Топливная композиция

Топливная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ на основе дистиллятного нефтяного топлива с добавлением сополимера этилена с винилацетатом с мол.м. 1800-3000 и сополимера этилена с пропиленом или полиизобутилена с мол.м. 10500100000 , отличающаяся тем, что, с целью повьшения текучести композиции , она дополнительно содержит азотсодержащее соединение, вь фанное из группы аммониевой соли полуамида - продукта взаимодействия 2 моль вторичного амина гидрированного бараньего жира с 1 моль ангидрида фталевой кислоты, диамида продукта дегидратации аммониевой соли полуамида, триамида лимонной кислоты - дегидратированного продукта . взаимодействия 3 моль амина дегидратированного бараньего жира с 1 моль лимонной кислоты, диамида продукта взаимодействия ангидрида ма леиновой кислоты и 2 моль вторичного амина гидрированного бараньего жира при следующем соотношении компонентов , мас.%: § Сополимер этилена с винилацетатом с СО 0,01-0,08 мол.м. 1800-3000 Сополимер этилена с пропиленом или полиизобутилен с мол.м. 105000 ,005-0,040 100000 Указанное азотto содержащее соеди0 ,0075-0,0400 нение Дистиллятное нефсо До 100 тяное топливо ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН (50 4 С 10 L 1/18

ВСЕ"."! " АМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВМЬА11 .: ИЫ

К ПАТЕНТУ содержащее соединение

Дистиллятное нефтяное топливо

О, 0075-0,0400

До 100

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3213107/23-04 (22) 21.11.80 (31) 7940510 (32) 23.11.79 (33) GB (46) 15.11.86. Бюл. ¹ 42 (71) Эксон Рисерч энд Инджиниринг

Компани (uS) (72) Альберт Росси, Дэйвид Х.Ререр, Алексис А. Освальд (uS), Кеннес Лютас и Роберт Драйден Тэк (6В) (53) 665.75 (088.8) (56) Патент Великобритании № 12446506, . кл. С 5 G, 1971.

Патент США № 3762888, кл. 44-62, 1973. (54) (57) ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ на основе дистиллятного нефтяного топлива с добавлением сополимера этилена с винилацетатом с мол.м. 1800-3000 и сополимера этилена с пропиленом или полиизобутилена с мол.м. 10500100000, отличающаяся тем, что, с целью повьппения текучести композиции, она дополнительно содержит аэотсодержащее соединение, вы; ранное иэ группы аммониевой соли полу-.

„,80 „„1271375 А 3 амида — продукта взаимодействия

2 моль вторичного амина гидрированного бараньего жира с 1 моль ангидрида фталевой кислоты, диамида продукта дегидратации аммониевой соли полуамида, триамида лимонной кислоты — дегидратированного продукта взаимодействия 3 моль амина дегидратированного бараньего жира с моль лимонной кислоты, диамида— продукта взаимодействия ангидрида ма-леиновой кислоты и 2 моль вторичного амина гидрированного бараньего жира при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Сополимер этилена с винилацетатом с мол.м. 1800-3000 0,01-0,08

Сополимер этилена с пропиленом или полиизобутилен с мол.м. 10500100000 0 005-0,040

Указанное азот1271375

Изобретение относится к топливным композициям, обладающими улучшенными характеристиками при низких темпе-. ратурах.

Целью изобретения является павы- 5 шение текучести композиции.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Применяемая присадка Al, улучшающая течение дистиллятного нефтепро 10 дукта, представляет собой концентрат в ароматическом раэбавителе примерно 5б мас.% смеси двух сополимеров этилена с винилацетатом, обладающих различной растворимостью в нефтепро— 15 дукте, причем один действует главным образом как присадка, препятствующая росту кристаллов парафина, а второй — как затравка кристаллов. Полимеры берутся в следующих количест20 вах,примерно 75 мас ° % вещества, останавливающего рост парафиновых кристаллов, и примерно 25 мас.% затравки кристаллов. Первое из двух веществ включает этилен и примерно 38 мас.%

25 вияилацетата и имеет средний м.в. примерно 1800 (ОПФ) . Затравка содержит этилен и примерно 16 мас.% винилацетата и имеет средний м,в. примерно 3000 (ОПФ) .

Присадка А2 для улучшения текучести дистиллатного нефтепродукта представляет собой. компонент присадки Al препятствующии росту кристаллов парафина, применяемый самостоятельно.

Углеводородный полимер Вl представляет собой сополимер этилена и пропилена, имеющий средний м.в. примерна 35000-40000 (определен методом мембранной осмометрии) и содержащий 44% мас. "òèëåíà. Этот сополимер является существенно линейным и приготовлен на катализаторе Циглера—

Натта. 45

Используют следующие полярные соединения Cl — полуамид полуалкиламмониевая соль, полученная по реакции

2 моль цторичнога амина гидрированно- 50 го бараньего жира с 1 моль >талевого ангидрида; С2 — диамид, полученный дегидратираванием Сl; СЗ вЂ” триамид лимонной кислоты, полученный дегидратированием продукта реакции 3 моль вторичного амина гидрированного бараньего жира с моль лимонной кислоты.

Как пока.. али проведенные испытания, топлива с присадками, обладак>т следующими характеристиками:

Точка помутнения, С (измерена по

AS ТМ Д-2500)

Точка появ0 0 — 12 ления марав фина, С (AS ТМ Д-3117)

Перегонка, С (AS TYi Д-86)

Начало ки— 2 -2

180 170 178 200 пения

20% точка разгонки

90% точка

238

342 разгонки

Конец ки3á5 372 365 34б пения 1 3ХФ, С (нес бработанное) — 1 -2

Начальную восприимчивость топлива к присадкам определяют в соответствии с методом определения точки закупорки холодного фильтра (ТЗХФ) ..

40 мл пробы нефтепродукта охлаждают в ванне примерно при -34 С. Периодически (при снижении температуры на один градус, начиная по крайней о мере с температурой на 2 С точки помутнения) определяют способность проходить через тонкие сита охлажденного топлива в течение заданного времени с помощью устройства, представляющего собой пипетку, к нижнему концу которой прикреплена обратная воронка. Воронку располагают ниже поверхности испытуемого нефтепродукта. В устье воронки помещен сетчатый фильтр диаметром 12 мм с числом отверстий 138 на 1 см (350 меш.).Проводят периодические испытания. Создавая вакуум у верхнего конца пипетки, затягивают нефтепродукт через сетчатый фильтр в пипетку до отметки 20 мл.

После каждого успешного прохождения нефтепродукт сразу же возвращают в

ТЗХФ-трубку Постепенно понижая температуру на 1"С повторяют испытания до тех пар,пака нефтепродукт не за12713

Углеводородный полимер В12 — полиизобутилен с 33 1 и мол.м. по

Стаудингеру примерно 18000. Используется в виде 20 мас.7-ного раствора в нефтепродукте. 5

Углеводородный .полимер В13 — полиизобутилен с мол.м. по Стаудингеру примерно 10500 и 33 0,6. Используется в виде 35 мас.X-ного раствора в нефтепродукте. 10

Указанные выше сополимеры этилена с пропиленом получают полимеризацией на катализаторе Циглера-Натта, отношение M /М меньше 4. Для определения мол.м. этих. существенно линей- 15 ных полимеров применяли метод мембранной осмометрии.

Газойлевое дизельное топливо обрабатывают либо 2000 ч. на млн, по массе (в расчете на массу топлива) 20 или:1200 ч,на млн основной присадочной расфасовки (ВАР!, содержащей сополимер этилена и винилацетата, парафиновые отеки и диамид, и затем добавляют различные количества опи — 25 сацных выше полимеров В6-В12.

Полученные композиции по методу определения низкотемпературной текучести (НТТО1 следующим образом.

200 см обработанной топливной

Ъ композиции охлаждают от температуры окружающей среды примерно до — 1 С (30 F), затем со скоростью 1,1 С/ч (2ОF/ч) до — 17,8 С (О F) и фильтруют через сита 17 мкм при разрежении 0,21 кг/см (6 дюймов рт.ст.) .

2 - 35

Измеряют время, за которое проба проходит через сита, а также объем профильтрованной собранной пробы. Ес ли проба проходит за 60 с или быстрее ее считают прошедшей (P), если больше 60 с, то пробу рассматривают непрошедшей (F).

Результаты испытаний приведены в табл.7.

75 8

Как следует из данных табл.7, сополимеры этилена уменьшают время прохождения через сита и улучшение составляет 8 и 127 относительно BAP (опыты 2 и 3) . В опыте 4 уменьшено количество BAP до 1200 млн.д. Используемые в опытах 5 и 6 сополимеры В7 и В8 с низким содержанием этилена значительно увеличивают скорость прохождения обработанного топлива через тонкие .сита ° Результаты опыта 7 свидетельствуют о том, что применение полимера В9 с высоким содержанием этилена оказывает отрицательный эффект на два НТТО-эксперимента и увеличиВает время прохождения топлива через сита, Аналогичные результаты получены в опыте 8. Опыт 9 иллюстрирует другой пример использования сополимера с низким содержанием этилена для увеличения скорости течения через сита. Опыты 10 и 11 иллюстрируют эффективность полииэобутиленового полимера. В опытах 12 и 13 количество полимерного концентрата уменьшено до 25 ч. намлн., что в расчете на активный компонент составляет примерно 3 ч. на млн.

Как видно из этих опытов, малое количество полимера, добавляемого к нефтепродукту, увеличивает время течения через фильтр и поэтому неп риемлемо (в испытуемой композиции для достижения хороших результатов требуется по крайней мере трехкратное количество полимера).

Таким образом, углеводородные полимеры со средними мол.м. 10 25 10", используемые в качестве присадок, предназначенных для улучшения индекса-вязкости смазок, такие как Bl В4 и В7-В13, могут применяться в качестве В-компонентов и являются особенно предпочтительными.! 27 1 375

Таблица

Эксперименты с обозначением Цикл" осушествляют охлаждением от начальной температуры со скоростью С/ч до конечной температуры, выдерживают пробу в течение 30 ч, нагревают до начальной температуры в течение 2 ч, выдерживают в течение 5 ч, затем охлаждают до конечной температуры вновь со скоростью 1 С/ч, Температура, С

Скорость охлаждения, С/ч

Холодное расслое †. ние, ч начальконечная ная

11ь5

-11,5

1,0

1,0

0,3

U

1,0

1,5

Цикл

2,5

1,0

-11,5 22

0,3 — 11,5

Щ кл

1,0

Таблица 2

Г

Сито, Присадка (млн д ) !

Полярное соеУглеводородный полимер

Присадка, улучшающая текучесть топлива динение (S) 30 (0) 30 -6 (S) 80 (0) 40 — 19

А2 (100)

АI (300) г

ВI (!00) (8) 40 (1,1) 20

Не проходит — \0.!

А2 (100) В1 (100)

В1 (100) СI(100) (S) 150 (u) 120 -19 (S) 120 Щ) 60 — 14

В I (100) -20 (Я) 250 (!.!) 150

В1(100) Н е ч а н и е. Буквами в скобках обозначена методика риме а охлаждения. дение (условное обозначение) АI (100)

А I (200)

А2 (100)

А2 (300)

А1 (100) — 11,5

-8,5 — 11,5

-11,5 (Я) 60 (О) 120 — 16(Т) 80 (g) 40 -20 (Т) 60 (1!) 40 -16

1271375 шедшую через сетку.

ФСА 2.

Г 1 и . ".-:.: . Для сраьнения

npoi! oд . и 11; =:пя двух низкомолеку1 pIii i>1i угле вс>" рс>нных IlonnblcpoF 85 и Ь6 ; o÷i:. а!",!и с прис.яд!сой А1 .

У:1;,,:!.:". ., - т - «У;ЕетЬ.

)5

-и ый 1голпмер В5 имеет сpå ;;,, Iïl. -: .. ° . пр1-близительно 1500, o> и-р.,".1 8 -1 !Вс . 7. этилена и 11 м;lil 7о полнит пипетку за 60 с. Эту температуру обозначают как ТЗХФ-температуру.

Проводят также испытание эксплуатационных характеристик присадок в условиях более медленного (более естественного) охлаждения.

Эксплуатационные характеристики этих присадок к указанным топливам определены в соответствии с двумя типами ситового анализа на фильтре !0 (ФСА).

ФСА 1.

Образцы топлива весом 100 r oxлаждают при определенных условиях.

Полученные образ!в! встряхивают, что- !5 бы гомогенизировать парафин в топливной суспензии. 40 мл полученной суспензии заливают в трубку для oiiределения текучес.ти и на трубку устанавливают пипетку объемом 20 мл, >О имеющую фильтровую сетку (дис>метр сита 1 см). Замутненное парафином топливо затем Bc,lol1âàloò через фильтровую сетку в пипетку при разрежении

20 см вод. ст. Ес!111 наполнение пипет- 21 ки происходит меньше, чем за 30 с, пробу нефтепродукта считают прошедшей через фильтро1ую сетку; в 11ротпвном случае рассматривают как не проПробы топлива объемом по 300 мл охлаждают при определенных условиях.

С поверхности полученных проб отса3 сывают примерно по 20 мл во избежание влияния на результаты испытанп1и ненормально больших кристаллов г:арафина, образующи.,ñÿ IIa»oaepxIIoc ти при охлаждении. Пробы без поверки=.с=-тных кристаллов затем встряхпваюг, что бы гомогенизиронат: парафин 13 топливной суспензии. Пипетку с фильтровой сеткой (диаметр сита 1 см). присоединяют к мерному цилиндру (250 мл), опускают в нефтепродукт и затем все топливо засасывают через пипетку в мерный цилиндр при разрежении 30 см вод.ст., пропуская через фильтровую сетку. Если все топливо засасывают в. течение 60 с, пробу рассматривают как прошедшую через фильтровую сетку.

Дпя определения наименьшего размера сит (наибольше.го номера), через которые проходит топливо, применяют пипетки с фильтровыми сетками 20, 30,40,60,80,100,120,150,200,250,350 меш (число Отверстий 8,12,16,27-,3?„

39,47,59,79,98,138 на 1 см соответственно) .

В табл.1 приведены методики охлаждения, которые используют в экспериментах(в последующих примерах используют буквенные обозначения, котоpb!e указывают методику охлаждения, примененную до проведения эксперимента} .

Приведенные ниже примеры иллюстрируют эксплуатационные свойства топ" лив, содержащих различные расфасовки присадок концентрациям присадок выражена в миллионных долях активного компонента) .

Пример 1. Эксплуатационные свойства топлива 1 с присадками принс;,сны В табл .2 (фильтруемость по . е1 O-."," Ф(С- ) р и м е р 2, Фпльтруемость для с1о!1ных 07. проб. Фильтруемость по

1!с.году ФСЛ-1. Условия охлаждения 7.

Характеристика топлива 1, содергаг!е!-о различные присадки, приведе-!!а в табл. 3.

Г р и и е р 3. Проводят испытания различных углеводородных полимеров в сочетащ11! о ирис адкой (A2) улучша—

1:>щей тс .ку 1 1 . гь, и полярньп1 соедине и;с!1 i С!, Срс. ип". 1;..!. углеводородного полимера В2 60000-65000, содержание этилена 44 мас.Z.

Уг:.ОВ дорс.;гный полимер ВЗ имеет среди! и м. в. 17000-20000 и содержит

4 1;.1; . =, ->11-;., Ва .

У!."еводnpoi ный полимер Б4 имеет сре !-!гпй .1, В. 1,р1г1ерна 55000 и содержи i ". мас. К ги!!ена.

МО>>1екулярп!!е веса Определены методом мембранной ссмометрип. Полимеры приготовлены па катализаторах Циглера-Натта (существенно линейны).

Рesv;II таты испытаний топлива 1

1 д п,lb тр, РмО(т! 11О метОду ФСА 1) npz !

1 с.-, с 11ы В т л Рл 45 12713 пропилена, получен методом свободнорадикальной полимеризации.

Углеводородный полимер Вб представ ляет собой гомополимер этилена среднего м.в. примерно 1000 (полиэтилен низкой плотности).

Фильтруемость по ФСА-Z. Условия охлаждения Х.

Характеристика топлива 1 с указанными присадками приведена. в 10 табл. 5.

Пример 5. Характеристика топлива 3 с различными присапками . приведена в табл,б (фильтруемость по, ФСА-2; условия охлаждения Х).

Пример б. К основной расфасовке присадок (ВАР), улучшан1щей текучесть дизельного топлива, добавляют различные сополимеры этиле- 2п на и пропилена и затем испытывают в качестве присадки к газойлю, имеющему точку помутнения -!2ОС.

Основная расфасовка присадок содержит, мас.ч: концентрат (примерно 25

55 мас.Е тяжелых ароматических лигроиновых погонов и примерно 45 мас.7. присадки А2) 20; парафиновые отеки 20; полярные соединения С4 10; тяжелый ароматический лигроин в качестве 30 растворителя 50.

Полярное соединение С4 прецставляет собой диамид 1 моль малеинового ангидрида и 2 моль вторичного амина гидрированного бараньего жира ° 35

Парафиновые отеки получают как дистиллатный погон нефтяной фракции . с пределами выкипания 370 — 522 С, промежуточный продукт турбинного смазоч1 ного масла и остатка, содержащего 10 парафиновый гач. Парафиновый отек представгяет собой твердую парафиновую массу, содержащую 48,6 мас.7 масла, имеет уд.в. 0,3853, средний м.в. (определен гельпроникающей хрома- 4g тографией) немасляной части. 484, кроме того, содержит 2,35 мас.X H -парафинов с числом атомов углерода

19-28, преимущественно 22-28,и средним числом атомов углеродa 24,9.

Остаток немасляной части представляет собой изо- и циклопарафины с числом атомов углерода 23-39.

Ароматический тяжелый лигроин (АТЛ) является растворителем для присадоч- 55, ных расфасовок и обычно имеет анилиновую точку 24,6 С, уд.в. 0,933, пределы выкипания 179-235 С и содержит, 75 6 мас.X: парафины 4; масс. нафтены

6,7; ароматические соединения, например полиалкилароматические 87,3 и олефины 2.

Углеводородный полимер В7 представляет собой концентрат в разбавителе — нефтепродукте, содержащий примерно 5 мас.7. сополимера этилена и пропилена (содержание этилена примерно 44, а пропилена 56 мас.X), который обладает загущающей эффективностью ("3), равной 5.

Эффективность эагущения равна отношению количества (вес.ч.) полиизобутилена (м,в. 20000 по Стаудингеру), требуемого для загущения эталонного масла до вязкости 12,4 сСт при 99 С (210 F), к количеству (вес.Е) сополимера этилена и пропилена, необходимому для загущения эталонного масла до той же вязкости.

Эталонным маслом является растворитель 15 ON с низкой температурой г застывания-очищения — среднеконтинентальная углеводородная масляная основа, имеющая вязкость 32-43 сСт (150160 с универсальных Сейболта) при

38 С (100 F).

Исходя из ЭЗ, равнои 5, средняя мол.м. сополимера этилена и пропилена по крайней мере равна 100000.

Углеводородный полимер В8 представляет собой полимер с содержанием этилена 44, и пропилена примерно

56 мас.7, ЭЗ 1,4, средняя мол.м. примерно 17000-20000. Используется в виде раствора в нефтепродукте при концентрации полимера 13,6 мас.X.

Углеводородный полимер В9 представляет собой сополимер примерно

67 вес. X этилена и примерно 23 мас.Е пропилена, ЭЗ 2,8, средняя мол.м. примерно 55000. Используется в виде раствора в нефтепродукте при концентрации 6,9 мас.X °

Углеводородный полимер BIO представляет собой масляный концентрат, содержащий примерно 3,4 мас.7 углеводородного полимера В8 и 4,0 мас.X углеводородного полимера В9.

Углеводородный полимер В11 представляет собой сополимер этилена (примерно 44 мас. 7)и пропилена (примерно 56 мас.X) ЭЗ примерно

2,8, средняя мол.м. примерно 6000065000. Используется в виде 8,3 мас.Жраствора в нефтепродукте.

1271375

Таблица 3

Пропускающее сито, В

Присадка млн.д.

Присадка, улучшающая текучесть топлива

УглевоПолярное соединение дородный полимер

А2 (207) 30

А2 (69) Вl (75). Cl (75) 150

А2 (69) В! (75) С2 (75) 60

А2 (69) В l (75) СЗ (75) 60

Таблица 4

Присадка (млн.д.) Присадка, улучшаю— щая текучесть

Условия охлаждения

Углеводородный полимер

Полярное соединение

Ы Х Y топлива (4

А2 (125) А2 (250) А2 (175) В2 (75)

А2 (175) В l (75)

А2 (175) ВЗ (75)

А2 (175) В4 (75)

А2 (100) В2 (50)

А2 (100) В1 (50)

А2 (100) ВЗ (50)

А2 (100) В4 (50) Пропускающее сито, меш

60 20 20

120 40 40

350 60 60

150 40 40

150 40 40

120 40 40

Cl (100) 350 !20 60 350

Cl (100) 350 60 60 200

Cl (100) 350 40 40 150

С1 (100) 350 40 40 200

1271375

Таблица 5

Присадка (млн. д.) Присадка (млн.д.) Пропускающее сито, меш

Пропускают щее сито., УглевоПрисадка, улучшающая текучесть топлива

5 ПрисадУглеводо родный полимер меш дородный полимер ка, улучшающая текучесть

А2 (10С.) 40

40

А2 (200) 80

<5. Л2 (250)

А2 (100) В2 (100) 80

В2 (SO)

В5 (SO)

В6 (50) 120

40

А2 (200) В2 (50) 120

25

НТТО йри -17,8 С

Улучшение отноПрисадка, ч. на млн

Опыт объем собранной пробы, мл сительно

ВАР,% время, с характеристика пробы

195

36,7

1 2000 ВАР

2 2000 BAP

195

+400 В7

3 2000 ВАР

+400 В8 32„7

4 1200 BAP 47,0

195

195

5 1200 ВАР

+400 В7

30,1

195

6 1200 BAP

+400 В8

29,8

195

135

7 2000 ВАР 60,0

+400 В9 184,0

-68

195

А2 (1 00)

А2 (125)

А2 (150)

А2 (100)

А2 (100)

А2 (100) Таблица 6

Т аблица 7

16

Продолжение табл.7

1271375

HTi0 при -17,8 С

Улучшение отноПрисадка, ч. на млн

Опыт объем собранной пробы, мл сительно

ВАР, 7 характеристика .пробы время, с

8 . 1200 BAP

+400 BIO

9 . 1200 BAP

+400 В11

10 1200 ВАР

56,9

195

â€

35,8

195

+400 812 35,6

200

11 1200 BAP

+400 ВIЗ

36,8

200

27!

2 1200 ВАР 60,0

145

l95

+25 Bll

100,0

13 1200ВАР 60,0

170

+25 В13

14 800 А2

400 С4

400 В7

15 500 А2

250 С4.

400 В7

16 500 А2

400 В7

66,9

195

46,5

190

39,2

195

60,0

17 800 петролатум

60,0

400 В7

В1!ИИПИ Заказ 6256/59 Тираж 482

Подпис но е

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул . Проектная, 4