Многофункциональная присадка к бензину

Многофункциональная присадка к бензину

Реферат

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 С3-С4 (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

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 C₆H₂₈B₄N₂, 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:

- по среднему уровню загрязнения контрольной поверхности при заданном режиме чередования процессов накопления и смыва отложений, так называемый интегральный показатель моющих свойств (A_C, %);

- по влиянию присадки на среднюю скорость загрязнения контрольной поверхности в режиме накопления отложений (V_H, %/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).

Интегральный показатель A_C является комплексным показателем для сравнения присадок. Остальные показатели позволяют оценивать, на какие процессы (V_H, Э или Т) присадка оказывает наибольшее влияние. Чем меньше значения A_C, V_H 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
VH, %/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 м2	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.

Многофункциональная присадка к бензину, содержащая углеводородную фракцию 180…350°С, отличающаяся тем, что дополнительно содержит тетраборат гексаметилендиаммония, стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

тетраборат гексаметилендиаммония	8,0-10,0
стеариновая кислота	35,0-40,0
углеводородная фракция 180…350°С	до 100