RU2815903C1 - Способ получения моющего компонента топливной присадки и моющий компонент топливной присадки - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к способу получения моющего компонента топливной присадки и к моющему компоненту топливной присадки и может быть применена в энергетической промышленности. Раскрывается способ получения моющего компонента топливной присадки. Для получения компонента получают производное оксазолидина путем смешения диэтаноламина и формальдегида в мольном соотношении 1,0:1,0. Затем смешивают алкилированный фенол и полученное производное оксазолидина в мольном соотношении 0,8-1,2:1,0. Также раскрывается моющий компонент топливной присадки, содержащий основание Манниха. Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в повышении стабильности свойств получаемого моющего компонента. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 табл., 9 пр.

Description

Группа изобретений относится к способу получения моющего компонента топливной присадки и моющему компоненту топливной присадки и может быть применена в химической и энергетической отраслях промышленности.

Применение присадок в топливе улучшает эксплуатационные свойства как топлива, так и двигателя. Присадки с моющими свойствами предотвращают и удаляют отложения на поверхностях двигателя, которые образуются в результате неполного сгорания топлива, плохой регулировки двигателя или некачественного топлива и отрицательно влияют на режим работы двигателя, приводят к залипанию впускных клапанов.

Известен способ получения противообледенительной и антикоррозионной топливной присадки, который осуществляют путем смешения 3 молей алкилированного фенола, 4,5 молей диэтаноламина и 6 молей параформальдегида, затем проводят реакцию путем смешения 67 частей указанного раствора с 33 частями кислого эфира, приготовленного из одного моля тетрапропензамещенного янтарного ангидрида и 0,45 молей пропиленгликоля, выпаривают раствор и получают на основе этой реакции соль основания Манниха [US4071327, дата публикации: 31.01.1978 г., МПК: C09K 3/00, C09K 3/18, C10L 1/222].

Недостатком известного технического решения является ограниченная область применения топливной присадки, которая обусловлена отсутствием у нее моющих свойств, а также нестабильное качество получаемого продукта, обусловленное широким интервалом соотношения реагентов, наличием значительного избытка диэтаноламина и параформальдегида и применением одностадийной технологии получения целевого продукта.

Также из уровня техники известен способ получения моющего компонента топливной присадки, представляющего собой продукт реакции Манниха, который получают путем смешения алкилированного фенола, альдегида и амина, при этом в качестве амина представлен диэтилентриамин, а в качестве альдегида представлен параформальдегид, смешение которых осуществляют в мольном соотношении от 1,0:0,5:1,0 до 1,0:2,0:3,0 [US5697988, дата публикации: 16.12.1997 г., МПК: C10L 1/14, C10L 10/00].

Преимуществом известного технического решения является наличие моющих свойств, способствующих уменьшению или подавлению образования отложений на впускных клапанах, топливных форсунках и камерах цилиндров. Однако недостатком известного технического решения является недостаточно высокая эффективность полученной моющей присадки, поскольку используется способ получения с прямым взаимодействием амина, формальдегида и алкилированного фенола, что способствует образованию продуктов нецелевой структуры при нестехиометрическом взаимодействии компонентов, вследствие чего полученный компонент может иметь неудовлетворительные моющие свойства, либо не иметь их вовсе.

В качестве прототипа выбран способ получения моющего компонента топливной присадки, представляющего собой аддукт реакции Манниха, которую осуществляют двухстадийно, при этом сначала синтезируют промежуточный компонент, для чего смешивают формальдегид или параформальдегид и амин и проводят последующую сушку смеси, а затем смешивают синтезированный промежуточный компонент с фенолом, алкилированным полиизобутиленом, при мольном соотношении формальдегида, амина и полиизобутиленфенола составляющем 0,8-1,5:0,8-1,5:1 [US8496716, дата публикации: 30.07.2013 г., МПК: C07B 61/00; C07C 213/02; C07C 215/50].

Преимуществом прототипа перед известным техническим решением является более высокая эффективность моющей присадки за счет того, что аддукт реакции Манниха получают в две стадии, на одной из которых синтезируют промежуточный компонент, что позволяет зафиксировать его свойства и чистоту, и за счет этого, при дальнейшем смешивании с алкилированным фенолом с большей вероятностью получить целевую структуру моющего компонента.

Однако недостатком прототипа является низкая стабильность свойств моющего компонента из-за того, что при получении промежуточного компонента соотношение формальдегида и амина может варьироваться в широких пределах, а для получения компонента достаточной чистоты необходимо проведения осушки и декантации, в процессе которых возможно непредсказуемое изменение свойств промежуточного компонента, в том числе его выходной объем, вследствие чего при его смешении с алкилированным фенолом и прохождении реакции Манниха повышается вероятность существенного изменения свойств моющего компонента. Таким образом, существующие недостатки требуют разработки нового решения в области технологий получения моющих компонентов топливных присадок.

Техническая проблема, на решение которой направлена группа изобретений, заключается в необходимости улучшения технологичности способа получения моющего компонента топливной присадки.

Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в повышении стабильности свойств получаемого моющего компонента.

Дополнительный технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в повышении выхода готового продукта при осуществлении способа получения моющего компонента топливной присадки.

Дополнительный технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в улучшении моющих свойств готового продукта при осуществлении способа получения моющего компонента топливной присадки.

Сущность первого изобретения из группы изобретений заключается в следующем.

Способ получения моющего компонента топливной присадки характеризуется тем, что получают оксазолидин путем смешения диэтаноламина и формальдегида в мольном соотношении 1,0:1,0 и затем смешивают полученное производное оксазолидина и алкилированный фенол в мольном соотношении 0,8-1,2:1.

Сущность второго изобретения из группы изобретений заключается в следующем.

Моющий компонент топливной присадки содержит основание Манниха, полученное реакцией взаимодействия алкилированного фенола и производного оксазолидина.

Целевым продуктом способа по группе изобретений является моющий компонент присадки для топлива, в частности для его моторных видов, такого как автомобильный бензин или дизельное топливо. Моющий компонент представляет собой основание Манниха в виде высоковязкой жидкости или в виде раствора основания Манниха в растворителе. Моющий компонент получают путем проведения реакции Манниха между алкилированным фенолом и производным оксазолидина.

Для осуществления реакции могут использовать доступный уже изготовленный алкилированный фенол (алкилфенол), либо способ может включать стадию алкилирования фенола, при которой в молекулу фенола вводят алкильный заместитель, имеющий молекулярную массу от 600 до 1500 Да Для этого могут использовать фенол и алкилирующий агент в виде олефина, например, полиэтилена, полипропилена или полибутилена. Также могут использовать полиизобутилен (ПИБ), который проявил себя в качестве наиболее реакционноспособного алкилирующего агента, придающего моющему компоненту высокую функциональную эффективность и растворимость в топливе. В этом случае, для наиболее эффективного прохождения реакции с минимальным присутствием в остатке непрореагировавшего сырья, мольное соотношение фенола и ПИБ может составлять 0,8-1,2:1. Следует отметить, что критическим является отклонение соотношения от эквимолярного на величину, превышающую 0,2, поскольку в таком случае количество побочных продуктов или непрореагировавшего сырья может существенно повлиять на моющие свойства продукта и не позволить достичь требуемого уровня эффективности моющего компонента.

Реакцию между фенолом и алкилирующим агентом могут проводить в присутствии катализатора, представленного сильными минеральными кислотами: серной, фосфорной, соляной, или плавиковой. При этом для снижения риска прохождения побочных реакций сульфирования фенола могут использовать более мягкий, не вызывающий побочных реакций катализатор - пара-толуолсульфокислоту (ПТСК). Дополнительным преимуществом использования этого катализатора является возможность его регенерации и повторного использования. Количество ПТСК в смеси может составлять 5-20 масc.%. от исходного фенола, преимущественно, 10 масс.%. Также могут быть использованы гетерогенные катализаторы, такие как сулфокатиониты, которые при высокой доступности на рынке также не имеют побочных продуктов реакции.

Температуру прохождения реакции могут выбирать из диапазона от 90 до 140°C, при которой скорость реакции максимальна, а степень образования побочных продуктов, в том числе диалкилфенолов, минимальна. Время проведения реакции при этом может варьироваться в диапазоне от 6 до 24 часов, что при указанном температурном диапазоне проведения реакции позволяет достичь выхода целевого продукта на уровне не менее 85% масс.

Дополнительно, в конце стадии получения алкилированного фенола могут осуществлять процесс водной промывки с последующей декантацией, обеспечивающий удаление катализатора и непрореагировавшего фенола из смеси, что повышает чистоту готового продукта, и как следствие его моющие свойства, но несколько снижает абсолютный выход и является необязательным, так как достаточный уровень функциональной эффективности обеспечивается и без стадии водной промывки.

Также для осуществления реакции необходимо получить производное оксазолидина (гидроксиэтил-1,3-оксазолидин), которое является аддуктом взаимодействия формальдегида с диэтаноламином. Для его получения используют формальдегид и диэтаноламин в мольных соотношениях 1,0:1,0, при которых реакция протекает быстро и с выходом продукта реакции 98-100% без побочных продуктов. Формальдегид может быть использован в виде пара-формальдегида, который представляет собой полимеризованный формальдегид, при нагревании распадающийся непосредственно на чистый формальдегид, что упрощает проведение синтеза оксазолидина за счет более простой дозировки реагентов.

Температуру прохождения реакции могут выбирать из диапазона от 25 до 75°C, предпочтительно от 45 до 50°C, при которой скорость реакции максимальна, а степень образования побочных продуктов минимальна. Время проведения реакции при этом может варьироваться в диапазоне от 3 до 6 часов, предпочтительно от 4 до 5 часов. При указанных параметрах температуры и времени удается достичь практически количественного выхода целевого продукта (не менее 98%) без образования побочных продуктов.

Моющий компонент топливной присадки (основание Манниха) получают путем смешения имеющегося или синтезированного алкилированного фенола и синтезированного производного оксазолидина в мольном соотношении от 1,0:0,8-1,2 и последующего проведения реакции Манниха - аминометилирования под действием производного оксазолидина. Также, следует отметить, что аналогично стадии получения алкилированного фенола, критическим является отклонение соотношения от эквимолярного на величину, превышающую 0,2, поскольку в таком случае количество побочных продуктов или непрореагировавшего сырья может существенно повлиять на моющую способность итогового продукта и не позволить достичь требуемого уровня функциональных свойств.

Температуру прохождения реакции могут выбирать из диапазона от 55 до 80°C, при которой в меньшей степени идет образование продуктов присоединения двух эквивалентов производного оксазолидина к одному эквиваленту алкилфенола. Предпочтительно, температуру могут выбирать из диапазона от 65 до 70°C, при которой скорость реакции максимальна, а степень образования побочных продуктов минимальна. Время проведения реакции при этом может варьироваться в диапазоне от 6 до 24 часов, предпочтительно от 8 до 10 часов. При таких условиях реакции выход готового продукта составляет не менее 95%.

Дополнительно в завершении каждой из стадий синтеза алкилированного фенола, производного оксазолидина или основания Манниха, возможно проведение процесса азеотропной сушки смеси, при которой в смесь могут добавлять осушающий агент и производить нагрев смеси до температуры его кипения, что позволяет удалить из смеси остаточную воду и повысить чистоту готового продукта, и, как следствие, его функциональные свойства. Однако, этот процесс несколько снижает абсолютный выход продукта и является необязательным, так как достаточный уровень моющих свойств обеспечивается и без стадии осушки. Количество осушающего агента может быть любым, однако преимущественно его берут в количестве 20-100 % от общей массы реакционной смеси.

Полученный моющий компонент может быть использован путем его смешения с конечным топливом, либо, для снижения его вязкости и лучшего растворения в топливе, могут готовить раствор с растворителем. Предпочтительно, в качестве растворителя используют различные углеводородные фракции, выкипающие в температурных интервалах, соответствующих бензину (от 30 до 200°С) и керосину (от 120 до 300°С), в том числе товарные топлива, соответствующие требованиям ТР ТС 013/2011; узкие фракции, используемые в качестве растворителей и для других целей, такие как Нефрас, ароматический растворитель, полиалкилбензольный растворитель (ПАБ), маловязкая углеводородная основа для буровых растворов (МУОБР); индивидуальные углеводороды и их смесевые фракции, такие как толуол, п-ксилол, о-ксилол, м-ксилол, смесь ксилолов, кумол, этилбензол; другие компоненты и фракции аналогичные по своим физико-химическим свойствами и составу. Помимо углеводородных фракций в качестве растворителя могут быть использованы различные высшие спирты и их смесевые фракции, такие как, н-бутанол, изо-бутанола, изо-амилол, спиртоэфирный концентрат, 2-этилгексанол, кубовой остаток ректификации бутиловых спиртов (КОРБС). Количество растворителя может быть любым, однако преимущественно его берут в количестве 40-60 % от общей массы реакционной смеси.

Группа изобретений может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».

Группа изобретений характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что моющий компонент топливной присадки, содержащий основание Манниха, получают путем смешения алкилированного фенола и производного оксазолидина, при этом производное оксазолидин получают путем смешения диэтаноламина и формальдегида в мольном соотношении 1,0:1,0, а основание Манниха получают реакцией между полученными производным оксазолидина и алкилированным фенолом в мольном соотношении от 1,0:0,8 до 1,0:1,2. Предварительное получение и выделение производного оксазолидина в качестве промежуточного продукта позволяет на стадии синтеза основания Манниха получить продукт с более стабильным и высоким качеством и выходом не менее 95%, что положительно сказывается на моющих свойствах компонента топливной присадки.

Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении стабильности свойств получаемого моющего компонента., тем самым улучшается технологичность способа получения моющего компонента.

Группа изобретений обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».

Из уровня техники известен способ получения моющего компонента топливной присадки, представляющего собой продукт реакции Манниха, полученный путем смешения аклилированного фенола, параформальдегида и диэтилентриамина при этом последние компоненты берут в молярном соотношении от 1,0:0,5:1,0 до 1,0:2,0:3,0.

Также из уровня техники известен способ получения моющего компонента топливной присадки, представляющего собой продукт реакции Манниха, при осуществлении которой за счет смешения формальдегида и амина синтезируют промежуточный компонент, а затем смешивают синтезированный промежуточный компонент с фенолом, алкилированным полиизобутиленом, при мольном соотношении формальдегида, амина и полиизобутиленфенола составляющем 0,8-1,5:0,8-1,5:1.

Однако из уровня техники не известно то, что отдельной стадией способа получения моющего компонента топливной присадки является получение производного оксазолидина при смешении диэтаноламина и формальдегида в эквимолярном соотношении 1,0:1,0. Такой подход позволяет практически без побочных продуктов получить один из компонентов для проведения реакции Манниха с алкилированным фенолом, за счет чего обеспечить высокую чистоту и высокий выход готового продукта реакции Манниха - моющего компонента топливной присадки. Существенный признак, как и технический эффект от его применения, не известны из уровня техники, что свидетельствует о соответствии группы изобретений критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Изобретения из группы изобретений связаны между собой и образуют единый изобретательский замысел, что свидетельствует о соответствии группы изобретений критерию патентоспособности «единство изобретения».

Группа изобретений поясняется следующими таблицами.

Табл.1 -- Условия получения моющего компонента топливной присадки.

Табл.2 -- Режим работы двигателя по СЕС F-05-A-93.

Табл.3 -- Результаты сравнительных моторно-стендовых испытаний автомобильного бензина, включающего моющий компонент.

Табл.4 -- Характеристики двигателя Peugeot DW10.

Табл.5 -- Рабочий цикл по методу CEC F-98-08.

Табл.6 -- Результаты сравнительных моторно-стендовых испытаний дизельного топлива, включающего моющий компонент.

Процесс осуществляют посредством технологической установки, содержащей реактор, снабженный окнами загрузки и выгрузки сырья, рубашкой нагрева/охлаждения, механической мешалкой, а также линией сбора конденсата с теплообменным аппаратом. При этом процесс может быть осуществлен последовательно в одной установке, либо отдельные стадии процесса могут быть проведены независимо друг от друга с использованием разных установок предложенной или иной конструкции, обеспечивающей прохождение реакции.

Синтез моющего компонента топливной присадки осуществляют в три стадии:

1. Получение алкилированного фенола.

2. Получение оксазолидина.

3. Получение основания Манниха.

Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути группы изобретений ниже представлены примеры ее осуществления, при этом настоящая группа изобретений ни в коем случае не ограничивается представленными примерами.

Пример 1.

1. Получение алкилированного фенола осуществляли следующим образом. В реактор загружали фенол и полиизобутилен (ПИБ) в мольном соотношении 1,0:1,0 (при расчете, что полиизобутилен представлен в среднем молекулой массой 950 г/моль) и катализатор - пара-толуолсульфокислоту (ПТСК) в количестве 10 масс.% от исходного фенола. Смесь нагревали до 90°C и при постоянном перемешивании воздействовали на нее заданной температурой в течение 24 часов. Проведенная реакция получения алкилфенола представлена на Схеме 1.

Схема 1

2. Получение производного оксазолидина осуществляли следующим образом. В реактор загружали диэтаноламин и формальдегид в мольном соотношении 1,0:1,0. Смесь нагревали до 40°C и при постоянном перемешивании воздействовали на нее заданной температурой в течение 6 часов. После завершения этой стадии смесь сгружали в емкость для промежуточного хранения.

Проведенная реакция получения производного оксазолидина представлена на Схеме 2.

Схема 2

3. Получение основания Манниха осуществляли следующим образом. В реактор загружали алкилфенол и производное оксазолидина, полученные на стадиях 1 и 2 в мольном соотношении 1,0:1,0. Смесь нагревали до 65°C и при постоянном перемешивании воздействовали на нее заданной температурой в течение 12 часов.

Проведенная реакция получения основания Манниха представлена на Схеме 3.

Схема 3

Полученный продукт затем сгружали в товарные емкости.

Примеры 2-9 получения моющего компонента топливной присадки реализовывали аналогично примеру 1 в соответствии с данными, указанными в табл. 1. Проведенные эксперименты заключались в следующем:

1) на первой стадии осуществляли изменение: мольного соотношения фенола и полиизобутилена, температуры и времени прохождения реакции, а также типов катализаторов, органического растворителя и осушающего агента. В частности, в качестве катализатора помимо пара-толуолсульфокислоты (ПТСК) также использовали гетерогенные катализаторы (катионообменные смолы Amberlist-15 (A-15) и КУ-2-8). При этом в отдельных случаях осуществляли процесс промывки и декантации или фильтрации, который позволял удалить катализатор и непрореагировавший фенол из смеси. Процесс промывки и декантации осуществляли при добавлении в смесь углеводородного растворителя в виде толуола (Т) и последующего смешения с водой. Также в качестве органического растворителя и одновременно - осушающего агента, помимо толуола (Т), использовали бензол (Б) и сольвент нефтяной (С). После декантации в отдельных случаях осуществляли удаление оставшейся растворенной воды из смеси посредством азеотропной сушки при температуре кипения осушающего агента в виде вышеупомянутого толуола, составляющей 110°C в течение 2 часов. При использовании гетерогенного катализатора обязательной стадией являлась фильтрация реакционной массы после проведения реакции для удаления катализатора с целью его последующей регенерации. Кроме того, в одном из случаев (пример 9) был использован доступный промышленный алкилированный фенол.

2) на второй стадии осуществляли изменение: температуры и времени прохождения реакции.

3) на третьей стадии осуществляли изменение: мольного соотношения продуктов реакции, полученных на стадиях 1 и 2, температуры и времени прохождения реакции, типов осушающего агента, в соответствии со стадией 1, когда помимо толуола (Т) использовали бензол (Б) и сольвент нефтяной (С). При этом в отдельных случаях осуществляли удаление из смеси оставшейся растворенной воды посредством азеотропной сушки при температуре кипения осушающего агента в виде толуола (T) в течение 2 часов, после чего осуществляли отгонку толуола из реактора, а смесь охлаждали до 50-60°C. После этого в смесь, для снижения ее вязкости, добавляли растворитель конечного продукта - керосин (К). Также осуществляли изменение типов растворителя моющего компонента, в качестве которого, помимо керосина (К), использовали полиалкилбензольный растворитель (ПАБ) и спиртово-эфирный концентрат (СЭК).

Изменение типов растворителей и соответственно, осушающих агентов, на стадии 1 и 3 большого влияния на конечный продукт и ход процесса не оказывало. Изменение температурного режима в представленных диапазонах на всех трех стадиях влияло на увеличение скорости реакции и несущественно сказывалась на образовании побочных продуктов.

На первой стадии использование всех типов катализаторов имело положительный эффект, что проявлялось в достижении целевого выхода и соотношения продуктов моно- и ди- присоединения. Использование всех типов растворителей и осушающих агентов также одинаково сказывалось на конечном продукте, что проявлялось в сопоставимой степени снижения вязкости присадок и получении продукта с малым содержанием остаточного фенола и воды, что определяется отсутствием образования помутнения при вводе в топлива.

Из табл. 1 видно, что на всех стадиях синтеза моющей присадки, выход готового продукта имел высокое значение. Особенно высоким это значение было на стадии получения производного оксазолидина, когда благодаря предложенному соотношению сырья, оно составляло от 98 до 100%.

Также следует отметить сравнительно высокое значение выхода готового продукта на стадии алкилирования фенола, когда его значение имело величину от 86 до 94% в предложенном диапазоне соотношения сырья.

Ввиду высокой чистоты компонентов, выход продукта реакции Манниха - моющего компонента топливной присадки, на заключительной стадии, также имел высокие значения - от 94 до 98 %.

Таким образом, полученные значения выхода готового продукта имели высокую стабильность на всех трех стадиях, в особенности, что наиболее важно - на стадии получения производного оксазолидина.

Для достоверного установления наличия моющих свойств автомобильных бензинов были проведены моторно-стендовые испытания по методу СЕС F-05-A-93 на четырехцилиндровом, четырехтактном бензиновом двигателе Мерседес-Бенц M102E с рядным расположением цилиндров, рабочим объемом 2,3 л с верхним расположением распределительного вала и распределенным впрыском топлива.

Двигатель в соответствии с методом СЕС F-05-A-93 работает по циклической нагрузке, представленной в табл. 2, в автоматическом режиме.

Цикл испытаний (4 этапа в табл. 2) должен повториться 800 раз (60 часов). Отсчет времени испытаний ведется с момента перевода двигателя на работу в автоматическом режиме. По истечении 60 часов производят частичную разборку двигателя, впускные клапана демонтируют, взвешивают, а из получившейся массы вычитают массу впускного клапана до проведения испытания.

Моторно-стендовые испытания были проведены с использованием четырех топливных композиций автомобильных бензинов с добавлением моющего компонента, полученного по примерам 2, 6 и 7, в концентрациях, указанных в табл. 3 (топливные композиции 1, 2 и 3 соответственно), а также базового автомобильного бензина.

Из результатов моторно-стендовых испытаний, представленных в табл.3, видно, что включение моющего компонента в состав автомобильного бензина позволяет снизить количество отложений на впускных клапанах на 87,4-92,3% по сравнению с базовым бензином, что позволяет характеризовать полученный компонент, как высокоэффективный моющий.

Также, для установления наличия моющих свойств дизельного топлива были проведены моторно-стендовые испытания по методу CEC F-98-08 на двигателе Peugeot DW10, характеристики которого представлены в табл. 4. Этот двигатель был выбран в качестве конструктивного представителя современного европейского высокоскоростного дизеля с непосредственным впрыском топлива, способного соответствовать нынешним и будущим европейским требованиям по выбросам. Система впрыска Common Rail использует высокоэффективную конструкцию сопла с закругленными входными краями и коническими распылительными отверстиями для оптимального гидравлического потока. Этот тип форсунки в сочетании с высоким давлением топлива позволил добиться улучшения эффективности сгорания, уменьшения шума и расход топлива, но вызвал увеличение чувствительности системы к воздействиям, которые могут нарушить подачу топлива, например, образованию отложений в распылительных отверстиях. Наличие этих отложений вызывает значительную потерю мощности двигателя и рост выбросов вредных веществ.

Испытания топлива осуществляли в соответствии с циклом, представленным в табл. 5.

Общая продолжительность цикла составила 1 час, после окончания каждого цикла осуществлялось определение мощности и старт следующего испытательного цикла. По накоплению 8 часов наработки производили остановку двигателя в течение 4 часов, так называемый период «вымачивания» (англ. «soak period»). После окончания данного периода 8-часовой цикл испытаний повторяли, чередуя с периодами «вымачивания». По накоплению общей продолжительности наработки 32 часа испытания заканчивали. Таким образом полный цикл испытания по методу CEC F-98-08 без учета приработки для новых форсунок и разогрева состоял из 32 часов наработки и 12 часов вымачивания.

Характеристикой, с помощью которой определяли величину отложений, служила развиваемая мощность двигателя, достаточно точно коррелирующая с потоком топлива через форсунку. По мере образования отложений на поверхностях деталей форсунки возникает потеря потока топлива и соответствующая ей потеря мощности. Результаты измерения в относительных величинах потери/прироста мощности использовали для расчета средних показателей мощности в нулевой час и после 32 часов наработки. Относительное изменение мощности за 32 часа фиксировали, как результат испытания по методу CEC F-98-08.

Моторно-стендовые испытания были проведены с использованием трех топливных композиций дизельного топлива с добавлением металлического загрязнителя в виде неодеканоата цинка (1 мг металла на 1 кг топлива) с добавлением моющего компонента, полученного по примерам 2 и 7, в концентрациях, указанных в табл. 6 (топливные композиции 4 и 5 соответственно), а также базового дизельного топлива.

Из результатов моторно-стендовых испытаний, представленных в табл.6, видно, что включение моющего компонента в состав дизельного топлива позволяет исключить эффект снижения мощности двигателя при работе на дизельном топливе с металлическим загрязнителем.

Таким образом, проведенные эксперименты показали, что при стабильно высоком выходе продуктов на всех стадиях получения моющего компонента, он показал стабильно высокие моющие свойства при проведении моторно - стендовых испытаний. Ввиду этого достигается технический результат, заключающийся в повышении стабильности свойств получаемого моющего компонента, тем самым улучшается технологичность способа получения моющего компонента.

Claims (18)

1. Способ получения моющего компонента топливной присадки, характеризующийся тем, что:

- получают производное оксазолидина путем смешения диэтаноламина и формальдегида в мольном соотношении 1,0:1,0,

- смешивают алкилированный фенол и полученное производное оксазолидина в мольном соотношении 0,8-1,2:1,0.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что получение производного оксазолидина осуществляют при температуре от 25 до 70°C.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что получение производного оксазолидина осуществляют при температуре от 45 до 50°C.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешение производного оксазолидина и алкилированного фенола осуществляют при температуре от 55 до 80°C.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что смешение производного оксазолидина и алкилированного фенола осуществляют при температуре от 65 до 70°C.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что алкилированный фенол получают путем взаимодействия фенола и полиизобутилена при их мольном соотношении 0,8-1,2:1,0, при температуре от 90 до 140°C в присутствии катализатора.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что получение алкилированного фенола осуществляют при температуре от 110 до 115°C.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют пара-толуолсульфокислоту или гетерогенный катализатор.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве формальдегида используют параформальдегид.

10. Моющий компонент топливной присадки, содержащий основание Манниха, отличающийся тем, что основание Манниха получено реакцией взаимодействия алкилированного фенола и производного оксазолидина.

11. Моющий компонент по п.10, отличающийся тем, что мольное соотношение алкилированного фенола и производного оксазолидина составляет 0,8-1,2:1,0.

12. Моющий компонент по п.10, отличающийся тем, что химическая структура основания Манниха имеет следующий вид:

,

где заместитель

представляет собой алкильный заместитель, имеющий молекулярную массу от 600 до 1500 Да.

Images