МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПРИСАДКА К БЕНЗИНУ
MULTIFUNCTIONAL GASOLINE ADDITIVE

Изобретение относится к горючим для двигателей внутреннего сгорания. Присадка в композиции с бензинами может быть использована в двигателях внутреннего сгорания с целью снижения отложений, также может добавляться в моторные масла для улучшения их моющих свойств.
При эксплуатации двигателей внутреннего сгорания наблюдается образование твердых частиц и смолистых веществ в топливном баке, топливопроводах, впускной системе, на впускных клапанах и в карбюраторе двигателя. Особенно сильно образование отложений в высокофорсированных двигателях с замкнутой системой вентиляции картера.
Известны различные присадки к бензинам, в некоторой степени решающие указанную проблему. Наибольшее распространение получили амины. В частности, известно использование в качестве антиокислительных присадок аминофенолов и некоторых аминов, например, n-фенилендиамина [1].
Недостатки таких присадок: ограниченность сырьевой базы, дороговизна получения и невысокая эффективность. Последняя объясняется однофункциональным действием указанных соединений, заключающимся в диспергировании частиц вследствие адсорбции на них поверхностно-активных веществ присадки либо возникновения моющего эффекта, проявляющегося в смешении образовавшихся на деталях двигателя отложений.
Наиболее близкой к заявляемой присадке является присадка «Автомаг» [ТУ 38.401-58-33-92], [2]. В состав присадки входят, мас.%:
продукт конденсации диэтилентриамина с синтетическими жирными кислотами (СЖК)
5,0
алифатический спирт С<sub>3</sub>-С<sub>4</sub> (н-бутанол)
30,0
полиоксиэтилированный алкилфенол (неонол)
5,0
углеводородная фракция 180…350°С (денормализат)
60,0
Недостатками указанной присадки являются невысокая эффективность, ограниченность отечественной сырьевой базы композиций, используемых для получения указанных присадок, сложность и дороговизна их получения.
Цель изобретения - создание многофункциональной присадки к автомобильным бензинам, которая, обладая антиокислительными, антикоррозионными и другими свойствами, обеспечивает высокую эффективность моющего действия и тем самым улучшает эксплуатационные и экологические характеристики топлива, снижая содержания токсичных веществ в отработавших газах автомобилей.
Для решения поставленной цели предлагается присадка к автомобильным бензинам, содержащая, мас.%:
тетраборат гексаметилендиаммония
8,0-10,0
стеариновая кислота
35,0-40,0
углеводородная фракция 180…350°С
до 100
Отличие заявляемого технического решения состоит в замене в составе присадки прототипа всех ингредиентов кроме углеводородной фракции 180…350°С (денормализат), а также в заявленном соотношении компонентов.
Подобранная композиция компонентов в заявленном соотношении позволила получить высокоэффективную присадку.
Синтез тетрабората гексаметилендиаммония
6
28
4
2
Ингредиент тетраборат гексаметилендиаммония синтезируется при комнатной температуре. Для этого в 500 мл дистиллированной воды добавляют 70 г гексаметилендиамина, затем маленькими порциями при интенсивном помешивании растворяют 50 г борной кислоты. Полученный раствор должен иметь реакцию среды рН 10-11. Кристаллизация соединения, брутто-формула которого CHBN, происходит при комнатной температуре.
Твердую фазу отфильтровывают после полного перевода вещества в кристаллическое состояние. Фильтруют через воронку Бюхнера под вакуумом, промывая несколькими порциями дистиллированной воды. Просушивают синтезированное вещество при комнатной температуре.
Технология получения присадки
В углеводородную фракцию 180…350°С добавляют при интенсивном перемешивании стеариновую кислоту, а затем тетраборат гексаметилендиаммония. Композицию нагревают до 60…70°С и при данной температуре перемешивают в течение 1,5-2 часов. Затем смесь фильтруют и охлаждают.
Полученная таким образом присадка представляет собой однородную массу, хорошо растворяется в бензине и не выпадает в осадок.
Моющая эффективность приготовленных образцов присадки определяется межведомственным лабораторно-моторным методом оценки моющих свойств бензинов и присадок.
Эффективность моющего действия присадок по указанному методу оценивается по следующим параметрам:
C
- по среднему уровню загрязнения контрольной поверхности при заданном режиме чередования процессов накопления и смыва отложений, так называемый интегральный показатель моющих свойств (A, %);
H
- по влиянию присадки на среднюю скорость загрязнения контрольной поверхности в режиме накопления отложений (V, %/мин);
- по показателям способности присадки смывать накопившиеся отложения: эффективность смыва (Э, %) и расчетное время очистки контрольной поверхности в режиме смыва от образовавшихся в режиме накопления отложений (Т, мин).
C
H
C
H
Интегральный показатель A является комплексным показателем для сравнения присадок. Остальные показатели позволяют оценивать, на какие процессы (V, Э или Т) присадка оказывает наибольшее влияние. Чем меньше значения A, V и Т и больше значение Э, тем большей эффективностью моющего действия обладает присадка.
Антикоррозионную эффективность приготовленных образцов присадки оценивали по ГОСТ 18597.
Склонность бензина, содержащего присадку, к образованию эмульсии при контакте с водой оценивали по методу DIN 51415 с использованием буферного раствора, приготовленного по ГОСТ 27154-86 «Топливо для реактивных двигателей. Метод испытания на взаимодействие с водой (буферным раствором) с последующей оценкой состояния фаз топливо/вода и состояния поверхности их раздела. Результаты взаимодействия оцениваются в баллах. Четкое разделение фаз, чистая прозрачная поверхность раздела, отсутствие эмульсии внутри каждого слоя соответствует 1 баллу.
Результаты испытаний образцов предлагаемой присадки приведены в таблице. Как видно из представленных данных, добавление предлагаемой присадки в автомобильные бензины в концентрации 0,01-0,03 мас.% значительно улучшают их моющие и антикоррозионные свойства.
Введение предлагаемой присадки в концентрации до 0,06 мас.% не оказывают отрицательного влияния на другие физико-химические и эксплуатационные свойства моторных топлив.
Кроме автомобильных бензинов, предлагаемая присадка может быть использована для улучшения моющих и антикоррозионных свойств и других моторных топлив, например, дизельных.
Использование предлагаемой присадки позволит получать экологически чистые моторные топлива, обладающие высокими моющими и антикоррозионными свойствами.
Результаты испытаний образцов предлагаемой присадки
Эффективность действия присадок
Автомаг (прототип)
Пример 1 Концентрация 0,06 мас.%
Пример 2 Концентрация 0,01 мас.%
Пример 3 Концентрация 0,03 мас.%
Моющие свойства:
0,57
0,29
0,15
0,09
V<sub>H</sub>, %/мин
69
67,9
73,7
97
Э, %
31
24,8
20,3
18,7
Т, мин
3,0
1,9
1.75
1.45
Ас
Антикоррозионные
1,15
0
0
0
свойства:
изменение массы
стальной пластины, г на м<sup>2</sup>
1 балл
1 балл
1 балл
1 балл
Эмульгируемость
ЛИТЕРАТУРА
1. З.А.Саблина, А.А.Гуреев. Присадки к моторным топливам. ГОСТОПТЕХИЗ ДАТ, 1959, с.62-64.
2. А.М.Данилов. Применение присадок в топливах для автомобилей. - М.: Химия, 2000. - с.120.