СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
METHOD OF PRODUCING ECOLOGICALLY CLEAN DIESEL FUEL

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам получения экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ).
Известен способ получения ЭЧДТ путем глубокого гидрирования прямогонной дизельной фракции, выделяемой из нефти ректификацией на установке АВТ [Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти. - М.: Изд-во «Техника», 2001, стр.46-50].
Недостатком данного способа является получение гидроочищенного дизельного топлива, имеющего низкую смазывающую способность, что создает затруднения при работе топливной системы автомобиля из-за повышенного износа топливного насоса.
Наиболее близким к заявленному способу является способ получения ЭЧДТ путем смешения малосернистого дизельного топлива, гидроочищенного до содержания серы не более 0,05% вес., с продуктом переэтерификации растительного масла алифатическим спиртом - сложным эфиром жирных кислот, полученным в присутствии катализатора, состоящего из алкоксидов щелочных или щелочно-земельных металлов, ацетатов щелочных или щелочноземельных или металлического натрия. При этом в качестве растительного масла используют генетически модифицированные кукурузное, хлопковое, пальмовое, соевое или рапсовое масла. [Пат. США №5730029, опубл. 24.03.1997 г., МПК C10L 1/18].
Недостатком известного способа является получение образцов дизельного топлива с недостаточно высокой степенью улучшения смазывающей способности (изменение диаметра пятна износа после введения эфира достигает 11-24%).
Изобретение направлено на получение ЭЧДТ с улучшенной смазывающей способностью из малосернистого дизельного топлива с содержанием серы 0,035% масс. и ниже.
Это достигается тем, что в способе получения ЭЧДТ путем смешения исходного малосернистого дизельного топлива с продуктом переэтерификации растительного масла с алифатическим спиртом, согласно изобретению, в качестве продукта переэтерификации растительного масла с алифатическим спиртом используют бутиловый эфир кислот рапсового масла, полученный в присутствии концентрированной серной кислоты.
Целесообразно малосернистое дизельное топливо смешивать с бутиловым эфиром кислот рапсового масла, полученным в процессе переэтерификации рапсового масла н-бутанолом в присутствии концентрированной серной кислоты. Соотношение малосернистое дизельное топливо-бутиловый эфир кислот рапсового масла составляет от 99:1 до 95:5 по массе.
Целесообразно в вышеуказанную смесь добавить антиокислительную присадку «Агидол-12» в количестве 0,1% масс. для улучшения стабильности полученного дизельного топлива.
Использование в качестве компонента ЭЧДТ бутилового эфира кислот рапсового масла, полученного в процессе переэтерификации в присутствии концентрированной серной кислоты, позволяет улучшить смазывающую способность топлива и одновременно повысить значение цетанового числа.
Способ осуществляют следующим образом.
Рапсовое масло подвергают переэтерификации нормальным бутиловым спиртом при температуре 115°C в присутствии 2% масс. концентрированной серной кислоты. Продукт реакции после отстаивания отделяют от водно-глицериновой фазы и после очистки ректификацией используют в качестве компонента ЭЧДТ. В результате смешения 95-99% масс. малосернистого дизельного топлива, 1-5% масс. бутиловых эфиров кислот рапсового масла и 0,1% масс. антиокислительной добавки были получены образцы ЭЧДТ, имеющие улучшенную смазывающую способность. Диаметр пятна износа исходного малосернистого дизельного топлива (без добавления бутиловых эфиров кислот рапсового масла) равен 594 мкм. Для смесей малосернистого дизельного топлива и бутиловых эфиров кислот рапсового масла данный показатель снижается до 216-250 мкм. Результаты испытаний - в таблице 1.
Таблица 1
Показатели качества полученного ЭЧДТ
Показатели
Исходное малосернистое дизельное топливо
Смесь малосернистого дизельного топлива и бутилового эфира кислот рапсового масла
Номера примеров
1
2
3
4
1. Состав смеси, % масс.
- малосернистое дизельное топливо
100,0
99,0
97,0
95,0
95,0
- бутиловые эфиры кислот рапсового масла
0,0
1,0
3,0
5,0
5,0
- антикислитель «Агидол-12»
-
-
-
-
0,10
2. Плотность при 20°С
833,4
833,7
834,0
834,9
835,0
3. Содержание серы, % масс.
0,0345
0,0340
0,0332
0,0327
0,0325
4. Цетановое число
46,2
47,0
49,0
49,6
49,6
5. Фракционный состав, % об.
- начало кипения, °C
166
169
167
168
168
- 10% выкипает при
200
207
201
201
200
- 50% выкипает при
281
281
285
287
287
- 90% выкипает при
338
347
348
349
350
- конец кипения, °C
360
360
361
362
362
6. Температура застывания, °C
-15
-9
-9
-10
-11
7. Смазывающая способность (ДПИ), мкм
594
250
239
217
216
8. Окисляемость, % отн.
100
107
119
132
75
Из таблицы 1 видно, что введение бутилового эфира кислот рапсового масла, полученного в присутствии концентрированной серной кислоты, в малосернистое дизельное топливо сохраняет основные технические свойства дизельного топлива (плотность, содержание серы, фракционный состав) и одновременно улучшает его смазывающие свойства, а также повышает значение цетанового числа с 46,2 до 49,6 пунктов. При дозах эфира 3% рост цетанового числа составляет 2,8 пункта, а при содержании эфира 5% рост цетанового числа - 3, 4 пункта. По требованиям Мировой топливной хартии значение цетанового числа дизельного топлива должно быть более 47-48. Добавка антиокислительной присадки в дозе 0,1% снижает окисляемость топлива и способствует минимизации изменения его качества при хранении.
В таблице 2 представлены сопоставительные данные по уменьшению диаметра пятна износа, определенные по соотношению (ДПИисх.дт-ДПИсмеси/ДПИисх.дт)·100% в случае прототипа (примеры 1, 2, 3) и достигнутые в предлагаемом способе (примеры 4, 5, 6, 7, 8).
Таблица 2
Сравнение с прототипом
Сравнительная характеристика
Дизельное топливо, полученное по известному способу (прототип)
Дизельное топливо, полученное предлагаемым способом
Номера примеров
1
2
3
4
5
6
7
8
Содержание дизельного топлива, % масс.
99,8
99,8
99,8
99,8
99,0
97,0
95,0
95,0
Содержание сложного эфира, % масс.
0,2
0,2
0,2
0,2
1,0
3,0
5,0
5,0
Уменьшение диаметра пятна износа, %
11,31
24,14
17,04
32,66
57,91
58,08
63,47
63,64
Видно, что уже при содержании 0,2% масс. продукта переэтерификации - бутилового эфира кислот рапсового масла в малосернистом дизельном топливе (в примере 4) наблюдается снижение диаметра пятна износа на 32,66%, что свидетельствует о более высокой степени улучшения его смазывающей способности по сравнению с прототипом (примеры 1, 2, 3). При дозе бутилового эфира 1,0% масс. (пример 5) достигается стабильное снижение диаметра пятна износа на ~58%. Далее при увеличении дозы эфира до 3-5% этот показатель изменяется незначительно.
Предлагаемый способ позволяет для малосернистых дизельных топлив с достаточным значением цетанового числа использовать дозировки эфира 0,2-1,0%, а в случае малосернистых дизельных топлив с недостаточным значением цетанового числа доводить дозировку эфира до 3-5% на дизельное топливо. Дозировка антиокислителя («Агидол-12») в количестве 0,1% для малосернистых дизельных топлив, содержащих бутиловые эфиры кислот рапсового масла, обязательна, так как позволяет заметно улучшить химическую стабильность топлива.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить экологически чистое дизельное топливо с улучшенной смазывающей способностью.