RU2148074C1

RU2148074C1 - Fuel composition

Info

Publication number: RU2148074C1
Application number: RU99110565A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Пименов; С.Н. Волгин
Original assignee: Пименов Юрий Михайлович; Волгин Сергей Николаевич
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2000-04-27

Abstract

FIELD: liquid fuels. SUBSTANCE: diesel fuel-based composition contains, wt. %: linear oligodimethylsiloxane with cinematic viscosity, 100 sq.mm/s; 0.0075-0.0085; isopropyl nitrate, 0.0010-0.0014; and isopropyl alcohol, 0.0005-0.0011. EFFECT: decreased carbonization and lacquer-and-carbon formation (by 31-35 and 43-46%, respectively). 3 tbl

Description

Изобретение относится к нефтехимии, точнее к топливным композициям на основе углеводородных топлив с добавлением различных веществ. The invention relates to petrochemistry, more specifically to fuel compositions based on hydrocarbon fuels with the addition of various substances.

Известна топливная композиция [1] на основе дизельного топлива с добавлением алифатического или циклоалифатического нитрата и алкоксиалканола, однако эта топливная композиция имеет невысокую эффективность по снижению количества отложений на деталях цилиндра дизеля. Known fuel composition [1] based on diesel fuel with the addition of aliphatic or cycloaliphatic nitrate and alkoxyalkanol, however, this fuel composition has a low efficiency in reducing the amount of deposits on the details of the cylinder of a diesel engine.

Известна также топливная композиция [2], включающая низкосортное дизельное топливо с цетановым числом 37 единиц, с добавлением смеси, содержащей алифатический или циклоалифатический нитрат и алкоксисилан. При применении на дизелях стандартных дизельных топлив по ГОСТ 305-82 с добавлением алифатического или циклоалифатического нитрата и алкоксисилана [2] эффективность полученной топливной композиции по снижению склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля оказывается низкой. Also known is the fuel composition [2], including low-grade diesel fuel with a cetane number of 37 units, with the addition of a mixture containing aliphatic or cycloaliphatic nitrate and alkoxysilane. When standard diesel fuels are used on diesel engines according to GOST 305-82 with the addition of aliphatic or cycloaliphatic nitrate and alkoxysilane [2], the efficiency of the resulting fuel composition in reducing the propensity of fuels to form high-temperature deposits under the conditions of a diesel cylinder is low.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности действия топливной композиции по снижению склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля. An object of the invention is to increase the efficiency of the fuel composition to reduce the propensity of fuels to form high-temperature deposits in a diesel cylinder.

Под высокотемпературными отложениями понимаются отложения лака и нагара, образующиеся при сгорании топлива в условиях дизеля на впускных и выпускных клапанах, днище и боковой поверхности цилиндра, распылителе и игле форсунки. High-temperature deposits are understood as deposits of varnish and carbon deposits formed during the combustion of fuel in a diesel engine at the intake and exhaust valves, the bottom and side of the cylinder, the atomizer and the nozzle needle.

Поставленная техническая задача достигается тем, что топливная композиция готовится на основе дизельного топлива с добавлением изопропилнитрата и кремнийсодержащего поверхностно-активного вещества, отличающаяся тем, что в качестве кремнийсодержащего вещества она содержит олигодиметилсилоксан линейного строения молекул с кинематической вязкостью 100 мм²/с и дополнительно содержит изопропанол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олигодиметилсилоксан - 0,0075 - 0,0085
Изопропилнитрат - 0,0010 - 0,0014
Изопропанол - 0,0005 - 0,0011
Дизельное топливо - До 100
Для приготовления топливной композиции олигодиметилсилоксан линейного строения молекул с кинематической вязкостью 100 мм²/с, изопропилнитрат и изопропанол вводят в дизельное топливо в требуемой концентрации.The stated technical problem is achieved in that the fuel composition is prepared on the basis of diesel fuel with the addition of isopropyl nitrate and a silicon-containing surfactant, characterized in that it contains oligodimethylsiloxane of a linear molecular structure with kinematic viscosity of 100 mm ² / s and additionally contains isopropanol in the following ratio of components, wt.%:
Oligodimethylsiloxane - 0.0075 - 0.0085
Isopropyl nitrate - 0.0010 - 0.0014
Isopropanol - 0.0005 - 0.0011
Diesel - Up to 100
To prepare a fuel composition of linear oligodimethylsiloxane with a kinematic viscosity of 100 mm ² / s, isopropyl nitrate and isopropanol are introduced into diesel fuel in the required concentration.

Олигодиметилсилоксан линейного строения молекул с кинематической вязкостью 100 мм²/с представляет собой бесцветную прозрачную жидкость без запаха. Имеет при 20^oC плотность 970 кг/м³, поверхностное натяжение 20,4 мН/м, температурный коэффициент вязкости 0,60. Техническое название ПМС-100. Вырабатывается по ГОСТ 13032.Oligodimethylsiloxane with a linear molecular structure with a kinematic viscosity of 100 mm ² / s is an odorless, colorless transparent liquid. It has a density of 970 kg / m ³ at 20 ^° C, a surface tension of 20.4 mN / m, and a temperature coefficient of viscosity of 0.60. Technical name PMS-100. It is developed according to GOST 13032.

Изопропилнитрат представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, обладающую эфирным запахом. Имеет температуру кипения 102^oC (при атмосферном давлении), температуру кристаллизации -60^oC, плотность при 20^oC находится в пределах 1030 - 1050 кг/м³. Вырабатывается по ГОСТ 26295.Isopropyl nitrate is a colorless, clear liquid with an ethereal odor. It has a boiling point of 102 ^o C (at atmospheric pressure), a crystallization temperature of -60 ^o C, a density at 20 ^o C is in the range of 1030 - 1050 kg / m ³ . It is developed according to GOST 26295.

Изопропанол бесцветная жидкость с характерным запахом. Имеет температуру плавления -89,5^oC, температуру кипения 82,4^oC, температуру самовоспламенения 456^oC, относительную плотность (d₄ ²⁰) 0,7855, показатель преломления (n_D ²⁰) 1,3776. Вырабатывается по ТУ 6-09-402-75.Isopropanol is a colorless liquid with a characteristic odor. It has a melting point of -89.5 ^o C, a boiling point of 82.4 ^o C, a self-ignition temperature of 456 ^o C, a relative density (d ₄ ²⁰ ) of 0.7855, a refractive index of (n _D ²⁰ ) of 1.3776. It is developed according to TU 6-09-402-75.

Для составления топливных композиций использовалось топливо З-0,2 минус 35 по ГОСТ 305. For the preparation of fuel compositions used fuel Z-0.2 minus 35 according to GOST 305.

Склонность топливных композиций к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля оценивалась по нагароооразующей способности по методу ПЗИ [3] на одноцилиндровой установке ИДТ-69 и по лаконагарообразующей способности в соответствии с методом "Способ оценки склонности моторных топлив к лаконагарообразованию" [4]. The tendency of fuel compositions to form high-temperature deposits in a diesel cylinder was evaluated by the heat-dissipating ability according to the PZI method [3] on an IDT-69 single-cylinder unit and by the laconic-forming ability in accordance with the method “Method for assessing the propensity of motor fuels to laconic-forming” [4].

За показатель нагарных свойств по методу ПЗИ выбрано среднее значение массы отложений на металлических нагарниках по результатам четырех параллельных испытаний. For the indicator of carbon properties according to the PZI method, the average value of the mass of deposits on metal carbon deposits was selected according to the results of four parallel tests.

Режим испытаний:
Частота вращения коленчатого вала, мин^-1 - 900±10
Степень сжатия с учетом нагарника - 16
Продолжительность испытаний, мин - 5
С целью оценки склонности топливных композиций не только к нагаро-, но и к лакообразованию дополнительно использован способ оценки склонности моторных топлив к лаконагарообразованию. За показатель склонности топливных композиций к лаконагарообразованию выбрано среднее значение массы отложений на пластинах из стали по результатам четырех параллельных испытаний.Test Mode:
Crankshaft rotation frequency, min ^-1 - 900 ± 10
Compression ratio taking into account a deposit - 16
Test duration, min - 5
In order to assess the propensity of fuel compositions not only to carbon deposits, but also to varnish formation, an additional method was used to assess the propensity of motor fuels to laconic acid formation. For the indicator of the tendency of fuel compositions to laconic formation, the average value of the mass of deposits on steel plates was selected according to the results of four parallel tests.

Режим испытаний:
Температура воздуха в кварцевой трубке, ^oC - 500
Температура пластины из стали, ^oC - 300
Температура подаваемого воздуха, ^oC - 70
Скорость подачи воздуха, л/мин - 25
Для оценки эффективности композиции-прототипа приготовлены три образца топливных композиций на основе топлива З-0,2 минус 35 по ГОСТ 305 с добавлением в качестве присадки комбинации органических нитратов с алкоксисиланом. Содержание компонентов в топливной композиции и их соотношение выбрано соответствующим оптимальному составу композиции-прототипа [2]. Состав присадок: образец 1 - циклогексилнитрат (70 мас.%) и тетраэтоксисилан (30 мас.%); образец 2 - 2-этилгексилнитрат (80 мас.%) и тетраэтоксисилан (20 мас.%); образец 3 - изопропилнитрат (60 мас.%) и тетраэтоксисилан (40 мас.%). Присадки вводились в топливо в количестве 0,1 мас.%.Test Mode:
Air temperature in a quartz tube, ^o C - 500
Steel plate temperature, ^o C - 300
Supply air temperature, ^o C - 70
Air flow rate, l / min - 25
To evaluate the effectiveness of the prototype composition, three samples of fuel compositions based on Z-0.2 minus 35 fuel according to GOST 305 with the addition of a combination of organic nitrates with alkoxysilane as an additive were prepared. The content of components in the fuel composition and their ratio is selected corresponding to the optimal composition of the composition of the prototype [2]. The composition of additives: sample 1 - cyclohexyl nitrate (70 wt.%) And tetraethoxysilane (30 wt.%); sample 2 - 2-ethylhexyl nitrate (80 wt.%) and tetraethoxysilane (20 wt.%); sample 3 - isopropyl nitrate (60 wt.%) and tetraethoxysilane (40 wt.%). Additives were introduced into the fuel in an amount of 0.1 wt.%.

Результаты оценки эффективности предлагаемой топливной композиции и композиции-прототипа [2] представлены в табл. 1 и 2. The results of evaluating the effectiveness of the proposed fuel composition and the composition of the prototype [2] are presented in table. 1 and 2.

Примеры 1, 2, 3 в табл. 1 и 2 отличаются процентным соотношением компонентов в предлагаемой топливной композиции. Examples 1, 2, 3 in the table. 1 and 2 differ in the percentage of components in the proposed fuel composition.

При добавлении в топливо З-0,2 минус 35 компонентов предлагаемой топливной композиции в количествах, указанных в табл. 3, другие показатели качества топлива изменяются в пределах допустимых отклонений ГОСТ на методы испытаний. When adding to the fuel Z-0.2 minus 35 components of the proposed fuel composition in the quantities indicated in the table. 3, other indicators of fuel quality vary within the tolerance limits of GOST for test methods.

Данные табл. 1 и 2 свидетельствуют о более высокой эффективности предлагаемой топливной композиции по снижению склонности топлив к образованию высокотемпературных отложений в условиях цилиндра дизеля. The data table. 1 and 2 indicate a higher efficiency of the proposed fuel composition to reduce the propensity of fuels to form high-temperature deposits in a diesel cylinder.

Экономическая эффективность от использования предлагаемой топливной композиции выразится за счет повышения надежности эксплуатации двигателя и увеличения межремонтных сроков его работы. The economic efficiency from the use of the proposed fuel composition is expressed by increasing the reliability of the engine and increasing the overhaul time of its operation.

Литература
1. Патент США N 4623362, C 10 L 1/18, 18.11.86 (аналог).Literature
1. US patent N 4623362, C 10 L 1/18, 11/18/86 (analog).

2. Патент США N 4541838, C 10 L 1/28, 17.09.85 (прототип). 2. US patent N 4541838, C 10 L 1/28, 09/17/85 (prototype).

3. Гуреев А.А., Серегин Е.П., Азев B.C. Квалификационные методы испытаний нефтепродуктов. - М.: Химия, 1984, с. 112. 3. Gureev A.A., Seregin E.P., Azev B.C. Qualification methods for testing petroleum products. - M.: Chemistry, 1984, p. 112.

4. Авторское свидетельство СССР N 1467509, 1989. 4. Copyright certificate of the USSR N 1467509, 1989.

Claims

A fuel composition based on diesel fuel with the addition of isopropyl nitrate and a silicon-containing surfactant, characterized in that it contains oligodimethylsiloxane of a linear molecular structure with a kinematic viscosity of 100 mm ² / s and additionally contains isopropanol in the following ratio of components, wt.% :
Oligodimethylsiloxane - 0.0075 - 0.0085
Isopropyl nitrate - 0.0010 - 0.0014
Isopropanol - 0.0005 - 0.0011
Diesel - Up to 100