УНИФИЦИРОВАННЫЙ МОДИФИКАТОР МОТОРНЫХ ТОПЛИВ
UNIVERSAL ENGINE FUEL MODIFIER

Изобретение относится к области нефтехимии и автомобильной промышленности, а именно к составу многофункциональной добавки, которая обеспечивает одновременно снижение вредных выбросов с отработавшими газами, увеличение детонационной стойкости бензина, улучшение моющих свойств, а также стабилизацию бензина при хранении.
Известна многофункциональная присадка к автомобильному топливу (патент РФ 2349629, C10L 1/18, опубл. 20.03.2009), которая содержит в об.%: метанол или этанол 28,6-55,5, спиртовую фракцию капролактама 33,3-57,1, окись пропилена 1,1-13,8. Техническим результатом известного изобретения является одновременное снижение вредных выбросов с отработавшими газами, увеличение детонационной стойкости бензина, улучшение моющих свойств, а также стабилизация бензина при хранении.
Недостатками известного изобретения является высокая токсичность и резкий неприятный запах.
Известна беззольная высокооктановая добавка к автомобильным бензинам (патент РФ 2337129, C10L 1/18, опубл. 27.10.2008). Изобретение относится к составу бензинов, а именно к беззольной высокооктановой добавке, предназначенной для использования в автомобильных бензинах. Для создания беззольной добавки к автомобильным бензинам, обладающей высокой антидетонационной эффективностью, а также высокими эксплуатационными, а главное - экологическими свойствами, полностью соответствующей стандартам Евро-3 и Евро-4, беззольная высокооктановая добавка к автомобильным бензинам содержит N-метиланилин, N,N-диметиланилин, оксигенат, включает третичный бутиловый спирт, и моющую присадку «Автомаг» или «Keropur 3430N». При этом она дополнительно содержит стабилизирующую добавку в виде алифатических спиртов или эфироальдегидной фракции, а оксигенат - в виде этилового спирта и этил-трет-бутилового эфира при следующем соотношении компонентов, мас.%: N-метиланилин 70-10, N,N-диметиланилин 0,5-4, третичный бутиловый спирт 15-0,5, этиловый спирт 0,5-30,0, моющая присадка 1,5-5,0, стабилизирующая добавка 2,5-0,5, этил-трет-бутиловый эфир 10,0-50,0.
Недостатком известного изобретения является невысокая стабильность при хранении и сложный состав добавки.
Известна высокооктановая добавка к автомобильным бензинам (патент РФ 2235117, C10L 1/18, опубл. 27.08.2004), выбранная в качестве прототипа. Изобретение относится к составам добавок для автомобильных бензинов. Добавка содержит 5-30% С2-С5-алифатических спиртов или их смесей, 0,1-10% амилацетата и/или изоамилацетата, 0,3-20% метанола, 0,5-6% моющей присадки на основе продукта взаимодействия дистиллированного таллового масла и диэтаноламина, взятых в молярном соотношении кислота: амин, равном 3:1, не более 1,0% ферроцена и до 100 N-метиланилина. Добавка предназначена для использования в автомобильных бензинах в концентрации до 2 мас.%. Добавка обладает высоким уровнем эксплуатационных и экологических свойств, в том числе по моющим свойствам в системе подачи топлива, а также обладает более низкой склонностью к смолообразованию.
Недостатком известной добавки является расслоение бензина при хранении (отделение спиртов) и сложный состав.
Задачей настоящего изобретения является разработка унифицированного модификатора для бензина, с целью повышения октанового числа топлива, увеличения мощности двигателя, снижения содержания окиси углерода (СО) в выхлопных газах двигателя, увеличения ресурса двигателя.
Поставленная задача решается тем, что унифицированный модификатор для бензина содержит в своем составе амиловый эфир уксусной кислоты, но в отличие от прототипа в качестве экологической составляющей в состав дополнительно вводят глиоксаль в твердой фазе при следующем соотношении компонентов, мас.%:
амилацетат 99,5-99,9
глиоксаль 0,1-0,5
После проведения процесса получения амиловых эфиров уксусной кислоты и охлаждения их до 40-45°С в реактор при работающей мешалке постепенно добавляют безводный глиоксаль и перемешивают 40-60 минут до его полного растворения.
Примеры конкретного осуществления изобретения приведены ниже.
Пример 1.
В реактор принимают амиловый эфир уксусной кислоты в количестве 99,5 мас.%. Затем включают мешалку, подают пар в рубашку реактора и нагревают содержимое до температуры 40-45°С. Затем через загрузочный люк в реактор добавляют мелкокристаллический глиоксаль в количестве 0,5 мас.%. При работающей мешалке и постоянной температуре (40-45°С) в течение 40-60 минут происходит растворение глиоксаля, после чего прекращают подачу пара в рубашку реактора, подают туда оборотную воду и охлаждают продукт до 25-30°С. Охлажденный продукт сливают из реактора в емкость товарной продукции.
Пример 2.
В реактор принимают амиловый эфир уксусной кислоты в количестве 99,9 мас.%. Затем включают мешалку, подают пар в рубашку реактора и нагревают содержимое до температуры 40-45°С. Затем через загрузочный люк в реактор добавляют мелкокристаллический глиоксаль в количестве 0,1 мас.%. При работающей мешалке и постоянной температуре (40-45°С) в течение 40-60 минут происходит растворение глиоксаля, после чего прекращают подачу пара в рубашку реактора, подают туда оборотную воду и охлаждают продукт до 25-30°С. Охлажденный продукт сливают из реактора в емкость товарной продукции.
Преимуществом настоящего изобретения является то, что заявленное изобретение позволяет улучшить следующие характеристики бензинов:
- основные физико-химические показатели качества автомобильных бензинов при добавлении унифицированного модификатора в количестве от 2,0 до 4,0% не претерпевают ухудшения. В то же время наблюдается существенное повышение детонационной стойкости проб модифицированных бензинов, составившее при добавлении 4% (об.) присадки:
а) по исследовательскому методу:
- для прямогонного бензина (углеводородное сырье) - 3,0 ед. ОЧи,
- для товарного автомобильного бензина Нормаль-80 - 5,7 ед. ОЧи;
б) по моторному методу:
- для прямогонного бензина (углеводородное сырье) - 2,5 ед. ОЧм.
-1
Эффективная мощность, определяемая при стендовых испытаниях двигателя Москвич-412 при частоте вращения коленчатого вала 3000 мин после перевода его работы на модифицированный бензин Нормаль-80 возросла:
- при 2% присадки УММТ-10 с 42,00 л.с. до 44,8 л.с. или на 6,25%;
- при 3% присадки…до 48,3 л.с. или на 13,04%;
- при 4% присадки…до 49,0 л.с. или на 14,28%.
Удельный расход топлива двигателем Москвич-412, работающим на модифицированном автомобильном бензине Нормаль-80, в условиях стендовых испытаний снизился:
- при 2% концентрации присадки УММТ-10 на 5,52% (об.);
- при 3% концентрации присадки…на 8,10% (об.);
- при 4% концентрации присадки…на 11,31% (об.).
Содержание СО и СН в отработанных газах автомобилей УА3-3152 и «TOYOTA CARINA», работавших на модифицированных УММТ-10 автомобильных бензинах Нормаль-80 и Регуляр-92-ЕВРО, снижается в среднем в два и более раза;
- использовать добавки в производстве экологически чистых бензинов, соответствующих стандартам Евро-4, Евро-5, т.к. согласно Требованиям технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» (постановление Правительства РФ №118 от 27.02.2008 г.) добавление эфиров в автомобильные бензины разрешено до 10%. Это подтверждается снижением содержания СО в выхлопных газах и снижением расхода топлива (см. Таблицу 2);
- улучшение моющих свойств топлива. Применение присадки приводит к вымывания ранее образовавшихся слоистых отложений в топливоподающей аппаратуре автомобиля, что подтверждается визуальным осмотром деталей двигателя (карбюратор, свечи зажигания, блок цилиндров) до и после применения присадки;
- снижение расхода топлива,
- увеличение мощности двигателя,
- снижение содержания окиси углерода (СО) в выхлопных газах двигателя (Таблица 3).
e
Унифицированный модификатор по физико-химическим показателям соответствует требованиям, указанным в таблице 1. В таблице 2 приведены результаты испытаний на стендовом двигателе с различными концентрациями УММТ-10 (n дв. - частота вращения коленчатого вала двигателя; Р - нагрузка на двигатель; Me - эффективный крутящий момент; Ne - эффективная мощность; Gt - часовой расход топлива; g - удельный эффективный расход топлива).
Таблица 1
Физико-химические показатели модификатора
Наименование показателя
Норма
Цветность
Бесцветная жидкость
Запах
Резкий фруктовый запах
Плотность при 20°С
0,91-0,93 кг/л
Таблица 2
Результаты испытаний на стендовом двигателе с различными концентрациями УММТ-10
Внешняя скоростная характеристика ДВС
Параметры испытания, полученные на исходном бензине Нормаль-80
n, об/мин
Р, кг
Me, Н·м
Ne, л.c.
Gt, кг/ч
g<sub>e</sub>, г/л.с.·ч
Экономия топлива, %
Средняя экономия топлива, %
2000
12,1
86,66
24,20
6,65
275,00
-
0
2500
12,7
90,96
31,75
9,39
295,78
-
3000
13,0
93,11
39,00
10,49
269,03
-
3500
12,0
85,94
42,00
13,22
314,79
-
Тоже на модифицированном бензине Нормаль-80 с 2% (об.) присадки УММТ-10
n, об/мин
Р, кг
Me, Н·м
Ne, л.с.
Gt, кг/ч
g<sub>e</sub>, г/л.с.·ч
Экономия топлива, %
Средняя экономия топлива, %
2000
13,0
93,11
26,0
6,65
255,96
6,92
5,52
2500
13,2
94,54
33,0
9,39
284,58
3,79
3000
13,7
98,12
41,1
10,49
255,28
5,11
3500
12,8
91,67
44,8
13,22
295,11
6,25
Тоже на модифицированном бензине Нормаль-80 с 3% (об.) присадки УММТ-10
n, об/мин
Р, кг
Me, Н·м
Ne, л.с.
Gt, кг/ч
g<sub>e</sub>, г/л.с.·ч
Экономия топлива, %
Средняя экономия топлива, %
2000
13,0
93,11
26,00
6,65
255,96
6,92
8,10
2500
13,5
96,69
33,75
9,39
278,25
5,93
3000
14,0
100,27
42,00
10,49
249,81
6,50
3500
13,8
98,84
48,30
13,22
273,73
13,04
Тоже на модифицированном бензине Нормаль-80 с 4% (об.) присадки УММТ-10
n, об/мин
Р, кг
Me, Н·м
Ne, л.с.
Gt, кг/ч
g<sub>e</sub>, г/л.с.·ч
Экономия топлива, %
Средняя экономия топлива, %
2000
13,2
94,54
26,4
6,65
252,08
8,33
11,31
2500
14,0
100,27
35,0
9,39
268,31
9,29
3000
15,0
107,43
45,0
10,49
233,16
13,33
3500
14,0
100,27
49,0
13,22
269,82
14,28