Топливная композиция

Топливная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

0)) 461512

Союз Советских

Социалистических

Республик

К П А ТЕ НТУ (61) Зависимый от патента (51) М. Кл. С 10/ 1/18 (22) Заявлено 04.05.72 (21) 1781741/23-4 (32) Приоритет 05.05.71 (31) А 3933/71 (ЗЗ) Австрия

Опубликовано 25.02.75. Бюллетень № 7

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 662.753(088.8) Дата опубликования описания 03.09.75 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Херберт Майерхоффер, Вильгельм Шнейдер, Хардо Нюринг и Вольфганг Экснер (Австрия) Иностранная фирма

«Эстеррайхише Хиаг-Верке АГ» (Австрия) (71) Заявитель (54) ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Ri ! — 0 — С-Î R

Н

Изобретение относится к топливным композициям, характеризующимся пониженным содержанием окиси углерода в отработанных газах, образующихся при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.

Известны топливные композиции на основе углеводородного топлива с добавлением кислородсодержащих присадок, снижающих содержание окиси углерода в выхлопных газах, в качестве которых используют спирты или эфиры.

Недостатком известных присадок является их способность к отслаиванию, вследствие чего их применение для практических целей невозможно.

Цель изобретения — устранение указанного недостатка, а также улучшение антикоррозионных, антиобледенительных, антинагарных и интидетонационных свойств топлив.

Для этого в состав топливной композиции введены кислородсодержащие соединения общей формулы где R — — Н2, — СНз, Ке = Rg= — СНз> — СзНз — СзНт, — C4Hg

Для достижения наилучшего эффекта в состав композиции должно входить не менее трех кислородсодержащих соединения. Так, используют смесь этилформаля, метилового и

5 изопропилового спиртов. Желательно вводить

0,2 — 12 об. % этой смеси, а также 0,0002—

0,4 об. % веса воды и дополнительно 0,02—

4 об. % анилина или его производного. Топливо может быть приготовлено на основе всех

10 обычных продажных ос.íçèíîâ, причем безразлично смешаны ли эти бензины с какиминибудь присадками, которые служат для различных целей, например для повышения детонационнной стойкости или кор роз ионной

I5 прочности.

Предлагаемая топливная композиция может быть получена прибавлением к бензину. смеси присадок. Можно прибавлять к бензину отдельные компоненты в любой последова20 тельности. Лучше всего когда к бензину в процессе его получения, т. е. уже на нефтеперерабатывающем заводе, прибавляют соответствующую смесь в целом или примешивают раздельно компоненты.

25 Также можно использовать в качестве основы топлива смеси обычных бензинов или с другими фракциями углеводородов.

Кроме указанной смеси кислородсодержащих соединений, не менее эффективными яв30 ляются диметилформальметиловый и изопро461512 пиловый спирты, диметилацеталь, метиловый и изобутиловый спирты, диметилформаль, метиловый и изопропиловый спирты, паральдегид; диметилацеталь, метиловый спирт, диизопропилформаль, изопропиловый спирт; диэтилацеталь, метиловый и этиловый спирты, изобутилацетат, паральдегид и подобные смеси.

Смесь по своему составу подбирают таким образом, чтобы выполнялись как физические требования, т. е. способность смешиваться с бензином, морозостойкость смеси с бензином, так и химические требования, т. е. более низкий расход воздуха, более низкая температура сгорания и более высокая скорость сгорания. В результате этого благодаря низкой температуре сгорания и меньшему расходу воздуха содержание окислов азота в отработанном газе становится соответственно меньше, оптимизируется состояние равновесия масс, а благодаря высокой скорости сгорания более быстро устанавливается химическое равновесие. Благодаря этому становится возможным тот факт, что уже при добавлении

5 об. / смеси к топливу содержание окиси углерода понижается до 30 /ц, содержание окислов азота — до 20 /, содержание альдегидов — до 80 / . Исходя из состояния равновесия, содержание несгоревших углеводородов повышается на 10 — 20 . Улучшение состава отработанных газов распространяется практически на все время работы двигателя. Особенно хорошие результаты получают в том случае, когда топливо одновременно вместо тетраэтилсвинца содержит в качестве антидетониру сщего средства анилин или одно из его производных, в частности метиланилин, который из-за осмоления карбюратора и всасывающих систем, а также изза загрязнения емкости для хранения, не мог бы применяться до настоящего времени. К несодержащему свинец основному бензину прибавляют 5 — 10 /ц указанной смеси и 1,25—

2,5 об. / анилина. В результате этого достигнуто повышение октанового числа на 11 ед.

Кроме того, образование резиноподобных от.ложений в обычном продажном топливе у меньшено наполовину. При практической эксплуатации автомобиля в течение одного года не было обнаружено никакого загрязнения. При анализе отработанных газов, полученных при сгорании топлива, которое содержало присадку и анилин, совершенно неожиданно установлено, что добавление анилина или его производных не оказывает влияния на количество вредных веществ, содержащихся в отработанном газе. В больших количествах не было обнаружено ни окислов азота, ни альдегидов, в противоположность случаям без добавления анилина. Это означает, что в результате комбинирования топлива с анилином возможен отказ от применения соединений свинца.

Пример 1. К обычному продажному нормальному бензину с т. кип. 35 †2 С, 5

60 б5 плотностью 0,731/15 С, октановым числом

ROZ 88 и теплотворной способностью

10 200 кал. прибавляют 5 об. / смеси, содержащей 80 об. ч. метилаля и 20 об. ч. изопропилового спирта. Топливо обладает теплотворной способностью 9820 кал. Его детонационная стойкость повышается до ROZ 91, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе с 4,65 об. / понизилось до

3,75 об. . Температура помутнения топлива составляет примерно — 30 С.

Пример 2. К нормальному бензину, соответствующему примеру 1, прибавляют !

О об. / смеси, содержащей 30 об. ч. метилового спирта, 60 об. ч. диметилацеталя, 10 об. ч. изобутилового спирта, После этого топливо имеет теплотворную способность

9660 кал. Детонационная стойкость топлива повышается до ROZ 93,5, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе с первоначальных 4,65 /ц понижается до

1,85 / >. Его температура помутнения составляет около — 30 С.

Пример 3. К несодержащему соединения свинца нормальному бензину, который не содержит никаких присадок и имеет т. кип.

35 †2 С, плотность 0,734, октановое число

ROZ 77 и теплотворную способность

10250 кал, прибавляют 7,5 об. / смеси, содержащей 30 об. ч. метилового спирта, 50 об. ч. метилаля, 10 об. ч. диметилацеталя и 10 об. ч. изопропилового спирта.

После этого топливо обладает теплотворной способностью 9870 кал. Октановое число топлива повышается до ROZ 82,5, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе с первоначальных 4,9 понижается до 2,7 об. / . Температура помутнения топл и ва сост а вляет около — 30 С.

Пример 4. К бензину, указанному в примере 3, прибавляют 7,5 об. / присадки, указанной в примере 3, и, кроме того, 1,25 / анилина. После этого топливо обладает теплотворной способностью 9850 кал. Его октановое число повышается до ROZ 85, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе с первоначальных 4,9 понижается до 2,7 об. / .

Пример 5. К обычному продажному супер-бензину, имеющему т. кип. 35 — 195 С, г.лотность 0,752/15, октановое число ROZ 98 и теплотворную способность 10500 кал, прибавляют 10 об. / метилаля. После этого топливо обладает теплотворной способностью

9820 кал. Его октановое число повышается с

ROZ 98 до 100, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе с первоначальных 4,5 понижается до 2,10 об. / .

Температура помутнения полученного топлива составляет около — 30 С.

Пример 6. К супер-бензину, соответст вующему примеру 5, прибавляют 5 об. / смеси, содержащей 30 об. ч, метилового спирта, 60 об. ч. диэтилформаля и 10 об. ч. изопропилового спирта. После этого топливо об461512 ладает теплотворной способностью 10 290 кал.

его октановое число повышается до ROZ 99, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе понижается до 3,35 об. /о.

Температура помутнения топлива составляет около — 30 С.

Пример 7. К несодержащему свинец супер-бензину, который не содержит никаких присадок и имеет т. кип. 35 — 195 С, плотность 0,754/15 С, октановое число ROZ 89,0 и теплотворную способность 10 450 кал, прибавляют 10 об. /о смеси, содержащей 80 об. ч. диэтилацеталя, 20 об. ч. изопропилового спирта. После этого топливо имеет теплотворную способность 10140 кал. Его октановое число в результате этого повышается до ROZ 94,5, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе с первоначальных 3,9 понижается до 1,75 об. /о. Температура помутнения топлива составляет около — 30 С.

Пример 8. К бензину, соответствующему примеру 7, прибавляют 10 об. о/о смеси, содержащей 20 об. ч. метилового спирта, 70 об. ч. металаля и 10 об. ч. изобутилового спирта. После этого топливо обладает теплотворной способностью 9830 кал. Его октановое число повышается до ROZ 94,0, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе с первоначальных 3,90 понижается до 1,05 об. о/о. Температура помутнения топлива составляет около — 30 С.

Пример 9. К топливу, состоящему из

10 об. ч. петролейного эфира, имеющего т. кип. 40 — 60 С, 10 об. ч. фракции бензина с т. кип. 60 — 80 С, 20 об. ч. фракции бензина с т. кип. 80 — 120 С, 20 об. ч. фракции бензина с т. кип. 100 — 140 С, 10 об. ч. фракции бензина с т. кип. 140 †2 С, 10 об. ч. бензола, 10 об. ч. толуола, 10 об. ч. ксилола и имеющих октановое число ROZ 68 и теплотворную способность 10620 кал, прибавляют 5 об. /р смеси, содержащей 30 об. ч. метилового спирта, 20 об, ч. метилаля, 30 об. ч. метилацетата, 20 об. ч. изопропилового спирта.

После этого топливо обладает теплотворной способностью 10380 кал. Его октановое число повышается до ROZ 73, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе понижается с 2,9 до 2,0 об. о/о. Температура помутнения топлива. составляет около — 30 С.

Пример 10. К топливу, соответствующему примеру 9, прибавляют 10 об. /, смеси, указанной в том же примере. После этого топливо обладает теплотворной способностью

10040 кал. Его октановое число повышается до ROZ 75, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе понижается с

2,9 до 1,1 об. O Температура помутнения топлива составляет около — 29 С.

Пример 11. К топливу, соответствующему примеру 9, прибавляют 10 об. смеси, описанной в том же примере, а также

1,25 об. /, анилина. После этого топливо обладает теплотворной способностью 10 020 кал.

55 б0

Его октановое число повышается до ROZ 84, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе понижается с 2,9 до

1,1 об. о/О. Температура помутнения топлива около — 30 С.

Пример 12. К бензину, указанному в примере 3, прибавляют 10 об. /о указанной в примере 9 смеси, а также 1,25 об. анилина. После этого топливо обладает тсплотворной способностью 9680 кал. Его октановое число повышается до ROZ 88, .в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе понижается с 1,20 до 0,21 об. /О. Температура помутнения топлива составляет около — 30 С.

Пример 13. К обычному бензину, характеризующемуся т. кип. 35 — 200 С, плотностью 0,731/15 С, октановым числом ROZ 88 и теплотворной способностью 10 200 кал, прибавляют 2 об. смеси, содержащей 20 об, ч. метилацетата, 18 об. ч. метилаля, 30 об. ч. метилового спирта, 20 об. ч. изопропилового спирта, 10 об. ч. паральдегида и 2 об. ч. воды.

После этого топливо обладает теплотворной способностью 10000 кал. Его детонационная стойкость повысилась до ROZ 88,5, в то время как содержание углерода в отработанном газе понизилось с 2,30 до 1,84 об. /о. Тяговое усилие двигателя 52 Кр неизменно.

Пример 14. Повторяют опыт, описанный в примере 13, однако к бензину прибавляют 12 об. /о смеси. После этого топливо обладает теплотворной способностью 9580 кал.

его детонационная стойкость повышается до

ROZ 94,4, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе понижается с

2,30 до 0,34 об. о/о. Тяговое усилие двигателя падает с 52 до 50,5 Кр, Пример 15. К несодержащему соединений свинца нормальному бензину, который не содержит никакой присадки и имеет т. кип. 35 — 200 С, плотность 0,734/15 С, октановое число ROZ 77 и теплотворную способность 10250 кал, прибавляют 5 об. о/о смеси, содержащей 30 об. ч. метилового спирта, 10 об. ч. метилаля, 30 об. ч. метилацетата, 20 об. ч. изопропилового спирта, 10 об. ч. паральдегида и 1,25 об. O анилина. После этого топливо обладает теплотворной способностью 9980 кал, Его октановое число повышается до ROZ 83, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе понижается с 2,50 до 1,05 об. /о.

Пример 16. Повторяют опыт, описанный в примере 15, прибавляют не 1,25, а

2,5 об. /о анилина. После этого топливо обладает теплотворной способностью 9960 кал.

Его октановое число повышается до ROZ 87, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе понижается с 2,5 до

0,52 об о/о

Пр и м ер 17. К несодержащему соединений свинца нормальному бензину, соответствующему примеру 15, прибавляют 7,5 об. /о смеси, содержащей 33,0 об. ч. анилина, 461512

30

40

Заказ 2129/10

Изд. Ма 574

Тираж 593

Подписное

Сапунова, 2

Типография. пр, 7

19,0 об. ч. метилового спирта, 6,7 об. ч. метилаля, 19,0 об. ч. метилацетата, 13,4 об. ч. изопропилового спирта, 6,7 об. ч. паральдегида и 2,2 об. ч. воды. После этого топливо обладает теплотворной способностью 9660 кал, его детонационная стойкость повышается до

ROZ 95, в то время как содержание окиси углерода в отработанном газе понижается с

2,30 до 0,3 об. о/о. Тяговое усилие двигателя уменьшается с 52 до 51 Кр.

Пример 18. К обычному продажному нормальному бензину, имеющему т. кип. 35—

200 С, плотность 0,731/15 С, октановое число

ROZ 88 и теплотворную способность

10 100 кал, прибавляют 5 об. смеси, содержащей 40 об. ч. метилаля, 40 об. ч. метилового спирта, 20 об. ч. изопропилового спирта.

После этого топливо обладает теплотворной способностью 9840 кал. Его детонационная стойкость повышается до ROZ 88,9. Содержание окиси углерода в отработанном газе уменьшается с 2,30 до 1,27 об. O . Тяговое усилие двигателя остается неизменным и равняется 52 Кр. Содержание окислов азота понижается с 4600 до 4000 мг/кг, содержание альдегидов — с 20 до 11 мг/кг. Расход топлива на 100 км составляет 0,13 л.

Пример 19. К нормальному бензину, соответствующему примеру 18, прибавляют

5 об. /о смеси, содержащей 40 об. ч. метилаля, 40 об. ч. метилового спирта, 20 об. ч. изопропилового спирта и 1,25 об. о/о анилина.

После этого топливо обладает теплотворной способностью 9840 кал. его детонационная стойкость повышается до ROZ 92. Содержание окиси углерода в отработанном газе понижается с 1,33 до 1,08 об. /о. Тяговое усилие двигателя 61 Кр остается неизменным.

Содержание окислов азота уменьшается с

4600 до 3820 мг/кг, содержание альдегидов останется равным 20 мг/кг.

При м ер 20. К обычному бензину, соответствующему примеру 18, прибавляют

10 об. /о смеси, содержащей 40 об. ч. метилаля, 40 об. ч. метилового спирта, 20 об. ч. изопропилового спирта. После этого топливо обладает теплотворной способностью 9500 кал.

Октановое число повышается до ROZ 90,2.

Содержание окиси углерода в отработанном газе понижается при полной нагрузке с 1,15 до 0,60 об., при холостом ходе — с 4,65 до

3,75 об. о/о. Тяговое усилие двигателя 81 Кр остается неизменным. Содержание окислов азота понижается с 4600 до 3600 мг/кг, содержание альдегидов — с 20 до 10 мг/кг.

Для доказательства синергетического эффекта смеси проводят следующие опыты для сравнения: а) к нормальному бензину, соответствующему примеру 1, прибавляют 5 об. о/о метилового спирта. Смесь мутнеет при 8 С и расслаиваетея;

8 б) к обычному продажному супер-бензину с т. кип. 35 — 195 С, плотностью 0,752/15 С, октановым числом,OZ 98 и теплотворной способностью 10500 кал прибавляют 10 об, о/о изопропилового спирта. После этого топливо обладает теплотворной способностью жается с 2,30 до 0,78 об. /о. Содержание

10 260 кал. Октановое число повышается до

ROZ 98,8, содержание окиси углерода пониокислов азота повышается с 4200 до

4620 мг/кг, а содержание альдегидов — с 18 до 30 мг/кг.

Пример 21. К несодержащему соединений свинца и никаких присадок супер-бензину, который имеет т. кип. 35 — 195 С, плотность 0,754/15 С, октановое число ROZ 89,0 и теплотворную способность 10450 кал, прибавляют 5 об. смеси, содержащей 40 об. ч. изопропилового спирта и 1,25 монометиланилина. После этого топливо обладает теплотворной способностью 10 340 кал. Его октановое число повышается до ROZ 96,5. Содержание окиси углерода в отработанном газе понижается при полной нагрузке с 1,37 до

1,05 об. Содержание окислов азота понижается с 5100 до 4800 мг/кг, а содержание альдегидов — с 18 до 12 мг/кг. Тяговое усилие 61 Кр остается неизменным.

Предмет изобретения

1. Топливная композиция на основе углеводородного топлива с добавлением кислородсодержащих присадок типа спиртов или эфиров, о тли ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных свойств топлива, в его состав введены кислородсодержащие соединения общей формулы

Ri

В -0 — С вЂ” О-R ! Ь

К где К„=Нз, — СНз, Кз=йз= СНз, — СзНз, — СзН7, — C4Hg.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что, в ее состав введена смесь не менее трех кислородсодержащих соединений, например смесь этилформаля, метилового и изопропилового спиртов.

3. Композиция по пп. 1 и 2, отл ич а юща я с я тем, что смесь кислородсодержащих компонентов, введена в количестве 0,2—

12 об о/о

4. Композиция по пп. 1 — 3, о тли ч а ю щ ая с я тем, чтс в ее состав введена вода в количестве 0,0002 — 0,4 об. .

5. Композиция по пп. 1 — 4, отл и ч а ю щ ая с я тем, что в ее состав дополнительно введен анилин или его производное, предпочтительно метиланилин, в количестве 0,2—

4 об о/о