Багатофункціональна добавка до автомобільного бензину
Власники патенту UA 2374304:
Винахід відноситься до галузі нафтопереробки та нафтохімії, безпосередньо до складу багатофункціональної добавки до автомобільного бензину на основі монометиланіліну. Багатофункціональна добавка до автомобільного бензину включає ароматичний амін, присадку, що є сумішшю амінів, поліефіру та інгібітора корозії. Добавка відрізняється тим, що додатково містить стабілізатор кольору, що являє собою поліетиленполіаміни загальної формули H2N-(CH2-CH2-NH-)nH, де n=1-5, або гідразингідрат, а також розчинник при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:
Розчинник обраний з групи: 2-етилгексанол, толуол, ксилол та ін. 1 з.п. ф-ли, 2 табл.
Винахід відноситься до галузі нафтопереробки та нафтохімії, безпосередньо до складу багатофункціональної добавки до автомобільного бензину на основі монометиланіліну.
Відомо використання у складах автомобільних бензинів антидетонаційних присадок на основі монометиланіліну, який здобув широку популярність як октаноповышающей добавки (А.М.Данілов. Застосування присадок у паливах. Довідкове видання. М., Мир, 2005, с.20-30).
Відомі добавки до автомобільних бензинів на основі монометиланіліну, до складу яких входять оксигенати та металоорганічні присадки.
Наприклад, у пат. РФ №2276683,2006 р., заявлена добавка до бензину, що містить 15-30 мас.% монометиланіліну, 0,5-5 мас.% оцтового альдегіду, 0,001-1,0 мас.% металоорганічної сполуки, 1,0-1,5 мас.% вуглеводневої фракції та до 100 мас.% етилового спирту. В якості металоорганічної сполуки використовують дициклопентадієнілзаліза, ферроцену та/або альфагідроксіізопропілфероцен, циклопентадієнілтрикарбонілмарганцю та інші. Додаток додатково може містити антиокислювач у кількості 1,0-1,5 мас.% та/або до 6 мас.% миючої присадки.
Недоліком зазначеної добавки до автомобільного бензину є наявність в ній етилового спирту (зазвичай обводненого), який при додаванні до автомобільного бензину може призвести до фазової нестабільності, тобто розшарування при низьких температурах. Додавання спирту призводить також до підвищення корозійної агресивності бензоспиртових сумішей по відношенню до металів. До недоліків також можна віднести наявність у добавці металоорганічних сполук на основі заліза та марганцю, які при згорянні палива утворюють тверді оксиди заліза та марганцю, що може призвести до підвищеного зношування деталей двигуна та негативно позначиться на роботі свічок запалювання.
Аналогічні недоліки мають добавки до автомобільних бензинів, заявлені в пат. Україна №2129141, 1999 р. та в пат. Україна №2161639, 2001 р., в яких поряд з монометиланіліном також міститься етиловий спирт та металоорганічні сполуки на основі заліза та марганцю.
Відомі також октанопідвищуючі добавки, до складу яких входить монометиланілін та оксигенати та не входять металоорганічні сполуки.
Наприклад, відома добавка до автомобільних бензинів, яка містить 5,0-30 мас.% монометиланіліну, 0,5-10,0 мас.% третинного бутилового спирту, 0,5-30 мас.%метилового спирту, 10,0-45,0 мас.% метилтретбутилового ефіру, 0,3-0,7 мас.% оцтового альдегіду, 0,5-1,5 мас.% вуглеводневої фракції, що википає в інтервалі температур 60-200° С та до 100% етилового спирту (Пат. Україна №2276682, 2006 р.).
Недоліком добавки, описаної в даному патенті, є присутність у ній великої кількості компонентів, що ускладнює процес її приготування, а також, як було зазначено вище, наявність у складі етилового спирту добавки.
Найбільш близькою до заявляється є добавка до автомобільних бензинів, що містить 10-35 мас.% ароматичного аміну, 0,1-1,5 мас.% присадки, що являє собою суміш амінів, поліефіру та інгібітора корозії та спеціальних мінеральних масел (Керопур 3430 Н) , 0,1-0,5 мас.% органічного похідного марганцю та до 100 мас.% оксигенату. Оксигенат вибирають із групи: метиловий спирт, етиловий спирт, метилтретбутиловий ефір (МТБЕ) або їх суміш (Пат. Україна №2260034, 2005 р.).
Недоліками добавки, описаної в прототипі, є наявність у складі похідного органічного марганцю, що призводить до підвищеного зносу деталей двигуна, зниження надійності роботи свічок запалювання. Крім того, відсутнє вітчизняне виробництво цього дорогого продукту. Це обмежує можливість застосування добавки.
Використання пропонованих октанопідвищуючих компонентів на базі кисневмісних сполук обмежено з ряду причин: висока токсичність метанолу та МТБЕ, фазова нестабільність та корозійна дія етанолу.
Слід зазначити, що всі добавки, що містять у своєму складі монометиланілін та описані в наведених вище патентах, мають один загальний суттєвий недолік: схильність до зміни забарвлення продукту від світло-жовтого до темно-коричневого кольору (колір по АСТМ Д 1500від 0,5 до 8) при зберіганні, що негативно впливає на експлуатаційні властивості добавки.
Завданням винаходу є розробка беззольної добавки до автомобільного бензину на основі ароматичного аміну, що володіє стабільністю кольору при зберіганні і високими антидетонаційними, миючими та антикорозійними властивостями.
Для вирішення поставленої задачі пропонується багатофункціональна добавка до автомобільного бензину, що включає ароматичний амін, присадку, що є сумішшю амінів, поліефіру та інгібітора корозії, яка відрізняється тим, що додатково містить стабілізатор кольору, що являє собою поліетиленполіаміни загальної формули H2N-(CH2-CH2-NH -)nH, де n=1-5, або гідразингідрат, а також розчинник при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:
| Присадка, що є сумішшю амінів, | |
| поліефіру та інгібітора корозії | 0,5-3,5 |
| поліетиленполіаміни загальної формули | |
| H2N-(CH2-CH2-NH-)nH, де n=1-5, | |
| або гідразингідрат | 0,01-0,2 |
| Розчинник | 20,0-35,0 |
| Ароматичний амін | до 100 |
Причому розчинник обраний із групи: 2-етилгексанол, толуол, ксилол та ін.
Зазначена відмінність дозволяє забезпечити добавці поряд з антидетанаційними, миючими та антикорозійними властивостями досить високу стабільність кольору при тривалому зберіганні (не менше 1 року) та гомогенність розчину добавки.
Поєднання у складі добавки перерахованих інгредієнтів у заявленому співвідношенні є новим.
Використання запропонованої добавки дозволить покращити якість та розширити асортимент високооктанових автомобільних бензинів, що відповідають сучасним вимогам.
Використовувані вДобавки складові компоненти є продуктами промислового виробництва.
Як ароматичний амін у добавці використовують монометиланілін технічний за ТУ 2471-248-05800142-2005 або добавку на його основі, наприклад АДА-СУПЕР за СТО 11605031-011-2007.
В якості розчинника використовують 2-етилгексанол за ГОСТ 26624-85, або нафтовий толуол за ГОСТ 14710-78, або ксилол нафтової марки А за ГОСТ 9410-78 та ін.
Як стабілізатор кольору використовують поліетиленполіаміни загальної формули H2N-(CH2-CH2-NH-)nH, де n=1-5, мовляв. маса = 60-230, щільність d=0,95-1,05 г/см 3 за ТУ2413-357-00203447-99 або гідразингідрат за ГОСТ 19505-88.
В якості присадки, що являє собою суміш амінів, поліефіру та інгібітору корозії, використовують Керопур 3458 Н, що являє собою суміш поліізобутиленмоноаміну, поліефіру та інгібітора корозії і випускається фірмою БАСФ.
Це прозора жовта в'язка рідина, що має такі характеристики:
щільність при 15°З близько 0,88 г/см 3 ;
в'язкість при 20°З близько 70 мм 2 /с;
температура спалаху, понад 55 ° С;
Дає прозорий розчин в органічних розчинниках, що практично нерозчинна у воді.
Пропоновану добавку готують безвідходною технологією з використанням стандартного обладнання шляхом змішування компонентів до отримання однорідного розчину.
Для ілюстрації технічного рішення, що заявляється, було приготовлено 3 зразки пропонованої добавки, склад яких наведено в таблиці 1.
Функціональні та експлуатаційні властивості приготовлених зразків наведено у таблиці 2.
Детонаційна стійкість оцінювалася моторним методом по АСТМ Д 2700-95 (ГОСТ 511-82) на установці УІТ-85 за приростом октанового числа еталонної суміші «70» ізооктану тан-гептану, взятих у співвідношенні 70:30 відповідно при концентрації добавки 1 мас.%. Чим більший приріст октанового числа, тим вищі антидетонаційні властивості добавки. Для випробуваних зразків приріст становить від 2,5 до 3,2, порівняно з еталонною сумішшю, на яку цей показник 0.
Антикорозійна ефективність добавки визначалася за методом АСТМ Д 66 5 в еталонному паливі ІТ (суміш 80% ізооктану та 20% толуолу за обсягом) у присутності дистильованої води при концентрації добавки С=1,8 мас.% при температурі 38°С протягом 4- х годин. Відповідно до рекомендацій зазначеного методу для визначення ступеня корозії поверхні стрижня після випробування прийнято візуальні критерії оцінки, за якими максимальний ступінь корозії (понад 5% поверхні стрижня покриті продуктами корозії) оцінюється в 3 бали (цей показник отриманий для еталонного палива ІТ); поверхня стрижня, вільна від слідів корозії (чистий стрижень), оцінюється 0 балів; для випробуваних зразків цей показник становить від 0 до 2 балів.
Миюча ефективність оцінки схильності автомобільного бензину до утворення відкладень визначалася короткостроковим методом на установці УІТ-85 (ВАТ «ВНДІ НП») за кількістю відкладень, накопичених на пластині за час випробувань. Вихідний товарний бензин АІ-92 при випробуванні давав 64,1 мг відкладень на пластині, тоді як для випробуваного зразка цей показник склав від 2,4 до 29,0 мг.
Оцінка кольору добавки після 1 року зберігання проведена візуально та за методом АСТМ Д 1500. Відповідно до зазначеного методу оцінка кольору проводиться в одиницях АСТМ від 0,5 до 8 (від світло-жовтого до темно-коричневого кольору). Що більше одиниць АСТМ, то темніший колір продукту. З результатів, поданих у таблиці 2, випливає, що після 1року зберігання колір добавки візуально залишився без зміни або злегка потемнів (до жовтого). За методом АСТМ Д 1500 встановлено, що колір відповідає від 15 до 4 одиниць.
Таким чином, з даних, представлених у таблиці 2, видно, що розроблена добавка в заявленому інтервалі та співвідношенні компонентів поряд з високими антидетонаційними, миючими та антикорозійними властивостями має стабільність кольору після 1 року зберігання.
Аналогічні дані отримані при використанні в якості стабілізатора кольору гідразингідрату, як розчинника - толуолу або ксилолу, в якості ароматичного аміну - добавки на основі монометиланіліну - АДА-СУПЕР.
| Таблиця 1 | ||||
| Склад зразків пропонованої добавки | ||||
| № п/п | Найменування компонентів | Зміст компонентів у зразках, мас.% | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| 1 | 2-етилгексанол | 20 | 30 | 35 |
| 2 | Поліетиленполіаміни | 0,2 | 0,1 | 0,01 |
| 3 | Керопур 3458 Н | 3,5 | 2,0 | 0,5 |
| 4 | Монометиланілін | до 100 | до 100 | до 100 |
| Таблиця 2 | ||||
| Функціональні та експлуатаційні властивості зразків пропонованої добавки | ||||
| № п/п | Найменування показників | Значення показників у зразків | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| 1 | Приріст октанового числа еталонної суміші "70" при концентрації добавки С=1 мас.% | 3,2 | 2,7 | 2,5 |
| 2 | Антикорозійна ефективність (ступінь корозії стрижня, бали) при концентрації добавки С=1,8 мас.% | 0 | 1 | 2 |
| 3 | Миюча ефективність, маса відкладень, мг при концентрації добавки С=1,8 мас.% у товарному бензині АІ-92 | 2,4 | 11,0 | 29,0 |
| 4 | Колір добавки візуально | |||
| початковий | світло-жовтий | світло-жовтий | світло-жовтий | |
| після 1 року зберігання | без змін | без змін | жовтий | |
| 5 | Колір по АСТМ Д 1500 | |||
| початковий | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |
| після 1 року зберігання | 1,5 | 2,0 | 4,0 |
1. Багатофункціональна добавка до автомобільного бензину, що включає ароматичний амін і присадку, що являє собою суміш амінів, поліефіру та інгібітора корозії, що відрізняється тим, що додатково містить стабілізатор кольору, що являє собою поліетиленполіаміни загальної формули H2N-(CH2-CH2-NH-)nH, де n=1-5, або гідразин-гідрат, а також розчинник при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:
| Присадка, що є сумішшю амінів, | |
| поліефіру та інгібітора корозії | 0,5-3,5 |
| поліетиленполіаміни загальної формули | |
| H2N-(CH2-CH2-NH-)nH, де n=1-5, або | |
| Гідразин-гідрат | 0,01-0,2 |
| Розчинник | 20,0-35,0 |
| Ароматичний амін | до 100 |
2. Добавка по п.1, яка відрізняється тим, що містить розчинник, вибраний із групи: 2-етилгексанол, толуол, ксилол.