присадка для повышения цетанового числа дизельного топлива и способ ее получения

Классы МПК:C10L1/22 содержащие азот 
C10L10/12 для улучшения цетанового числа
C10K1/00 Очистка горючих газов, содержащих оксид углерода
C07C203/04 с нитратными группами, связанными с ациклическими атомами углерода
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-04-05
публикация патента:

Изобретение относится к присадке для повышения цетанового числа дизельного топлива на основе алкилнитрата, характеризующейся тем, что присадка представляет собой алкилнитритсодержащий продукт нитрования фракции НК-195°С, выделенной из кубового остатка производства бутиловых спиртов и содержащей изопентанол от 0 до 5,0 мас.%, изогептанолы от 5,0 до 10,0 мас.%, диметилциклогексанолы от 5,0 до 10,0 мас.%, изооктанолы от 10,0 до 40,0 мас.%, полибутоксибутаны от 0 до 15,0 мас.%, дибутоксибутаны остальное. Изобретение относится также к способу получения присадки для повышения цетанового числа дизельного топлива путем нитрования фракции НК-195°С, выделенной из кубового остатка производства бутиловых спиртов, смесью азотной и серной кислот в интервале температур 0-8°С в течение 1,0-1,5 часов. Использование фракции НК-195°С позволяет расширить ресурсы сырья для производства цетанповышающей присадки, исключает необходимость выделения фракции НК-166°С, снижает затраты на получение присадки. Применение присадки позволяет повысить цетановое число дизельного топлива на 6-9 ед. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Формула изобретения

1. Присадка для повышения цетанового числа дизельного топлива на основе алкилнитрата, отличающаяся тем, что присадка представляет собой алкилнитратсодержащий продукт нитрования фракции НК-195°С, выделенной из кубового остатка производства бутиловых спиртов следующего компонентного состава, мас.%:

изопентанолот 0 до 5,0
изогептанолы от 5,0 до 10,0
диметилциклогексанолы от 5,0 до 10,0
изооктанолыот 10,0 до 40,0
полибутоксибутаныот 0 до 15,0
дибутоксибутаны остальное

2. Способ получения присадки для повышения цетанового числа дизельного топлива путем нитрования фракции, выделенной из кубового остатка производства бутиловых спиртов, отличающийся тем, что в качестве сырья для получения присадки используют фракцию НК-195°С состава по п.1.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что процесс нитрования осуществляют при температуре от 0 до 8°С в течение 1,0-1,5 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, а именно к составу и способу получения присадок, повышающих цетановое число дизельного топлива.

Известны способы получения циклогексилнитрата с использованием обводненных нитрующих смесей кислот при температуре не выше 0-5°C. Процесс нитрования проводят в среде растворителей - хлористого метилена, гексана, присутствие которых облегчает теплоотвод из реакционной смеси (Питеркин Р.Н., Чесалов A.M. Нитрование циклогексанола в среде растворителей. / Химическая промышленность, № 9, 2000 г., с.483-486).

Недостатками данных способов являются использование растворителей, дефицитного дорогостоящего сырья циклогексанола, что приводит к повышению стоимости присадки.

Также известен способ получения цетаноповышающей присадки - 2-этилгексилнитрата путем нитрования 2-этилгексанола с содержанием основного вещества не менее 99,0 мас.% нитрующей смесью азотной и серной кислот при добавлении карбамида, с отделением отработанных кислот от целевого продукта - 2-этилгексилнитрата и последующей его промывкой последовательно дважды 10 мас.% водным раствором сульфата натрия и затем однократно 10 мас.% раствором смеси сульфата и карбоната натрия, взятых в соотношении 1:1, используя каждый раз на 2 части 2-этилгексилнитрата 1 часть раствора солей (патент США № 5162568, С07С 203/04, 1992 г.).

Недостатками данного изобретения являются:

- использование дорогостоящего и дефицитного сырья - 2-этилгексанола для получения цетаноповышающей присадки;

- требуется большой расход реагентов для промывки 2-этилгексилнитрата;

- низкая устойчивость и стабильность процесса нитрования, что обусловлено подачей нитруемого вещества - 2-этилгексанола в нитрующую смесь.

Названные недостатки усложняют технологический процесс, снижают эффективность производства, повышают стоимость присадки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения цетаноповышающей присадки, в котором в качестве сырья используется фракция, выкипающая при температуре 166-190°C, выделенная из кубового остатка производства бутиловых спиртов, получаемых методом оксосинтеза. Процесс нитрования фракции с пределами выкипания 166-190°C, содержащей в качестве основного компонента для нитрования 2-этилгексанол, проводят с помощью смеси азотной и серной кислот при температуре 8-18°C в течение 1,5-2,5 часов. Полученные при нитровании продукты отделяют от отработанных в процессе нитрации кислот. Выделенный органический слой (целевой продукт) промывают дважды 10 мас.% раствором солей, полученных нейтрализацией отработанных кислот и однократно этим же раствором с добавлением 10 мас.% раствора гидроксида натрия, 3 мас. части раствора солей добавляют на 10 мас. частей целевого продукта (патент РФ № 2235118 C10L 1/22, С07С 203/04, 2002 г.).

Недостатками данного способа являются:

1) в качестве сырья используют ограниченную пределами выкипания фракцию кубового остатка бутиловых спиртов, что существенно снижает ресурсы сырья для синтеза присадок и требует дополнительного технологического оснащения для разделения сырья, что приводит к увеличению себестоимости присадки;

2) нерациональное использование выделенной при фракционировании кубового остатка бутиловых спиртов фракции НК-166°C;

3) проведение процесса при более длительном времени в течение 1,5-2,5 часов уменьшает производительность установки.

Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в расширении сырьевой базы, упрощении технологии получения цетаноповышающей присадки, снижении расхода реагентов для производства присадки, повышении экономичности от ее применения в дизельном топливе, а также квалифицированное использование кубового остатка производства бутиловых спиртов и отработанных в процессе нитрования кислот.

Поставленная задача достигается тем, что присадка для повышения цетанового числа дизельного топлива на основе алкилнитрата представляет собой алкилнитратсодержащий продукт нитрования фракции НК-195°C, выделенной из кубового остатка производства бутиловых спиртов. В качестве сырья для получения присадки используют фракцию НК-195°C следующего компонентного состава, мас.%:

изопентанолот 0 до 5,0
изогептанолы от 5,0 до 10,0
диметилциклогексанолы от 5,0 до 10,0
изооктанолыот 10,0 до 40,0
полибутоксибутаныот 0 до 15,0
дибутоксибутаны остальное

Поставленная задача в части способа получения присадки для повышения цетанового числа дизельного топлива путем нитрования фракции, выделенной из кубового остатка производства бутиловых спиртов, решается тем, что производят нитрование фракции НК-195°C при температуре от 0 до 8°C в течение 1,0-1,5 часов.

Способ получения присадки для повышения цетанового числа дизельного топлива заключается в следующем: в охлажденный реактор загружают карбамид, предотвращающий окислительные процессы, далее при постоянном охлаждении и перемешивании дозируют (4-5 мл/мин) предварительно приготовленную нитрующую смесь серной и азотной кислот, далее добавляют со скоростью 4-5 мл/мин фракцию НК-195°C, тщательно контролируя при этом температуру, которая поддерживается в реакторе от 0 до 8°C. По окончании загрузки нитрующей смеси и фракции НК-195°C в реактор реакционную массу выдерживают при температуре от 0 до 8°C в течение 1,0-1,5 часов. Далее полученную реакционную смесь подвергают расслоению, где отработанные кислоты отделяют от органического слоя продукта нитрования. После отделения органический слой дважды промывают 10 мас.% раствором солей (сульфата и нитрата натрия), полученных при нейтрализации отработанных в процессе нитрования кислот (кислотность среды нейтральная); и проводят однократную промывку этим же раствором с добавлением 10 мас.% водного раствора гидроксида натрия (кислотность среды щелочная). При промывке на 10 мас. частей продукта нитрования используют 3 мас. части 10 мас.% раствора солей.

Отличительной особенностью изобретения является:

- использование в качестве сырья для получения присадки фракции, выкипающей в пределах НК-195°C, выделенной из кубового остатка производства бутиловых спиртов;

- использование в качестве сырья для получения присадки фракции НК-195°C следующего компонентного состава, мас.%:

изопентанолот 0 до 5,0
изогептанолы от 5,0 до 10,0
диметилциклогексанолы от 5,0 до 10,0
изооктанолыот 10,0 до 40,0
полибутоксибутаныот 0 до 15,0
дибутоксибутаны остальное

- упрощение технологической схемы получения присадки для повышения цетанового числа за счет исключения необходимости выделения фракции НК-166°C;

- процесс нитрования проводится при более низких температурах (в интервале температур от 0 до 8°C) и меньшей продолжительностью процесса нитрования;

- снижена концентрация азотной кислоты в нитрующей смеси на 10 мас.%, что уменьшает коррозию аппаратуры.

Решение поставленной задачи позволяет увеличить эффективность применения присадки и расширить сырьевую базу для ее производства.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1. В реактор, снабженный мешалкой и охлаждающей баней, в интервале температур от 0 до 8°C загружают 1,6 г карбамида, далее при постоянном охлаждении и перемешивании дозируют со скоростью 4-5 мл/мин нитрующую смесь, полученную при смешении 15,0 мл азотной кислоты концентрации 58,8 мас.% и 20,0 мл серной кислоты концентрации 93,3 мас.%. В качестве сырья для нитрования используют фракцию НК-195°C, подаваемую в реактор со скоростью 4-5 мл/мин, в количестве 26,0 мл. После введения всего количества реакционную смесь при непрерывном перемешивании выдерживают в интервале температур от 0 до 8°C в течение 1,0-1,5 часов. По окончании процесса нитрования и расслоения реакционной смеси отработанные кислоты отделяют от органического слоя продукта нитрования.

Для обработки органического слоя используют 10 мас.% раствор смеси солей сульфата натрия и нитрата натрия, полученный нейтрализацией отработанных в процессе нитрования кислот гидроксидом натрия (кислотность среды нейтральная), в количестве по 10 см3 для двукратной обработки и третий раз в количестве 10 см3 раствора солей с добавлением 4 см3 10 мас.% раствора гидроксида натрия (кислотность среды щелочная). Каждую обработку проводят при перемешивании в течение 15 минут.

Пример 2. (Прототип) Данные по цетановым числам взяты из таблицы прототипа.

Полученные присадки добавлены в дизельное топливо и определены цетановые характеристики дизельного топлива. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1
Присадка, полученная по примеру Количество присадки, добавленной в дизельное топливо, мас.% Цетановое число дизельного топлива, цетановых единицИзменение цетанового числа дизельного топлива
исходногопосле добавления присадки
1 0,246,0 52,26,2
0,555,09,0
2 0,248,052,0 4,0
0,5 52,059,0 7,0

Из таблицы 1 следует, что при добавлении 0,2-0,5 мас.% присадки, полученной по заявляемому изобретению, в дизельное топливо повышается цетановое число на 6-9 ед. Использование фракции НК-195°C позволяет расширить ресурсы сырья для производства цетаноповышающей присадки, исключает необходимость выделения фракции НК-166°C, снижает затраты на получение присадки.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2525552

patent-2525552.pdf

Класс C10L1/22 содержащие азот 

противоизносная присадка для малосернистого дизельного топлива -  патент 2529678 (27.09.2014)
композиция жидкого топлива -  патент 2526620 (27.08.2014)
способы получения и применения топливных композиций -  патент 2525239 (10.08.2014)
топливная композиция с улучшенными низкотемпературными свойствами -  патент 2515238 (10.05.2014)
жидкие топливные композиции -  патент 2512083 (10.04.2014)
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная композиция, ее содержащая -  патент 2510415 (27.03.2014)
котельное топливо -  патент 2500792 (10.12.2013)
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и содержащая ее топливная композиция -  патент 2494139 (27.09.2013)
очищающая присадка к топливу и топливо для двигателей внутреннего сгорания -  патент 2491326 (27.08.2013)
топливная композиция -  патент 2489477 (10.08.2013)

Класс C10L10/12 для улучшения цетанового числа

Класс C10K1/00 Очистка горючих газов, содержащих оксид углерода

модифицированный процесс с использованием газовой и паровой турбины с интегрированной газификацией угля под давлением -  патент 2528998 (20.09.2014)
способ получения богатой водородом газовой смеси -  патент 2515967 (20.05.2014)
системы и способы для переработки водорода и моноксида углерода -  патент 2507240 (20.02.2014)
способ удаления серо-, азот- и галогенсодержащих примесей, присутствующих в синтез-газе -  патент 2497575 (10.11.2013)
удаление жидкого шлака и щелочей из синтез-газа -  патент 2490314 (20.08.2013)
способ нанесения покрытия -  патент 2478691 (10.04.2013)
способ извлечения ароматических углеводородов из коксового газа абсорбцией -  патент 2476584 (27.02.2013)
способ и оборудование для обработки газа, получаемого газификацией твердого топлива под давлением -  патент 2475515 (20.02.2013)
способ удаления цианистого водорода и аммиака из синтез-газа -  патент 2475446 (20.02.2013)
способ очистки сырого газа после газификации твердого топлива -  патент 2466179 (10.11.2012)

Класс C07C203/04 с нитратными группами, связанными с ациклическими атомами углерода

способ получения 1,1,2,2-тетракис-(нитроксиметил)-1,2-динитроэтана -  патент 2520964 (27.06.2014)
способ получения нитроэфиров одноатомных спиртов -  патент 2485092 (20.06.2013)
способ получения 2-этилгексилнитрата (варианты) -  патент 2472771 (20.01.2013)
способ получения кристаллов тэна игольчатой формы -  патент 2463393 (10.10.2012)
способ получения сложных эфиров азотной кислоты одноатомных спиртов -  патент 2351583 (10.04.2009)
способ получения нитроизобутилглицеринтринитрата -  патент 2316538 (10.02.2008)
способ получения нитрооксипроизводных напроксена -  патент 2315035 (20.01.2008)
средство для лечения желудочно-кишечных опухолей -  патент 2269510 (10.02.2006)
способ получения 2-этилгексилнитрата непрерывным методом -  патент 2259348 (27.08.2005)
способ получения фармацевтической композиции, обладающей противовоспалительной и анальгезирующей активностью, включающей аморфные нитроэфиры -  патент 2248963 (27.03.2005)
Наверх