початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2291186

Миючі та АНТИКОРОЗІЙНИЙ ПРИСАДКА до автомобільного палива

Ім'я винахідника: Андрюхова Нонна Петрівна (RU); Винокуров Володимир Арнольдович (RU); Єрмолаєв Михайло Володимирович (RU); Ємельянов В'ячеслав Євгенович (RU); Ковальов Володимир Абрамович (RU); Мишукова Жанна Євгенівна (RU); Соколов Валерій Васильович (RU); Фінелонова Марина Вікторівна (RU); Чурзін Олександр Миколайович
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю "ПЛАСТНЕФТЕХІМ"
Адреса для листування: 101000, Москва, Чистопрудному б-р, 8, стр.1, ТОВ "ПЛАСТНЕФТЕХІМ", М.В. Фінелоновой
Дата початку дії патенту: 2005.12.22

Винахід відноситься до нафтопереробці і нафтохімії, зокрема до миючої і антикорозійного присадці до автомобільних палив. Присадка містить іміно- і імідогруппи і являє собою продукт конденсації підстави Манніха загальної формули

де R ₁ являє собою алкільних груп, що містить 8-20 атомів вуглецю, R ₂ являє собою водень або R _1,

і поліалкіленянтарного ангідриду загальної формули

де Palk - лінійна або розгалужена полі-С _2-С4 -алкіленовая група зі среднечісленной молекулярної масою 300-2250,

у вигляді 30-70% розчину в мінеральному або синтетичному маслі. Технічний ефект - підвищення миючих (щодо впускних клапанів двигунів) і антикорозійних властивостей автомобільних палив при добавці присадок.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до нафтопереробці і нафтохімії, зокрема до миючої і антикорозійного присадці до автомобільних палив.

Призначення миючих присадок - запобігати і видаляти відкладення на поверхні деталей двигуна внутрішнього згоряння. Відкладення формуються за рахунок продуктів неповного згоряння палива, а й за рахунок смолистих з'єднань, безпосередньо містяться в вуглеводневих паливах і продуктах перетворень нестабільних компонентів палива. Наявність відкладень негативно впливає на режим роботи двигуна, в ряді випадків призводить до «залипання» впускних клапанів (в двигунах з уприскуванням бензину), закоксовування розпилювачів форсунок (в дизельних двигунах), збільшує токсичність відпрацьованих газів, а й призводить до перевитрати палива.

Щоб уникнути перерахованих вище проблем в автомобільні палива вводять миючі присадки різних типів.

Відомі миючі присадки, що містять в своєму складі продукти конденсації манних (Пат. США №6511519, 27.10.2003), високомолекулярні підстави Манніха (Пат. США №4231759, 1980, C 10 L 1/22, МКІ 44/75), підстава манних в поєднанні зі спиртами C ₁ -C ₁₈ (Пат. США 6179885, 2001., 02.02-19П.187П).

Відомі й присадки, отримані на основі продукту реакції поліаміноалкеніл- або поліаміноалкілсукцініміда з тіолактоном (Пат. США №4609378, 1986, C 10 L 1/24, МКІ 44/57); на основі продукту реакції алкенілдікарбоновой кислоти з поліалкіленполіаміном, взятими в мольному співвідношенні 4: 3-1: 10 (заявка Росії 99121863/04, 2001, 02.08-19П.210); алкеніл і алкілсукцініміди, їх аддукти з бором (ЕР 1116779, 2001., 01.24-19П.194П).

Найбільш близькою до заявляється присадці за складом є миюча і антикорозійна присадка для автомобільних палив, що містить амідні або імідний групи, одержувані в результаті конденсації з'єднання С, що є первинним поліаміном, із з'єднанням А, що є щонайменше одним поліалкіленкарбоксільним з'єднанням, дикислоти або ангідридом, і з'єднанням В, що є щонайменше одним лінійним або розгалуженим карбоксильним з'єднанням, монокіслотой або ангідридом, яку отримують взаємодією сполуки С формули

в якій R ₁ R _2, однакові або різні, є водень або вуглеводневу групу, що містить 1-4 атома вуглецю;

n - ціле число від 1 до 3;

m - ціле число від 1 до 10;

p - ціле число, рівне 0 або 1,

з сумішшю двох з'єднань А і В, що міститься в органічному розчиннику з температурою кипіння від 65 до 250 ° С, з'єднання А є поліалкіленкарбоксільним з'єднанням, що містить від 2 до 20 атомів вуглецю на лінійну або розгалужену алкенільних групу і мають середню молекулярну масу від 200 до 3000 , а з'єднання В вибирають з групи, що складається з метакрилової кислоти, акрилової кислоти, малеїнового ангідриду і бурштинового ангідриду, причому молярні відносини а / В / С складають 1 (0,1-1) / (1-3), при цьому а / В / С ніколи не може бути 1/1/1, молярне відношення С / А змінюється від 1,3 до 2 і молярне відношення В / А змінюється від 0,1 до 0,8 (RU 2165448 С2, 20.04.2001).

Недоліками зазначених присадок є їх недостатньо висока миюча здатність щодо впускних клапанів і недостатні антикорозійні властивості.

Завданням цього винаходу є створення моющей і антикорозійного присадки до автомобільних палив, яка забезпечує чистоту впускних клапанів двигунів з уприскуванням бензину, одночасно є очищувачем карбюратора і покращує антикорозійні властивості палива з метою запобігання паливної системи двигуна від корозії.

Для вирішення поставленого завдання запропонована миюча і антикорозійна присадка до автомобільних палив, що містить іміно- і імідогруппи і представляє собою продукт конденсації підстави Манніха загальної формули

де R ₁ являє собою алкільних груп, що містить 8-20 атомів вуглецю,

R ₂ являє собою водень або R _1,

і поліалкіленянтарного ангідриду загальної формули

де Palk - лінійна або розгалужена полі-С _2-С4 -алкіленовая група зі среднечісленной молекулярної масою 300-2250,

у вигляді 30-70% розчину в мінеральному або синтетичному маслі.

Згідно з даним винаходом підставу манних загальної формули (I) отримують шляхом взаємодії моно-С _8-С20 -алкілфенола або ді-С _8-С20 -алкілфенола або їх суміші з етилендіаміном і формальдегідом.

Поліалкіленянтарние ангідриди загальної формули (II) вибирають з похідних ангідриду поліалкіленянтарной кислоти, одержуваних шляхом взаємодії поліетилену, поліпропілену, полібутилену або поліізобутилену з среднечісленной молекулярної масою, яка дорівнює 300-2250 з малеиновой кислотою або ангідридом.

Конденсацію підстави Манніха і поліалкіленянтарного ангідриду здійснюють в маслі при перемішуванні і поступовому нагріванні до 120-130 ° С, подальшому нагріванні до 150 ° С під вакуумом Р _вак = (- 0,1) - (- 0,5) атм і витримкою реакційної суміші протягом 1,0-2,5 годин.

Відповідними маслами можуть бути природні або синтетичні масла або їх суміші. Природні масла включають мінеральні масла, рослинні олії, тваринні жири і масла, отримані з вугілля або сланцю. Синтетичні масла включають вуглеводневі масла, такі як алкілірованние ароматичні масла, олефінових олігомери, складні ефіри, включаючи ефіри полікарбонових кислот, поліол, і інші.

Відповідно до цього винаходом запропонована присадка може використовуватися в поєднанні з будь-якими присадками, зазвичай додаються до вуглеводневим палив, наприклад присадками для підвищення октанового або цетанового числа, протизношувальними, депресорними, що модифікують запах і ін.

Наведені нижче приклади ілюструють пропоноване технічне рішення, не обмежуючи його.

приклад 1

У цьому прикладі описаний спосіб отримання зразка присадки по винаходу.

При синтезі присадки використані наступні сировинні компоненти: алкілфенол, що представляє собою суміш монононілфенола і дінонілфенола по ТУ 38.601-07-40-98; етилендіамін технічний по ТУ 6-02-622-86; формалін технічний (1-й сорт) по ГОСТ 1625-89; малеїновий ангідрид по ГОСТ 11153-75; поліізобутилен (Гліссопал - 1000) виробництва фірми БАСФ по ТТ №62-03; масло індустріальне І-20А по ГОСТ 20799-88.

1 стадія. Отримання підстави Манніха.

У колбу, забезпечену мішалкою, краплинної воронкою і насадкою Діна-Старка з зворотним холодильником, поміщають 70 г нонілфенол, що представляє собою суміш монононілфенола і дінонілфенола, 19,1 г етілендіаміна і 100 г толуолу. Реакційну суміш нагрівають до 50 ° С і починають додаток 37% розчину формальфегіда (25,7 г). Формалін додають протягом 40 хв, поступово підвищуючи температуру реакційної суміші до 80 ° С. Після закінчення додавання температуру реакційної суміші підвищують до 100 ° С і відганяють воду протягом 3,5 год при 100-110 ° С. Реакційну суміш охолоджують до 80 ° С і додають 93 г масла І-20. Толуол відганяють у вакуумі при температурі 110-160 ° С. Вихід продукту 186 м

2 стадія. Отримання поліізобутіленянтарного ангідриду (ПІБЯА).

2.1. Отгонка низкомолекулярного поліізобутилену з Гліссопала-1000.

У колбу, забезпечену мішалкою, термометром, прямим холодильником, підведенням інертного газу (азот), що має можливість обігріву реакційної маси, завантажують 105 г Гліссопала-1000. Нагрівають реакційну масу до температури 80 ° С, після чого включають мішалку при барботировании струмом азоту. Температуру підвищують до 170 ° С і проводять вакуумну отгонку низкомолекулярной фракції при Р _вак = (- 0,4) - (- 0,5) атм. Температура початку погона = 170 ± 2 ° C, температура закінчення погона 210 ± 2 ° C. Оттон низкомолекулярной фракції проводять протягом 1-2 години при візуальному контролі кількості відганяти фракції. При закінченні погона температуру реакційної суміші знижують до 150-170 ° С, перекривають азот, скидають вакуум і подають струм азоту над реакційної масою.

Кількість відганяє низкомолекулярной фракції 1,5% (1,6 г).

Вихід з операції 103,4 г поліізобутилену з среднечісленной молекулярної масою 725,14.

Йодне число отогнанного поліізобутилену 35 г I _2/100 г продукту.

2.2. Отримання ПІБЯА.

У колбу, забезпечену мішалкою, термометром, прямим і зворотним холодильником, підведенням інертного газу (азот), що має можливість обігріву реакційної маси, завантажують 103,4 г поліізобутилену, минулого стадію відгону низкомолекулярного поліізобутилену. У колбі створюють азотну «подушку». Нагрівають реакційну масу до температури 80 ° С і включають мішалку. Температуру підвищують до 150 ° С і проводять малеінізацію поліізобутилену з використанням зворотного холодильника, до якого підводять холодну воду для конденсації пари реакційної маси. Завантажують 14,7 г малеїнового ангідриду при температурі 150-190 ° С, порціями в 4-5 прийомів протягом 60 хв. Потім підвищують температуру реакційної маси до 220-230 ° С і витримують протягом 6 годин.

Після витримки проводять вакуумну отгонку вільного малеїнового ангідриду з реакційної маси при Р _вак = (- 0,1) - (- 0,15) атм, температурі 220-230 ° С протягом 4-5 годин. Вакуумну отгонку проводять при барботировании реакційної маси струмом азоту і з використанням прямого холодильника. Після закінчення вакуумної відгону знижують температуру до 150 ° С і скидають вакуум.

Вихід ПІБЯА 115,4 м

Втрати 2,3 мас.% (2,7 г).

Кислотне число ПІБЯА 64 мг КОН / г.

3 стадія. Конденсація підстави Манніха з поліізобутіленянтарним ангідридом.

У колбу, забезпечену мішалкою, термометром і прямим холодильником, поміщають 105,2 г поліізобутіленянтарного ангідриду і 105 г масла І-20. Температуру реакційної суміші доводять при перемішуванні до 80 ° С і при цій температурі протягом 20 хв додають 105,2 г підстави Манніха (продукт першої стадії). Далі суміш нагрівають протягом 40 хв до 130 ° С, приєднують вакуум Р _вак = (- 0,1) - (- 0,2) атм і продовжують нагрівання до 150 ° С. Реакційну суміш витримують при температурі 150-180 ° С під вакуумом Р _вак = (- 0,1) - (- 0,2) атм протягом 1,5 год.

Вихід продукту 312 м

Зміст активної речовини в мінеральному маслі 50 мас.%.

Отриманий продукт конденсації має три характерні смуги поглинання ІЧ-спектра імінну груп при 3315 см ^-1 і імідних груп при 1705 і +1775 см ^-1.

приклад 2

Миючу і антикорозійну присадку отримують аналогічно прикладу 1, але з використанням підстави Манніха, що містить моно-С ₁₅ -алкілфенол, і поліпропіленянтарного ангідриду зі среднечісленной молекулярної масою поліпропілену 1000. Взаємодія проводять в синтетичному маслі ПАОМ-20, показники якості якого наведені нижче:

Мастило синтетичне ПАОМ-20, ТУ 38.401-58-42-92

1 стадія. Отримання підстави Манніха.

У колбу, забезпечену мішалкою, краплинної воронкою і насадкою Діна-Старка з зворотним холодильником, поміщають 97,5 г З ₁₅ -алкілфенола, що представляє собою суміш моно-С ₁₅ -алкілфенола і ді-С ₁₅ -алкілфенола, 19,1 г етілендіаміна і 100 г толуолу. Реакційну суміш нагрівають до 50 ° С і починають додаток 37% розчину формальфегіда (25,7 г). Формалін додають протягом 40 хв, поступово підвищуючи температуру реакційної суміші до 80 ° С. Після закінчення додавання температуру реакційної суміші підвищують до 100 ° С і відганяють воду протягом 3,5 год при 100-110 ° С. Реакційну суміш охолоджують до 80 ° С і додають 93 г масла ПАОМ-20. Толуол відганяють у вакуумі при температурі 110-160 ° С.

Вихід продукту 213 м

2 стадія. Отримання поліпропіленянтарного ангідриду (ППЯА).

У колбу, забезпечену мішалкою, термометром, прямим і зворотним холодильником, підведенням інертного газу (азот), що має можливість обігріву реакційної маси, завантажують 103,4 г поліпропілену-1000. У колбі створюють азотну «подушку». Нагрівають реакційну масу до температури 80 ° С і включають мішалку. Температуру підвищують до 150 ° С і проводять малеінізацію поліізобутилену з використанням зворотного холодильника, до якого підводять холодну воду для конденсації пари реакційної маси. Завантажують 14,7 г малеїнового ангідриду при температурі 150-190 ° С, порціями в 4-5 прийомів протягом 60 хв. Потім підвищують температуру реакційної маси до 220-230 ° С і витримують протягом 6 годин.

Після витримки проводять вакуумну отгонку вільного малеїнового ангідриду з реакційної маси при Р _вак = (- 0,1) - (- 0,15) атм, температурі 220-230 ° С протягом 4-5 годин. Вакуумну отгонку проводять при барботировании реакційної маси струмом азоту і з використанням прямого холодильника. Після закінчення вакуумної відгону знижують температуру до 150 ° С і скидають вакуум.

Вихід ППЯА 116,2 м

Втрати 1,5 мас.% (1,9 г).

Кислотне число ППЯА 63,8 мг КОН / г.

3 стадія. Конденсація підстави Манніха з поліпропіленянтарним ангідридом.

У колбу, забезпечену мішалкою, термометром і прямим холодильником, поміщають 105,2 г поліпропіленянтарного ангідриду і 21 г масла ПАОМ-20. Температуру реакційної суміші доводять при перемішуванні до 80 ° С і при цій температурі протягом 20 хв додають 120,5 г підстави Манніха (продукт першої стадії). Далі суміш нагрівають протягом 40 хв до 130 ° С, приєднують вакуум Р _вак = (- 0,1) - (- 0,2) атм і продовжують нагрівання до 150 ° С. Реакційну суміш витримують при температурі 150-180 ° С під вакуумом Р _вак = (- 0,1) - (- 0,2) атм протягом 1,5 год.

Вихід продукту 245 м

Зміст активної речовини в мінеральному маслі 70 мас.%.

Отриманий продукт конденсації має три характерні смуги поглинання ІЧ-спектра імінну груп при 3315 см ^-1 і імідних груп при 1705 і +1775 см ^-1.

Для підтвердження досягнення технічного результату - переваг присадки даного винаходу по відношенню до порівнюєш присадці (прототип) - був виготовлений зразок присадки за методикою описаної в прикладі патенту RU 2165448 для речовини Х _2.

Приклад 3 (по прототипу, порівняльний)

У четирехгорлую колбу по черзі вводять 0,03 моль ангідриду поліізобутенілянтарной кислоти середня молекулярна маса яких 950 і ангідридну числом, рівним 0,7 мілліеквівалент КОН на грам, 0,01 моль бурштинового ангідриду, 25 мл етил-2-гексанол і 25 мл ксилолу. Суміш при перемішуванні нагрівають до 100 ° С до отримання однорідної середовища, після чого додають приблизно за 5 хвилин 0,04 благаючи тетраетіленпентаміна (ТЕРА). Всі разом витримують при тій же температурі з зворотним холодильником протягом 4 годин до отримання постійного обсягу витягується води (1,05 мл).

Нижче наведені приклади 4-7 випробувань моющей і антикорозійного ефективності присадки, отриманої по винаходу (приклади 1, 2) по відношенню до прототипу - присадці, отриманої за патентом RU 2165448 (приклад 3).

Приклад 4. Оцінка миючої ефективності зразків присадок з лабораторного методу ВНИИНП.

Випробування проводять на одноциліндровою установці ІТ, вони полягають у визначенні часу, необхідного для змивання модельним паливом (80% нефрасу і 20% толуолу) з присадками і без спеціально сформованого на сітчастому елементі мазут-бітумного забруднення.

Критеріями оцінки миючого дії є:

V - швидкість зміни пропускної здатності сітчастого елемента,% / хв;

_A c - інтегральний показник ефективності миючого дії добавки.

Показник А _з - основний критерій оцінки моющей ефективності присадок. Чим менше значення параметрів V і А _с, тим вище ефективність миючого дії присадок.

Результати випробувань наведені в таблиці 1.

Присадки вводять в модельне паливо в рівній концентрації по активної речовини, яка становила 0,025 мас.%.

З таблиці 1 видно, що зразки присадки, синтезовані щодо винаходу (приклади 1, 2), мають кращі миючими властивостями, ніж зразок присадки, синтезованої за патентом RU 2165448 (приклад 3).

Приклад 5. Оцінка миючої ефективності зразків присадок з лабораторного методу оцінки здатності присадок до палива запобігати висаджування вуглистих частинок на поверхні сталевого порошку.

В основу методу покладено принцип створення адгезійного контакту між частинками полярної сажі і порошками металів при фільтруванні суспензії сажі через пористий шар порошку.

Суть методу полягає в пропущенні зразка палива з випробуваної присадкою в суміші з суспензією сажі через шар порошку з нержавіючої сталі.

Метод дає кількісну оцінку здатності миючих присадок запобігати висаджування сажістих частинок на металевій поверхні, виражається в%. Чим вище значення, тим ефективніше запобігає дію присадки.

Умови: порошок з нержавіючої сталі фр. 0,1-0,2 мм в кількості 15 г, 2% суспензія сажі 1,0 г, еталонне паливо з присадкою 25 мл. Зміна каламутності розчинів до і після фільтрування визначено по оптичної щільності.

Результати оцінки миючої здатності зразків присадок за вищевказаною методу наведені в таблиці 2.

Присадки вводять в паливо в рівній концентрації по активної речовини, яка становила 0,025 мас.%.

З таблиці 2 видно, що ефективність миючого дії присадки, синтезованої щодо винаходу (приклади 1, 2), вище, ніж у присадки, синтезованої за патентом RU 2165448 (приклад 3).

Приклад 6. Оцінка миючої ефективності зразків присадок на стенді ЗАТ «НАМИ-ХІМ» за методом ААІ 006-2004.

Суть методу полягає в короткострокових (18 часових) випробуваннях бензинів на двигуні ВАЗ-11113, що працює по циклічному навантаженні зі зміною 4 режимів, включаючи холостий хід, протягом 5 хв (1 цикл). Режими підібрані з числа можливих в експлуатації з умови отримання в карбюраторі, на впускних клапанах і в камері згоряння найбільшої кількості відкладень, чому і сприяє часта зміна режимів.

З метою посилення умов утворення відкладень передбачені і часткова рециркуляція (до 10%) відпрацьованих газів і робота двигуна на збагаченій суміші.

Критерії оцінки схильності бензинів до утворення відкладень:

ступінь забруднення карбюратора - бал (від 0 до 10, чим вище бал, тим краще результат);

кількість відкладень на впускних клапанах - мг / клапан;

кількість відкладень в камері згоряння - мг / двигун.

Порівняльні результати випробувань бензинів без присадки і з присадками, синтезованими щодо винаходу (приклади 1, 2) і за патентом RU 2165448 (приклад 3) наведені в таблиці 3 і на фіг.1-3

З наведених даних (таблиця 3, фіг.1-3) слід, що при випробуванні бензину з присадкою, синтезованої за винаходу,

- Значно покращилася чистота карбюратора (9,04 і 9,06 бала в порівнянні з 5,6 бала на базовому бензині);

- Впускні клапани практично не забруднилися (0,4 і 0,6 мг / клапан в порівнянні з 96,3 мг / клапан на базовому бензині).

За кількістю відкладень на впускних клапанах присадки, синтезовані щодо винаходу (приклади 1, 2), показали більш високі результати в порівнянні з присадкою, синтезованої за патентом RU 2165448 (приклад 3).

Приклад 7. Оцінка антикорозійних властивостей палив з присадками.

Антикорозійні властивості автобензину з введеними зразками присадок визначали за методом ASTM D 665. Методика визначення полягає в контакті сталевого стрижня (Ст.3) з паливом, що містить 10% МТБЕ, і «морський» водою спеціального складу при 38 ° С протягом 4 годин. Корозія стержня оцінюється в балах від «0» - відсутність корозії, до 3 - сильна корозія.

Результати випробувань наведені в таблиці 4.

З таблиці 4 видно, що антикорозійні властивості присадки, синтезованої щодо винаходу (приклади 1, 2), вище, ніж у присадки, синтезованої за патентом RU 2165448 (приклад 3).

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Миюча і антикорозійна присадка до автомобільних палив, що містить іміно- і імідогруппи і представляє собою продукт конденсації підстави Манніха загальної формули

де R ₁ являє собою алкільних груп, що містить 8-20 атомів вуглецю;

R ₂ являє собою водень або R _1,

і поліалкіленянтарного ангідриду загальної формули

де Palk - лінійна або розгалужена полі-С _2-С4 -алкіленовая група зі среднечісленной молекулярної масою 300-2250, у вигляді 30-70% -ного розчину в мінеральному або синтетичному маслі.

Версія для друку
Дата публікації 07.04.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів