WO2016171583A1 - Многофункциональная универсальная добавка к топливу - Google Patents

Многофункциональная универсальная добавка к топливу Download PDF

Info

Publication number
WO2016171583A1
WO2016171583A1 PCT/RU2016/000117 RU2016000117W WO2016171583A1 WO 2016171583 A1 WO2016171583 A1 WO 2016171583A1 RU 2016000117 W RU2016000117 W RU 2016000117W WO 2016171583 A1 WO2016171583 A1 WO 2016171583A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel
additive
composition
fuels
acetanilide
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000117
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Давид ЯКОБАШВИЛИ
Игорь Анатольевич РЕВЕНКО
Вячеслав Викторович КОРОСТЕЛЕВ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "ИНОЙЛ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "ИНОЙЛ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "ИНОЙЛ"
Priority to CN201680035943.5A priority Critical patent/CN107810256A/zh
Priority to US15/568,079 priority patent/US20180134976A1/en
Priority to EP16724745.1A priority patent/EP3287508B1/en
Publication of WO2016171583A1 publication Critical patent/WO2016171583A1/ru
Priority to IL255159A priority patent/IL255159B/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/182—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof
    • C10L1/1822—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms
    • C10L1/1824—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms mono-hydroxy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/12—Inorganic compounds
    • C10L1/1233—Inorganic compounds oxygen containing compounds, e.g. oxides, hydroxides, acids and salts thereof
    • C10L1/125—Inorganic compounds oxygen containing compounds, e.g. oxides, hydroxides, acids and salts thereof water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/22—Organic compounds containing nitrogen
    • C10L1/222—Organic compounds containing nitrogen containing at least one carbon-to-nitrogen single bond
    • C10L1/2227—Organic compounds containing nitrogen containing at least one carbon-to-nitrogen single bond urea; derivatives thereof; urethane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/22—Organic compounds containing nitrogen
    • C10L1/222—Organic compounds containing nitrogen containing at least one carbon-to-nitrogen single bond
    • C10L1/223—Organic compounds containing nitrogen containing at least one carbon-to-nitrogen single bond having at least one amino group bound to an aromatic carbon atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/182—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof
    • C10L1/1822—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof hydroxy group directly attached to (cyclo)aliphatic carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/22—Organic compounds containing nitrogen
    • C10L1/222—Organic compounds containing nitrogen containing at least one carbon-to-nitrogen single bond
    • C10L1/224—Amides; Imides carboxylic acid amides, imides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L2230/00—Function and purpose of a components of a fuel or the composition as a whole
    • C10L2230/22—Function and purpose of a components of a fuel or the composition as a whole for improving fuel economy or fuel efficiency
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS 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
    • C10L2300/00—Mixture of two or more additives covered by the same group of C10L1/00 - C10L1/308
    • C10L2300/40—Mixture of four or more components

Definitions

  • the invention relates to the field of oil refining and petrochemicals, specifically to the composition of the composition containing this additive and intended for use in internal combustion engines, as well as in boilers and furnaces.
  • additives used in the composition of modern fuels.
  • additives used to bring the quality of fuels to the requirements of the standards.
  • European and American standards severely limit the content of sulfur, aromatic and polycyclic hydrocarbons in the fuel, establish a significantly higher level of cetane number, and introduce the “lubricity of the fuel” indicator.
  • Multifunctional additive packages for various fuels are also used. Their main purpose is to give fuels additional operational and environmental properties that allow them to be positioned as high-quality fuels.
  • a disadvantage of the described additive is its high corrosivity and extremely low solubility in hydrocarbon fuels, which complicates its use, and also reduces the scope.
  • the fuel additive is also known in the art, introduced in an amount of 0.0001-0.1 wt.% And containing aliphatic alcohols, urea (urea), water and boric acid (RF patent ⁇ ° 2486229, published June 27, 2013; IPC C10L9 / 10, C10L1 / 00, C10L1 / 10, C10L1 / 182) with the following ratio of components in the additive, wt.%:
  • the inventive additive can be used to improve the combustion of hydrocarbon fuels (gasoline, diesel, fuel oil or rocket fuel) or products of petrochemical or coke-chemical production, or products of the processing of plant materials, or oil-oil or water-coal fuel, or solid fuel, or gaseous fuel.
  • Another objective of the invention is the development of fuel that increases the temperature of combustion, and also increases the efficiency and completeness of fuel combustion, thereby reducing the toxicity of combustion products while reducing the corrosive effects of fuel on parts of the fuel system.
  • the mentioned object is the closest to the considered solution and is selected as the closest analogue.
  • the disadvantage of this solution is that boric acid exhibits weak acidic properties, practically does not dissolve in hydrocarbons and is a toxic substance - when it is burned, boron oxide will be released into the atmosphere.
  • the objective of the present invention is to provide a more economical and more environmentally friendly fuel with improved consumer and technological characteristics.
  • the technical results of the present invention are: - reduction of specific fuel consumption and the amount of harmful impurities in the exhaust and exhaust gases when using the fuel mixture with the additive according to the present invention,
  • the task is carried out, and the technical results are achieved by improving the formulation of the additive, in which to reduce specific fuel consumption, enhance the washing properties of the fuel and increase the stability of heavy distillate and residual fuels, boric acid is replaced by acetanilide, and the carbamide content is reduced at the following component content, wt.% : aliphatic alcohols C 2 -C 4 75.0 - 95.0
  • the additive is intended to be introduced directly into the fuel in an amount of 0.005 to 0.006% by weight of the fuel.
  • aliphatic alcohols C2-C4 means a set of saturated alcohols containing one or more hydroxyl groups at carbon atoms, the number of carbon atoms being from two to four, and each carbon atom is associated with no more than one hydroxyl group.
  • the above features of the invention - a combination of aliphatic alcohols C 2 -C 4 , water, urea and acetanilide in the above ranges of component ratios - are significant and are due to a causal relationship with each other with the formation of a set of essential features sufficient to use the fuel mixture with an additive according to the present invention at the same time reduce specific consumption fuel and the amount of harmful impurities in the exhaust and exhaust gases, impart detergency to the fuel mixture, and increase the stability of heavy distillate and residual fuels.
  • the proposed additive can be prepared at any enterprise specializing in this industry, because this requires well-known materials and standard equipment manufactured by the industry.
  • the additive was introduced into the fuel in an amount of 0.005% of the mass.
  • Example 1 The reduction of specific fuel consumption and the amount of harmful impurities in the exhaust and exhaust gases.
  • NEDC New European Driving Cycle
  • the analysis of the exhaust gases was carried out according to the CVS method, which includes the following measurements: determination of the concentration of CH, CO and CO 2 using NDIR infrared absorption analyzers (Non-Dispersive-lnfra-Red); determination of NO x concentration using devices operating on the principle of chemiluminescence (CLD, Chemo-Lumineszenz-Detektor); calculation of fuel consumption was carried out by the method of "carbon balance".
  • Tests for the burning of heavy fuel oil (fuel oil) with an additive were carried out on a boiler DKVR 4-13 GM equipped with a GMG-2 burner, a VDN-10-1000 blower fan and a DN-9-1000 smoke exhauster. Measurement of steam flow rates was carried out on the steam line according to a standard diagram. Determination of air flow was carried out by calculation method. The excess air coefficient and the component composition of the exhaust gases were measured using a Testo 350M / XL gas analyzer. Processing the results of these tests was carried out in accordance with the methodology of heat engineering calculations proposed by M.B. Ravich [Ravich MB, Simplified method of heat engineering calculations, M., publishing house of the Academy of Sciences of the USSR, 1966, - 407 s].
  • This technique is based on generalized characteristics. Using these characteristics, it is possible to accurately perform comparative thermotechnical calculations and calculate the heat loss with flue gases and from chemical incompleteness of combustion, not resorting during the tests to the selection of an average fuel sample, the determination of its composition and calorific value.
  • a detergent effect refers to the ability of an additive to prevent the formation of deposits in fuel injectors (Port Fuel Injection - PFI) and inlet valves (Intake Valve Deposits - IVD), thereby preserving the original engine control. Deposits in the intake system lead to engine malfunctions, and any deviations from the optimal composition of the fuel mixture reduce power, increase fuel consumption and exhaust gas toxicity.
  • Detergents for gasoline are surfactants containing polar groups connected to one or more polymer hydrocarbon tails.
  • Polar groups are functional groups of the detergent component and are usually amines, which are adsorbed onto metal surfaces and / or to carbon deposits.
  • Polymer hydrocarbon tail is a long-chain polyisobutylene molecule and provides good solubility in fuel, providing dispersion of carbon precursor particles.
  • BASF Keropur ® additives are based on polyisobutyleneamine (for gasoline) and polyisobutylene succinimide (for diesel fuel), made from highly reactive polyisobutylene (PIB, or PIB), synthesized using the patented BASF technology. Keropur ® detergents (Puradd ® in the USA), synthesized on the basis of highly reactive PIB, have high efficiency. Highly reactive PIB is produced on BASF from pure polyisobutylene using a patented technology and incorporates more than 90% alpha-olefins.
  • the required level of cleaning properties can be set, for example, in accordance with the recommendations of the World Fuel Charter (WWFC).
  • WWFC World Fuel Charter
  • Test fuel is obtained by mixing commercial components in certain proportions. It is believed that 65% of American gasoline in quality meets these indicators.
  • Tests are carried out by car for two weeks. On base fuels without detergents, the minimum amount of deposits on the intake valve after 10 thousand miles must be at least 290 mg / valve. After testing the base fuel, the detergent fuel is tested. The introduction of a detergent should reduce the formation of deposits to a level of not more than 100 mg / valve.
  • the tests also evaluate the effect of the additive on the propensity of the fuel to form carbon deposits in the combustion chamber (Combustion Chamber Deposits, CCD).
  • CCD Compbustion Chamber Deposits
  • Some additives having good washing properties, can contribute to an increase in soot in the combustion chamber of the engine, and an excessively high concentration of the additive can lead to increased carbon formation.
  • the amount of soot in the combustion chamber on gasoline with an additive should not exceed 1300 mg / cylinder or 140% with respect to the base fuel.
  • the proposed composition has a pronounced washing effect, and also reduces the formation of carbon deposits in the combustion chamber.
  • Example 4 The dispersing properties of additives in the composition of heavy distillate and residual fuels.
  • an effective additive for this purpose is the domestic additive VNII NP-102, which not only prevents the formation of precipitation in residual fuels, but also ensures the washing out of existing sediments from fuel systems.
  • Additive VNII NP-102 is provided by GOST 10585-75 as an additive (in a concentration of at least 0.2% by weight) to naval fuel oils F5 and F12. Its modern (improved) analogue is the additive VNII NP-200 (working concentration from 0.05 to 0.2% of the mass).
  • the proposed composition being introduced into fuel oil at a concentration of 0.005—

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно к составу многофункциональной универсальной добавки и топливной композиции, содержащей эту добавку и предназначенной для использования в двигателях внутреннего сгорания, а также в котлах и печах. Добавка к топливу содержит алифатические спирты, воду, карбамид и ацетанилид. Применение в составе топлив предлагаемой многофункциональной универсальной добавки позволяет уменьшить удельный расход топлива, снизить количество вредных примесей в выхлопных и отходящих газах (СО, СН, сажа), уменьшить нагарообразование в зоне горения. Данная добавка обладает диспергирующими свойствами в составе тяжелых дистиллятных и остаточных топлив.

Description

Многофункциональная универсальная добавка к топливу
Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно к составу композиции, содержащей эту добавку и предназначенной для использования в двигателях внутреннего сгорания, а также в котлах и печах.
В настоящее время известны различные добавки (присадки), применяемые в составе современных топлив. Есть присадки, применяемые для доведения качества топлив до требований стандартов. Европейские и американские нормы жестко ограничивают содержание в топливе серы, ароматических и полициклических углеводородов, устанавливают значительно более высокий уровень цетанового числа, вводят показатель «смазывающая способность топлива». Также используются многофункциональные пакеты присадок для различных топлив. Их основное назначение - придание топливам дополнительных эксплуатационных и экологических свойств, позволяющих позиционировать эти топлива как топлива повышенного качества.
Из уровня техники известна универсальная присадка к топливам двигателей внутреннего сгорания (патент РФ ·Ν°2034905, опубликован 10.05.1995; МПК C10L1/18, C10L1/22) со следующим соотношением компонентов (мае. %):
Алифатический d-Q-спирт 52-84
Мочевина 4-12
Уксусная кислота 4-12
Вода 8-24
По мнению авторов, использование известной присадки позволяет:
- снизить в 2,5-7,5 раз количество вредных выбросов в атмосферу карбюраторных двигателей за счет повышения полноты сгорания топлива;
- снизить в 5-6 раз процент дымности при работе дизельных двигателей внутреннего сгорания;
- повысить мощность двигателя;
- снизить расход горючего при эксплуатации транспорта;
- продлить срок эксплуатации двигателя за счет предотвращения образования нагара на рабочей поверхности цилиндро-поршневой части. Недостатком описанной присадки является ее высокая коррозионная активность и крайне низкая растворимость в углеводородном топливе, что затрудняет ее применение, а также уменьшает область применения.
Из уровня техники также известна присадка для топлива, вводимая в количестве 0,0001-0,1 мас.% и содержащая алифатические спирты, карбамид (мочевину), воду и борную кислоту (патент РФ Ν°2486229, опубликован 27.06.2013; МПК C10L9/10, C10L1/00, C10L1/10, C10L1/182) при следующем соотношении компонентов в присадке, мас.%:
алифатические спирты С2-С4 10-97,99 карбамид (мочевина) 1-30 борная кислота 0,01-3 вода 1-85
Заявляемая присадка может применяться для улучшения сгорания углеводородного топлива (бензина, дизельного топлива, мазута или ракетного топлива) или продуктов нефтехимического или коксохимического производства, или продуктов переработки растительного сырья, или водомазутного или водоугольного топлива, или твердого топлива, или газообразного топлива. Другой задачей изобретения является разработка топлива, которое увеличивает температуру горения, а также повышает эффективность и полноту сгорания топлива, за счет чего снижается токсичность продуктов сгорания при одновременном уменьшении коррозионного воздействия топлива на детали топливной системы. Упомянутый объект является наиболее близким к рассматриваемому решению и выбран в качестве ближайшего аналога. Недостатком рассматриваемого решения является то, что борная кислота проявляет слабые кислотные свойства, практически не растворяется в углеводородах и является токсичным веществом - при ее сгорании в атмосферу будет выбрасываться оксид бора.
Задачей настоящего изобретения является создание более экономичного и более экологического топлива, обладающего повышенными потребительскими и технологическими характеристиками.
Техническими результатами настоящего изобретения являются: - снижение удельного расхода топлива и количества вредных примесей в выхлопных и отходящих газах при использовании топливной смеси с добавкой согласно настоящему изобретению,
- придание топливной смеси моющих свойств,
- повышение стабильности тяжёлых дистиллятных и остаточных топлив.
Поставленная задача осуществляется, а технические результаты достигаются усовершенствованием рецептуры добавки, в которой для снижения удельного расхода топлива, усиления моющих свойств топлива и повышения стабильности тяжёлых дистиллятных и остаточных топлив борная кислота заменена ацетанилидом, а также снижено содержание карбамида при следующем содержании компонентов, мас.%: алифатические спирты С2-С4 75,0 - 95,0
вода 4,0 - 20,0
карбамид 0,1 - 5,0
ацетанилид 0,1 - 5,0.
Предпочтительно, добавка предназначена для введения непосредственно в топливо в количестве 0,005 - 0,006 % от массы топлива.
Под термином «алифатические спирты С2-С4» подразумевается совокупность насыщенных спиртов, содержащих одну или несколько гидроксильных групп у атомов углерода, причем число атомов углерода составляет от двух до четырех, и каждый атом углерода связан не более чем с одной гидроксильной группой.
В известных ранее решениях не раскрыто влияние ацетанилида на снижение удельного расхода топлива и количества вредных примесей в выхлопных и отходящих газах, усиление моющих свойств топлива или повышение стабильности топлив. Автором настоящего изобретения было неожиданно выявлено, что введение ацетанилида в количестве 0,1-5% в сочетании с другими компонентами добавки оказывает значительное положительное влияние на указанные свойства.
Приведенные признаки изобретения - сочетание алифатических спиртов С2-С4, воды, карбамида и ацетанилида в указанных выше диапазонах соотношения компонентов - являются существенными и обусловлены причинно-следственной связью между собой с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для того, чтобы при использовании топливной смеси с добавкой согласно настоящему изобретению одновременного снизить удельный расход топлива и количество вредных примесей в выхлопных и отходящих газах, придать топливной смеси моющие свойства, и повысить стабильность тяжёлых дистиллятных и остаточных топлив.
Предлагаемая добавка может быть приготовлена на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, выпускаемое промышленностью.
Приготовление добавки осуществляется следующим образом.
Вариант 1. Присадка для использования в составе бензина.
В колбу Эрленмейера объемом 2 литра поместили 800 г этиленгликодя, добавили 17 г ацетанилида, перемешали 30 мин до полного растворения. Во вторую колбу Эрленмейера объемом 500 мл поместили 165 г дистиллированной воды, нагретой до температуры 50°С, добавили 18 г карбамида, перемешали 10 мин до полного растворения. В раствор ацетанилида в этиленгликоле при перемешивании добавили водный раствор карбамида, после чего перемешали образовавшуюся смесь в течение 15 мин. Получили присадку для использования в составе бензина следующего состава, мас.%:
- карбамид - 1,8
- ацетанилид - 1,7
- этиленгликоль - 80,0
- вода- 16,5.
Вариант 2. Присадка для использования в составе дизельного топлива.
В колбу Эрленмейера объемом 2 литра поместили 900 г изопропилового спирта, добавили 33 г ацетанилида, перемешали 15 мин до полного растворения. Во вторую колбу Эрленмейера объемом 200 мл поместили 44 г дистиллированной воды, нагретой до температуры 50°С, добавили 23 г карбамида, перемешали 10 мин до полного растворения. В раствор ацетанилида в этиленгликоле при перемешивании добавили водный раствор карбамида, после чего перемешали образовавшуюся смесь в течение 15 мин. Получили присадку для использования в составе дизельного топлива следующего состава, мас.%:
- карбамид - 2,3
- ацетанилид - 3,3 - изопропиловый спирт - 90,0
- вода - 4,4.
Вариант 3. Присадка для использования в составе мазута.
В колбу Эрленмейера объемом 2 литра поместили 757 г этиленгликоля, добавили 49 г ацетанилида, перемешали 30 мин до полного растворения. Во вторую колбу Эрленмейера объемом 500 мл поместили 152 г дистиллированной воды, нагретой до температуры 50°С, добавили 42 г карбамида, перемешали 10 мин до полного растворения. В раствор ацетанилида в этиленгликоле при перемешивании добавили водный раствор карбамида, после чего перемешали образовавшуюся смесь в течение 15 мин. Получили присадку для использования в составе мазута следующего состава, мас.%:
- карбамид - 4,2
- ацетанилид - 4,9
- этиленгликоль - 75,7
- вода- 15,2.
Во всех трех вышеуказанных частных вариантах присадка вводилась в топливо в количестве 0,005% масс.
Нижеприведенные примеры осуществления изобретения, не являясь единственно возможными, наглядно демонстрируют возможность достижения заявленного технического результата.
Пример 1. Снижение удельного расхода топлива и количества вредных примесей в выхлопных и отходящих газах.
Предписанные и стандартизированные методы измерений позволяют определять расход топлива и количества каждого отдельного компонента отходящих газов. Для Европы обязательным является новый европейский цикл движения— NEDC (New European Driving Cycle). Данный цикл моделирует типичную манеру езды на европейских дорогах. Выбросы вредных веществ и расход топлива автомобилями определяются на беговых барабанах. Пока автомобиль «движется» на барабанах в соответствии с определенными циклами движения (цикл NEDC), откалиброванные измерительные системы определяют концентрацию отдельных компонентов выхлопа. Анализ отходящих газов проводился по методу CVS, который включает в себя следующие измерения: определение концентрации СН, СО и С02 с помощью инфракрасных абсорбционных анализаторов NDIR (Non-Dispersive-lnfra-Red); определение концентрации NOx с помощью устройств, работающих по принципу хемилюминесценции (CLD, Chemo-Lumineszenz-Detektor); расчёт расхода топлива проводился методом «углеродного баланса».
Испытания проводились на бензиновом автомобиле «Скгоёп DS3 Essence» и дизельном «Renault Megane diesel». Полученные в ходе испытаний данные (средние значения по трём пробегам) приведены в таблице 1.
Таблица 1. Данные испытаний эталонного топлива до (1) и после добавления (2) присадки.
Figure imgf000007_0001
эталонное топливо
эталонное топливо + присадка
Пример 2.
Испытания по сжиганию тяжёлого топлива (мазута) с присадкой проводились на котле ДКВр 4-13 ГМ, оборудованном горелкой ГМГ-2, дутьевым вентилятором ВДН- 10-1000 и дымососом ДН-9-1000. Измерение расходов пара проводилось на паропроводе по стандартной диаграмме. Определение расхода воздуха производилось расчетным методом. Коэффициент избытка воздуха и компонентный состав отходящих газов измерялся с помощью газоанализатора Testo 350M/XL. Обработка результатов данных испытаний была произведена в соответствии с методикой теплотехнических расчетов, предложенной М.Б. Равичем [Равич М.Б., Упрощенная методика теплотехнических расчетов, М., изд-во АН СССР, 1966, - 407 с]. Данная методика основана на обобщенных характеристиках. С помощью этих характеристик можно точно производить сравнительные теплотехнические расчеты и подсчитывать потери теплоты с уходящими газами и от химической неполноты сгорания, не прибегая во время испытаний к отбору средней пробы топлива, определению его состава и теплоты сгорания.
Испытания проводились при следующих нагрузках парового котла: 40, 60, 80 и 100%. Вследствие уменьшения избытка воздуха и улучшения горения топлива на всех диапазонах работы котла отмечено увеличение КПД котла. Увеличение КПД составило 5% при номинальной нагрузке и 9,5% на минимальной нагрузке по сравнению со сжиганием стандартного топлива. Соответственно снизился и удельный расход топлива. Каталитическая активность введенной в мазут композиции проявилась в постепенной очистке поверхностей теплообмена от нагарных отложений. К концу проводимых испытаний они практически полностью исчезли. Уменьшение выбросов оксидов азота (NOx) вследствие уменьшения избытка воздуха, подаваемого на горение топлива, составило 8,5%. Снижение выбросов оксида серы при работе котла на топливе с присадкой было более значительным и составило 25%, а после корректировки топливовоздушного соотношения и снижения температуры нагрева мазута составило 67% (см. табл. 2).
Таблица 2. Технико-экономические показатели парового котла.
Мазут +
Наименование Мазут Мазут + присадка показателя присадка после регулировки соотношения топливо-воздух
Паропроизводительность
2,5-3,7 2,3-3,9 3, 1 -3,9 (приведенная), т/ч
Избыток воздуха за котлом 1 ,28-2,08 1 , 1 1 - 1 ,75 1 ,04- 1 ,25
Температура уходящих газов, °С 295-349 298-340 318-336
КПД, % 76,18-82, 18 80,08-85,35 84,01 -86,51
Удельный расход условного 170,0- 181 ,4 166,8- 177,6 164,4- 168,2 топлива, кг/Гкал
Содержание NOx в уходящих 1310- 133 1 1240- 13 10 1225- 1370 газах, мг/м3
Содержание S02 в уходящих 1 17,8- 138,6 89,2-96,4 24, 1 -59,6 газах, мг/м3 Пример 3. Моющий эффект добавки.
Под моющим эффектом понимается способность присадки предотвращать образование отложений в топливных инжекторах (Port Fuel Injection - PFI) и на впускных клапанах (Intake Valve Deposits - IVD), обеспечивая тем самым сохранение первоначальной регулировки двигателя. Отложения во впускной системе приводят к нарушениям в работе двигателя, а любые отклонения от оптимального состава топливной смеси снижают мощность, увеличивают расход топлива и токсичность отработавших газов.
Моющие компоненты для бензинов представляют собой поверхностно-активные вещества (ПАВ), содержащие полярные группы, соединенные с одним или более полимерными углеводородными хвостами. Полярные группы являются функциональными группами моющего компонента и обычно являются аминами, которые адсорбируются на металлические поверхности и/или на образовавшийся нагар. Полимерный углеводородный хвост представляет собой длинноцепочечные молекулы полиизобутилена и обеспечивает хорошую растворяемость в топливе, обеспечивая дисперсию частиц-предшественников образования нагара.
Основой присадок BASF Keropur® являются полиизобутиленамин (для бензинов) и полиизобутеленсукцинимид (для дизтоплив), производимые из высокореакционного полиизобутилена (ПИБ, или PIB) , синтезируемого по запатентованной технологии BASF. Моющие присадки Keropur® (Puradd® в США), синтезированные на базе высокореакционного ПИБ, имеют высокую эффективность. Высокореакционноспособный ПИБ производится на BASF из чистого полиизобутилена по запатентованной технологии и имеет в своем составе более 90% альфа-олефинов.
Наиболее часто встречающиеся моющие компоненты для бензинов основаны на
ΡΙΒ-аминовой активной группе, однако компания «ΑίΙοη Chemicab уже в течение длительного времени использует запатентованную технологию на базе основания «Mannich», разработанную в начале 1970-х годов, когда «Afton Chemicab) впервые начал коммерческое производство моющих компонентов «Mannich» на основе PIB- фенола.
Большинство американских производителей добавляют моющие присадки в автобензины в концентрациях 100-200 мг/кг (ррт). Европейские производители, однако, стремятся практически полностью предотвратить образование отложений на клапане и вводят моющие присадки в концентрациях 300-600 мг/кг (ррт).
Требуемый уровень моющих свойств может быть установлен, например, в соответствии с рекомендациями Всемирной топливной хартии (WWFC).
Согласно правилам ЕРА (Американское агентство по защите окружающей среды), все присадки, вводимые в бензины, должны быть сертифицированы.
Способность присадок предотвращать образование отложений на впускном клапане оценивается на двигателе BMW по методу ASTM D 5500. Испытания проводятся в контрольном топливе установленного состава. Топливо для испытаний получают смешением товарных компонентов в определенных пропорциях. Считается, что 65% американского бензина по своему качеству соответствует этим показателям.
Испытания проводятся на автомобиле в течение двух недель. На базовом топливе без моющих присадок минимальное количество отложений на впускном клапане после 10 тыс. миль пробега должно составлять не менее 290 мг/клапан. После испытания базового топлива тестируется топливо с моющей присадкой. Введение моющей присадки должно обеспечивать снижение образования отложений до уровня не более 100 мг/клапан.
При испытаниях также оценивается влияние присадки на склонность топлива к образованию нагара в камере сгорания (Combustion Chamber Deposits, CCD). Параметр CCD позволяет контролировать побочное действие моющих присадок.
Некоторые присадки, обладая хорошими моющими свойствами, могут способствовать увеличению нагара в камере сгорания двигателя, и слишком высокая концентрация присадки способна приводить к повышенному нагарообразованию.
Количество нагара в камере сгорания на бензине с присадкой не должно превьппать 1300 мг/цилиндр или 140% по отношению к базовому топливу.
Проведённые по методу ASTM D 5500 сравнительные испытания предлагаемой к правовой охране композиции и прототипа дали результаты, представленные в таблице 3. Таблица 3. Сравнительные испытания топлив по методу ASTM D 5500.
Figure imgf000011_0001
Таким образом, предлагаемая композиция обладает выраженным моющим эффектом, а также снижает образование нагара в камере сгорания.
Пример 4. Диспергирующие свойства добавки в составе тяжёлых дистиллятных и остаточных топлив.
Из практики известно, что остаточные топлива являются нестабильными веществами, поскольку входящие в них смолистые вещества (твердые асфальтены, карбены и карбоиды) имеют плотность от 1070 до 1300 кг/м3, что превышает плотность жидкостной части остаточных топлив. Под действием естественной гравитации указанные твердые вещества при хранении в резервуарах и применении в технике выделяются в виде осадков на днищах резервуаров, в топливных фильтрах, трубопроводах, подогревателях, форсунках двигателей, нарушая процесс горения топлива и требуя периодических очисток их от осадков. Особую актуальность нестабильность остаточных топлив приобретает в настоящее время, поскольку по мере происходящего углубления переработки нефти в них все больше вовлекаются продукты вторичной переработки нефти - остатки процессов висбрекинга и термокрекинга прямогонных продуктов - мазута и гудрона. Эти продукты характеризуются (в отличие от прямогонных мазута и гудрона) повышенной агрегативной неустойчивостью асфальтенов, приводящей к ускоренному их осаждению. Остаточные топлива, содержащие в своем составе остаточные продукты крекинга, из-за их повышенной физической нестабильности не подлежат длительному хранению. Наиболее действенным методом борьбы с осадкообразованием в топливах, содержащих остаточные продукты переработки нефти, является введение в них присадок, обладающих диспергирующими свойствами. Как показала практика, эффективной присадкой для этой цели является отечественная присадка ВНИИ НП- 102, не только предотвращающая образование осадков в остаточных топливах, но и обеспечивающая вымывание уже имеющихся осадков из топливных систем. Присадка ВНИИ НП-102 предусмотрена ГОСТ 10585-75 как добавка (в концентрации не менее 0,2% масс.) к флотским мазутам Ф5 и Ф12. Ее современным (улучшенным) аналогом является присадка ВНИИ НП-200 (рабочая концентрация от 0,05 до 0,2% масс).
Предлагаемая композиция, будучи введённой в мазут в концентрации 0,005—
0,006 масс. %, обладает выраженными диспергирующими свойствами, проявляющимися в предотвращении осадкообразования, эмульгировании воды, отмывании образовавшихся осадков.
Для оценки эффективности предлагаемой композиции и сравнения её с существующим аналогом был использован способ по патенту РФ 3422462708 «Способ определения эффективности диспергирующих присадок к остаточным топливам». В результате проведённых измерений эффективность присадки ВНИИ НП-200 (0,2% масс.) составила 145%, а эффективность предлагаемой в настоящем изобретении композиции (0,005% масс.) составила 512%.
Выраженные диспергирующие свойства композиции были продемонстрированы во время проведения испытаний на металлургическом заводе, где в качестве топлива для мартеновских и методических нагревательных печей применяется мазут. Используемый мазут по паспорту и по результатам входного контроля содержал 1 ,2% серы. Для проведения испытаний в расходную ёмкость объёмом 200 м была добавлена присадка в количестве 10 литров. Ёмкость была оставлена с подогревом на 12 часов. Перед началом испытаний была отобрана проба мазута, которая при лабораторном анализе показала содержание серы 1,5%. Это можно объяснить только тем, что дополнительные 600 кг серы содержались в донном осадке (в тяжёлых фракциях концентрация серы выше), который был диспергирован введённой присадкой.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Добавка к топливу, содержащая алифатические спирты, воду и карбамид, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ацетанилид при следующем содержании компонентов, мас.%:
алифатические спирты С2-С4 75,0 - 95,0
вода 4,0 - 20,0
карбамид 0,1 - 5,0
ацетанилид 0, 1 - 5,0.
2. Добавка к топливу по п.1, предназначенная для введения непосредственно в топливо в количестве 0,005 - 0,006 % от массы топлива.
PCT/RU2016/000117 2015-04-21 2016-03-03 Многофункциональная универсальная добавка к топливу WO2016171583A1 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680035943.5A CN107810256A (zh) 2015-04-21 2016-03-03 多功能通用燃料添加剂
US15/568,079 US20180134976A1 (en) 2015-04-21 2016-03-03 Multi-Function Universal Fuel Additive
EP16724745.1A EP3287508B1 (en) 2015-04-21 2016-03-03 Multi-function universal fuel additive
IL255159A IL255159B (en) 2015-04-21 2017-10-19 Fuel additive

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015114918 2015-04-21
RU2015114918/04A RU2577857C1 (ru) 2015-04-21 2015-04-21 Многофункциональная универсальная добавка к топливу

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016171583A1 true WO2016171583A1 (ru) 2016-10-27

Family

ID=55648041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000117 WO2016171583A1 (ru) 2015-04-21 2016-03-03 Многофункциональная универсальная добавка к топливу

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20180134976A1 (ru)
EP (1) EP3287508B1 (ru)
CN (1) CN107810256A (ru)
AR (1) AR104334A1 (ru)
HK (1) HK1252371A1 (ru)
IL (1) IL255159B (ru)
RU (1) RU2577857C1 (ru)
WO (1) WO2016171583A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1789302A (en) * 1929-08-23 1931-01-20 Du Pont Gum inhibitor for hydrocarbons
RU2034905C1 (ru) 1993-04-09 1995-05-10 Коллективное малое научно-производственное внедренческое предприятие "Адиоз" Универсальная присадка к топливам двигателей внутреннего сгорания
US6017368A (en) * 1998-06-22 2000-01-25 Steinmann; Henry W Microemulsion fuel compositions for the internal combustion engine and for oil furnaces
RU2462708C1 (ru) 2011-10-24 2012-09-27 Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" Способ определения эффективности диспергирующих присадок к остаточным топливам
RU2486229C1 (ru) 2012-02-27 2013-06-27 Юрий Тимофеевич Цапенко Присадка к топливу и содержащее ее топливо

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1941689A (en) * 1931-07-20 1934-01-02 Selden Co Motor fuel
US6353143B1 (en) * 1998-11-13 2002-03-05 Pennzoil-Quaker State Company Fuel composition for gasoline powered vehicle and method
RU2246527C1 (ru) * 2003-12-22 2005-02-20 Бакланов Анатолий Васильевич Многофункциональная антидетонационная добавка к моторному топливу
UA88878C2 (ru) * 2006-03-02 2009-12-10 Александр Адольфович Озерянский Универсальная присадка к смазочным и топливным материалам, топливо для двигателя внутреннего сгорания, для дизельного двигателя /варианты/ и топочное топливо
RU2471858C2 (ru) * 2010-12-27 2013-01-10 Игорь Анатольевич Ревенко Способ увеличения скорости и полноты окисления топлива в системах сжигания

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1789302A (en) * 1929-08-23 1931-01-20 Du Pont Gum inhibitor for hydrocarbons
RU2034905C1 (ru) 1993-04-09 1995-05-10 Коллективное малое научно-производственное внедренческое предприятие "Адиоз" Универсальная присадка к топливам двигателей внутреннего сгорания
US6017368A (en) * 1998-06-22 2000-01-25 Steinmann; Henry W Microemulsion fuel compositions for the internal combustion engine and for oil furnaces
RU2462708C1 (ru) 2011-10-24 2012-09-27 Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" Способ определения эффективности диспергирующих присадок к остаточным топливам
RU2486229C1 (ru) 2012-02-27 2013-06-27 Юрий Тимофеевич Цапенко Присадка к топливу и содержащее ее топливо

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 199602, Derwent World Patents Index; AN 1996-018923 *
RAVICH M.B.: "Simplified Methodology of Heat Engineering Calculations", 1966, PUBL. HOUSE OF THE USSR ACADEMY OF SCIENCES, pages: 407

Also Published As

Publication number Publication date
AR104334A1 (es) 2017-07-12
EP3287508B1 (en) 2019-05-15
HK1252371A1 (zh) 2019-05-24
IL255159B (en) 2020-11-30
US20180134976A1 (en) 2018-05-17
RU2577857C1 (ru) 2016-03-20
CN107810256A (zh) 2018-03-16
IL255159A0 (en) 2017-12-31
EP3287508A1 (en) 2018-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5141524A (en) Catalytic clean combustion promoter compositions for liquid fuels used in internal combustion engines
Fatouraie et al. Investigation of the impact of fuel properties on particulate number emission of a modern gasoline direct injection engine
JPH01152193A (ja) 添加剤組成物
WO1998017745A1 (en) Fuel composition
JP2012532241A (ja) 可燃性混合ブタノール燃料
CN102234549A (zh) 一种汽油组合物及其制备方法
ITRM20080355A1 (it) Procedimento di preparazione componenti alto ottanici per produzione di benzine-carburanti privi di piombo o composti organo-metallici, rispondenti alle specifiche eu228 e successive revisioni.
KR20070122233A (ko) 붕소의 비-산성 무기 화합물로 구성된, 탄화수소 연료용첨가제 및 관련 방법
US20110232165A1 (en) Fuel or fuel additive composition and method for its manufacture and use
JP5137283B2 (ja) ディーゼル油の燃焼によって生じる排気中の煤塵を低減するための添加剤及びそれを含有する燃料組成物
JP7357953B2 (ja) 添加物配合物、及びその使用方法
BRPI0709261A2 (pt) concentrado de aditivo de combustìvel, aditivo de combustìvel, processo de tratamento de combustìvel, composição de combustìvel, e, métodos para melhorar a operação de um motor de combustão interna de ignição artificial acionado por gasolina, de um motor de combustão acionado por diesel, de uma caldeira acionada por carvão ou instalação de energia, de um motor a jato e de uma caldeira
US20070256355A1 (en) Fuel Additives
RU2577857C1 (ru) Многофункциональная универсальная добавка к топливу
CN1297636C (zh) 燃料添加剂
RU2305127C1 (ru) Многофункциональная добавка к углеводородным топливам
Karavalakis et al. Effect of biodiesel origin on the regulated and PAH emissions from a modern passenger car
Biernat Criteria for the Quality Assessment of Engine Fuels in Storage and Operating Conditions
JP7249244B2 (ja) 内燃機用燃料油組成物
EP1310546B1 (en) Additive to improve combustion in internal combustion engines and boilers
ITMI20092049A1 (it) Composizione ad alto numero di ottano per impieghi come carburante per motori a combustione interna e ad accensione comandata
Sheet Relative change in SI engine’s emission and performance parameters using new locally made octane enhancer
RU2430145C1 (ru) Стабилизирующая добавка к топливам, способ ее получения и композиция, ее содержащая
RU2009177C1 (ru) Композиция углеводородного топлива
PL209478B1 (pl) Modyfikator spalania paliw płynnych i gazowych takich jak paliwa żeglugowe, olej napędowy, benzyna, olej lekki i ciężki, mazut i innych węglowodorów, sposób modyfikowania procesu spalania paliw i zastosowanie modyfikatora spalania paliw

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16724745

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 255159

Country of ref document: IL

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15568079

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE