Многофункциональная добавка к автомобильному бензину

Многофункциональная добавка к автомобильному бензину

Реферат

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно к составу многофункциональной добавки к автомобильному бензину на основе монометиланилина.

Известно использование в составах автомобильных бензинов антидетонационных присадок на основе монометиланилина, который получил широкую известность в качестве октаноповышающей добавки (А.М.Данилов. Применение присадок в топливах. Справочное издание. М., Мир, 2005, с.20-30).

Известны добавки к автомобильным бензинам на основе монометиланилина, в состав которых входят оксигенаты и металлоорганические присадки.

Например, в пат. РФ№2276683, 2006 г., заявлена добавка к бензину, содержащая 15-30 мас.% монометиланилина, 0,5-5 мас.% уксусного альдегида, 0,001-1,0 мас.% металлоорганического соединения, 1,0-1,5 мас.% углеводородной фракции и до 100 мас.% этилового спирта. В качестве металлоорганического соединения используют дициклопентадиенилжелеза, ферроцена и/или альфагидроксиизопропилферроцен, циклопентадиенилтрикарбонилмарганца и другие. Добавка дополнительно может содержать антиокислитель в количестве 1,0-1,5 мас.% и/или до 6 мас.% моющей присадки.

Недостатком указанной добавки к автомобильному бензину является наличие в ней этилового спирта (как правило, обводненного), который при добавлении к автомобильному бензину может привести к фазовой нестабильности, то есть расслоению при низких температурах. Добавление спирта приводит также к повышению коррозионной агрессивности бензоспиртовых смесей по отношению к металлам. К недостаткам также можно отнести наличие в добавке металлоорганических соединений на основе железа и марганца, которые при сгорании топлива образуют твердые оксиды железа и марганца, что может привести к повышенному износу деталей двигателя и негативно отразиться на работе свечей зажигания.

Аналогичными недостатками обладают добавки к автомобильным бензинам, заявленные в пат. РФ №2129141, 1999 г. и в пат. РФ №2161639, 2001 г., в которых наряду с монометиланилином также содержится этиловый спирт и металлоорганические соединения на основе железа и марганца.

Известны также октаноповышающие добавки, в состав которых входит монометиланилин и оксигенаты и не входят металлоорганические соединения.

Например, известна добавка к автомобильным бензинам, которая содержит 5,0-30 мас.% монометиланилина, 0,5-10,0 мас.% третичного бутилового спирта, 0,5-30 мас.% метилового спирта, 10,0-45,0 мас.% метилтретбутилового эфира, 0,3-0,7 мас.% уксусного альдегида, 0,5-1,5 мас.% углеводородной фракции, выкипающей в интервале температур 60-200°С и до 100% этилового спирта (Пат. РФ №2276682, 2006 г.).

Недостатком добавки, описанной в данном патенте, является присутствие в ней большого количества компонентов, что затрудняет процесс ее приготовления, а также, как было указано выше, наличие в составе добавки этилового спирта.

Наиболее близкой к заявляемой является добавка к автомобильным бензинам, содержащая 10-35 мас.% ароматического амина, 0,1-1,5 мас.% присадки, представляющей собой смесь аминов, полиэфира и ингибитора коррозии и специальных минеральных масел (Керопур 3430 Н), 0,1-0,5 мас.% органического производного марганца и до 100 мас.% оксигената. Оксигенат выбирают из группы: метиловый спирт, этиловый спирт, метилтретбутиловый эфир (МТБЭ) или их смесь (Пат. РФ №2260034, 2005 г.).

Недостатками добавки, описанной в прототипе, является наличие в составе органического производного марганца, что приводит к повышенному износу деталей двигателя, снижению надежности работы свечей зажигания. Кроме того, отсутствует отечественное производство этого дорогостоящего продукта. Это ограничивает возможность применения добавки.

Использование предлагаемых октаноповышающих компонентов на базе кислородсодержащих соединений ограничено по ряду причин: высокая токсичность метанола и МТБЭ, фазовая нестабильность и коррозионное действие этанола.

Следует отметить, что все добавки, содержащие в своем составе монометиланилин и описанные в приведенных выше патентах, имеют один общий существенный недостаток: склонность к изменению окраски продукта от светло-желтого до темно-коричневого цвета (цвет по АСТМ Д 1500 от 0,5 до 8) при хранении, что отрицательно сказывается на эксплуатационных свойствах добавки.

Задачей изобретения является разработка беззольной добавки к автомобильному бензину на основе ароматического амина, обладающей стабильностью цвета при хранении и высокими антидетонационными, моющими и антикоррозионными свойствами.

Для решения поставленной задачи предлагается многофункциональная добавка к автомобильному бензину, включающая ароматический амин, присадку, представляющую собой смесь аминов, полиэфира и ингибитора коррозии, которая отличается тем, что дополнительно содержит стабилизатор цвета, представляющий собой полиэтиленполиамины общей формулы H₂N-(CH₂-CH₂-NH-)_nH, где n=1-5, или гидразингидрат, а также растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Присадка, представляющая собой смесь аминов,
полиэфира и ингибитора коррозии	0,5-3,5
полиэтиленполиамины общей формулы
H2N-(CH2-CH2-NH-)nH, где n=1-5,
или гидразингидрат	0,01-0,2
Растворитель	20,0-35,0
Ароматический амин	до 100

Причем растворитель выбран из группы: 2-этилгексанол, толуол, ксилол и др.

Отличием заявляемого технического решения является содержание в составе добавки стабилизатора цвета и растворителя.

Указанное отличие позволяет обеспечить добавке наряду с антидетанационными, моющими и антикоррозионными свойствами достаточно высокую стабильность цвета при продолжительном хранении (не менее 1 года) и гомогенность раствора добавки.

Сочетание в составе добавки перечисленных ингредиентов в заявленном соотношении является новым.

Использование предлагаемой добавки позволит улучшить качество и расширить ассортимент высокооктановых автомобильных бензинов, отвечающих современным требованиям.

Используемые в составе добавки компоненты являются продуктами промышленного производства.

В качестве ароматического амина в добавке используют монометиланилин технический по ТУ 2471-248-05800142-2005 или добавку на его основе, например АДА-СУПЕР по СТО 11605031-011-2007.

В качестве растворителя используют 2-этилгексанол по ГОСТ 26624-85, или толуол нефтяной по ГОСТ 14710-78, или ксилол нефтяной марки А по ГОСТ 9410-78 и др.

В качестве стабилизатора цвета используют полиэтиленполиамины общей формулы H₂N-(CH₂-CH₂-NH-)_nH, где n=1-5, мол. масса = 60-230, плотность d=0,95-1,05 г/см³ по ТУ2413-357-00203447-99 или гидразингидрат по ГОСТ 19505-88.

В качестве присадки, представляющей собой смесь аминов, полиэфира и ингибитора коррозии, используют Керопур 3458 Н, представляющий собой смесь полиизобутиленмоноамина, полиэфира и ингибитора коррозии и выпускаемый фирмой БАСФ.

Это прозрачная желтоватая вязкая жидкость, имеющая следующие характеристики:

плотность при 15°С, около 0,88 г/см³;

вязкость при 20°С, около 70 мм²/с;

температура вспышки, более 55°С;

Дает прозрачный раствор в органических растворителях, практически нерастворима в воде.

Предлагаемую добавку готовят по безотходной технологии с использованием стандартного оборудования путем смешения компонентов до получения однородного раствора.

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

Функциональные и эксплуатационные свойства приготовленных образцов приведены в таблице 2.

Детонационная стойкость оценивалась 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 соответственно при концентрации добавки 1 мас.%. Чем больше прирост октанового числа, тем выше антидетонационные свойства добавки. Для испытуемых образцов прирост составляет от 2,5 до 3,2, в сравнении с эталонной смесью, для которой этот показатель 0.

Антикоррозионная эффективность добавки определялась по методу АСТМ Д 66 5 в эталонном топливе ИТ (смесь 80% изооктана и 20% толуола по объему) в присутствии дистиллированной воды при концентрации добавки С=1,8 мас.% 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 определялась краткосрочным методом на установке УИТ-85 (ОАО «ВНИИ НП») по количеству отложений, накопленных на пластине за время испытаний. Исходный товарный бензин АИ-92 при испытании давал 64,1 мг массы отложений на пластине, тогда как для испытуемого образца этот показатель составил от 2,4 до 29,0 мг.

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 добавки визуально остался без изменения или слегка потемнел (до желтого). По методу АСТМ Д 1500 установлено, что цвет соответствует от 1,5 до 4 единиц.

Таким образом, из данных, представленных в таблице 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.

Аналогичные данные получены при использовании в качестве стабилизатора цвета гидразингидрата, в качестве растворителя - толуола или ксилола, в качестве ароматического амина - добавки на основе монометиланилина - АДА-СУПЕР.

Таблица 1
Состав образцов предлагаемой добавки
№ п/п	Наименование компонентов	Содержание компонентов в образцах, мас.%
1	2	3
1	2-этилгексанол	20	30	35
2	Полиэтиленполиамины	0,2	0,1	0,01
3	Керопур 3458 Н	3,5	2,0	0,5
4	Монометиланилин	до 100	до 100	до 100

Таблица 2
Функциональные и эксплуатационные свойства образцов предлагаемой добавки
№ п/п	Наименование показателей	Значение показателей у образцов
1	2	3
1	Прирост октанового числа эталонной смеси «70» при концентрации добавки С=1 мас.%	3,2	2,7	2,5
2	Антикоррозионная эффективность (степень коррозии стержня, баллы) при концентрации добавки С=1,8 мас.%	0	1	2
3	Моющая эффективность, масса отложений, мг при концентрации добавки С=1,8 мас.% в товарном бензине АИ-92	2,4	11,0	29,0
4	Цвет добавки визуально
	исходный	светло-желтый	светло-желтый	светло-желтый
	после 1 года хранения	без изменения	без изменения	желтый
5	Цвет по АСТМ Д 1500
	исходный	1,5	1,5	1,5
	после 1 года хранения	1,5	2,0	4,0

1. Многофункциональная добавка к автомобильному бензину, включающая ароматический амин и присадку, представляющую собой смесь аминов, полиэфира и ингибитора коррозии, отличающаяся тем, что дополнительно содержит стабилизатор цвета, представляющий собой полиэтиленполиамины общей формулы H₂N-(CH₂-CH₂-NH-)_nH, где n=1-5, или гидразин-гидрат, а также растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Присадка, представляющая собой смесь аминов,
полиэфира и ингибитора коррозии	0,5-3,5
полиэтиленполиамины общей формулы
H2N-(CH2-CH2-NH-)nH, где n=1-5, или
Гидразин-гидрат	0,01-0,2
Растворитель	20,0-35,0
Ароматический амин	до 100

2. Добавка по п.1, отличающаяся тем, что содержит растворитель, выбранный из группы: 2-этилгексанол, толуол, ксилол.