многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная композиция, ее содержащая

Классы МПК:C10L1/18 содержащие кислород 
C10L1/185 простые эфиры; ацетали; кетали; альдегиды; кетоны
C10L1/22 содержащие азот 
C10L1/10 содержащее присадки 
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-10-12
публикация патента:

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии. Изобретение касается многофункциональной добавки к автомобильному бензину, содержащей, % мас.:

Метил-трет-бутиловый эфир 20-40
Моющая присадка, включающая многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
модификатор трения (Хайтек 6437) до 10
Стабилизатор цвета диэтиламин или многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
триэтилентетрамин 0,01-0,2
Антидетонационная добавка многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
на основе ароматических аминов, многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
включающая в качестве основного многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
компонента N-метиланилиностальное

Изобретение также относится к топливной композиции для двигателей внутреннего сгорания.

Технический результат - добавка в заявленном интервале и соотношении компонентов наряду с высокими антидетонационными, моющими и антикоррозионными свойствами обладает стабильностью цвета после 1 года хранения. Автомобильные бензины с использованием предлагаемой добавки отвечают основным требованиям европейских стандартов. 2 н.п. ф-лы, 4 табл.

Формула изобретения

1. Многофункциональная добавка к автомобильному бензину, содержащая, мас.%:

Метил-трет-бутиловый эфир 20-40
Моющая присадка, включающая многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
модификатор трения (Хайтек 6437) до 10
Стабилизатор цвета диэтиламин или многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
триэтилентетрамин 0,01-0,2
Антидетонационная добавка многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
на основе ароматических аминов, многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
включающая в качестве основного многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
компонента N-метиланилиностальное

2. Топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания на основе бензина, содержащая многофункциональную добавку по п.1 в количестве 0,3-3,0 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно к составу многофункциональной добавки к автомобильному бензину и к топливной композиции, содержащей эту добавку.

Известно широкое использование в составах автомобильных бензинов антидетонационных добавок на основе N-метиланилина (N-MA) (А.М.Данилов. Применение присадок в топливах. Справочное издание. М., Мир, 2005, с.20-30).

Известна также добавка к автомобильным бензинам на основе метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ), N-MA, метанола и моющей присадки (Автомаг) при следующем соотношении компонентов, % мас.: 6,5-70 N-MA; 0,5-5 N,N-диметиланилина, 0,5-27 третичного бутилового спирта; 0,5-30 метанола; моющей присадки - не более 6, МТБЭ до 100.

Добавка вводится в автомобильные бензины в концентрации до 20% мас.

(Пат. РФ № 2139914, 1999).

Недостатком указанной добавки является высокое содержание метанола, которое повышает ее токсичность и гигроскопичность, а также снижает стабильность бензинов при хранении. Моющая присадка Автомаг эффективна для устаревших карбюраторных двигателей и практически непригодна для современных двигателей с непосредственным впрыском топлива из-за низкой эффективности по устранению смолистых отложений на впускных клапанах и инжекторах.

Наиболее близкой к заявляемой является добавка к автомобильным бензинам, содержащая, % мас.: 6,5-70 N-MA, 0,2-27 третичного бутилового спирта, не более 6,0 моющей присадки, 0,1-25 эфиров уксусной кислоты и сивушного масла и до 100 МТБЭ. В качестве моющей присадки используют присадку, содержащую продукт конденсации полиамина общей формулы NH2-(CH2)2 -(NH-CH2-CH2)n-NH2 , где n=0-4, с С720 - жирными кислотами. Добавка предназначена для использования в автомобильных бензинах в концентрации до 20% мас.

(Пат. РФ № 2155793, 2000).

Недостатком добавки является наличие моющей присадки с низкой термостабильностью, не обеспечивающей возможность ее применения при эксплуатации инжекторных двигателей внутреннего сгорания.

Существенным недостатком добавки также является склонность к изменению цвета при хранении от светло-желтого до темно-коричневого (цвет по АСТМ Д 1500 от 0,5 до 8,0), а также к повышению количества отложений на впускных клапанах, особенно при использовании добавки в составе бензинов, содержащих продукты крекинга.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка многофункциональной добавки к автомобильным бензинам на основе ароматического амина, обладающей стабильностью цвета при хранении и высокими антидетонационными, моющими и антикоррозионными свойствами, а также топливной композиции включающей эту добавку.

Для решения поставленной задачи предлагается многофункциональная добавка к автомобильному бензину, содержащая % мас.:

Метил-трет-бутиловый эфир 20-40
Моющая присадка, включающая многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
модификатор трения (Хайтек 6437) до 10
Стабилизатор цвета диэтиламин или триэтилентетрамин 0,01-0,2
Антидетонационная добавка на основе многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
ароматических аминов, включающая многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
в качестве основного компонента многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
N-метиланилин остальное

Также предлагается топливная композиция для двигателей внутреннего сгорания на основе бензина, содержащая вышеуказанную многофункциональную добавку в количестве 0,3-3,0% мас.

Отличием заявляемого технического решения является содержание в составе добавки стабилизатора цвета диэтиламина или триэтилентетрамина и моющей присадки, включающей модификатор трения (Хайтек 6437).

Использование в составе добавки моющей присадки, включающей модификатор трения и показавшей высокие антикоррозионные свойства в композициях с ароматическими аминами, позволяет поддержать в чистоте основные элементы двигателей.

Введение в состав добавки диэтиламина или триэтилентетрамина позволяет повысить химическую стабильность, что приводит к стабилизации цвета добавки.

Добавка может использоваться как для корректировки антидетанационных свойств товарных бензинов в системе обращения, восстановления их качества, так и при разработке технологии производства ассортимента высокооктановых автомобильных бензинов, отвечающих требованиям технического регламента.

Используемые в составе добавки компоненты являются продуктами промышленного производства.

В предлагаемом составе добавки предпочтительно использование ароматического амина (N-MA) с минимальной примесью анилина, имеющего более низкую химическую стабильность и требующего применения антиокислителя.

В качестве ароматического амина в многофункциональной добавке используют N-MA технический улучшенный по СТО 00204168-001-2008 с содержанием N-MA 98,0% мас. или антидетонационную добавку на основе ароматических аминов АДА-СУПЕР по СТО 11605031-011-2007 с содержанием N-MA 98,5% мас.

В качестве оксигената используют МТБЭ по ТУ 38.103704-90 с изм. 1-5.

В качестве стабилизатора цвета используют диэтиламин технический по ГОСТ 9875-88 или триэтилентетрамин, выпускаемый фирмой AKZO NOBEL (Швеция).

В качестве моющей присадки, включающей модификатор трения, используют присадку Хайтек 6437, выпускаемую фирмой Afton Chemical (Великобритания).

Присадка Хайтек 6437 представляет маслянистую жидкость с плотностью при 15°С 0,9134 г/см3; температурой вспышки (РМС) 60°С; температурой застывания <-43°С; вязкостью при 40°С 9,44 сСт.

В органических растворителях присадка Хайтек 6437 образует прозрачный раствор и практически нерастворима в воде.

Предлагаемую многофункциональную добавку готовят по безотходной технологии с использованием стандартного оборудования при температуре 15÷35°С путем смешения компонентов до получения однородного раствора.

Для иллюстрации заявляемого технического решения было приготовлено 3 образца предлагаемой добавки, состав которых приведен в табл.1.

Функциональные и эксплуатационные свойства приготовленных образцов приведены в табл.2.

Влияние добавки на детонационную стойкость оценивалось моторным методом по АСТМ Д 2700-95(ГОСТ 511-82) на установке УИТ-85 по приросту октанового числа эталонной смеси «70» изооктана и н-гептана, взятых в соотношении 70:30 (по объему). Чем больше прирост октанового числа, тем выше антидетонационные свойства добавки. Для испытуемых образцов прирост составляет от 2,1 до 3,3 в сравнении с эталонной смесью.

Антикоррозионная эффективность добавки определялась по модифицированному методу АСТМ Д 66 5 в эталонном топливе ИТ (80% изооктана и 20% толуола по объему) в присутствии дистиллированной воды при температуре 38°С в течение 4-х часов. В соответствии с рекомендациями указанного метода для определения степени коррозии поверхности стержня после испытания приняты визуальные критерии оценки, по которым максимальная степень коррозии (более 5% поверхности стержня покрыты продуктами коррозии) оценивается в 3 балла (этот показатель получен для эталонного топлива ИТ); поверхность стержня, свободная от следов коррозии (чистый стержень), оценивается в 0 баллов; для испытуемых образцов этот показатель составляет от 0 до 2-х баллов.

Моющая эффективность по оценке склонности автомобильного бензина к образованию отложений определена испытаниями в стендовых условиях на полноразмерном двигателе ВАЗ 2101 по методу СТО АНН 40488460-001-2004 предлагаемых образцов добавки в бензине типа АИ-95 в сравнении с исходным бензином.

Моющие свойства бензина АИ-95 с предлагаемой добавкой, не содержащей моющей присадки Хайтек 6437, по методу СТО АНН 40488460-001-2004 составляют 98 мг/клапан. При наличии в добавке моющей присадки Хайтек-6437 с модификатором трения моющие свойства бензина АИ-95 значительно улучшаются (табл.2).

Оценка цвета добавки после 1 года хранения проведена визуально и по методу АСТМ Д 1500. В соответствии с указанным методом оценка цвета проводится в единицах АСТМ от 0,5 до 8 (от светло-желтого до темно-коричневого цвета). Чем больше единиц АСТМ, тем темнее цвет продукта. Из результатов, представленных в таблице 2, следует, что после 1 года хранения цвет образцов добавки визуально остался без изменения или слегка потемнел (от светло-желтого до желтого). По методу АСТМ Д 1500 установлено, что цвет соответствует от 1 до 4 единиц.

Таким образом, из данных, представленных в табл.2, видно, что разработанная добавка в заявленном интервале и соотношении компонентов наряду с высокими антидетонационными, моющими и антикоррозионными свойствами обладает стабильностью цвета после 1 года хранения. Наибольшую эффективность по моющим, антидетанационным и антикоррозионным свойствам показал образец № 1. В те топливные композиции, где в основном используются стабильные компоненты и не применяются спирты, можно вводить составы добавки типа 3, в остальные композиции целесообразно вводить образцы добавки типа 1 или 2.

С использованием предлагаемой добавки были приготовлены лабораторные образцы автомобильных бензинов различного компонентного состава типа Регуляр-92, Премиум-95, Супер-98 (табл.3). Образцы отвечали основным требованиям европейских стандартов и национального Технического регламента. При этом использование добавки в технологии приготовления бензина не привело к каким-либо побочным эффектам влияния на физико-химические показатели, регламентируемые стандартом (табл.4).

Таблица 1
Состав образцов предлагаемой добавки
№ п/пНаименование компонентов Содержание компонентов в образцах, % мас.
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 1 23
1 МТБЭ20 3040
2 Диэтиламин0,2 - 0,01
3 Триэтилентетрамин - 0,1-
4 Моющая присадка, включающая модификатор трения (Хайтек 6437) 10,0 5,00
5 N-MAдо 100 до 100 до 100

Таблица 2
Функциональные и эксплуатационные свойства образцов предлагаемой добавки
№ п/п Наименование показателей Значение показателей образцов
12 3
1 Прирост октанового числа эталонной смеси «70» при концентрации добавки С=1% мас.3,3 3,12,1
2 Антикоррозионная эффективность (степень коррозии стержня, баллы) при концентрации добавки С=2,0% мас. в ИТ. 01 2
3 Моющая эффективность, масса отложений, мг при концентрации добавки С=2,0% мас. в товарном бензине АИ-95.2,7 6,0 98
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 Цвет добавки визуальномногофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
4исходный светло-желтый светло-желтыйсветло-желтый
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 после 1 года хранениябез изменения без изменения темно-желтый
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 Цвет по АСТМ Д 1500многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
5исходный 1,01,0 1,0
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 после 1 года хранения1,5 2,0 4,0

Таблица 3
Компонентный состав лабораторных образцов высокооктановых бензинов, полученных с использованием предлагаемой многофункциональной добавки (массовые доли, %)
№ п/пНаименование компонентаРегуляр-92 Премиум-95 Супер-98
1Бензин каталитического риформинга41 68 69
2 Бензин каталитического крекинга39,5 10 4
3 Прямогонная фракция НК-85°С 9 20
4 Газовый бензин9 12 5
5 Алкилат 00,5 6
6 МТБЭ (оксигенат) 05 14
7 Предлагаемая добавка 1,5** 2,5***2,0*
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 Примечание. Содержание ароматических углеводородов, % об. 3341 41,5
* - образец № 3, см. табл.1
** - образец № 1, см. табл.1
*** - образец № 2, см. табл.1

Таблица 4
Физико-химические и антидетонационные показатели лабораторных образцов автомобильных бензинов, полученных с использованием предлагаемой многофункциональной добавки
№ п/пНаименование показателейНорма (ГОСТ Р 51105)Регуляр-92 Премиум-95 Супер-98
12 34 56
1 Детонационная стойкость: октановое число, не менее по исследовательскому методу92,0/95,0/98,0 92,2 95,299,0
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 по моторному методу83,0/85,0/88,0 83,0 85,388,0
2 Концентрация свинца, мг на 1 дм3 бензина, не более 5 отсутствиеотсутствие отсутствие
3 Л-5 Плотность при 15°С, кг/м3 725-780749 765 776
4 Массовая доля серы, %, не более0,0150 0,005 0,0030,002
5 Концентрация смол, промытых растворителем, мг на 100 см3 бензина, не более 51,0 0,81,5
6 Коррозионное воздействие на медную пластину (3 ч при 50°С), единицы по шкале Класс 1Класс 1 Класс 1 Класс 1
7Внешний вид Прозрачный, чистый Прозрачный, чистый Прозрачный, чистый Прозрачный, чистый
8 Объемная доля бензола, %, не более 5,00,8
9 Давление насыщенных паров (ДНП), кПа 45-8054 5245
10 Фракционный состав: объемная доля испарившегося бензина, %, при температуре: 15-45 22 2628
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 70°С 15-45 2226 28
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 100°С 40-70 4241 42
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 180°С, не менее85 94 9696
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529 Конец кипения бензина, °С, не выше

Остаток в колбе, % об., не более
215

2
200

1,0
200

1,0
200

1,0
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная   композиция, ее содержащая, патент № 2400529
11Индекс испаряемости (ИПП)1000 691702 647

Таблица № 4

Физико-химические и антидетонационные показатели лабораторных образцов автомобильных бензинов, полученных с использованием предлагаемой многофункциональной добавки

Класс C10L1/18 содержащие кислород 

композиция жидкого топлива -  патент 2526620 (27.08.2014)
способы получения и применения топливных композиций -  патент 2525239 (10.08.2014)
методы производства топлива для реактивных двигателей из натурального масла как исходного сырья с помощью реакций обмена -  патент 2522436 (10.07.2014)
модификатор горения твердого, жидкого и газообразного топлива -  патент 2515988 (20.05.2014)
топливная композиция с улучшенными низкотемпературными свойствами -  патент 2515238 (10.05.2014)
жидкие топливные композиции -  патент 2512083 (10.04.2014)
совмещенный способ получения биотоплив из различных типов сырья и родственных продуктов -  патент 2503714 (10.01.2014)
композиция оксигенированного бензина с хорошими дорожными эксплуатационными характеристиками -  патент 2503710 (10.01.2014)
котельное топливо -  патент 2500792 (10.12.2013)
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и содержащая ее топливная композиция -  патент 2494139 (27.09.2013)

Класс C10L1/185 простые эфиры; ацетали; кетали; альдегиды; кетоны

Класс C10L1/22 содержащие азот 

Класс C10L1/10 содержащее присадки 

способ получения оксигенатов, повышающих эксплуатационные свойства топлив для двигателей внутреннего сгорания (варианты) -  патент 2522764 (20.07.2014)
ракетное топливо староверова - 14 (варианты) -  патент 2516825 (20.05.2014)
ракетное топливо староверова - 15 (варианты) -  патент 2516711 (20.05.2014)
модификатор горения твердого, жидкого и газообразного топлива -  патент 2515988 (20.05.2014)
ракетное топливо -  патент 2513850 (20.04.2014)
жидкие топливные композиции -  патент 2512083 (10.04.2014)
многофункциональная добавка к автомобильному бензину и топливная композиция, ее содержащая -  патент 2510415 (27.03.2014)
способ введения депрессорной присадки в парафинистую нефть -  патент 2508393 (27.02.2014)
способ получения противотурбулентной присадки с рециклом мономеров, способ получения противотурбулентной присадки, способ получения высших поли- -олефинов для этих способов и противотурбулентная присадка на их основе -  патент 2505551 (27.01.2014)
способ получения и состав присадки к жидкому топливу -  патент 2502790 (27.12.2013)
Наверх