Присадка к углеводородным топливам

 

Изобретение относится к нефтехимии, точнее к композициям присадок к топливам, в частности к автомобильным бензинам, добавляемым в целях снижения их потерь от испарения при хранении, и может быть использовано на нефтебазах и складах горючего. Присадка содержит 1-3% фосфорсодерожащей четвертичной аммониевой соли формулы С₈F₁₇CONCHC₃H₆N(C₂H₄OH)(CH₃)₂Cl; 3-7% полиэфира на основе окиси этилена и оксиси пропилена с мол.м. 2501 у.е.; 1-3% динонилового эфира фталевой кислоты; 1-3% дибутилового эфира фталевой кислоты и остальное - бутанол-1. Использование присадки позволит снизить скорость испарения углеводородных топлив при их хранении в резервуарах на 42,0-44,4 отн.% или на 1,3-3,7 отн.% по сравнению с известной присадкой, уменьшить концентрацию присадки в топливе в 200 раз. 2 табл.

Изобретение относится к нефтехимии, точнее к композициям присадок к топливам, в частности к автомобильным бензинам, добавляемым в целях снижения их потерь от испарения при хранении, и может быть использовано на нефтебазах и складах горючего.

Известна присадка, состоящая из фторсодержащего поверхностно-активного вещества, полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2500 у.е., этиленгликоля и алифатического спирта (бутанол-1).

Однако эта присадка имеет высокую концентрацию компонентов и низкую эффективность действия по снижению потерь топлива от испарения при хранении [1 - Усин В.В., Улитько А.В. и др. Защита окружающей среды при применении топлив и эксплуатации транспорта, Ульяновск.: УТЦНТИП, 1993. С. 25].

Известна также присадка, состоящая из фторсодержащего поверхностно-активного вещества, полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол. м. 3503 у. е., этиленгликоля и алифатического спирта, выбранная в качестве прототипа. Присадка содержит, мас.%: фторсодержащую четвертичную аммониевую соль 4,5-5,5; полиэфир на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 3503 - 47,0-49,0; этиленгликоль 4,5-5,5; бутанол-1 - до 100. Данная присадка используется для снижения потерь от испарения при введении непосредственно в углеводородное топливо в концентрации 0,2 мас.%. Опыт применения присадки свидетельствует о ее недостаточной эффективности по снижению потерь топлива от испарения при хранении [1 - Усин В.В., Улитько А.В. и др. Защита окружающей среды при применении топлив и эксплуатации транспорта, Ульяновск.: УТЦНТИП, 1993. С. 34-35].

Технической задачей изобретения является повышение эффективности действия присадки по снижению скорости испарения углеводородных топлив при их хранении в резервуарах на нефтебазах и складах горючего с одновременным уменьшением концентрации присадки в топливе.

Поставленная техническая задача достигается тем, что известная присадка к углеводородным топливам на основе алифатического спирта с добавлением фторсодержащей четвертичной аммониевой соли формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(C₂H₄ОH)(CH₃)₂Cl, полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена, согласно изобретению в качестве полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена содержит полиэфир с мол.м. 2501 у.е. и дополнительно содержит динониловый и дибутиловый эфиры фталевой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: Фторсодержащая четвертичная аммониевая соль формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(C₂H₄ОH)(CH₃)₂Cl - 1,0 - 3,0 Полиэфир на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2501 - 3,0 - 7,0 Динониловый эфир фталевой кислоты - 1,0 - 3,0 Дибутиловый эфир фталевой кислоты - 1,0 - 3,0 Бутанол-1 - Остальное Фторсодержащая четвертичная аммониевая соль формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(C₂H₄ОH)(CH₃)₂Cl представляет собой воскообразное вещество светло-коричневого цвета, гигроскопична, растворяется в спиртах. Имеет плотность 1560-1600 кг/м³, температуру плавления 80^oС, содержание хлора составляет 5,0-5,6 мас.%. Техническое название "ЧАС 9". Вырабатывается по ТУ 6-02-2-817-84.

Полиэфир на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2501 - сиропообразная бесцветная жидкость. Содержание гидроксильных групп 1,5-1,7%, кислотное число <0,1 мг КОН/г, вязкость по Хепплеру при 25^oС - 450-600 МПас, плотность 1010 кг/м³, мол. м. - 2501 у. е. Техническое название "Лапрол-2501". Вырабатывается по ТУ 6-05-221-484-79.

Динониловый эфир фталевой кислоты - вязкая бесцветная жидкость. Имеет плотность 986 кг/м³, Т_кип - 387^oС, Т_заст - минус 50^oС. Вырабатывается по ТУ 6-09-280-83. Применяется как пластификатор виниловых полимеров, каучуков, эфиров целлюлозы, полистирола [2 - Химическая энциклопедия: В 5 т.: т.2: Кнунянц И.Л. и др. М.: Сов.энцикл., 1988. С. 74-75].

Дибутиловый эфир фталевой кислоты - прозрачная бесцветная или слегка желтоватая масляная жидкость. Имеет плотность 1047 кг/м³, Т_кип - 340^oС, Т_заст - минус 40^oС. Вырабатывается по ТУ 6-05-5119-81. Применяется как пластификатор виниловых полимеров, каучуков, эфиров целлюлозы, полистирола [2 Химическая энциклопедия: В 5 т.: т.2: Кнунянц И.Л. и др. М.: Сов.энцикл., 1988. С. 74-75].

Бутанол-1 представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Имеет плотность 800-830 кг/м³, Т_кип - 108^oС. Производится промышленностью по ГОСТ 6006. Применяется в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности [3 Химическая энциклопедия: В 5 т.: т.1: Кнунянц И.Л. и др. М.: Сов.энцикл., 1988. С. 336-337].

Данные признаки являются существенными для решения задачи изобретения. Так как синергетический эффект взаимодействия фторсодержащей четвертичной аммониевой соли формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(C₂H₄ОH)(CH₃)₂Cl с полиэфиром на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол. м. 2501, динониловым и дибутиловым эфирами фталевой кислоты позволяют снизить потери топлива от испарения при уменьшении концентрации присадки в топливе.

Для приготовления присадки фторсодержащую четвертичную аммониевую соль формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(C₂H₄ОH)(CH₃)₂Cl растворяют в бутаноле-1. Полученный раствор смешивают с полиэфиром на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2501, динониловым и дибутиловым эфирами фталевой кислоты.

Предлагаемая присадка вводится в автомобильный бензин в концентрации 0,001 мас.% после заполнения резервуара топливом.

Для обоснования количественного состава присадки были приготовлены образцы (табл.1), которые прошли испытания в композиции с автомобильным бензином А-76 по ГОСТ 2084. Образцы 1-5 (табл. 1) отличаются процентным соотношением компонентов в предлагаемой присадке.

Эффективность действия присадки оценивалась по средней скорости испарения углеводородного топлива при хранении в статических условиях в течение пяти суток относительно топлива без присадки и топлива с присадкой-прототипом.

Результаты испытаний присадок представлены в табл.2.

Испытания на скорость испарения проводились в статических условиях в стеклянных стаканах с площадью испарения 12,44 см² при температуре воздуха 18-20^oС и относительной влажности воздуха 85-95%. Погрешность определения скорости испарения 0,05 г/сут м².

Дополнительно были оценены показатели основных эксплуатационных свойств, определяющих эффективность применения автомобильных бензинов: октановое число [4 - ГОСТ 511. Топливо для двигателей. Моторный метод определения октанового числа]; масса низкотемпературных отложений во впускной системе двигателя по методике, утвержденной Государственной межведомственной комиссией (ГМК) [5 - Решение ГМК 23/1-78 от 17.05.78 г.].

При добавлении предлагаемой присадки в углеводородные топлива в количестве 0,001 мас.% показатели качества топлив изменяются в пределах отклонений, допустимых ГОСТ на методы испытаний.

Анализ результатов табл.2 позволяет сделать вывод, что наиболее предпочтительными являются образцы присадок 2-4 (строка 2, столбцы 5-7), содержащие мас.%: фторсодержащую четвертичную аммониевую соль формулы C₈F₁₇CONCHC₃H₆N(C₂H₄ОH)(CH₃)₂Cl - 1,0-3,0; полиэфир на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол. м. 2501 у.е. 3,0-7,0; динониловый эфир фталевой кислоты 1,0-3,0; дибутиловый эфир фталевой кислоты 1,0-3,0; бутанол-1 - остальное. Снижение содержания фторсодержащей четвертичной аммониевой соли в присадке меньше 1,0 мас.% (образец 1) приводит к существенному увеличению скорости испарения автомобильных бензинов относительно топлива с присадкой-прототипом (строка 1, столбец 4); увеличение содержания фторсодержащей четвертичной аммониевой соли в присадке выше 3,0 мас.% (образец 5) незначительно изменяет скорость испарения автомобильных бензинов (строка 1, столбец 8).

Применение изобретения позволит значительно снизить потери автомобильных бензинов от испарения при хранении в резервуарах на нефтебазах и складах горючего. Так, например, в наземном вертикальном резервуаре вместимостью 1000 м³ при хранении автомобильного бензина с предлагаемой присадкой в течение 1 года во 2 климатической зоне экономия от сокращения потерь горючего составит более 1300 кг.

Источники информации 1. Усин В.В., Улитько А.В. и др. Защита окружающей среды при применении топлив и эксплуатации транспорта, Ульяновск.: УТЦНТИП, 1993. С. 25 (аналог). С. 34-35 (прототип).

2. Химическая энциклопедия: В 5 т.: т.2: Кнунянц И.Л. и др. М.: Сов.энцикл., 1988. С. 74-75.

3. Химическая энциклопедия: В 5 т.: т.1: Кнунянц И.Л. и др. М.: Сов.энцикл., 1988. С.336-337.

4. ГОСТ 511. Топливо для двигателей. Моторный метод определения октанового числа.

5. Решение ГМК 23/1-78 от 17.05.78 г.

Формула изобретения

Присадка к углеводородным топливам на основе алифатического спирта с добавлением фторсодержащей четвертичной аммониевой соли формулы С₈F₁₇CONCHC₃H₆N(C₂H₄OH)(CH₃)₂Cl, полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена, отличающаяся тем, что в качестве полиэфира на основе окиси этилена и окиси пропилена она содержит полиэфир с мол.м. 2501 у.е. и дополнительно содержит динониловый и дибутиловый эфиры фталевой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: Фторсодержащая четвертичная аммониевая соль формулы С₈F₁₇CONCHC₃H₆N(C₂H₄OH)(CH₃)₂Cl - 1,0-3,0
Полиэфир на основе окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. 2501 - 3,0-7,0
Динониловый эфир фталевой кислоты - 1,0-3,0
Дибутиловый эфир фталевой кислоты - 1,0-3,0
Бутанол-1 - Остальноее

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2