UA152018U - A method of producing alternative motor fuel for gasoline engines - Google Patents

A method of producing alternative motor fuel for gasoline engines Download PDF

Info

Publication number
UA152018U
UA152018U UAU202203296U UAU202203296U UA152018U UA 152018 U UA152018 U UA 152018U UA U202203296 U UAU202203296 U UA U202203296U UA U202203296 U UAU202203296 U UA U202203296U UA 152018 U UA152018 U UA 152018U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
gasoline
fuel
components
ethyl alcohol
mixing
Prior art date
Application number
UAU202203296U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Богдан Федорович Кочірко
Андрій Богданович Кочірко
Павло Сергійович Печук
Сергій Емілійович Печук
Original Assignee
Богдан Федорович Кочірко
Андрій Богданович Кочірко
Павло Сергійович Печук
Сергій Емілійович Печук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Богдан Федорович Кочірко, Андрій Богданович Кочірко, Павло Сергійович Печук, Сергій Емілійович Печук filed Critical Богдан Федорович Кочірко
Priority to UAU202203296U priority Critical patent/UA152018U/en
Publication of UA152018U publication Critical patent/UA152018U/en
Priority to PCT/UA2022/000072 priority patent/WO2024054196A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/41Emulsifying
    • B01F23/411Emulsifying using electrical or magnetic fields, heat or vibrations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/18Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/182Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

A method of producing alternative motor fuel for gasoline engines, comprising mixing gasoline fractions of oil and gas processing with dehydrated ethyl alcohol. The components in the ratio of gasoline fractions of oil and gas processing - 10-85 % by weight and dehydrated ethyl alcohol - the rest, are mixed in a flow-through cavitator with fixed elements, and the components are fed into the mixing chamber under a pressure of 1.4-1.6 MPa at ambient temperature. 1

Description

Запропонована корисна модель належить до галузі нафтоперероблення та нафтохімії, зокрема технології отримання альтернативних палив для автомобільних двигунів внутрішнього згоряння.The proposed useful model belongs to the field of oil refining and petrochemicals, in particular, the technology of obtaining alternative fuels for automotive internal combustion engines.

На сьогодні, у зв'язку з необхідністю вирішення екологічних проблем розроблення композицій автомобільних бензинів з високим октановим числом та з низьким рівнем викидів відпрацьованих газів є актуальною задачею.Today, in connection with the need to solve environmental problems, the development of automobile gasoline compositions with a high octane number and a low level of exhaust gas emissions is an urgent task.

Як екологічно чистий компонент автомобільного палива, що підвищує октанове число, широко застосовують зневоднений етиловий спирт (біоетанол), який одночасно знижує концентрації шкідливих оксиду вуглецю, оксидів азоту та летких вуглеводнів у відпрацьованих газах автомобілів.Dehydrated ethyl alcohol (bioethanol) is widely used as an environmentally friendly component of automobile fuel that increases the octane number, which simultaneously reduces the concentration of harmful carbon monoxide, nitrogen oxides, and volatile hydrocarbons in the exhaust gases of automobiles.

Зниження токсичності відпрацьованих газів можна досягнути трьома способами: застосовуванням в автомобілях спеціальних приладів, додаванням до палива відповідних присадок, створенням альтернативних видів палива.Reducing the toxicity of exhaust gases can be achieved in three ways: using special devices in cars, adding appropriate additives to fuel, and creating alternative types of fuel.

Найбільш економічно вигідним способом для України є третій шлях, більш радикальний - розробка та створення моторних альтернативних палив.The most economically beneficial way for Ukraine is the third, more radical way - the development and creation of alternative motor fuels.

Після водневого палива, застосування якого пов'язано з особливою конструкцією двигуна, найбільш екологічно чистим альтернативним видом палива є спирти, більше всього - зневоднений етанол (біоетанол).After hydrogen fuel, the use of which is related to the special design of the engine, the most ecologically clean alternative type of fuel are alcohols, most of all - dehydrated ethanol (bioethanol).

Палива з вмістом біоетанолу можна поділити на три групи: традиційний бензин з вмістом біоетанолу 5-10 95 об.(Е5-Е10); альтернативне паливо з вмістом біоетанолу від 10 до 50 95 об. (Е20, ЕЗО, Е40, Е5О) та паливо для спеціальних "бензинових" двигунів з вмістом біоетанолу більш ніж 50 95 об.(Е85, Е100).Fuels with a bioethanol content can be divided into three groups: traditional gasoline with a bioethanol content of 5-10 95 vol. (E5-E10); alternative fuel with bioethanol content from 10 to 50 95 vol. (E20, EZO, E40, E5O) and fuel for special "gasoline" engines with a bioethanol content of more than 50 95 vol. (E85, E100).

Альтернативне паливо Е20-Е50О в основному використовується в автомобілях з універсальними двигунами (Пехіріе-Тиє! мепісіє) ЕЕМ - автомобілі, які працюють як на традиційному бензині, так і на будь-якому виді етанолвмісного палива. Але в багатьох країнах, в тому числі і в Україні, такий вид палива застосовується в автомобілях з стандартними бензиновими двигунами. В США максимальна допустима концентрація біоетанолу в традиційному бензині становить 20 95 об. В країнах ЕС провадяться дослідження з розроблення вимог та норм до палива Е20О-ЕЗ0.Alternative fuel E20-E50O is mainly used in cars with universal engines (Pehirie-Tie! mepisie) EEM - cars that run on both traditional gasoline and any type of ethanol-containing fuel. But in many countries, including Ukraine, this type of fuel is used in cars with standard gasoline engines. In the USA, the maximum permissible concentration of bioethanol in conventional gasoline is 20 95 vol. In EU countries, studies are being conducted to develop requirements and standards for E20O-EZ0 fuel.

Зо Прийняття у 2009 р. Закону України "Про альтернативні види палива" дозволило багатьом компаніям організувати виробництво та реалізацію через мережу АЗС альтернативного паливаThe adoption of the Law of Ukraine "On Alternative Fuels" in 2009 allowed many companies to organize the production and sale of alternative fuel through a network of gas stations

Е40, що підтверджує актуальність та практичне застосування запропонованої корисної моделі.E40, which confirms the relevance and practical application of the proposed useful model.

Близькою до запропонованого рішення є паливна композиція для двигунів внутрішнього згоряння (Патент на винахід КО 2092527, С1011/18, дата подачі: 28.12.1995), що містить у своєму складі прямогонний бензин (1-10 95 мас.), суміш стабілізованих бензинів термічного і каталітичного крекінгу, очищених від сірчистих сполук (1-20 905 мас.), етер - МТБЕ (8-15 95 мас.) та бензин каталітичного риформінгу (решта). Пропоновану паливну композицію готують шляхом змішування компонентів при 40-70 С. Однак, застосування паливних композицій на основі бензинових фракцій з вмістом етеру МТБЕ обмежують через канцерогенність останнього.Close to the proposed solution is a fuel composition for internal combustion engines (Invention Patent KO 2092527, C1011/18, filing date: 12/28/1995), which contains in its composition straight-run gasoline (1-10 95 wt.), a mixture of stabilized thermal gasoline and catalytic cracking, purified from sulfur compounds (1-20,905 wt.), ether - MTBE (8-15,95 wt.) and catalytic reforming gasoline (the rest). The proposed fuel composition is prepared by mixing the components at 40-70 C. However, the use of fuel compositions based on gasoline fractions containing MTBE ether is limited due to the latter's carcinogenicity.

Також близькою до запропонованого рішення є паливна композиція для двигунів внутрішнього згоряння (Патент на винахід ША 65983, МПК С10І 1/10, опубл. 26.12.2011), що містить у своєму складі біоетанол (27 - 6095 мас), МТБЕ (3 - 1095 мас.), комплекс багатофункціональних присадок і добавок (0,01 - 69,9995 мас.) та бензини нафтогазоперероблення - решта. Спосіб отримання даної паливної композиції полягає в постадійному змішуванні його компонентів за температури 20-50 "С до одержання однорідного розчину. Отримана за даним способом, композиція палива моторного альтернативного не задовольняє експлуатацію автомобільних двигунів внутрішнього згорання в різних географічних та кліматичних умовах, містить канцерогенний МТБЕ та підвищену концентрацію загальної сірки (120 мг/кг).Also close to the proposed solution is a fuel composition for internal combustion engines (Invention Patent SHA 65983, МПК С10И 1/10, publ. 26.12.2011), which contains in its composition bioethanol (27 - 6095 mass), MTBE (3 - 1095 wt.), a complex of multifunctional additives and additives (0.01 - 69.9995 wt.) and gasoline from oil and gas processing - the rest. The method of obtaining this fuel composition consists in the gradual mixing of its components at a temperature of 20-50 "C until a homogeneous solution is obtained. The composition of motor alternative fuel obtained by this method does not satisfy the operation of automobile internal combustion engines in different geographical and climatic conditions, it contains carcinogenic MTBE and increased concentration of total sulfur (120 mg/kg).

З рівня техніки відомий спосіб отримання відомого альтернативного автомобільного палива (Патент на винахід КО2605952 С1, МПК С10І 1/06, 2017), який полягає в змішуванні етилового спирту з вуглеводневою фракцією, причому як вуглеводневу фракцію використовують базовий вуглеводневий компонент з октановим числом не менше 64 од., визначеним за дослідним методом, з вмістом сірки не більше 70 мг/кг, тиском насичених менше 50,0 кПа і кінцем кипіння не вище 225 "С, що містить бензинову фракцію процесу гідрокрекінгу або суміш бензинової фракції процесу гідрокрекінгу з однією або декількома фракціями, вибраними з групи: бензинова фракція каталітичного процесу риформінгу, толуол, прямогонний бензин. Потім базовий вуглеводневий компонент змішують з етиловим спиртом або сумішшю етилового спирту з побічними продуктами виробництва етилового спирту. Отримане паливо містить у своєму складі бо етанол (20-40 95 мас.), бензинові фракції гідрокрекінгу (22-80 95 мас.), прямогонний бензин (5-From the state of the art, there is a known method of obtaining a known alternative automotive fuel (Invention Patent KO2605952 C1, IPC C10I 1/06, 2017), which consists in mixing ethyl alcohol with a hydrocarbon fraction, and as a hydrocarbon fraction, a basic hydrocarbon component with an octane number of at least 64 is used unit, determined by the experimental method, with a sulfur content of no more than 70 mg/kg, a saturated pressure of less than 50.0 kPa and a boiling point of no higher than 225 "С, containing a gasoline fraction of the hydrocracking process or a mixture of the gasoline fraction of the hydrocracking process with one or more fractions selected from the group: gasoline fraction of the catalytic reforming process, toluene, straight-run gasoline. Then the basic hydrocarbon component is mixed with ethyl alcohol or a mixture of ethyl alcohol with by-products of the production of ethyl alcohol. The resulting fuel contains ethanol (20-40 95 wt. .), gasoline fractions of hydrocracking (22-80 95 wt.), straight-run gasoline (5-

1095 мас.), бензинову фракцію каталітичного риформінгу (20 95 мас.), толуол (15 9омабс.), монометиланілін (1,3 96 мас.), ефіроальдегідну фракцію (2,5 9о мас.) та сивушне масло (0,5 Фо мас.). Отримане за даним способом паливо має високу дисперсну структуру та не має високу хімічну стабільність.1095 wt.), gasoline fraction of catalytic reforming (20 95 wt.), toluene (15 900 wt.), monomethylaniline (1.3 96 wt.), ether aldehyde fraction (2.5 90 wt.) and clove oil (0.5 Fo mass.). The fuel obtained by this method has a highly dispersed structure and does not have high chemical stability.

Крім того, недоліком отриманої композиції є використання прекурсорного толуолу та дорогого канцерогенного монометиланіліну, застосування в автомобільних бензинах якого заборонено європейськими стандартами та директивою.In addition, the drawback of the resulting composition is the use of precursor toluene and expensive carcinogenic monomethylaniline, the use of which in automobile gasoline is prohibited by European standards and directives.

Найближчим аналогом вибрано спосіб отримання високооктанового автомобільного палива (Патент КО2246526С1, МПК С10І1/18, опубл. 20.02.2005), що включає змішування вихідного прямогонного бензину або бензину А-76 з етиловою рідиною, який відрізняється тим, що як етилову рідину використовують етиловий спирт концентрацією 92-96 95, змішання бензину і спирту етилового проводять у співвідношенні 75-85 об. 95 і 15-25 об. 95 або 15-25 об. 95 і 75-85 об. 95 відповідно. Отриману суміш бензину прототипом нагрівають до 40-90 "С і витримують при цій температурі 20-30 хвилин. Потім охолоджують і повторно нагрівають до цієї температури і витримують протягом 10-15 хвилин. Такий багатостадійний спосіб значно підвищує вартість виробництво палива і може призводити до втрати низькофракційних фракцій бензину. Також, недоліками відомого способу є невисока фазова стабільність палива, що одержується, і погіршення її при тривалому зберіганні, особливо в умовах низьких температур, недостатнє підвищення детонаційної стійкості (октанового числа) в реальних експлуатаційних умовах.The closest analogue is the method of obtaining high-octane automobile fuel (Patent KO2246526С1, МПК С10И1/18, publ. 20.02.2005), which includes mixing the original straight-run gasoline or A-76 gasoline with ethyl alcohol, which differs in that ethyl alcohol is used as the ethyl alcohol with a concentration of 92-96 95, gasoline and ethyl alcohol are mixed in a ratio of 75-85 vol. 95 and 15-25 vol. 95 or 15-25 vol. 95 and 75-85 rev. 95 respectively. The resulting mixture of gasoline is heated by the prototype to 40-90 "С and held at this temperature for 20-30 minutes. Then it is cooled and reheated to this temperature and held for 10-15 minutes. Such a multi-stage method significantly increases the cost of fuel production and can lead to loss Also, the disadvantages of the known method are low phase stability of the resulting fuel and its deterioration during long-term storage, especially at low temperatures, insufficient increase in detonation resistance (octane number) in real operating conditions.

Задачею запропонованої корисної моделі є розробка способу отримання альтернативного палива для бензинових двигунів з більш високим октановими числом, більш високою калорійністю, що забезпечило б його тривалу працездатність в умовах експлуатації двигуна.The task of the proposed useful model is to develop a method of obtaining an alternative fuel for gasoline engines with a higher octane number, a higher calorific value, which would ensure its long-term performance under engine operating conditions.

Технічною задачею корисної моделі є розроблення на основі дешевої та доступної сировини складу високооктанового альтернативного палива для двигунів внутрішнього згоряння з використанням зневодненого етилового спирту та нафтогазоконденсатних фракцій, що має покращені антикорозійні властивості, високу хімічну стабільність, низький вміст сірки і не потребує особливого вдосконалення конструкції сучасних двигунів, а також способу його отримання.The technical task of the useful model is to develop, on the basis of cheap and available raw materials, the composition of high-octane alternative fuel for internal combustion engines using dehydrated ethyl alcohol and oil and gas condensate fractions, which has improved anti-corrosion properties, high chemical stability, low sulfur content and does not require special improvement of the design of modern engines , as well as the method of obtaining it.

Поставлена задача вирішується тим, що запропонований спосіб отримання паливаThe task is solved by the fact that the method of obtaining fuel is proposed

Зо моторного альтернативного для бензинових двигунів, що включає змішування бензинових фракцій нафтогазоперероблення з зневодненим етиловим спиртом, в якому згідно з корисною моделлю компоненти в співвідношенні бензинові фракції нафтогазоперероблення 10-85 95 мас. та зневоднений етиловий спирт - решта змішують в кавітаторній установці проточного типу з нерухомими елементами, причому подачу компонентів в камеру змішування здійснюють під тиском 1,4-1,6 МПа за температури навколишнього середовища.From the motor alternative for gasoline engines, which includes mixing gasoline fractions of oil and gas processing with dehydrated ethyl alcohol, in which, according to a useful model, the components in the ratio of gasoline fractions of oil and gas processing are 10-85 95 wt. and dehydrated ethyl alcohol - the rest is mixed in a flow-type cavitation unit with stationary elements, and the supply of components to the mixing chamber is carried out under a pressure of 1.4-1.6 MPa at ambient temperature.

Крім того, змішування компонентів здійснюють в режимі об'ємної кавітації з числом кавітації, рівним одиниці.In addition, the mixing of components is carried out in the volume cavitation mode with a cavitation number equal to one.

Крім того, як бензинові фракції нафтогазоперероблення використовують високооктанову бензинову фракцію в кількості 10-85 95 мас. та/"або низькооктанову прямогонну бензинову фракцію в кількості 15-50 95 мас., а як зневоднений етиловий спирт використовують біоетанол.In addition, as gasoline fractions of oil and gas processing use high-octane gasoline fraction in the amount of 10-85 95 wt. and/or low-octane straight-run gasoline fraction in the amount of 15-50 95 wt., and bioethanol is used as dehydrated ethyl alcohol.

При змішуванні компонентів використовують нейтралізатор кислотності амінного типу в концентрації 6,5-12 мг на кг палива (0, 00065-0,0012 9о мабс.).When mixing components, an amine-type acidity neutralizer is used in a concentration of 6.5-12 mg per kg of fuel (0.00065-0.0012 9o mabs.).

Крім того, при змішуванні компонентів додатково використовують ксилольну фракцію в кількості 5-10 95 мас.In addition, when mixing the components, the xylene fraction is additionally used in the amount of 5-10 95 wt.

Процес змішування зневодненого етилового спирту, бензинових фракцій нафтогазоперероблення, ксилольної фракції та інгібітору корозії згідно 3 чинними нормативними документами.The process of mixing dehydrated ethyl alcohol, gasoline fractions of oil and gas processing, xylene fraction and corrosion inhibitor according to 3 current regulatory documents.

Основні фізико-хімічні характеристики зневодненого етилового спирту, бензинових фракцій нафтогазоперероблення, ксилольної фракції та інгібітору корозії, для запропонованої композиції альтернативного палива наведені в Таблицях 1 та 2.The main physicochemical characteristics of dehydrated ethyl alcohol, gasoline fractions of oil and gas processing, xylene fraction and corrosion inhibitor for the proposed alternative fuel composition are shown in Tables 1 and 2.

Бензинові фракції характеризуються октановим числом, визначеним за дослідним методом, в межах 58,1-96,1 одиниць, тиском насичених парів від 36,4 до 91,5 кПа, кінцем кипіння 121,3- 215,19С, містять від З до 205 мг/кг (0,0003-0,0205 95 мас.) загальної сірки та 9,9-71,4 95 ароматичних вуглеводнів.Gasoline fractions are characterized by an octane number, determined by the experimental method, in the range of 58.1-96.1 units, a saturated vapor pressure of 36.4 to 91.5 kPa, a boiling point of 121.3-215.19С, contain from C to 205 mg/kg (0.0003-0.0205 95 wt.) of total sulfur and 9.9-71.4 95 aromatic hydrocarbons.

Ксилольна фракція характеризується високим октановим числом та низькими значеннями тиску насичених парів і сірки.The xylene fraction is characterized by a high octane number and low values of saturated vapor pressure and sulfur.

Зневоднений етиловий спирт концентрацією 98,3 95 містить 1,095 сивушних масел з ефіроальдегідною фракцією та 0,3 95 води.Dehydrated ethyl alcohol with a concentration of 98.3 95 contains 1.095 clove oils with an etheraldehyde fraction and 0.3 95 water.

Включення до складу запропонованого палива високооктанових бензинових фракцій та ксилольної фракції дозволяє зменшити частку етилового спирту в паливі та приблизити його за експлуатаційними властивостями до традиційного автомобільного бензину.The inclusion of high-octane gasoline fractions and xylene fraction in the composition of the proposed fuel makes it possible to reduce the share of ethyl alcohol in the fuel and bring it closer to traditional automobile gasoline in terms of operational properties.

Введення нейтралізатора кислотності амінного типу (інгібітору корозії) в альтернативне паливо покращує його антикорозійні властивості, запобігає окисненню етанолу, стабілізує рн середовище та хімічну стабільність палива.The introduction of an amine-type acidity neutralizer (corrosion inhibitor) into the alternative fuel improves its anti-corrosion properties, prevents ethanol oxidation, stabilizes the pH environment and chemical stability of the fuel.

Приклади складу запропонованого альтернативного палива (зразки 1-8) наведені в таблиціExamples of the composition of the proposed alternative fuel (samples 1-8) are given in the table

З.WITH.

Спосіб одержання запропонованого альтернативного палива полягає в компаундуванні та розчиненні його складових в потоці за температури навколишнього середовища на типових швидкодіючих установках змішування (кавітаторах), де здійснюється одночасне змішування від двох до п'яти базових компонентів з присадками.The method of obtaining the proposed alternative fuel consists in compounding and dissolving its components in a stream at ambient temperature on typical high-speed mixing units (cavitators), where two to five basic components are simultaneously mixed with additives.

Особливістю застосування кавітаторів для змішування складових палива - є використання одночасно цілого ряду принципів законів фізики, а саме: - ефект Вентурі, за рахунок якого здійснюється чітке дозування компонентів з подальшим їх тонкодисперсним розчиненням; - закон Бернуллі - закон збереження енергії для рідин та газів; - кавітація - утворення в рідині кавітаційних бульбашок, які заповнені паром.The peculiarity of the use of cavitators for mixing fuel components is the simultaneous use of a number of principles of the laws of physics, namely: - the Venturi effect, due to which the precise dosing of components is carried out, followed by their finely dispersed dissolution; - Bernoulli's law - the law of conservation of energy for liquids and gases; - cavitation - the formation of cavitation bubbles in the liquid, which are filled with steam.

Режим об'ємної кавітації, з числом кавітації, рівним одиниці, підтримується для кожної композиції альтернативного палива, залежно від фізико-хімічних характеристик його компонентів (густини, тиску насичених парів, гідростатичного тиску набігаючого потоку), шляхом плавного регулювання обертів насоса з приводом від двигуна постійного струму.The volumetric cavitation mode, with a cavitation number equal to one, is maintained for each alternative fuel composition, depending on the physicochemical characteristics of its components (density, saturated vapor pressure, hydrostatic pressure of the oncoming flow), by smoothly adjusting the engine-driven pump revolutions direct current.

Запропонований спосіб дозволяє отримувати гомогенне паливо з найтоншою дисперсною структурою, високою хімічною стабільністю, температурою помутніння, не вищою за мінус 55 "С.The proposed method makes it possible to obtain homogeneous fuel with the finest dispersed structure, high chemical stability, clouding temperature not higher than minus 55 "C.

Паливо, отримане таким способом, не розшаровується протягом 180 діб в різні пори року.The fuel obtained in this way does not stratify for 180 days at different times of the year.

Швидкодіючі установки змішування, наприклад УСБ, складаються із змішувача (кавітатора), до якого через колектор монтується відповідна кількість ротаметрів візуального контролю витрат складових палива. Перед кожним ротаметром розміщені вхідні фільтри з відповідними регулюючими вентилями. На вході та виході кавітатора вмонтовані манометри для контролюHigh-speed mixing units, for example USB, consist of a mixer (cavitator) to which the appropriate number of rotameters for visual control of the flow of fuel components are mounted through the collector. In front of each rotameter are placed inlet filters with corresponding control valves. Pressure gauges for monitoring are mounted at the cavitator inlet and outlet

Зо параметрів тискуFrom pressure parameters

Один з прикладів технології змішування компонентів альтернативного палива запропонованим способом полягає в наступному: базовий компонент, наприклад зневоднений етиловий спирт в кількості 4095 мас. з попередньо розчиненими у ньому 0,0012 95 мас. (12 мг на кг палива) нейтралізатора кислотності амінного типу, насосом установки з резервуара зберігання через відповідний фільтр з регулюючим вентилем та ротаметром подається під тиском 1,4-1,6 МПа в інжектор кавітатора.One of the examples of the technology of mixing the components of alternative fuel in the proposed way is as follows: the basic component, for example, dehydrated ethyl alcohol in the amount of 4095 wt. with previously dissolved in it 0.0012 95 wt. (12 mg per kg of fuel) of the amine-type acidity neutralizer is supplied by the installation pump from the storage tank through a suitable filter with a control valve and a rotameter under a pressure of 1.4-1.6 MPa to the cavitator injector.

В кавітаторі створюється розрідження, за рахунок якого через фільтри з регулюючими вентилями та відповідні ротаметри з резервуарів зберігання всмоктуються 3395 мас. високооктанової бензинової фракції, 20 95 мас. прямогонної низькооктанової бензинової фракції та 7 9о мас. ксилольної фракції. Далі частково перемішані та дозовані кількості компонентів надходять в кавітатор, де змішуються остаточно. Після остаточного змішування компонентів, отримане альтернативне паливо надходить в резервуар для зберігання.A vacuum is created in the cavitator, due to which 3,395 wt. of high-octane gasoline fraction, 20 95 wt. straight-run low-octane gasoline fraction and 7 9o wt. xylene fraction. Next, partially mixed and dosed quantities of components enter the cavitator, where they are finally mixed. After the final mixing of the components, the resulting alternative fuel enters the storage tank.

Фізико-хімічні характеристики альтернативного моторного палива (зразки 1-8), отримані запропонованим способом, наведені в Таблиці 4.Physico-chemical characteristics of alternative motor fuel (samples 1-8), obtained by the proposed method, are shown in Table 4.

Згідно з результатами випробувань зразки 1,3,4-6,8 відповідають вимогам та нормам ДСТУ 8696:2016 "Паливо альтернативне для бензинових двигунів. Технічні умови". Зразки 2,7 не відповідають вимогам та нормам ДСТУ 8696:2016 за показниками "октанове число". Нормовані значення октанових чисел зразків досягаються за рахунок введення відповідних кількостей зневодненого етанолу та високооктанових бензинових фракцій. Низький вміст загальної сірки в зразках 1-6, 8 (не більше ніж 10 мг/кг) досягається за рахунок використання малосірчистих бензинових фракцій.According to the test results, samples 1,3,4-6,8 meet the requirements and norms of DSTU 8696:2016 "Alternative fuel for gasoline engines. Technical conditions". Samples 2.7 do not meet the requirements and standards of DSTU 8696:2016 in terms of "octane number". Normalized values of octane numbers of samples are achieved by introducing appropriate amounts of dehydrated ethanol and high-octane gasoline fractions. The low content of total sulfur in samples 1-6, 8 (not more than 10 mg/kg) is achieved due to the use of low-sulfur gasoline fractions.

Відсутність ненасичених вуглеводнів в компонентах палива альтернативного сприяє його високій хімічній стабільності (індукційний період більше ніж 360 хв.). Температура помутніння (не вища за мінус 55 "С) характеризує його високу фазову стабільність.The absence of unsaturated hydrocarbons in the components of alternative fuel contributes to its high chemical stability (induction period of more than 360 min.). The clouding temperature (not higher than minus 55 "С) characterizes its high phase stability.

Введення нейтралізатора кислотності амінного типу в дане паливо дозволяє забезпечити його покращені антикорозійні властивості (корозійна дія на мідну пластинку становить не більше як 1,0 бал).The introduction of an amine-type acidity neutralizer into this fuel allows to ensure its improved anti-corrosion properties (the corrosion effect on a copper plate is no more than 1.0 points).

Нижча питома теплота згоряння альтернативного палива (26,5-31,0 МДж/л) досягнута за рахунок вмісту ароматичних вуглеводнів у високооктановій бензиновій фракції та введення в бо композицію ксилольної фракції, які мають більш високу калорійність у порівнянні з зневодненим етанолом. Як приклад, середня нижча питома теплота згоряння традиційного бензину марки А- 95- Е10 становить 31,3 МДж/л.The lower specific heat of combustion of the alternative fuel (26.5-31.0 MJ/l) is achieved due to the content of aromatic hydrocarbons in the high-octane gasoline fraction and the introduction of the xylene fraction into the bo composition, which have a higher calorific value compared to dehydrated ethanol. As an example, the average lower specific heat of combustion of traditional A-95-E10 gasoline is 31.3 MJ/l.

Отже, паливо моторне альтернативне для бензинових двигунів, отримане запропонованим способом, характеризується високими октановими числами, низьким вмістом сірки та ароматичних вуглеводнів, високою хімічною і фазовою стабільністю, покращеними антикорозійними властивостями та калорійністю.Therefore, the alternative motor fuel for gasoline engines, obtained by the proposed method, is characterized by high octane numbers, low content of sulfur and aromatic hydrocarbons, high chemical and phase stability, improved anti-corrosion properties and caloric content.

Отримане альтернативне паливо повинно відповідати вимогам та нормам національного стандарту ДСТУ 8696:2016 "Паливо альтернативне для бензинових двигунів. Технічні умови", гармонізованого з стандартами європейських країн в більшій частині технічних вимог та методів контролювання автомобільних бензинів з вмістом зневодненого етилового спирту.The obtained alternative fuel must meet the requirements and norms of the national standard DSTU 8696:2016 "Alternative fuel for gasoline engines. Technical conditions", harmonized with the standards of European countries in most of the technical requirements and methods of controlling automobile gasoline with the content of dehydrated ethyl alcohol.

Запропонований спосіб сприяє отриманню палива моторного альтернативного з високими фазовою та хімічною стабільністю в різні пори року і температурою помутніння не вищою ніж мінус 55 76.The proposed method contributes to obtaining alternative motor fuel with high phase and chemical stability in different seasons and a clouding temperature not higher than minus 55 76.

Таблиця 1Table 1

Характеристика бензинових та ксилольної фракцій . . Високооктанові Прямогонні .Characteristics of gasoline and xylene fractions. . High-octane straight-line.

Найменування показників б : низькооктанові Ксилольна ензинові бензинові фракція фракції фракції 1 - 50 9о переганяється за Температура температури., "С 1442С зішек| веля| сне | ж вуглеводів, 90The names of indicators b: low-octane Xylene gasoline fraction fraction fraction fraction 1 - 50 9o is distilled for Temperature temperature.

Таблиця 2Table 2

Характеристика зневодненого етилового спирту та нейтралізатора кислотності амінного типуCharacteristics of dehydrated ethyl alcohol and amine-type acidity neutralizer

Найменування показників Зневоднений етиловий Нейтралізатор спирт кислотності амінного типу 2 |Об'ємначасткаетанолу,96 111111 98398711Name of indicators Dehydrated ethyl Neutralizer alcohol of amino acidity type 2 | Volume fraction of ethanol, 96 111111 98398711

ЕЕ і ЗИ НИШКЕХ НИНІ НИННЕНННН сивушних масел(спиртів фр. Сз-Св), о в 4 |Масовачасткаводи,96ї /-/-/-:77711111110203 | 77111 -с1 (5 |ЗначеннярН, бг/лі.//////77777777171717111111Ї7111717171717171-11111111111111111110911EE and ZY NISHKEH NINI NINNENNNN of syushka oils (alcohols of French N-Sv), at 4 | Masovachastkavody, 96 /-/-/-:77711111110203 | 77111 -с1 (5 | Value of H, bg/li.//////77777777171717111111Ї7111717171717171-11111111111111111110911

Таблиця ЗTable C

Компонентний склад зразків палива альтернативного у 1121331 41|51617|81Component composition of alternative fuel samples in 1121331 41|51617|81

Високооктанова бензинова фракція 85135 45|35130|33| 10 | 60High-octane gasoline fraction 85135 45|35130|33| 10 | 60

Прямогонна низькооктанова бензинова фракція! - | 35 | 30 | 30 | 40 | 20 | 50 | 15Straight-line low-octane gasoline fraction! - | 35 | 30 | 30 | 40 | 20 | 50 | 15

Ксилольна фракція -|л0оу1710!-/517|70Xylene fraction -|l0ou1710!-/517|70

Концентрація, мг/кг палива 6 |Нейтралізатор кислотності амінного типу 6,51 7,5 |10,5111,0| 8,5 112,01 9,5 | 9,0Concentration, mg/kg of fuel 6 | Neutralizer of acidity of the amine type 6.51 7.5 | 10.5111.0| 8.5 112.01 9.5 | 9.0

Таблиця 4Table 4

Результати випробувань зразків палива альтернативногоTest results of alternative fuel samples

Вимоги та - норми МетодиRequirements and norms Methods

Найменування згідно з випро- показників ДСТУ 8696: 1 2 З 4 5 7 бувань 2016 111111 2111111171|11з3 41516178 9|701 111 2Name according to the provisions of DSTU 8696: 1 2 Z 4 5 7 events 2016 111111 2111111171|11z3 41516178 9|701 111 2

Густина за температури Й ДСТУ ГОСТ 1 152С, кг/м3,в межах 715-785 | 768 | 762 | 764 | 758 | 756 | 761 | 760 | 763 31072Density at temperature and DSTU GOST 1 152С, kg/m3, within 715-785 | 768 | 762 | 764 | 758 | 756 | 761 | 760 | 763 31072

Детонаційна стійкість: -октанове число за дослідним методом, не менше: ДСТУ ІЗО дляпаливамаркиА-92| 92 | - |89,0|922|93,6|192,8| - |90,9| - | 5164 2|дляпаливамаркиА-95| 95 |952| -| -| - | - 95,51 - |957Detonation resistance: - octane number according to the experimental method, not less than: DSTU IZO for fuel brand A-92| 92 | - |89.0|922|93.6|192.8| - |90.9| - | 5164 2|for fuel brand A-95| 95 |952| -| -| - | - 95.51 - |957

ДСТУ ЗО дляпалива марки А-92 | 82,5 | - 81,3 82,8|184,9|83,0| - |820| - | ва дляпаливамарки А-95| 85 |85Б1|- | -| - | - |8531 - 862DSTU ZO for fuel brand A-92 | 82.5 | - 81.3 82.8|184.9|83.0| - |820| - | for the fuel brand A-95| 85 |85B1|- | -| - | - |8531 - 862

Тиск насиченої пари, ДСТУ ЕМSaturated vapor pressure, DSTU EM

Об'ємна частка одноатомних спиртів (етилового та спиртів Сз і вище), 905, в межах:Volume fraction of monoatomic alcohols (ethyl alcohol and alcohols C3 and above), 905, within:

Понад 10 в дозою вв с твMore than 10 in a dose of vv with tv

Понад 20 ДСТУ ЕМ «в 0 дозою сума 00 рою Мо?More than 20 DSTU EM "in 0 dose sum 00 swarm Mo?

Понад 30 вю дос 177 звв| звеMore than 30 views up to 177 zvv| call

Понад 40 в 00) ря срOver 40 at 00) rya Wed

Вміст сірки, мг/кг, не ДСТУ ЕМSulfur content, mg/kg, not DSTU EM

Корозійна дія на мідну пластинку (З год. за 4 4 4 4 4 4 4 ДСТУ ЕМ температури 50 С), ІБО 2160 клас, не більшеCorrosion effect on a copper plate (with hours in 4 4 4 4 4 4 4 DSTU EM at a temperature of 50 C), IBO 2160 class, no more

Треенеенонни| вве вв то тв те не ве те ве отв оTreeneenonna| vve vv to tv te ne ve te ve otv o

Масова часткаводи, 6,1... ),01100,0200,0130,0140,0180,0150,0100,0171 7 ГОСТ не більше 2477Mass fraction, 6.1... ),01100,0200,0130,0140,0180,0150,0100,0171 7 GOST no more than 2477

Стійкість до окиснення (індукційний період), 360 Більше 360 ДСТУ 7685 хв., не меншеResistance to oxidation (induction period), 360 More than 360 DSTU 7685 min., not less

Таблиця 4Table 4

Результати випробувань зразків палива альтернативного 11111211 |з 41516178 9|0|1| 2Test results of alternative fuel samples 11111211 |from 41516178 9|0|1| 2

Фракційний склад: - температура початку - 10 95 переганяється за температури, "С, не 75/70 71,5 74 | 59 | 61 | 58 46,5) 44 |46,5 вище - 50 9о переганяється за температури, С, не 120/115 М116,411191 71 | 76 | 95 | 58 110 гост 2177) - 90 96 переганяється за температури, "С, не 190/180 |182)|185 | 150 | 153 | 158 95 |150 вище о пеня 5 тооеровров тор, більшеFractional composition: - starting temperature - 10 95 distilled at temperatures, "C, not 75/70 71.5 74 | 59 | 61 | 58 46.5) 44 | 46.5 above - 50 9o distilled at temperatures, C, not 120/115 M116,411191 71 | 76 | 95 | 58 110 guest 2177) - 90 96 distilled at temperatures "C, not 190/180 |182)|185 | 150 | 153 | 158 95 |150 higher than 5 toerorov tor, more

Об'ємна частка ДСТУ ЕМVolume fraction of DSTU EM

Об'ємна частка ароматичних ДСТУ ЕМ 12 вуглеводів, 95, не 35 42,5126,2|30,8119,7|17,1115,3|18,31| 32,6 14517 більшеVolume fraction of aromatic DSTU EM 12 carbohydrates, 95, not 35 42.5126.2|30.8119.7|17.1115.3|18.31| 32.6 14517 more

Температура . А5БТМО 13 помутніння, "С, не вище Не вище мінус 55 2500Temperature. A5BTMO 13 turbidity, "C, not higher Not higher minus 55 2500

Нижча питома теплота А5БТМОLower specific heat of A5BTMO

Claims (5)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІUSEFUL MODEL FORMULA 1. Спосіб отримання палива моторного альтернативного для бензинових двигунів, що включає змішування бензинових фракцій нафтогазоперероблення з зневодненим етиловим спиртом, який відрізняється тим, що компоненти в співвідношенні бензинові фракції нафтогазоперероблення - 10-85 95 мас., та зневоднений етиловий спирт - решта, змішують в кавітаторній установці проточного типу з нерухомими елементами, причому подачу компонентів в камеру змішування здійснюють під тиском 1,4-14,6 МПа за температури навколишнього середовища.1. The method of obtaining alternative motor fuel for gasoline engines, which includes mixing gasoline fractions of oil and gas processing with dehydrated ethyl alcohol, which differs in that the components in the ratio of gasoline fractions of oil and gas processing - 10-85 95 wt., and dehydrated ethyl alcohol - the rest, are mixed in cavitation installation of the flow type with stationary elements, and the supply of components to the mixing chamber is carried out under a pressure of 1.4-14.6 MPa at ambient temperature. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що змішування компонентів здійснюють в режимі об'ємної кавітації з числом кавітації, рівним одиниці.2. The method according to claim 1, which differs in that the mixing of components is carried out in the mode of volumetric cavitation with a cavitation number equal to one. З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як бензинові фракції нафтогазоперероблення використовують високооктанову бензинову фракцію в кількості 10-85595 мас. та/або низькооктанову прямогонну бензинову фракцію в кількості 15-50 95 мас.C. The method according to claim 1, which differs in that the high-octane gasoline fraction in the amount of 10-85595 mass is used as gasoline fractions of oil and gas processing. and/or low-octane straight-run gasoline fraction in the amount of 15-50 95 wt. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як зневоднений етиловий спирт використовують біоетанол.4. The method according to claim 1, which differs in that bioethanol is used as dehydrated ethyl alcohol. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при змішуванні компонентів використовують нейтралізатор кислотності амінного типу в концентрації 6,5-12 мг на кг палива (0,00065-0,0012 Фо маб.).5. The method according to claim 1, which differs in that when mixing the components, an amine-type acidity neutralizer is used in a concentration of 6.5-12 mg per kg of fuel (0.00065-0.0012 Fo mab.). б. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при змішуванні компонентів додатково використовують ксилольну фракцію в кількості 5-10 9о мас.b. The method according to claim 1, which differs in that when mixing the components, the xylene fraction is additionally used in the amount of 5-10 9o wt.
UAU202203296U 2022-09-08 2022-09-08 A method of producing alternative motor fuel for gasoline engines UA152018U (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU202203296U UA152018U (en) 2022-09-08 2022-09-08 A method of producing alternative motor fuel for gasoline engines
PCT/UA2022/000072 WO2024054196A1 (en) 2022-09-08 2022-12-09 Method for producing an alternative motor fuel for petrol engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU202203296U UA152018U (en) 2022-09-08 2022-09-08 A method of producing alternative motor fuel for gasoline engines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA152018U true UA152018U (en) 2022-10-12

Family

ID=89902746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU202203296U UA152018U (en) 2022-09-08 2022-09-08 A method of producing alternative motor fuel for gasoline engines

Country Status (2)

Country Link
UA (1) UA152018U (en)
WO (1) WO2024054196A1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA85148C2 (en) * 2007-11-06 2008-12-25 Юрий Борисович Данилов Process for preparation of conditioned motor mixed fuels
UA48948U (en) * 2009-10-29 2010-04-12 Борис Антонович Абаджян Process for preparation of mixed motor bio fuel based on gas condensate and biological components - bioethanol, methyl ethers of fatty acids, products of pyrolysis of organic wastes
WO2014087369A1 (en) * 2012-12-05 2014-06-12 University Of The Witwatersrand Homogeneous fuel blend and method of preparing the blend
RU2602076C1 (en) * 2015-11-09 2016-11-10 Юрий Александрович Пименов Method of fuel composition production
RU2605952C1 (en) * 2015-12-25 2017-01-10 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (АО "ВНИИ НП") Alternative motor fuel and production method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024054196A1 (en) 2024-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bailey Performance of ethanol as a transportation fuel
Ratcliff et al. Knock resistance and fine particle emissions for several biomass-derived oxygenates in a direct-injection spark-ignition engine
CN101531933B (en) Fuel for homogeneous charge compression ignition engine
KR20100124755A (en) Use of alcohols in fuels for spark ignition engines
US20190016982A1 (en) Mesitylene as an octane enhancer for automotive gasoline, additive for jet fuel, and method of enhancing motor fuel octane and lowering jet fuel carbon emissions
Hamadi Selective additives for improvement of gasoline octane number
Kheiralla et al. Effect of ethanol− gasoline blends on fuel properties characteristics of spark ignition engines
Kalamaras et al. SuperButol™–A novel high-octane gasoline blending component
RU2400529C1 (en) Multi-functional additive to automobile petroleum, and fuel composition which contains it
UA152018U (en) A method of producing alternative motor fuel for gasoline engines
JPS5874789A (en) Diesel fuel
RU2723546C1 (en) Alternative automotive fuel and method of its production
Farkha et al. Gasoline octane number improvement by ethanol as an oxygenated compound
Dalli et al. Vapor Pressure and Octane Numbers of Ternary Gasoline–Ethanol–ETBE Blends
RU2549179C1 (en) Alternative motor fuel
WO2011061776A1 (en) High octane number composition useful as fuel for internal combustion and controlled ignition engine
Furey et al. Volatility characteristics of blends of gasoline with ethyl tertiary-butyl ether (ETBE)
EP3737735A1 (en) A method for reducing particulate emissions
CN103952189A (en) Methanol gasoline for vehicles and preparation method thereof
Sheet New anti-knock additives to improve gasoline octane number
EP3550000A1 (en) Gasoline composition enabling reduced particulate emissions
US11814595B1 (en) Additives for improving autoignition reactivity of hydrocarbon-based fuels
RU2811842C1 (en) Oxygen-containing composite diesel fuel with controlled low-temperature properties
Kavati et al. The Effect of Pine Oil Emulsifier on Gasoline-Alcohol Blends in a Spark Ignition Engine with Multi-Point Fuel Injection
CN108034461A (en) Alcohols fuel oil additive and preparation method thereof