Топливная композиция

Топливная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

осеu,„,,„„ ат чтно те,н,„ о п и с ;-т 4в".В. 718017

Своз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополйительный к патенту— (22) Заявлено 260376 (21) 2338656/23-04 (23) Приоритет — (32) 28„03.75 (51) М, Кл.

С 10 Ь 1/18 (33) cm

Государственный ком ите1

СССР по делам изобретений и открытий (31) 562. 892 (53) УДК665. 75 (088.8) Опубликовано 25.0280., Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 28,0280

Иностранец

Макс Дж. Висотски (cog (72) Автор изобретения

Иностранная фирма Эксон Рисерч энд Инджиниринг Компани (71) Заявитель (54) 1ОПЛИВНМ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к топливным композициям на основе углеводородного топлива с добавлением присадки.

Известна топливная композиций на основе среднедистиллятных топ" лив с добавлением присадки, улучшающей низкотемпературные свойства композиции, в качестве которой используют сополимер этилена с сс-оле- 10 фином ноРмального стРоениЯ С„2 -Сот

ti) .

Прототипом изобретения является топливная композиция на основе дрюстиллятного углеводородного топлива Я с добавлением смеси присадок, улучшающих низкотемпературяые свойства композиции, и состоящей из соцолнмера этилена и винилового эфира жирной кислоты С>-С (MoA.в. сополиме- Э) ра 1000-3000) и йолимера эфира лаури- . лового спирта и акриловой или метакри-! ловой кислоты мол.Be 760-10000 (2), Однако известные композиции обла= дают недостаточными низкотемпературными свойствами.

Целью изобретения является улуч1аение низкотемпературных свойств топливной композиции.

Это достигается эа счет того; чтотопливная композиция на основе дистиллятного углеводородного топлива, о выкипающего в интервале 120-480 С с добавлением смеси присадок, состоящей из сополимера этилена с ненасыщенным сложным эфиром карбоновой кислоты и маслорастворимого полиалкилового эфира акриловой или метакриловой кислоты, содержит сополимер этилейа С ненасыщенным сложным эфиром карбоновой кислоты мол.в

4000-60000 при содержании смеси при садок в композиции 0,001-1,0% и смесь присадок содержит 5-с)0 вес.% указанного сополимера.

Желательно испольэовать сополимер, содержащий 3-40 моля этилена на 1 моль сложного эфира общей форму лы где R Н- или СН

R OCRg или СООТГ

Н -Н вЂ” или COORS

R -Н - или алкил Ce-C .ф е ь

Желательным также является использование полиалкилового эфира, состоящего из 25-100% Са-С,в нераз718017

15

35

40 петвленных алкилоных эфиров акриловай или метакриловой кислоты.

Этиленовые полимеры обычно имеют

-- палиметиленоную основную цепь, которая разделена íà сегмеHты угле"М дородными, галоидными или аксиуглеводородными боковыми цепями.

Полимеры могут быть просто гомопалимерами этилена, обычно получаЮщиеся при свободно-радикальной .полимериэации, которая обычна приводит к некоторому разветнлению.

Примерами сложных эфиров могут быть винилацетат, винилизобутират> виниллаурат, винилмиристат, винилпальмитат и т.д. Когда Вп -COOR „ а R - водород, то такие сложные эфиры включают метилакрилат, изобутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, метилметакрилат, лаурилакрилат, С„, оксоспиртовые сложные эфиры метакриловой кислоты и т.д. Примеры мойомеров, r äå В4 водород, а йп. и R COOR@ групйами, включают сложные мана- и диэфиры ненасыщенных дикарбановых кислот, такие как С„ -аксофумарат, ди-C -оксофумарат, диизопрапилмале з ат,- дилаурилфумарат, зтилметилфумарат и т.д.

Другой класс мономэров, которые могут быть. подвергнуты сополимериза:.. >и с этиленом, включает C -С сС-оле:.ины, которые могут быть либо разветвленными, либо неразветвленными> такие как пропилен, изобутилен, QR тен-l иэооктен-1, децен-1, дадецен-1

i и т.д.

Кроме того, другие мономеры включают винилхлорид, хотя, по oóùåñòíó, одинаковый результат. может быть получен с помощью хлорированного полиэтилена, например, с содержанием хлора примерно ат 10 до 35 нес. % или может быть использован разветнченный полиэтилен в качестве полимера.

Эти маслорастнаримые реагенты иэ этилового полимера, понижающи температуру застывания, обычно образуются при использовании свободно-радикального промотора, или в некоторых случаях, они могут быть получены при термической полимеризации, или они могут быть получены с помощью циглеранских катализаторов в случае сополимериэации этилена с другими олефинами. Полимеры, получаемые по радиальному механизму, по-видимому, являются более важными и могут быть получены следующим образом.

Растворитель и от 0 до 50 нес. Ъ от . общего количества мономера, отличного от этилена, например, сложноэфирного мономера, используемого при единовременной загрузке, загружают в автоклав из нержавеющей стали и снабженный мешалкой. Температуру автоклава доводят затем да 70-250 С, >r создают повьпаенное данление с помощью; этилена, например, до 49,2?1758 кг/см . Предпочтительными являются температуры в пределах от 70 о да 160 С. Промотор, обычно растворенный н растворителе для того, чтобы его можно было подавать насосом, и дополнительные количества второго мономера, например, ненасьпценный сложный эфир, могут быть добавлены в автоклав непрерывно, или, по мен.ьшей мере, периодически, эа время реакции, непрерывное или периодическое добавление которы< приводит к более гамогенному сополимерному продукту, по сравнению с добавлением всего количества ненасьпаеннаго сложного эфира в начале реакции. Кроме того,по мере расхода этилена н реакции полимериэации, можно подавать дополнительное количество этилена через регулятор, контролирующий данление, с тем, чтобы поддерживать требуемое давление реакции постоянным н течениэ всего времени реакции.

Общее время реакции ат 1/4 до 10 час.

Жидкую фазу из содержимого автоклава перегоняют для.удаления растворителя и других летучих составных частей реакционной смеси, получают полимер н виде остатка. Обычно для ускорения обработки и смешивания масла полимер растворяют в легком минеральном масле для получения концентрата, обычно содержащего ат 10 да 60 вес.Ъ полимера.

Обычно, в расчете на 100 вес. ч. полимера, который получают, используют ат 50 до 1200, предпочтительно ат 100 да 600 нес. ч. растворителя, обычно углеводородного, такого как бензол, гексан, циклагексан и т.д., и примерно от 1 да 20 нес.ч.промотора.

Промотором может быть любой из обычных свободно-радикальных промоторов, таких как перекисные промоторы и промоторы аза-типа, включающие ацильные перекиси С -C« разветвленных или неразнетвлейных карбонавых кислот, а также другие обычные промотары.

В каче"тве сложного палиалкиланого эфира можно испольэовать сложные эфиры, акриловой кислоты, d -алкилили д-арил-, или с .-хлор-, или с4.-аза- иди сС -аксогамологов и одноатомных спиртов, содержащих более чем три атома углерода, такие как гекснланые, октилоный, дециловый, лауриланый, миристиловый, цетилавый и т.д. эфиры акрилавай кислоты, d= метакриланой кислоты, атрапавай кислоты, коричнай кислоты, кратонанай кислоты, винилуксусной кислоты, d.--хлоракриловой кислоты, и других известных rt- или Р- замен "нных гомалогов акриловой кислоты. Эти сложные эфиры являются предпочтительно эфирами нормальных, первичных насы-. щенных алифатических спиртов, однако

718017 могут быть использованы также анало,гичные сложные эфиры соответствующих вторичных или разнатвленных спиртов.

Кроме того, могут быть использованы сложные эфиры вышеуказанных кислот акрилового ряда с монозамещенными ароматическими, гидроароматическими или эфирными спиртами, такие как бензилоный, циклогексилоный, амилфениловый, бутилоксиэтиловые эфиры кислот. Могут быть использованы также виниловые эфиры валериановой, гептановой, лауриновой, пальмитиновой, амилбензойной, нафтеновой, циклогексановой или р-бутилоксимасляной кислоты.

Наиболее эффективными полимерами являются заполимеризованные сложные эфиры акриловой кислоты или d.-метакриловой кислоты и одноатомных, насыщенных, первичных алифатических спиртов, содержащих от 4 до 16 ато- 29 мон углерода и молекуле. Маслораство- римые сложные полиэфиры включают

С А-С алкиловые эфиры акриловой кис16 лоты, гомологи акриловой кислоты и аналоги акриловой кислоты, означают Я5 поли (С 4-Ñ 6 алкила крилаты) ° Маслорастворимый полимер или сополимер имеет растворимость в топливе, примерно 0,001 вес. Ъ при,20 С. Оптимальными сложными полиэфирами, обла- ЗО дающими более высокой растворимостью и стабильностью н топливах, являются полиэфиры, которые получают из линейных, одноатомных первичных насыщенных алифатических спиртов, содержащих от 8 до 16 атомов углерода, таких как нормальные октиловый, лаурилоный, цетиловый эфиры кислот.

Эти сложные эфиры получают из смесей высших алифатических спиртов, таких, которые получаются при ката- 4О литическом гидриронании насыщенных кислот или их сложных эфирон.

Смеси могут быть простыми смесями полимеров или сополимеров, кото- рые могут быть получены полимериэа- 45 цией смеси днух или более сложных эфиров.

Описанные мономеры — эфиры моно. карбоновых кислот — могут быть сополимеризованы B р зли ных количест- 5О вах, например, до 25 вес. % других ненасыщеннйх сложных эфиров или олефинов.

Дистиллятные углеводородные топлива, которые обрабатывают комбинированными добавками, включают крекиронанные топлина и топлива прямой гонки, кипящие в широком пределе температур от 120 С до 480 С, и от

150 С до 400 С, такие как печное топливо и дизельное тяжелое жидкое ® топливо.

Дистиллятное топливо может включать смесь в любой пропорции дистиллятов прямой гонки и термически и/или каталитически крекированных 65 дистиллятов, или смеси средних дпстиллятон и тяжелых дпстиллятон, и т.д. Предлагаемая композиция эффективна в качестве добавки для топлив с нысокой температурой кипения, т.е. топлин, у которых, по меньшей мере, примерно 5 нес.Ъ выкипает при температуре выше 350 С.

Сополимер этилена и нинилацетата со среднечисловым мол ° н. около

8009(1) содержит примерно 28 вес.%. винилацетата.. Этиленовый сополимер может быть получен при свободно-радикальной полимеризации этилена и

Винилового сложного эфира низшей насыщенной одноасновной алифатической карбоновой кислоты.

Пример 2. Сополимер этилена и изобутилакрилата со среднечисловым мол.в. около 7,350 (1f) со):ержит примерно 20 нес. % иэобутилакрилата. Этот сополимер имеет индекс расплава 116-127 С.

Пример 3. Сополимер этилена и 2-этилгексилакрилата получают следующим образом. В трехлитровый автоклав с мешалкой загружают 1200 мл бензола. Автоклав продувают азотом и затем этиленом. Автоклав нагревают до 110 С, подавая при этом н автоклав этилен до тех пор, пока давление не повысится до 421,9 кг/см о

Затем, поддерживая температуру 110 С и укаэанное давление, непрерывно падают насосом н автоклав со скоростью

20 r/÷àñ 2-этилгексилакрилата и раствор, содержащий О, 5 вес.Ъ перекиси дилауроила, растворенного в бензоле. В общем вводят за 2 час 40 г

2-этилгексилакрилата, тогда как за

2 часа с начала ввода в реактор подают 0,4 г раствора перекиси. Смесь выдерживают при 11.0 С в течение 1.5 о мин. Затем температуру реакционной смеси понижают до 60 С, снижают давление в реакторе и содержимое выгружают иэ автоклава. Пустой реактор промывают 1 л теплого бензола (примерно 50 C) который добавляют к продукту. Продукт освобождают от растнорителя и непрореагировавших мономеров на паровой бане путем продувания азота через продукт. Продукт, освобожденный от летучих, состоит из 120 г сополимера этилена и 2-этилгексилакрилата, имеющего среднечислоной мол.в. 61 20 и 31,9 вес.Ъ сложного эфира.

Пример 4. Полиалкилметакрилат (1У) имеет следующее распределение алкилон, вес. %: С„„- 3,4;

C g — 37,8; С вЂ” 19,5; С„6 — 8,8 и

С1Н вЂ” 10,5. Среднечисловой мол.вес

82500 и средневесоной мол. вес

798800 (измерен с помощью гель-проникающей хроматографии).

П р е р 5. Полиалкилметакрилат (У) имеет следующее Пас прРпел"ние алкилон, Ъ: Cqg. — 6, ; Су - 8,3;

718017

Сц, .10,23 С э - 9i4 j С - 12,бt

С„ — б,бу С„@- 11,3; С,,4) — 4,3g и

Сю- 5,4 °

Среднечисловой мол. в. 17100 и средчевесовой мол, в. 39 000 (по гель-проникающей хроматографии). 5

Пример б. Гомополимер . тетрадецилакрилата (Ч ) . Мономер получают следующим образом. В круглодонную колбу емкостью 500 мл и снабженную мешалкой, нагревательным кожухом, холодильником и приемником Дина-Старка, прибавляют 107г тетрадеканола, и 40 г акрилбвой кислоты, 1 г гидрожинона, 3 г п-толуолсульфоновой кислоты и 150 мл гептана. Раствор кипятят с обратным холодильником 3 час, за это время в приемнике Дина-Старка собирается ll мл води. Раствор промывают

75 мп воды, 75 мл 2%-ного раствора ги оокиси натрия и еще раэ водой до тех пор, пока промывные воды не станут нейтральными. Раствор сушат над сульфатом магния, фильтруют и выпаривают,.получают 125 г тетрадецилакрилата.

Гомополимер тетрадецилакрилата получают следующим образом. В круглодонную колбу, снабженную мешалкой, холодильником, нагревательным кожухом и трубкой для ввода азота, прибавляют б г тетрадецилакрилата, 6 г геп ана и 0,06 r перекиси бензоила. Раствор продувают азотом, нагревают при перемешивании до 85 С в течение 45 мин. Затем добавляют

О, 1 г гидрохиноиа и выпаривают растворитель, получают 5,8 r полимера с мол. в. 6 196.

Пример 7. Сополимер гексадецилакрилата и метилметакрилата (Vll) мол. в. 2 817 °

Гексадецилакрилат получают также как и тетрадецилакрилат, за исключением того, что при получении сложного эфира акриловой кислоты используют 122 г гексадецилового спирта. Сополимеризацию проводят аналогично примеру 6, за исключейием того, что используют смесь из 7,2 г гексадецилакрилата и 1,3 г метилметакрилата. 5

В табл. 1 приведены свойства дистиллятного жидкого топлива, подвергнутого испытанию.

Т а б л и ц а 1.

Продолжение табл.1

Перегонка, С *

Начальная точка кипения

156

20%

185

50%

261

80%

328

95%

353

Конечная точка кипения

355

Пределы парафийов

С9 - о

0,8265

Плотность при 16 С

Температура по- мутнЕИия,, С

Анилиновая точка, ФС

2$ изМерения по методу АЯТМД-Д-1160.

Готовят различные смеси полиме.ров f-ill с полимерами TU-Vll в топливе путем простого растворения по35 лимера s жидком топливе. нагревают топливо и полимер примерно до 90 С, полимер добавляют отдельно, и смесь перемешивают. В других. случаях полимер добавляют при перемешивании. в топливо для образования концентрата топлива, который обычно имеет примерно 60 вес. Ъ полимера, растворенного в легком минеральном масле.

Свойства хладотекучести смеси определяют с помощью контроля точки закупоркй холодного фильтра (КТЗХФ) .

Контроль точки закупорки холодного фильтра проводят с использованием

45 мл образца топлива, который подвергают испытайию. Топливо охлаждаап в бане, температуру которой поддерживают примерно при -34 С. Через один градус, начиная с 2 С выше темо пературы помутнения. Топливо испытыО вают на контрольном приборе, состоящем из пипетки, нижний конец которой присоединен с перевернутой воронкой, Расширенное поперек устье воронки является ситом размером отверстий в

350 меш, имеющим площадь 2,90 см

К верхнему концу пипетки подводят вакуум примерно 7 мм вод.ст., погружая при этом сито в образец топлива. Из-за вакуума топливо прохо- . дит через сито в верхнюю часть пипетки до метки, показывающей объем топлива 20 мл. Испытание повторяют через каждое понижение температуры в один градус до тех пор, пока не будет нарушаться наполнение пипетки

5 до вышеуказанной метки вследствие

718017

Формула изобретения

Таблица2

Полимер

Отсутствует

0,04% полимера 1

0,01% полимера ll

0,01% полимера ll

0,04% полимера 1V

0,02% полимера V

0,02Ъ полимера Vl

0,02% полимера Vll

0,02Ъ -полимера .1 и

0,02Ъ полимера V

0,005Ъ полимера 2 и

0,01% полимера V

0,005% полимера 3 и

0,01% полимера 1V

0,005% полимера 2 и

0,01Ъ полимера Vl

0,01% полимера 1 и

0,01Ъ полимера Vll

0,01% полимера 1 и

О, 01% полимера

Составитель Н.Богданова

Редактор P.Антонова Техред M ..Петко Корре р кто С. в1екмар ю

Заказ 9872/71 Тираж 545 .Подписное

UHHVIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l.13035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/!

4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 закупорки сита кристаллами парафина.

Результаты испытаний и полученные смеси представлены в табл.2.

1. Топливная композиция на основе дистиллятного углеводородного топлива, выкипающего в интервале

120-480 С с добавлением смеси присадок, соСтоящей из сополимера этилена с ненасыщенным сложным эфиром карбоновой кислоты H маслорастворимого полиалкиловбго эфира акриловой или метакриловой кислоты, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучщения низкотемпературных свойств композиции, она содержит сополимер этилена с ненасыщенным сложным эфиром карбоновой кислоты моп.в. 40060000 при содержании смеси присадок в количестве 0,001-1,0 вес. Ъ и смесь присадок содержит 5-90 вес. Ъ указанного сополимера.

2. Топливная композиция по п.l, 20 отличающаяся тем, что .содержит сополимер 3-40 молей этилена на 1 моль сложного алкилового эфира общей формулы

Ь Ч

25 С=С

В, 6, где й-Н- или СН—

1 з

R,— — ООСВ или. СООВ„

R,-Н- или COOR

ЗО R4-Н- или алкил C C

3. Топливная композиция по п.1, о т л .и ч а ю ta а я с я тем, что содержит полиалкиловый эфир, состоящий из 25-1ООЪ Са-С 6 неразветвленных алкиловых эфиров акриловой или метакриловой кислоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

Р 1303074, кл. С 5 G, опублик. 1973. @ 2. Патент США Р 3275427, кл. 44-62, опублик. 1966 (поототип),.