| 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) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2165448
Миючі та АНТИКОРОЗІЙНИЙ ПРИСАДКА ДЛЯ ПАЛИВА ТА ПАЛИВО НА ЇЇ ОСНОВІ
Ім'я винахідника: Жермано Лоран (FR); РАУЛЬ Гі (FR); Ебер Даніель (FR)
Ім'я патентовласника: ЕЛФ АНТАР ФРАНС (FR)
Патентний повірений: Єгорова Галина Борисівна
Адреса для листування: 129010, Москва, вул. Велика Спаська 25, стор.3, ТОВ "Городиський і Партнери", Єгорової Г.Б.
Дата початку дії патенту: 1997.09.17
Винахід стосується біфункціональних присадки з миючої і антикорозійного функціями, яка при додаванні в автомобільні палива значно скорочує проблеми, пов'язані з корозією деяких частин двигуна і утворення відкладень. Миюча і антикорозійна присадка для автомобільних палив, зокрема для палив типу газойля, включає амідні або імідний групи. Її отримують, змішуючи 60-90 мас.% Сполуки А, що є щонайменше одним карбоксильних поліалкіленовим з'єднанням, діосновним або ангідридом середня молекулярна маса яких від 200 до 3000, 0,1-10 мас.% Сполуки В, що є щонайменше карбоксильних з'єднанням, моноосновним або ангідридом, що містить 1-6 атомів вуглецю на ланцюжок, і 10-30% сполуки С, що є щонайменше одним первинним поліаміном загальної формули H 2 N - [- (CHR 1 - (CH 2)p - CHR 2 ) n - NH] m - Н, причому масові відносини А / В / С відповідають 1 / (0,1-1) / (1-3), А / В / С ніколи не може бути 1/1/1. Присадка значно підвищує миючі та антикорозійні властивості палив, знижує виділення забруднюючих речовин і диму.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід стосується біфункціональних присадки з миючої і антикорозійного функціями, яка при додаванні в автомобільні палива значно скорочує проблеми, пов'язані з корозією деяких частин двигуна і утворенням відкладень.
По суті, використання традиційних видів палива без миючої і протикорозійного присадок сприяє накопиченню відкладень в системі подачі палива, зокрема, на рівні форсунок, які засмолює, навіть в камері згоряння, внаслідок присутності полярних ароматичних сполук і слідів мастила.
Накопичення відкладень погіршує випаровуваність палива, що викликає збільшення витрати, зростання виділень забруднюючих речовин і диму, зокрема значно вищі при прискоренні, і нарешті, посилення шуму, яким не можна нехтувати.
Для вирішення проблеми засмаліванія двигуна можливо періодично проводити очищення засмолені вузлів, зокрема форсунок, але з часом цей процес стає дуже дорогим.
Інший спосіб зниження смолистих відкладень в двигунах і, зокрема на форсунках, полягає у введенні в паливо присадок миючого типу, функція яких полягає в тому, щоб абсорбуватися на металевих поверхнях для попередження утворення відкладень (профілактичний ефект) і / або видалення вже утворилися відкладень за допомогою відновлення чистоти форсунок (усуває ефект. Так, серед присадок, які використовуються в паливах, а й в мастилах, відомі, зокрема, продукти конденсації поліалкінілангідрідов бурштинової кислоти і поліамідів, таких як тетраетіленпентамін, описані в патенті US 3172892. Якщо ці присадки і дають хороші результати в плані обмеження утворення відкладень на нових форсунках, вони продовжують залишатися малоефективними для очищення вже засмолені форсунок.
Відома мийно-діспрегірующая присадка до автомобільних палив, отримана реакцією поліамідоамінов з ангідридами поліалкіленянтарной кислоти. Інакше кажучи, здійснюють реакцію A з молекулами амідоамінов CBC. A містить 2-10 атомів вуглецю на лінійну або розгалужену алкіленову групу середня молекулярна маса яких 300-10000; з'єднання B являє собою моно- чи дикарбонову кислоту або її ангідрид, наприклад метакрилової кислоти, акрилову кислоту, малеїновий або бурштиновий ангідрид; з'єднання C являє собою, наприклад, первинний амін, в тому числі поліамін, вибраний з групи: Полиетиленаміни, діетілентріамін, триетилентетрамін, тетраетіленпентамін, і ін. З'єднання A розміщується в основному на вільних NH 2 групах двох C аміноаміна CBC (патент US 5034018).
Завданням цієї присадки є тільки обмеження забруднення на рівні форсунок.
Метою даного винаходу є біфункціональних присадка з миючими та антикорозійними властивостями, сумісна з іншими зазвичай вводяться в палива присадками, зокрема газойля, що дозволяє знизити і навіть перешкоджати утворенню відкладень на рівні форсунок, обмежуючи при цьому явища корозії і підтримуючи високу дисперсію.
Предметом даного винаходу є, таким чином, біфункціональних присадка для автомобільного палива, зокрема палива типу газойлю, з миючими та дисперсійними властивостями, що включає амідні або імідний групи, одержувані конденсацією сполуки C, утвореного первинним поліаміном, із з'єднанням A, утвореним щонайменше одним поліалкіленкарбоксільним з'єднанням, діосновним або ангідридом, і з'єднанням B, що є щонайменше одним карбоксильних з'єднанням, моноосновним або ангідридом, лінійним або розгалуженим, причому зазначена присадка відрізняється тим, що її отримують змішуванням 60-90 мас.% сполуки A, що містить 2-20 атомів вуглецю на лінійну або розгалужену алкіленову групу, що має середню молекулярну масу від 200 до 3000, 0,1-10 мас.% сполуки B, що містить 1-6 атомів вуглецю на ланцюг, і 10-30% сполуки C загальної формули (I)
H 2 N - [- (CHR 1 - (CH 2)p - CHR 2)n -NH]m Н, (1)
в якій R 1 і 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, а p - ціле число, рівне 0 або 1.
Згідно винаходу, сполуки A, B і C використовуються в молярних відносинах A / B / C, відповідних переважно 1 / (0,1-1) / (1-3) і обов'язково відрізняються від 1/1/1. Насправді, завжди існує надлишок поліаміну в обраному складі, що призводить до того, що залишається вільним деяке число кінцевих NH 2-груп поліаміну C. Переважно, молярне відношення C / A змінюється від 1,3 до 2,0, а молярне відношення B / A змінюється від 0,1 до 0,8.
У порівнянні з відомими присадками, комбінація моно- і дікарбоксільних з'єднань на додаток до поліаміни сприяє миючої здатності і антикорозійному ефекту присадок по винаходу. Він відповідає синергічного ефекту цих трьох з'єднань між собою.
Середня молекулярна маса карбоксильних поліалкіленових сполук за даним винаходом змінюється переважно від 200 до 2000, а найчастіше від 200 до 1500. Ці сполуки добре відомі з рівня техніки; зокрема, їх отримують реакцією щонайменше одного a -олефіна або щонайменше одного хлорсодержащего вуглеводню, обидва лінійні або розгалужені, з малеїнової кислотою або ангідридом. Цей олефін або цей хлорсодержащий вуглеводень зазвичай містять 10-150 атомів вуглецю, а переважно 15-80 атомів вуглецю і найчастіше 20-75 атомів вуглецю в їх молекулі. Олефін може і бути олігомером, таким як димер, тример або тетрамер, або ж полімером нижчого олефина, що містить 2-10 атомів вуглецю, таким як етилен, пропилен, н-бутен, ізобутіл, н-гексен, н-октен-1, метил -2-гептил-1 і пропив-2-пропил-5-гексен-1. Не виходячи за рамки цього винаходу, можна було б використовувати суміші декількох олефінів або декількох хлорвмісних вуглеводнів.
В кращому способі здійснення винаходу поліалкіленкарбоксільние з'єднання вибирають з поліалкіленових похідних бурштинових кислот і ангідридів, при цьому ангідридну число змінюється від 0,5 до 1,2 мілліеквівалентов KOH на грам продукту.
Серед бурштинових ангідридів переважними ангідридами є бурштиновий н-октадеценільний ангідрид, бурштиновий додецільний ангідрид і бурштинові поліізобутенільние ангідриди і все бурштинові ангідриди зі средневесовой молекулярної масою, що змінюється від 200 до 1500.
В кращому способі здійснення винаходу з'єднання B вибирають переважно з групи, що складається з метакрилової кислоти, акрилової кислоти, малеїнового ангідриду, бурштинового ангідриду, малонової кислоти, фумарової кислоти і адипінової кислоти.
Серед первинних поліамінів по формулі (I) воліють поліаміни, вибрані з групи: діетілентріамін, діпропілентріамін, триетилентетрамін, тетраетіленпентамін і їх заміщені похідні.
Змішування сполук A, B і C може проводитися в будь-якому порядку. Однак в кращому способі здійснення додають речовину C, тобто первинний поліамін формули (I) до суміші сполук A і B, тобто до суміші карбоксильних вуглеводнів. Процес зазвичай здійснюють поступовим додаванням поліаміну C в розчин в органічному розчиннику цієї суміші карбоксильних вуглеводнів при звичайній температурі, потім температура доводиться зазвичай до 65-250 o C і переважно до 80-200 o C. Необхідний для розчинення органічний розчинник вибирається по температурі кипіння, складовою 65-250 o C і здатності видаляти воду, що утворюється при конденсації поліаміну і суміші A + B, за допомогою азеотропної перегонки суміші вода / розчинник. Розчинник переважно вибирають з групи, утвореної бензолом, толуолом, ксилолом, етилбензолу і технічними фракціями перегонки вуглеводнів, наприклад вуглеводнів, переганяється при температурі 190-209 o C і містять 99 мас. % Ароматичних з'єднань. Природно, не виходячи за рамки цього винаходу, можна використовувати суміш розчинників, зокрема суміш ксилолов або ж суміш ксилол / спирт, зокрема етил-2-гексанол, з одного боку, для полегшення отримання однорідності середовища, а з іншого боку, для поліпшення кінетики реакції. Після завершення додавання первинного поліаміну C підтримують нагрівання із зворотним холодильником до повного видалення міститься води, як правило, протягом 0,5-7 ч, переважно 1-5 ч.
Другим предметом винаходу є паливо, що складається здебільшого з середнього погона від фракції прямої перегонки сирої нафти при 150-400 o C або будь-яке інше паливо з цетановим числом, або більшими віковими 30, і меншою частиною з миючої (їх) і антикорозійного (их) біфункціонального (их) присадки (ок) по першому предмету винаходу.
В кращому способі такого палива зміст миючої і антикорозійного добавки (ок) вище 50 ч. На млн., Переважно 60-600 ч. На млн.
За даним винаходом можна додавати в вказане паливо щонайменше одну присадку групи маслянистих присадок, присадок, що підвищують цетанове число, деземульгірующіх присадок і модифікуючих запах присадок.
Наведені нижче приклади мають на меті проілюструвати винахід, не обмежуючи його обсяг.
приклад I
У цьому прикладі описується отримання декількох зразків миючих і антикорозійних біфункціональних присадок по винаходу.
Ці зразки даного винаходу позначаються X i, а зіставляється приклади C i, причому i відповідає нумерації, що дозволяє розрізняти їх.
Склад цих зразків наводиться в табл. 1.
Зразки X i, наведені в табл. 1, отримують відповідно до наведеної нижче методикою.
Вводять по черзі в четирехгорлую колбу об'ємом 250 мл молей ангідриду поліізобутенілянтарной кислоти A, Ь молей з'єднання B, 25 мл етил-2-гексанол і 25 мл ксилолу. Суміш перемішують і нагрівають до 100 o C до отримання однорідної середовища, після чого додають приблизно за 5 хв з молей тетраетіленпентаміна, або TEPA, C. Всі разом витримують при тій же температурі з зворотним холодильником протягом трьох-чотирьох годин до отримання постійного обсягу витягується води (1,05 мл). Отримувані сполуки мають дві характерні смуги поглинання ІЧ-спектра імідних груп при 1700 см -1 і амідних груп при 1670 см -1.
Для порівняльних прикладів C 1, C 2 і C 3 діють, як і в попередньому випадку для зразків X i, але змінюють співвідношення компонентів A, B і C. Методом інфрачервоної спектроскопії спостерігають характерні смуги поглинання імідів при 1700 см -1 (інтенсивне) та амідів при 1670 см -1 (слабке).
приклад II
Справжній приклад демонструє підвищені миючі властивості зразків даного винаходу в залежності від відносних змістів A, B і C після додавання в дизельне паливо. Цей приклад має і метою підкреслити синергічний ефект, одержуваний при комбінації з винаходу.
Використовуваний газойль є дизельним паливом з наступними основними характеристиками:
- Щільність при 15 o C 0,836 кг / л
- Початкова температура перегонки 174 o C
- Кінцева температура перегонки 366 o C
- Цетанове число 53
- Вміст сірки 0,24 мас.%
Випробування проводилися тільки на дизельному паливі або з однією з присадок X i винаходу або порівняльними миючими речовинами C i при масовому вмісті активного речовини 175 ч. На 1 млн.
Ці випробування полягають в тому, щоб діяти згідно з порядком проведення рухового випробування, такого, як описаний в літературі, опублікований SAE (Society for Automotive Engineers) в SAE # 922184, 1992 р Вони проводяться на двох генераторних агрегатах Kubota Z 600 - B з приводом від чотиритактних двоциліндрових дизельних двигунів з непрямим уприскуванням 570 см 3.
Кожне випробування проводиться протягом 6 ч в наступних умовах:
- Режим двигуна; 3000 об / хв;
- Навантаження: 2/3 від максимального навантаження.
На початку кожного випробування двигуни обладнують новими форсунками, витрата яких попередньо вимірювали при їх установці на різних висотах підйому голки форсунок. В кінці кожного випробування форсунки знімають, а їх витрати вимірюють при тих же висотах підйому голки. Ефективність досліджуваних миючих присадок порівнюють на основі відсотка їх залишкового витрати (% dr), що розраховується за такою формулою.
У табл. II наведені отримані результати.
Як видно з таблиці I, присадки по винаходу дають більш високі залишкові витрати, ніж ті, що отримують при використанні тільки газойлю і газойлю з порівнюваними миючими присадками.
приклад III
Мета цього прикладу - продемонструвати ефективність присадок по винаходу для очищення вже засмолені форсунок (усуває ефект) в порівнянні з присадками C відповідно до порядку, описаним в прикладі II. Перед кожним випробуванням форсунки попередньо засмолює газойлем без присадки протягом 6 ч відповідно до методики, описаної в прикладі II.
Залишкові витрати після фази засмаліванія тільки газойлем наведені в рядку 1 табл. II.
Ефективність присадок для очищення вже засмолені форсунок розраховується за такою формулою: 
Дані ефективності присадок щодо очищення засмолені форсунок, наведені в табл. III, даються для кожного підйому голки; вони і показують перевагу присадок по винаходу.
приклад IV
Мета цього прикладу - показати перевагу присадок даного винаходу по відношенню до порівнюваним присадкам C.
Випробування на корозію полягають у визначенні антикорозійного ефекту присадок в газойлі на зразках зі звичайної полірованої сталі в присутності штучної морської води за стандартом ASTM D665, протягом 24 год при температурі 60 o C. Вони виражаються в% ураженої корозією поверхні.
Як показують результати табл. IV, присадки по винаходу мають високі антикорозійні властивості, що перевершують антикорозійні властивості відомих матеріалів.
порівняльні випробування
Виготовили дві присадки в умовах, описаних в прикладах патенту US 5.034.018 на стор. 22, починаючи з рядка 38, а саме:
CBC 1 = Амідоамін 1 = 2 еквівалента TEPA (тетраетіленпентамін в реакції з 1 еквівалентом метилакрилату).
CBC 2 = Амідоамін 2 = 1,3 еквівалента TEPA в реакції з 0,8 еквівалента метилакрилату.
Здійснили реакцію кожного амідоаміна CBC з ангідридом поліізобутенілянтарной кислоти або PiBSA 1 по цій заявці при молярному відношенні 1/1. Два отриманих продукту відповідно позначили X і Y.
використана методика
CBC 1 = Амідоамін 1 = Метилакрилат + TEPA (1/2)
У четирехгорлую колбу об'ємом 100 мл (обладнану термометром, змішувачем, заливальної воронкою і азотонагнетателем при температурі навколишнього середовища по черзі додають 8.6 г (1.1 благаючи) метилакрилату і 37.8 г (0.2 благаючи) тетраетіленпентаміна. Температуру підвищують до 52 o C, при цьому середовище є безбарвною , прозорою і однорідною. Суміш нагрівають до температури 140 o C протягом 3 год 30 хв і витягують метанол, характерний для реакції амідування.
Амідоамін 1 отримують у вигляді в'язкої прозорої помаранчевої рідини, однорідної як в гарячому, так і в холодному стані.
CBC 2 = Амідоамін 2 = Метилакрилат + TEPA (0.8 / 1.3)
У четирехгорлую колбу об'ємом 100 мл (обладнану термометром, змішувачем, заливальної воронкою і азотонагнетателем) при температурі навколишнього середовища по черзі додають 10.32 г (0.22 благаючи) метилакрилату та 36.29 г (0.192 благаючи) тетраетіленпентаміна. Температуру підвищують до 55 o C, при цьому середовище є безбарвною, прозорою і однорідною. Суміш нагрівають до температури 140 o C протягом 3 год 30 хв і витягують метанол, характерний для реакції амідування.
Амідоамін 2 отримують у вигляді в'язкої прозорої блідо-жовтої рідини, однорідної як в гарячому, так і в холодному стані.
X = PiBSA + амідоамін 1
У четирехгорлую колбу об'ємом 500 мл (обладнану термометром, змішувачем, заливальної воронкою і азотонагнетателем) при температурі навколишнього середовища додають 80 г ангідриду поліізобутенілянтарной кислоти (з ангідридну числом, рівним 0.66 мілліеквівалента на грам). Середу доводять до 120 o C і по черзі додають 22.8 г (1 еквівалент) амідоаміна 1 і 61.7 г ксилолу (розчинник) для отримання кінцевого продукту з 50% активної речовини. Середу коричнево-оранжевого скаламученого кольору витримують протягом двох годин для відтоку ксилолу (до отримання теоретичного кількості води). Продукт реакції DE 1 836 отримують у вигляді 50% -ного розчину в ксилолі.
Y = PiBSA + амідоамін 2
Процес здійснюють, як описано вище, але з використанням 18.8 г амідоаміна 2 і 57.7 г ксилолу, всі інші умови витримуються ідентичними.
Продукти були протестовані відповідно до посилання D при дозі 170 пропромілле активної речовини в газойлі, що відповідає європейському стандарту EN 590. Продукти проходили тестування відразу ж після виготовлення і після 1 місяця зберігання при температурі навколишнього середовища. Умови випробувань відповідали описаним в заявці, за винятком двигуна KUBOTA, який був замінений на 4-циліндровий двигун LOMBARDINI LDW 2004 непрямого уприскування об'ємом 2068 см3.
Обидва продукти були відтестували по їх інфрачервоному спектрі і по миючим властивостям порівняно продукту, описаного в прикладі 1 цієї заявки і позначеного D. Продукти були випробувані відразу ж після їх виготовлення і після 1 місяця зберігання при температурі навколишнього середовища.
Дані результати показують, що описані в патенті US 5.034.018 продукти, є нестійким і змінюються з часом як за зовнішнім виглядом, так і по ефективності, заявлені продукти відповідно до винаходом є більш ефективними.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Миюча і антикорозійна присадка для автомобільних палив, зокрема палив типу газойля, 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, що відрізняється тим, що її отримують взаємодією сполуки С формули I
H 2 N - [- (CHR 1 - (CH 2)p -CHR2)n -NH]m -H,
в якій R 1 і R 2, однакові або різні, є водень або вуглеводневу групу, що містить 1-4 атома вуглецю;
n - ціле число від 1 до 3;
м - 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 o C, 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.
2. Присадка по п.1, що відрізняється тим, що середня молекулярна маса поліалкіленкарбоксільних з'єднань А змінюється від 200 до 2000 і переважно від 200 до 1500.
3. Присадка по п.1 або 2, яка відрізняється тим, що поліалкіленкарбоксільние з'єднання вибирають з бурштинових кислот і ангідридових похідних поліалкілена, причому ангідридну число становить 0,5-1,2 мілліеквівалента КОН на 1 г сполуки.
4. Присадка за допомогою одного з пп.1-3, яка відрізняється тим, що бурштинові ангідриди вибирають з групи, утвореної бурштиновим н-октадеценіл ангідридом, бурштиновим додецініл ангідридом і бурштиновими поліізобутеніл ангідриду, причому средневесовой молекулярна маса всіх бурштинових ангідридів становить від 200 до 1500.
5. Присадка за допомогою одного з пп.1-4, яка відрізняється тим, що первинні поліаміни є полиаминами з групи, утвореної діетілентріамін, діпропілентріаміном, триетилентетрамін, тетраетіленпентаміном і їх заміщені похідними.
6. Паливо, що складається здебільшого щонайменше з середнього погона, одержуваного з фракції прямої перегонки сирої нафти при 150-400 o C, або будь-яке інше паливо з цетановим числом, більшим або рівним 30, і меншою частиною з присадки за допомогою одного з пп .1-5.
7. Паливо по п.6, що відрізняється тим, що воно містить щонайменше 50 млн -1, переважно 60-600 млн -1 моющей (їх) і антикорозійного (их) присадки (ок).
Версія для друку
Дата публікації 07.04.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.