.The invention relates to the production of bioadditives for gasoline from bioethanol or bioacetic acid, which are converted into bioethanal and biopropanone from which, in turn, can be obtained a) bioalkoxide derivatives by reaction with bioethanol, b) biocondensation products that can be used in pure form or obtain bioalkoxide derivatives by reaction with bioalcohol; c) condensation products, from which biocetone, bioalcohols, and biohydrocarbons are obtained by hydrogenation and dehydration. The resulting products are added in varying concentrations to fossil hydrocarbon gasoline.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному являются:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are:
- отсутствие возможности получения композиционного дизельного топлива для двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных двигателей);- lack of possibility of obtaining composite diesel fuel for engines with compression ignition (diesel engines);
- не используются смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном;- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used;
- добавка к топливу не полностью состоит из возобновляемых компонентов.- the fuel additive does not consist entirely of renewable components.
- невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- the impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту FR №2544738 «Новые компоненты топлива для автомобилей или дизельных двигателей». Сущностью данного технического решения является использование в качестве топлива по меньшей мере одного ацеталя общего вида C4H9OC(R1R2)OC4H9, где R1 и R2 вместе или по отдельности представляют собой атом водорода или углеводородный радикал формулы CnH2n+1, где n - целое число от 1 до 8. Предпочтительно использование ацеталей: дибутоксиметан, дибутоксиэтан и дибутокси-2,2пропан. Ацетали обычно получают из спирта, в частности из н-бутанола, полученного гидроформилированием пропилена.From the researched prior art, the applicant identified an invention under patent FR No. 2544738 “New fuel components for automobiles or diesel engines.” The essence of this technical solution is the use as fuel of at least one acetal of the general form C 4 H 9 OC(R 1 R 2 )OC 4 H 9 , where R 1 and R 2 together or separately represent a hydrogen atom or a hydrocarbon radical of the formula C n H 2n+1 , where n is an integer from 1 to 8. It is preferable to use acetals: dibutoxymethane, dibutoxyethane and dibutoxy-2,2propane. Acetals are usually obtained from alcohol, in particular from n-butanol obtained by hydroformylation of propylene.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному является то, что в данном случае:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are that in this case:
- содержание компонентов, не имеющих широкую ресурсную базу;- content of components that do not have a wide resource base;
- не используется смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used.
- невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- the impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту WO №2008/135801 «Регулируемый состав компонентов усилителя топливной мощности», сущностью которого является получение регулируемого состава компонентов усилителя топливной мощности, включающего три компонента:(A) ускоритель воспламенения, который предпочтительно представляет собой нормальный пропилнитрат и/или дитербутилпероксид; (B) моноалкиловый эфир пропиленгликоля и/или моноалкиловый эфир бутиленгликоля; и (C) метилкарбонат, и/или этилкарбонат, и/или пропилкарбонат, и/или бутилкарбонат, которые можно использовать в смеси в любой пропорции с метилалем (диметоксиметаном) или этилалем (диэтоксиметаном). Компонент регулируемого компонента усилителя мощности топлива по настоящему изобретению может использоваться сам по себе или в смеси с бензином, дизельным топливом или горючими маслами в двигателях внутреннего сгорания без необходимости их модификации. Регулируемый состав компонентов усилителя мощности топлива позволяет использовать топливо на основе спирта с низким содержанием энергии для замены традиционных видов топлива, таких как бензин или дизельное топливо.From the researched prior art, the applicant identified an invention under patent WO No. 2008/135801 “Adjustable composition of fuel power amplifier components”, the essence of which is to obtain an adjustable composition of fuel power amplifier components, including three components: (A) an ignition accelerator, which is preferably normal propyl nitrate and/or diterbutyl peroxide; (B) propylene glycol monoalkyl ether and/or butylene glycol monoalkyl ether; and (C) methyl carbonate and/or ethyl carbonate and/or propyl carbonate and/or butyl carbonate, which can be used in a mixture in any proportion with methylal (dimethoxymethane) or ethylal (diethoxymethane). The variable fuel power amplifier component of the present invention can be used alone or in mixture with gasoline, diesel fuel or combustible oils in internal combustion engines without the need for modification thereof. The controlled composition of the fuel booster components allows the use of alcohol-based fuels with low energy content to replace traditional fuels such as gasoline or diesel.
Настоящее изобретение относится к регулируемому составу компонентов усилителя мощности топлива, который увеличивает мощность и снижает выбросы токсичных газов при смешении с углеводородным топливом и/или кислородсодержащим топливом на основе спирта с низким содержанием энергии.The present invention relates to a controlled composition of fuel power enhancer components that increases power and reduces toxic gas emissions when mixed with hydrocarbon fuel and/or oxygenated alcohol-based fuel with low energy content.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному являются:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are:
- содержание компонентов, не имеющих широкую ресурсную базу;- content of components that do not have a wide resource base;
- не используются смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном;- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used;
- содержание компонентов с температурой кипения и вязкостью ниже, чем у паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана, приводящие к резкому снижению температуры вспышки и вязкости дизельных топлив;- the content of components with a boiling point and viscosity lower than that of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane, leading to a sharp decrease in the flash point and viscosity of diesel fuels;
- добавка к композиционному дизельному топливу не полностью состоит из возобновляемых компонентов.- the additive to composite diesel fuel does not consist entirely of renewable components.
- -невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- - impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту EP №1321502 «Композиции дизельного топлива, содержащие ацетали глицерина», сущностью которого является получение композиции дизельного топлива, которая содержит большую часть (А) нефтяного дизельного топлива и (B) ацеталь глицерина по формуле 1 и/или 2,From the researched prior art, the applicant identified an invention under patent EP No. 1321502 “Diesel fuel compositions containing glycerol acetals,” the essence of which is to obtain a diesel fuel composition that contains the majority of (A) petroleum diesel fuel and (B) glycerol acetal according to formula 1 and /or 2,
где R1,R2=H, C1-20 алифатический, циклоалифатический или ароматический гидрокарбил или цепь простого алкилэфира, или R1 и R2 совместно могут образовывать кислородсодержащий гетероцикл; R3=H или группа формулы -CR1R2-O-R4; R4 = то же, что R1/R2 (кроме H), или радикалы по следующим формулам:where R 1 ,R 2 =H, C 1-20 aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbyl or alkyl ether chain, or R 1 and R 2 together can form an oxygen-containing heterocycle; R 3 =H or a group of the formula -CR 1 R 2 -OR 4 ; R 4 = the same as R 1 / R 2 (except H), or radicals according to the following formulas:
Изобретение касается композиций дизельного топлива, содержащего кислородсодержащие компоненты, состоящие из основных элементов и ацеталей глицерина.The invention relates to diesel fuel compositions containing oxygen-containing components consisting of basic elements and glycerol acetals.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному является то, что в данном случае:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are that in this case:
- не используются смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used.
- невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- the impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту CA№1141544 «1,1-диэтоксиэтан в качестве дизельного топлива». Сущностью данного технического решения является получение композиции дизельного топлива, состоящая из смеси 1,1-диэтоксиэтана и дизельного топлива, полученного из нефти. Композиция дизельного топлива, состоящая по существу из смеси 1,1-диэтоксиэтана, обычного дизельного топлива, полученного из нефти, и по меньшей мере одной добавки к дизельному топливу. Указанная смесь содержит не более 50% масс. 1,1-диэтоксиэтана, и по меньшей мере одну добавку к дизельному топливу из группы добавок, улучшающих текучесть, детергентов, диспергаторов и антиоксидантов.From the researched level of technology, the applicant identified an invention under patent CA No. 1141544 “1,1-diethoxyethane as diesel fuel.” The essence of this technical solution is to obtain a diesel fuel composition consisting of a mixture of 1,1-diethoxyethane and diesel fuel obtained from petroleum. A diesel fuel composition consisting essentially of a mixture of 1,1-diethoxyethane, conventional petroleum-derived diesel fuel, and at least one diesel fuel additive. The specified mixture contains no more than 50% of the mass. 1,1-diethoxyethane, and at least one diesel fuel additive from the group of flow improvers, detergents, dispersants and antioxidants.
Настоящее изобретение относится к композиции дизельного топлива, содержащей 1,1-диэтоксиэтан, и к способу работы дизельного двигателя с использованием этой композиции дизельного топлива.The present invention relates to a diesel fuel composition containing 1,1-diethoxyethane, and to a method of operating a diesel engine using this diesel fuel composition.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному является:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are:
- не используются смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used.
- невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- the impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Из исследованного заявителем уровня техники выявлено изобретение по патенту WO №03062354 «Углеводородное топливо». Сущностью известного технического решения является получение углеводородного топлива, содержащего в своем составе следующие компоненты в определенной пропорции: a) лимонен от 2% до 60%, б) паральдегид от 1% до 5%, в) этиленгликоль от 1% до 5%, г) глицерин от 5% до 25%, д) тетрагидрофуран от 10% до 40%, е) третичный бутиловый спирт от 10% до 20%, ж) анисальдегид от 5% до 30%, з) фелландрен от 5% до 25%, т.е. циклопентан 2% до 105, и) арабиноза от 2% до 10%, к) этиловый спирт от 22% до 40%.From the level of technology examined by the applicant, an invention was identified under patent WO No. 03062354 “Hydrocarbon fuel”. The essence of the known technical solution is the production of hydrocarbon fuel containing the following components in a certain proportion: a) limonene from 2% to 60%, b) paraldehyde from 1% to 5%, c) ethylene glycol from 1% to 5%, d ) glycerin from 5% to 25%, e) tetrahydrofuran from 10% to 40%, f) tertiary butyl alcohol from 10% to 20%, g) anisaldehyde from 5% to 30%, h) phellandrene from 5% to 25% , i.e. cyclopentane 2% to 105, i) arabinose from 2% to 10%, j) ethyl alcohol from 22% to 40%.
Настоящее изобретение в целом относится к технологии энергосбережения, к производству новых видов топлива и углеводородного топлива из биомассы.The present invention generally relates to energy saving technology, to the production of new types of fuel and hydrocarbon fuels from biomass.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному техническому решению являются:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed technical solution are:
- отсутствие возможности получения композиционного дизельного топлива для двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных двигателей);- lack of possibility of obtaining composite diesel fuel for engines with compression ignition (diesel engines);
- использование компонентов, не имеющих широкую ресурсную базу;- use of components that do not have a wide resource base;
- содержание компонентов хорошо растворимых в воде и плохо растворимых в нефтяном дизельном топливе (этиленгликоль, глицерин, тетрагидрофуран, третичный бутиловый спирт, арабиноза, этиловый спирт);- content of components that are highly soluble in water and poorly soluble in petroleum diesel fuel (ethylene glycol, glycerin, tetrahydrofuran, tertiary butyl alcohol, arabinose, ethyl alcohol);
- содержание компонентов с температурой кипения и вязкостью ниже, чем у паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана, что приводит к снижению температуры вспышки и вязкости дизельных топлив, повышенному износу топливной аппаратуры - добавка к композиционному дизельному топливу не полностью состоит из возобновляемых компонентов.- the content of components with a boiling point and viscosity lower than that of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane, which leads to a decrease in the flash point and viscosity of diesel fuels, increased wear of fuel equipment - the additive to composite diesel fuel does not entirely consist of renewable components.
- не используются смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used.
- невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- the impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2544239 «Биотопливная композиция». Сущностью известного технического решения является биотопливная композиция на нефтяном продукте, содержащая биодобавку на основе ацеталей и растительных масел, отличающаяся тем, что она представляет смесь нефтяного дизельного топлива 98-60 об. % и биодобавки 2-40 об. %, в качестве биодобавки используют диэтилформаль 35-40 об. %, остальное глицериды ненасыщенных жирных кислот. Биотопливная композиция на нефтяном продукте по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве глицеридов ненасыщенных жирных кислот используют любые растительные масла.From the researched level of technology, the applicant identified an invention under RF patent No. 2544239 “Biofuel composition”. The essence of the known technical solution is a biofuel composition based on an oil product, containing a bioadditive based on acetals and vegetable oils, characterized in that it is a mixture of petroleum diesel fuel 98-60 vol. % and bioadditives 2-40 vol. %, diethylformal 35-40 vol. is used as a bioadditive. %, the rest is glycerides of unsaturated fatty acids. Biofuel composition based on an oil product according to claim 1, characterized in that any vegetable oils are used as glycerides of unsaturated fatty acids.
Заявленное техническое решение относится к дизельным топливам и может быть использовано в народном хозяйстве в качестве моторного топлива, эквивалентного по физико-химическим характеристикам нефтяному моторному топливу.The claimed technical solution relates to diesel fuels and can be used in the national economy as a motor fuel, equivalent in physical and chemical characteristics to petroleum motor fuel.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному является:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are:
- содержание компонентов с температурой кипения и вязкостью ниже, чем у паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана, что приводит к снижению температуры вспышки и вязкости дизельных топлив, повышенному износу топливной аппаратуры;- the content of components with a boiling point and viscosity lower than that of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane, which leads to a decrease in the flash point and viscosity of diesel fuels, and increased wear of fuel equipment;
- содержание глицеридов ненасыщенных жирных кислот, приводящих к закоксовыванию двигателей, приводящей к частой замене моторного масла;- the content of glycerides of unsaturated fatty acids, leading to coking of engines, leading to frequent replacement of engine oil;
- не используются смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used.
- невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- the impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту GB№448446 «Усовершенствования в отношении топлива для использования в двигателях внутреннего сгорания и для других целей», сущностью которого является получение жидкого топлива для двигателей внутреннего сгорания, улучшающееся путем добавления смеси паральдегида и полициклического углеводорода, например, нафталина или гидрогенизированного нафталина. Смесь также может содержать ацетальдегид, ацетон, ароматический амин, например, анилин, толуидин или аминоцимен, и маслянистый или аналогичный материал, служащий смазкой для верхнего цилиндра. Обычно 1,0% смеси добавляется к дизельному топливу и 0,5% к бензину или заменителям, состоящим из углеводородов и до 25% из спирта. Примеры смесей: 1) 20-50% паральдегида с 50-80% тетрагидронафталина; 2) 50% веретенного масла с 20% паральдегида и 30% тетрагидронафталина.From the researched prior art, the applicant identified an invention under patent GB No. 448446 “Improvements in fuel for use in internal combustion engines and for other purposes,” the essence of which is the production of liquid fuel for internal combustion engines, improved by adding a mixture of paraldehyde and a polycyclic hydrocarbon, for example , naphthalene or hydrogenated naphthalene. The mixture may also contain acetaldehyde, acetone, an aromatic amine such as aniline, toluidine or aminocymene, and an oily or similar material to lubricate the upper cylinder. Typically 1.0% of the mixture is added to diesel fuel and 0.5% to gasoline or substitutes consisting of hydrocarbons and up to 25% of alcohol. Examples of mixtures: 1) 20-50% paraldehyde with 50-80% tetrahydronaphthalene; 2) 50% spindle oil with 20% paraldehyde and 30% tetrahydronaphthalene.
Настоящее изобретение относится к топливам, которые используются в двигателях внутреннего сгорания, включая двигатели на тяжелой нефти, например, двигатели с воспламенением от сжатия, и для других целей.The present invention relates to fuels that are used in internal combustion engines, including heavy oil engines, such as compression ignition engines, and for other purposes.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному являются:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are:
- содержание полициклических углеводородов, снижающих цетановое число и повышающих дымность дизельного топлива;- content of polycyclic hydrocarbons, which reduce the cetane number and increase the opacity of diesel fuel;
- использование компонентов, не имеющих широкую ресурсную базу;- use of components that do not have a wide resource base;
- добавка к композиционному дизельному топливу не полностью состоит из возобновляемых компонентов.- the additive to composite diesel fuel does not consist entirely of renewable components.
- не используются смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used.
- невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- the impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту GB№1360313 «Топливо двигателя внутреннего сгорания». Сущностью является получение бензина, который содержит от 0,2 до 12 об %. добавки, содержащей, по крайней мере, одно соединение, имеющее общую формулу R1CH(OR2)(OR3), где R1=H или CH3, и R2 и R3, представляют собой CH3, C2H5, C3H7 или С4Н9, а также растворители, и/или вспомогательные компоненты и/или вода. Добавка включает метилаль, диметилацеталь или этилформаль, предпочтительно с дополнительными компонентами, например, метанолом, изопропанолом, изобутанолом, анилином, метиланилином и паральдегидом.From the researched level of technology, the applicant identified an invention under patent GB No. 1360313 “Fuel for an internal combustion engine.” The essence is to obtain gasoline that contains from 0.2 to 12 vol%. additive containing at least one compound having the general formula R 1 CH(OR 2 )(OR 3 ), where R 1 =H or CH 3 , and R 2 and R 3 are CH 3 , C 2 H 5 , C 3 H 7 or C 4 H 9, as well as solvents and/or auxiliary components and/or water. The additive includes methylal, dimethylacetal or ethylformal, preferably with additional components, for example, methanol, isopropanol, isobutanol, aniline, methylaniline and paraldehyde.
Настоящее изобретение относится к топливу для использования в двигателе внутреннего сгорания, который производит выхлопные газы с пониженным содержанием CO.The present invention relates to a fuel for use in an internal combustion engine that produces exhaust gases with reduced CO content.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному является:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are:
- отсутствие возможности получения композиционного дизельного топлива для двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных двигателей);- lack of possibility of obtaining composite diesel fuel for engines with compression ignition (diesel engines);
- использование компонентов, не имеющих широкую ресурсную базу;- use of components that do not have a wide resource base;
- содержание компонентов хорошо растворимых в воде и плохо растворимых в нефтяном дизельном топливе (метилаль, метанол, изопропанол);- content of components that are highly soluble in water and poorly soluble in petroleum diesel fuel (methylal, methanol, isopropanol);
- добавка к топливу не полностью состоит из возобновляемых компонентов.- the fuel additive does not consist entirely of renewable components.
Из исследованного уровя техники заявителем выявлено изобретение по патенту CA№280524 «Состав топлива», сущностью является использование альдегидов, таких как ацетальдегид и, в частности, паральдегид, который будет легко диффундировать и создавать устойчивые растворы с жидким углеводородным топливом, добавляются к бензину или аналогичному углеводородному топливу; накопление углерода в двигателе при сгорании происходит без какого-либо вредного воздействия для двигателя, а также с небольшим увеличением мощности. После трех проведенных испытаний выяснилось, что эффект усиливается, если добавляется ненасыщенный углеводородный газ, который постоянно остается в растворе в смеси.From the researched level of technology, the applicant identified an invention under patent CA No. 280524 “Fuel Composition”, the essence is the use of aldehydes, such as acetaldehyde and, in particular, paraldehyde, which will easily diffuse and create stable solutions with liquid hydrocarbon fuels, added to gasoline or similar hydrocarbon fuel; The accumulation of carbon in the engine during combustion occurs without any harmful effects on the engine, and also with a slight increase in power. After three tests were carried out, it turned out that the effect is enhanced if an unsaturated hydrocarbon gas is added, which remains constantly in solution in the mixture.
Настоящее изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и, в частности, к средствам предотвращения осаждения углерода в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания.The present invention relates to internal combustion engines and, in particular, to means for preventing carbon deposition in the cylinders of internal combustion engines.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному являются:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are:
- отсутствие возможности получения композиционного дизельного топлива для двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных двигателей);- lack of possibility of obtaining composite diesel fuel for engines with compression ignition (diesel engines);
- используются в качестве добавки ненасыщенный углеводородный газ, что резко снижает техническую применимость топлива;- unsaturated hydrocarbon gas is used as an additive, which sharply reduces the technical applicability of the fuel;
- добавка к топливу не полностью состоит из возобновляемых компонентов.- the fuel additive does not consist entirely of renewable components.
- не используются смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used.
- невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- the impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту US№4541837 «Топлива», сущностью которого является использование в качестве топлива смеси двух компонентов (А) метанола или этанола в качестве основного компонента топлива и в качестве добавки для улучшения характеристик сжатия-воспламенения спирта компонента (Б) по меньшей мере еще одного органического соединения который имеет температуру самовоспламенения менее 450°C.From the researched level of technology, the applicant identified an invention under patent US No. 4541837 “Fuels”, the essence of which is the use as fuel of a mixture of two components (A) methanol or ethanol as the main component of the fuel and as an additive to improve the compression-ignition characteristics of the alcohol component ( B) at least one other organic compound that has an auto-ignition temperature of less than 450°C.
Соотношения компонентов (А) и (Б) могут варьироваться в широких пределах, например, от 99,9999 до 0,1 частей спирта на 100 частей топливной смеси. При желании может быть добавлено до примерно 15% по массе воды. Конкретными примерами соединений, которые могут быть смешаны с метанолом и/или этанолом, являются ацетальдегид, паральдегид, тетрагидрофуран, нитрометан, пропаналь, 2-этоксиэтилнитрат, 2-бутоксиэтилнитрат, 2'-бутокси-2-этокси-этилнитрат, диэтиленгликольдинитрат, триэтиленгликольдинитрат и динитрат полиэтиленгликоля средней молекулярной массы 400.The ratios of components (A) and (B) can vary widely, for example, from 99.9999 to 0.1 parts of alcohol per 100 parts of the fuel mixture. If desired, up to about 15% by weight of water may be added. Specific examples of compounds that can be mixed with methanol and/or ethanol include acetaldehyde, paraldehyde, tetrahydrofuran, nitromethane, propanal, 2-ethoxyethyl nitrate, 2-butoxyethyl nitrate, 2'-butoxy-2-ethoxy-ethyl nitrate, diethylene glycol dinitrate, triethylene glycol dinitrate and dinitrate polyethylene glycol with an average molecular weight of 400.
При производстве топливо может быть получено путем смешения компонентов. К предложенному составу топлива могут быть добавлены другие органические, металлоорганические или неорганические материалы, например, смазочные материалы (например, касторовое масло), стабилизаторы, ингибиторы коррозии, улучшители зажигания, другие виды топлива, топливные расширители и топливные присадки.During production, fuel can be obtained by mixing components. Other organic, organometallic or inorganic materials may be added to the proposed fuel composition, such as lubricants (eg castor oil), stabilizers, corrosion inhibitors, ignition improvers, other fuels, fuel extenders and fuel additives.
Топливо может впрыскиваться в двигатель через систему впрыска топлива и/или вводиться в двигатель через воздухозаборный коллектор в виде смеси или отдельно. Дизельное топливо может впрыскиваться в виде смеси с топливом по изобретению или отдельно от него.The fuel may be injected into the engine through a fuel injection system and/or introduced into the engine through an air intake manifold as a mixture or separately. Diesel fuel can be injected as a mixture with the fuel of the invention or separately from it.
Недостатками известного технического решения по отношению к заявленному являются:The disadvantages of the known technical solution in relation to the claimed one are:
- содержание компонентов хорошо растворимых в воде и плохо растворимых в нефтяном дизельном топливе (метанол, этанол, ацетальдегид, тетрагидрофуран, пропаналь);- content of components that are highly soluble in water and poorly soluble in petroleum diesel fuel (methanol, ethanol, acetaldehyde, tetrahydrofuran, propanal);
- содержание компонентов с температурой кипения и вязкостью ниже, чем у паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана, что приводит к снижению температуры вспышки и вязкости дизельных топлив, повышенному износу топливной аппаратуры.- the content of components with a boiling point and viscosity lower than that of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane, which leads to a decrease in the flash point and viscosity of diesel fuels, and increased wear of fuel equipment.
- не используются смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.- mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane are not used.
- невозможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.- the impossibility of regulating the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Таким образом, исследованный заявителем на дату представления заявочных материалов уровень техники показал, что выявленные источники обладают теми или иными, иногда весьма существенными недостатками, которые препятствуют достижению заявленного технического результата.Thus, the level of technology examined by the applicant on the date of submission of the application materials showed that the identified sources have certain, sometimes very significant, shortcomings that prevent the achievement of the declared technical result.
Выявленный заявителем уровень техники из научно-технической и патентной информации позволяет сделать вывод о том, что известные технические решения не позволяют разрешать полный спектр задач, решаемый заявленным техническим решением, при этом Таблица 3 на Фиг. 6 представляет собой систематизированный материал, доказывающий возможность достижения поставленных технических результатов в разных аналогах по отдельности, по сравнению с достижением всей совокупности технических результатов в заявленном техническом решении.The level of technology identified by the applicant from scientific, technical and patent information allows us to conclude that the known technical solutions do not allow solving the full range of problems solved by the claimed technical solution, while Table 3 in Fig. 6 is a systematic material that proves the possibility of achieving the stated technical results in different analogues separately, in comparison with achieving the entire set of technical results in the declared technical solution.
Техническим результатом заявленного технического решения является:The technical result of the claimed technical solution is:
Получение композиционного дизельного топлива для двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных двигателей).Preparation of composite diesel fuel for compression ignition engines (diesel engines).
Использование возобновляемых компонентов.Use of renewable components.
Использование компонентов, имеющих широкую ресурсную базу.Use of components with a wide resource base.
Исключение содержания компонентов, хорошо растворимых в воде и плохо растворимых в нефтяном дизельном топливе.Elimination of components that are highly soluble in water and poorly soluble in petroleum diesel fuel.
Использование смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.Using a mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane.
Возможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.Possibility of regulating low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Создание добавки к композиционному дизельному топливу, полностью состоящей из возобновляемых компонентов.Creation of a composite diesel fuel additive consisting entirely of renewable components.
Исключение компонентов с температурой кипения и вязкостью ниже, чем у паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана, во избежание резкого снижения температуры вспышки и вязкости дизельных топлив, повышенного износа топливной.Exclusion of components with a boiling point and viscosity lower than that of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane, in order to avoid a sharp decrease in the flash point and viscosity of diesel fuels, and increased fuel wear.
Исключение глицеридов ненасыщенных жирных кислот, приводящих к закоксовыванию двигателей, приводящей к частой смене моторного масла.Elimination of glycerides of unsaturated fatty acids, which lead to coking of engines, leading to frequent changes of engine oil.
Исключение содержания полициклических углеводородов, снижающих цетановое число и повышающих дымность дизельного топлива.Elimination of the content of polycyclic hydrocarbons, which reduce the cetane number and increase the opacity of diesel fuel.
Исключение использования ненасыщенного углеводородного газа, резко снижающего техническую применимость топливаElimination of the use of unsaturated hydrocarbon gas, which sharply reduces the technical applicability of the fuel
Сущностью заявленного технического решения является кислородсодержащее композиционное дизельное топливо с регулируемыми низкотемпературными свойствами, отличающееся тем, что содержит от 0,05 до 20% масс. смеси кислородсодержащих компонентов, остальное до 100% масс. дизельное топливо или смесь дизельного топлива с базовым биодизельным топливом, при этом смесь кислородсодержащих компонентов содержит паральдегид от 0,1 до 99,9% масс., остальное 1,1-диэтоксиэтан.The essence of the claimed technical solution is oxygen-containing composite diesel fuel with controlled low-temperature properties, characterized in that it contains from 0.05 to 20 wt.%. mixtures of oxygen-containing components, the rest up to 100 wt%. diesel fuel or a mixture of diesel fuel with base biodiesel fuel, wherein the mixture of oxygen-containing components contains paraldehyde from 0.1 to 99.9% by weight, the rest is 1,1-diethoxyethane.
Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг. 1 - Фиг. 6.The claimed technical solution is illustrated in Fig. 1 - Fig. 6.
На Фиг. 1 показано изменение себестоимости получения паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана (в зависимости от цены на этанол) и стоимости дизельного топлива в $/галлон без налогов в период с 2017 по 2023 гг. для США.In FIG. Figure 1 shows the change in the cost of producing paraldehyde and 1,1-diethoxyethane (depending on the price of ethanol) and the cost of diesel fuel in $/gallon without taxes from 2017 to 2023. for USA.
На Фиг. 2 показано изменение себестоимости получения паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана (в зависимости от цены на этанол) и стоимости дизельного топлива в $/галлон без налогов в период с 2017 по 2023 гг. для Германии.In FIG. Figure 2 shows the change in the cost of producing paraldehyde and 1,1-diethoxyethane (depending on the price of ethanol) and the cost of diesel fuel in $/gallon without taxes from 2017 to 2023. for Germany.
Выбор стран (США и Германия) для оценки экономической целесообразности объясняется высокой долей возобновляемых компонентов на топливном рынке указанных стран. Стоит отметить, что расчетная себестоимость паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана значительно ниже стоимости дизельного топлива за исключением короткого временного промежутка с апреля 2021 г. по январь 2022 г., что объясняется последствиями сложившейся эпидемиологической ситуацией. Представленные графики динамики цен подтверждают экономическую целесообразность использования топливных композиций по заявленному техническому решению.The choice of countries (USA and Germany) for assessing economic feasibility is explained by the high share of renewable components in the fuel market of these countries. It is worth noting that the estimated cost of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane is significantly lower than the cost of diesel fuel, with the exception of a short time period from April 2021 to January 2022, which is explained by the consequences of the current epidemiological situation. The presented graphs of price dynamics confirm the economic feasibility of using fuel compositions according to the stated technical solution.
На Фиг. 3 в Таблице 1 представлены основные требования российских и европейских стандартов на дизельное топливо и смеси биодизельного топлива.In FIG. 3 Table 1 presents the main requirements of Russian and European standards for diesel fuel and biodiesel fuel mixtures.
На Фиг. 4 показан график зависимости низкотемпературных свойств смесей паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном в зависимости от содержания 1,1диэтоксиэтана в смеси.In FIG. Figure 4 shows a graph of the low-temperature properties of mixtures of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane depending on the content of 1,1-diethoxyethane in the mixture.
На Фиг. 5 в Таблице 2 приведены примеры конкретного выполнения заявленного технического решения.In FIG. 5 in Table 2 shows examples of specific implementation of the claimed technical solution.
На Фиг. 6 в Таблице 3 представлено подробное описание изобретений-аналогов, в которой в первой строке приведены номера патентов с направлениями разработки топливной композиции:In FIG. 6, Table 3 provides a detailed description of analogue inventions, in which the first line shows the patent numbers with directions for developing a fuel composition:
1. Топливная композиция (РФ №2475472)1. Fuel composition (RF No. 2475472)
2. Применение 1,1-диэтоксиэтана в качестве антидетонационной присадки для увеличения детонационной стойкости автомобильного бензина (РФ №2567541)2. Use of 1,1-diethoxyethane as an anti-knock additive to increase the knock resistance of motor gasoline (RF No. 2567541)
3. Моторное топливо и способ его получения (WO №2010/011156)3. Motor fuel and method of its production (WO No. 2010/011156)
4. Процесс получения бензинов, содержащих биокомпоненты (RO №125717)4. Process for producing gasoline containing biocomponents (RO No. 125717)
5. Новые компоненты топлива для автомобилей или дизельных двигателей (FR №2544738)5. New fuel components for automobiles or diesel engines (FR No. 2544738)
6. Регулируемый состав компонентов усилителя топливной мощности (WO №2008/135801)6. Adjustable composition of fuel power amplifier components (WO No. 2008/135801)
7. Композиции дизельного топлива, содержащие ацетали глицерина (EP №1321502)7. Diesel fuel compositions containing glycerol acetals (EP No. 1321502)
8. 1,1-диэтоксиэтан в качестве дизельного топлива» (CA №1141544).8. 1,1-diethoxyethane as diesel fuel" (CA No. 1141544).
9. Углеводородное топливо (WO №03062354).9. Hydrocarbon fuel (WO No. 03062354).
10. Биотопливная композиция (РФ №2544239).10. Biofuel composition (RF No. 2544239).
11. Усовершенствования в отношении топлива для использования в двигателях внутреннего сгорания и для других целей (GB №448446).11. Improvements in fuels for use in internal combustion engines and for other purposes (GB No. 448446).
12. Топливо двигателя внутреннего сгорания (GB №1360313).12. Internal combustion engine fuel (GB No. 1360313).
13. Состав топлива (CA №280524).13. Fuel composition (CA No. 280524).
14. Топлива (US №4541837)14. Fuels (US No. 4541837)
Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.Next, the applicant provides a description of the claimed technical solution.
Заявленный технический результат достигается путем создания топливной композиции на основе дизельного топлива, смесей биодизельного топлива с добавлением смеси паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана.The claimed technical result is achieved by creating a fuel composition based on diesel fuel, mixtures of biodiesel fuel with the addition of a mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane.
Заявленное кислородсодержащее композиционное дизельное топливо получают смешением компонентов при комнатной температуре до однородной смеси.The claimed oxygen-containing composite diesel fuel is produced by mixing the components at room temperature until a homogeneous mixture is obtained.
Смесь паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана может быть полностью получена из возобновляемого сырья и способствуют повышению доли кислородсодержащих компонентов из возобновляемого сырья в топливах для дизельных двигателей. Паральдегид и 1,1-диэтоксиэтан неограниченно растворимы в дизельном топливе, смесях биодизельного топлива и ограниченно растворим в воде, что повышает фазовую стабильности смеси.A mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane can be produced entirely from renewable feedstocks and help increase the proportion of oxygen-containing components from renewable feedstocks in diesel engine fuels. Paraldehyde and 1,1-diethoxyethane are infinitely soluble in diesel fuel and biodiesel mixtures and limitedly soluble in water, which increases the phase stability of the mixture.
В первом столбце Таблицы 3 на Фиг.6 представлен весь спектр технических результатов, решаемых отдельно изобретениями-аналогами и суммарно в заявленном техническом решении:The first column of Table 3 in Figure 6 presents the entire range of technical results solved separately by analogous inventions and collectively in the claimed technical solution:
Получение композиционного дизельного топлива для двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных двигателей).Preparation of composite diesel fuel for compression ignition engines (diesel engines).
Использование возобновляемых компонентов.Use of renewable components.
Использование компонентов, имеющих широкую ресурсную базу.Use of components with a wide resource base.
Исключение содержания компонентов содержание компонентов хорошо растворимых в воде и плохо растворимых в нефтяном дизельном топливе.Exclusion of the content of components: the content of components that are highly soluble in water and poorly soluble in petroleum diesel fuel.
Использование смеси паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.Using a mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane.
Возможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.Possibility of regulating low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
Создание добавки к композиционному дизельному топливу, полностью состоящей из возобновляемых компонентов.Creation of a composite diesel fuel additive consisting entirely of renewable components.
Исключение компонентов с температурой кипения и вязкостью ниже, чем у паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана, во избежание резкого снижения температуры вспышки и вязкости дизельных топлив, повышенного износа топливной аппаратуры.Elimination of components with a boiling point and viscosity lower than that of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane, in order to avoid a sharp decrease in the flash point and viscosity of diesel fuels, and increased wear of fuel equipment.
Исключение глицеридов ненасыщенных жирных кислот, приводящих к закоксовыванию двигателей, приводящей к частой смене моторного масла.Elimination of glycerides of unsaturated fatty acids, which lead to coking of engines, leading to frequent changes of engine oil.
Исключение содержания полициклических углеводородов, снижающих цетановое число и повышающих дымность дизельного топлива.Elimination of the content of polycyclic hydrocarbons, which reduce the cetane number and increase the opacity of diesel fuel.
Исключение использования ненасыщенного углеводородного газа, резко снижающего техническую применимость топлива.Elimination of the use of unsaturated hydrocarbon gas, which sharply reduces the technical applicability of the fuel.
Таким образом, в целом заявителем выявлено 11 базовых направлений по разработке топливной композиции на основе паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана.Thus, in general, the applicant has identified 11 basic directions for the development of a fuel composition based on paraldehyde and 1,1-diethoxyethane.
Далее заявителем приведены примеры конкретного выполнения заявленного технического решения.Next, the applicant provides examples of specific implementation of the claimed technical solution.
Пример 1. Получение кислородсодержащего композиционного дизельного топлива с содержанием 99,95% ДТл + 0,05% смеси, состоящей из 99,9% паральдегида и 0,1% 1,1-ДЭЭ.Example 1. Preparation of oxygen-containing composite diesel fuel containing 99.95% DTl + 0.05% mixture consisting of 99.9% paraldehyde and 0.1% 1,1-DEE.
Берут 99,95% ДТл и + 0,05% смеси, состоящей из 99,9% паральдегида и 0,1% 1,1-ДЭЭ. Перемешивают до достижения однородной массы.Take 99.95% DTl and + 0.05% of a mixture consisting of 99.9% paraldehyde and 0.1% 1,1-DEE. Stir until a homogeneous mass is achieved.
Получили заявленное кислородсодержащее композиционное дизельное топливо, у которого определили следующие показатели: кинематическая вязкость при 40°С, температура помутнения, температура застывания, температура вспышки, определяемая в закрытом тигле (см. Таблицу 2 на Фиг.5, столбцы 3, 4, 5, 6 соответственно. В столбце 7 приведено соответствие требованиям стандартов на дизельное топливо, указанным в Таблице 1 на Фиг.3. Остальные показатели существенно не меняются.The claimed oxygen-containing composite diesel fuel was obtained, for which the following indicators were determined: kinematic viscosity at 40°C, cloud point, pour point, flash point, determined in a closed crucible (see Table 2 in Figure 5, columns 3, 4, 5, 6, respectively.Column 7 shows compliance with the requirements of the diesel fuel standards specified in Table 1 in Figure 3. The remaining indicators do not change significantly.
Все проценты являются массовыми процентами (% масс.), если не указано иное.All percentages are percentages by weight (%wt) unless otherwise noted.
Получили следующие показатели: кинематическая вязкость при 40°С = 2,80 мм/с, температура помутнения = -6°С, температура застывания = -25°С, температура вспышки, определяемая в закрытом тигле = 65°С (см. Таблицу 2 на Фиг.5, строка 1). Полученное кислородсодержащее композиционное дизельное топливо соответствует требованиям стандартов на смеси с дизельным топливом - см. Таблицу 1, строку 1.The following indicators were obtained: kinematic viscosity at 40°C = 2.80 mm/s, cloud point = -6°C, pour point = -25°C, flash point determined in a closed crucible = 65°C (see Table 2 in Figure 5, line 1). The resulting oxygen-containing composite diesel fuel meets the requirements of the standards for mixtures with diesel fuel - see Table 1, line 1.
Примеры 2-22. Получение кислородсодержащего композиционного дизельного топлива с различным содержанием ДТл + смеси, состоящей из паральдегида и 1,1-ДЭЭ.Examples 2-22. Preparation of oxygen-containing composite diesel fuel with different contents of DTL + a mixture consisting of paraldehyde and 1,1-DEE.
Проводят последовательность действий по Примеру 1, отличающуюся содержанием ДТл, паральдегида и 1,1-ДЭЭ (см. столбец 2 Таблицы 2 на Фиг.5).A sequence of actions is carried out according to Example 1, differing in the content of DTl, paraldehyde and 1,1-DEE (see column 2 of Table 2 in Figure 5).
Результаты приведены в Таблице 2, строки 2-22.The results are shown in Table 2, lines 2-22.
Из Примеров 1-8, 11-15, 18-21 можно сделать логический вывод о том, что содержание смеси паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана 0,05 до 20% масс. в заявленном кислородсодержащем композиционном дизельном топливе позволяет получать стандартизированное топливо для дизельных двигателей с улучшенными низкотемпературными свойствами.From Examples 1-8, 11-15, 18-21, a logical conclusion can be drawn that the content of the mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane is 0.05 to 20 wt%. in the claimed oxygen-containing composite diesel fuel makes it possible to obtain standardized fuel for diesel engines with improved low-temperature properties.
Также использование смеси паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана повышает долю кислородсодержащих компонентов из возобновляемого сырья в топливах для дизельных двигателей, способствуют улучшению экологических показателей топлив. [ГОСТ 33131-2014 Смеси биодизельного топлива (В6-В20). Технические требования], [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods], [EN 590:2009 Diesel fuel EURO. Specifications], [ГОСТ 32511-2013 Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия].Also, the use of a mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane increases the proportion of oxygen-containing components from renewable raw materials in fuels for diesel engines and helps improve the environmental performance of fuels. [GOST 33131-2014 Biodiesel fuel mixtures (B6-B20). Technical requirements], [EN 16734:2022 Automotive fuels - Automotive B10 diesel fuel - Requirements and test methods], [EN 16709:2022 Automotive fuels - High FAME diesel fuel (B20 and B30) - Requirements and test methods], [EN 590 :2009 Diesel fuel EURO. Specifications], [GOST 32511-2013 EURO diesel fuel. Specifications].
Добавление смеси паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана к дизельному топливу или смесям биодизельного топлива свыше 20% масс. приводит к снижению кинематической вязкости, снижению температуры вспышки и несоответствию получаемой композиции требованиям стандартов - Примеры 9, 10, 16, 17, 22.Adding a mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane to diesel fuel or biodiesel fuel mixtures above 20 wt%. leads to a decrease in kinematic viscosity, a decrease in flash point and non-compliance of the resulting composition with the requirements of the standards - Examples 9, 10, 16, 17, 22.
Таким образом, из описанного выше можно сделать вывод, что заявителем достигнут заявленный технический результат, а именно:Thus, from the above we can conclude that the applicant has achieved the stated technical result, namely:
1. Получено композиционное дизельное топливо для двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных двигателей).1. Composite diesel fuel for compression ignition engines (diesel engines) has been obtained.
2. Использованы возобновляемые компоненты, а именно паральдегид и 1,1-диэтоксиэтан, получаемый на основе этанола.2. Renewable components are used, namely paraldehyde and 1,1-diethoxyethane obtained from ethanol.
3. Использованы компоненты, имеющие широкую ресурсную базу, а именно паральдегид и 1,1-диэтоксиэтан, получаемые на основе этанола, сырьем для производства которого является разнообразное сахар-, целлюлозосодержащее сырье.3. Components with a wide resource base were used, namely paraldehyde and 1,1-diethoxyethane, obtained from ethanol, the raw materials for the production of which are a variety of sugar and cellulose-containing raw materials.
4. Исключены компоненты, хорошо растворимые в воде и плохо растворимые в нефтяном дизельном топливе (указано в анализе исследуемого уровня техники)4. Components that are highly soluble in water and poorly soluble in petroleum diesel fuel are excluded (indicated in the analysis of the state of the art under study)
5. Использована смесь паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном.5. A mixture of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane was used.
6. Предусмотрена возможность регулирования низкотемпературных свойств смесей кислородсодержащих компонентов.6. It is possible to regulate the low-temperature properties of mixtures of oxygen-containing components.
7. Созданы добавки к композиционному дизельному топливу, полностью состоящие из возобновляемых компонентов, а именно смесь паральдегида с 1,1-диэтоксиэтаном, получаемые на основе этанола, сырьем для производства которого является разнообразное сахар-, целлюлозосодержащее сырье.7. Additives to composite diesel fuel have been created, consisting entirely of renewable components, namely a mixture of paraldehyde with 1,1-diethoxyethane, obtained on the basis of ethanol, the raw material for the production of which is a variety of sugar and cellulose-containing raw materials.
8. Исключены компоненты с температурой кипения и вязкостью ниже, чем у паральдегида и 1,1-диэтоксиэтана, во избежание резкого снижения температуры вспышки и вязкости дизельных топлив, повышенного износа топливной аппаратуры [Папок К. К. Химмотология топлив и смазочных масел //М.: Воениздат. - 1980. - С. 155].8. Components with a boiling point and viscosity lower than that of paraldehyde and 1,1-diethoxyethane are excluded, in order to avoid a sharp decrease in the flash point and viscosity of diesel fuels, increased wear of fuel equipment [Papok K. K. Chemmotology of fuels and lubricating oils // M .: Military Publishing House. - 1980. - P. 155].
9. Исключены глицериды ненасыщенных жирных кислот, приводящих к закоксовыванию двигателей, приводящей к частой смене моторного масла.9. Glycerides of unsaturated fatty acids, which lead to coking of engines, leading to frequent changes of engine oil, are excluded.
10. Исключены полициклические углеводороды, снижающие цетановое число и повышающих дымность дизельного топлива.10. Polycyclic hydrocarbons, which reduce the cetane number and increase the opacity of diesel fuel, are excluded.
11. Исключено использование ненасыщенного углеводородного газа, резко снижающего техническую применимость топлива.11. The use of unsaturated hydrocarbon gas, which sharply reduces the technical applicability of the fuel, is excluded.
Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «мировая новизна», так как при определении уровня техники не выявлено изобретение, которому присущи признаки, идентичные совокупности признаков, перечисленных в формуле изобретения.The claimed technical solution meets the patentability condition of “world novelty”, since when determining the level of technology, an invention was not identified that has features identical to the set of features listed in the claims.
Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень» или неочевидность для специалистов в данной области, так как результаты, полученные при проведении экспериментов, подтверждают оригинальность и неочевидность данной композиции для специалистов данной области.The claimed technical solution meets the patentability condition of “inventive step” or non-obviousness for specialists in this field, since the results obtained during the experiments confirm the originality and non-obviousness of this composition for specialists in this field.
Заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, так как может быть изготовлено с использованием известных материалов, стандартных технических устройств и оборудования.The claimed technical solution meets the patentability requirement of “industrial applicability” for inventions, since it can be manufactured using known materials, standard technical devices and equipment.
Таким образом, предложенное техническое решение технологично, эффективно, экологично и экономически целесообразно.Thus, the proposed technical solution is technological, efficient, environmentally friendly and economically feasible.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2811842C1 true RU2811842C1 (en) | 2024-01-18 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1360313A (en) * | 1971-05-05 | 1974-07-17 | Oesterr Hiag Werke Ag | Internal combustion engine fuel |
| US4541837A (en) * | 1979-12-11 | 1985-09-17 | Aeci Limited | Fuels |
| RU2475472C2 (en) * | 2010-08-17 | 2013-02-20 | Евгений Валентинович Пантелеев | Fuel composition |
| RU2567541C2 (en) * | 2011-04-19 | 2015-11-10 | Топ-Биофуел Гмбх & Ко. Кг | Application of 1,1-diethoxyethane as antidetonation additive for increase of detonation stability of automobile petrol |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1360313A (en) * | 1971-05-05 | 1974-07-17 | Oesterr Hiag Werke Ag | Internal combustion engine fuel |
| US4541837A (en) * | 1979-12-11 | 1985-09-17 | Aeci Limited | Fuels |
| RU2475472C2 (en) * | 2010-08-17 | 2013-02-20 | Евгений Валентинович Пантелеев | Fuel composition |
| RU2567541C2 (en) * | 2011-04-19 | 2015-11-10 | Топ-Биофуел Гмбх & Ко. Кг | Application of 1,1-diethoxyethane as antidetonation additive for increase of detonation stability of automobile petrol |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Д. Н. Сафина, И. Ш. Хуснутдинов, А. Г. Сафиулина, Р. Р. Заббаров, А. З. Шангараева, ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОНЕНТОВ МОТОРНЫХ ТОПЛИВ ИЗ БИОМАССЫ, Вестник технологического университета. 2021. Т.24, N9, с. 19-41. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kumar et al. | Advances in diesel–alcohol blends and their effects on the performance and emissions of diesel engines | |
| Jenkins et al. | The effect of functional groups in bio‐derived fuel candidates | |
| US20070130822A1 (en) | Alcohol based fuel and/or biofuel composition | |
| RU2567241C2 (en) | Biogenic turbine and diesel fuel | |
| GB2509288A (en) | Alternative fuel for internal combustion engine, containing biobutanol | |
| US20100293841A1 (en) | Nitrated non-cyclic N-Alkane scaffolds with differentiated-mean combustive equivalencies as high energy density fuel improvers | |
| KR100701293B1 (en) | Fuel composition containing bioethanol and hydrocarbon solvent for internal combustion engine | |
| Yoon | What’s the difference between biodiesel and renewable (green) diesel | |
| US20110232165A1 (en) | Fuel or fuel additive composition and method for its manufacture and use | |
| US8152866B2 (en) | Synthetic diesel fuel compositions | |
| CN110846091B (en) | Oxalate novel oxygen-containing fuel oil or fuel oil additive and application thereof | |
| RU2811842C1 (en) | Oxygen-containing composite diesel fuel with controlled low-temperature properties | |
| RU2813456C1 (en) | Oxygen-containing composite diesel fuel | |
| RU2475472C2 (en) | Fuel composition | |
| WO2024191318A1 (en) | Oxygen-containing composite diesel fuel | |
| Khusnutdinov et al. | Synthesis of potential fuel additives via interaction of isoprene with various classes of oxygen-containing compounds | |
| US20080244960A1 (en) | Fuel blends | |
| Saluja et al. | Performance and emission analysis of oxygenated fuel additives: a review | |
| Pirouzfar et al. | Gasoline Additives | |
| Gwoda et al. | Use of cashew nut shell liquid as biofuel blended in diesel: Optimisation of blends using additive acetone–butanol–ethanol (ABE (361)) | |
| Bara Radhi | The Recent Development in Gasoline Upgrading Additives (Octane Boosters) | |
| WO2014077731A1 (en) | Biofuel composition | |
| US11225622B1 (en) | Compounds that induce octane overboosting | |
| Sarıkoç | Some of the Bio-fuels for Internal Combustion Engines: Alcohols and Biodiesel | |
| US8679204B2 (en) | Fuel formulations |