PL221090B1 - Wielofunkcyjny dodatek uszlachetniający do skroplonych gazów węglowodorowych jako paliw silnikowych - Google Patents
Wielofunkcyjny dodatek uszlachetniający do skroplonych gazów węglowodorowych jako paliw silnikowychInfo
- Publication number
- PL221090B1 PL221090B1 PL397604A PL39760411A PL221090B1 PL 221090 B1 PL221090 B1 PL 221090B1 PL 397604 A PL397604 A PL 397604A PL 39760411 A PL39760411 A PL 39760411A PL 221090 B1 PL221090 B1 PL 221090B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- alkyl group
- additive
- engine
- lpg
- fuel
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 26
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 title description 24
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 35
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 30
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 22
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 10
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 8
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 6
- 150000002780 morpholines Chemical class 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 4
- -1 alcohol fatty acid ester Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000003282 alkyl amino group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 2
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000002462 imidazolines Chemical class 0.000 claims description 2
- 229940083254 peripheral vasodilators imidazoline derivative Drugs 0.000 claims description 2
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 claims 1
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N Morpholine Chemical compound C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000006297 carbonyl amino group Chemical group [H]N([*:2])C([*:1])=O 0.000 description 4
- MMXKVMNBHPAILY-UHFFFAOYSA-N ethyl laurate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OCC MMXKVMNBHPAILY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 150000002193 fatty amides Chemical class 0.000 description 4
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000013028 medium composition Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 4
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 3
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 3
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 3
- MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N imidazoline Chemical compound C1CN=CN1 MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Chemical class 0.000 description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LHENQXAPVKABON-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-1-ol Chemical compound CCC(O)OC LHENQXAPVKABON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000003354 benzotriazolyl group Chemical class N1N=NC2=C1C=CC=C2* 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical class [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000008821 health effect Effects 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229940079865 intestinal antiinfectives imidazole derivative Drugs 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007348 radical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N triolein Chemical class CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest wielofunkcyjny dodatek uszlachetniający do skroplonych gazów węglowodorowych jako paliw silnikowych do silników z zapłonem iskrowym - skroplonych gazów węglowodorowych C3-C4 (LPG, autogaz).
Współczesne silniki z zapłonem iskrowym, o coraz doskonalszej konstrukcji i parametrach technicznych, wymagają wysokiej jakości paliwa. Powinno ono zapewnić osiąganie zaprojektowanej mocy jednostki napędowej, możliwie niską zawartość toksycznych składników w produktach spalania oraz długotrwałą, ekonomiczną eksploatację silnika. Produkty spełniające powyższe wymagania nazywane są benzynami reformułowanymi, a ich podstawowe cechy to: zdolność tworzenia odpowiedniej mieszanki paliwowo - powietrznej w każdych warunkach klimatycznych i obciążenia silnika oraz pełne i bezstukowe spalanie przy minimalnej emisji toksycznych związków chemicznych w spalinach. Benzyny takie muszą wykazywać dobrą stabilność chemiczną w warunkach transportu i magazynowania oraz zdolność utrzymywania w czystości układu zasilania i komory spalania silnika. Wymogi te spełniają mieszaniny rafinowanych i przetwarzanych chemicznie frakcji naftowych, syntetycznych komponentów węglowodorowych, komponentów tlenowych oraz niezbędnych dodatków uszlachetniających. Do istotnych właściwości eksploatacyjnych wysokiej jakości benzyny należą: minimalna skłonność do tworzenia osadów, zdolności myjące oraz dobre właściwości smarne. Mieszanina węglowodorów, głównie izoparafinowych i aromatycznych oraz związków tlenowych (eterów, alkoholi), wykazuje niewystarczające zdolności detergencyjne w stosunku do osadów żywicznych a także nie zapewnia odpowiedniej ochrony przed zużyciem precyzyjnych par tribologicznych układów zasilania silnika. Właściwości te nadają benzynie odpowiednie dodatki uszlachetniające, zastosowane w optymalnym stężeniu.
Alternatywnym, w stosunku do benzyny, źródłem energii chemicznej dla zasilania silnika z zapłonem iskrowym są m. in. skroplone gazowe węglowodory C3-C4 (LPG), zwane potocznie autogazem. Rosnący udział LPG w konsumpcji paliw do silników z zapłonem iskrowym ma uzasadnienie ekologiczne, ekonomiczne i techniczne. Emisja tlenków azotu z silnika spalania wewnętrznego, w zależności od rodzaju paliwa wynosi średnio odpowiednio (g/km): LPG - 2,34; CNG - 3,81; benzyna - 4,10, a olej napędowy - 7,11 („LPGas: Healthy Energy for Changing World”, World LPGas Association 2009). Silniki zasilane autogazem praktycznie nie emitują cząstek stałych, najbardziej szkodliwych składników spalin silnikowych („Health Effects and Costs of Vehicle Emissions”, World LPGas Associacion 2005). Duże znaczenie w ocenie oddziaływania paliw na środowisko naturalne odgrywa wielkość emisji ditlenku węgla, CO2, w pełnym cyklu życia produktu, to jest od momentu wydobycia (pozyskania) surowca, poprzez jego transport, przetworzenie do paliwa aż do spalenia w silniku. W porównaniu tym najkorzystniej wypada LPG, gdzie wielkość emisji ditlenku węgla szacowana jest na 73,6 g CO2/MJ, benzyny - 85,8, a oleju napędowego na 87,4 g CO2/MJ.
Z punktu widzenia technologicznego, wytworzenie jednostki masy autogazu wymaga znacznie mniejszych nakładów energetycznych w porównaniu do produkcji benzyn i olejów napędowych. Technologia ciekłych paliw naftowych obejmuje głównie energochłonne, wysokotemperaturowe procesy katalityczne, jak: hydrorafinacja, hydrotreating, hydrokraking, reforming. W porównaniu z benzynami i olejem napędowym autogaz charakteryzuje większy stosunek wodoru do węgla w średniej cząsteczce, wynikiem czego zawiera większą o około 8% energię w jednostce masy (C. C. Chang Atmospheric Environment 35, 6201-6211). Ze względu na znacznie mniejszą gęstość ciepło spalania jednostki objętości LPG jest jednak znacznie niższe w porównaniu z benzyną, co powoduje większe zużycie objętości paliwa przez silnik. Jednakże zaawansowane układy zasilania silników autogazem, 3, 4 i 5-tej generacji pozwalają na zmniejszenie zużycia LPG, prawie do poziomu benzyny silnikowej; równocześnie moc silnika zasilanego autogazem różni się nieznacznie, o 2-3%, od mocy uzyskiwanej przy zasilaniu benzyną (K. Baczewski, T. Kałdoński „Paliwa do silników z zapłonem iskrowym, WKiŁ, Warszawa 2005). Samochód z silnikiem zasilanym wielopunktowym wtryskiem paliwa, sterowanym w pętli sprzężenia zwrotnego sondą lambda, w szczególności wyposażony fabrycznie w instalację zasilania autogazem nowszej generacji, wykazuje niezauważalnie małe pogorszenie dynamiki rozpędzania pojazdu. Korzyści ekologiczne zamiany benzyny na autogaz polegają też na redukcji emisji ditlenku węgla o 10-15% (K. M. Romaniszyn „Alternatywne zasilanie samochodów benzyną oraz gazami LPG i CNG” WNT, Warszawa, 2007). Liczne doniesienia literaturowe wskazują na zalety skroplonego gazu jako alternatywnego względem benzyny paliwa silnikowego i wyznaczają kierunek zmian w rozwiązaniach konstrukcyjnych oraz oprogramowaniu kolejnych generacji układów zasilania LPG. Nie likwidują one
PL 221 090 B1 jednak pewnych niedostatków i ograniczeń autogazu, wynikających z jego składu chemicznego. Można przewidywać, że LPG w bliskiej przyszłości nie będzie ustępował pod żadnym względem jakości benzyn silnikowych, zachowując pod pewnymi względami dotychczasową przewagę nad paliwem konwencjonalnym.
Niezależnie od różnic w normach przedmiotowych w różnych krajach, LPG przeznaczony do spalania w silnikach z zapłonem iskrowym składa się z węglowodorów C3-C4 z niewielką domieszką węglowodorów C2 oraz C5 i C6. Poziom zawartości zanieczyszczeń jest na ogół bardzo mały i dotyczy związków azotu (aminy, amoniak), pochodzących z procesów rafinacji, fluorowców pochodzenia rafineryjnego, alkaliów, alkoholi, eterów, produktów korozji, wody. Wymienione mikrozanieczyszczenia, jak i związki siarki oraz reaktywne chemicznie węglowodory nienasycone mogą przyczyniać się do tworzenia osadu w zbiornikach i układach zasilania silników. Z kolei osady wysokotemperaturowe w komorze spalania i na trzonkach zaworów wylotowych powstają jako rezultat zwiększonego obciążenia cieplnego silnika zasilanego LPG.
Mieszanina skroplonych gazów węglowodorowych, autogaz, nie ma zdolności do ochrony przed zużyciem tribologicznym współpracujących elementów silnika, jak: elementów pomp wtryskowych i gniazd zaworów. Zdolność do tworzenia trwałego filmu smarowego przez LPG jest bardzo niska w porównaniu z benzyną silnikową. Dlatego też czynione są próby modyfikacji właściwości fizykochemicznych i eksploatacyjnych autogazu poprzez wprowadzenie dodatków uszlachetniających. Celem prac, badań i prób jest uzyskanie LPG o właściwościach maksymalnie zbliżonych do wysokojakościowych benzyn reformułowanych.
Celem zmniejszenia obciążenia cieplnego silnika zasilanego skroplonym gazem węglowodorowym proponuje się wprowadzenie katalizatora spalania LPG w postaci tlenków chromu i kobaltu, zawieszonych w rozpuszczalniku z dodatkiem emulgatora, co znane jest z polskiego opisu patentowego nr PL 186 425. Katalizator zmienia charakter procesu spalania z homogennego na heterogenny, obniżając równocześnie energię aktywacji utleniania. W efekcie znaczne szybkości spalania osiągane są w niższej temperaturze i przy niższym stężeniu węglowodorów (mieszanka uboga). Poważnym mankamentem tego rozwiązania jest wprowadzenie do strefy spalania mineralnych cząstek stałych bez wskazania wpływu ich obecności na tworzenie osadów, nagarów i na funkcjonowanie reaktorów katalitycznego dopalania spalin. Niedostatki rozwiązania powodują, iż nie znajduje ono zastosowania w praktyce.
Inne rozwiązanie, zaproponowane w publikacji zgłoszeniowej nr WO 00/23 542, w celu poprawy jakości LPG, polega na dodaniu odpowiedniego detergentu w cieczy nośnej. Substancja czynna preparatu, pakiet detergentowy, ulega rozpyleniu do postaci aerozolu podczas odparowywania LPG, a następnie kondensuje na ściankach konwertera, zmywając z jego powierzchni tworzące się osady żywiczne. Cieczą nośną jest frakcja nafty z destylacji ropy naftowej. W skład pakietu wchodzi szereg składników, w tym olej smarowy, a zalecana dawka dodatku wynosi 0,1% (1:1000 v/v). Rozwiązanie to zdecydowanie nie spełnia norm europejskich pod względem wielkości pozostałości po odparowaniu. Stosowanie tego dodatku wymaga odprowadzania w sposób ciągły osadów solubilizowanych przez cząsteczki detergentu, rozcieńczonych naftą.
Na rynku funkcjonują od kilku lat preparaty mające za zadanie ograniczyć zużywanie się trących elementów silnika zasilanego autogazem. W szczególności przeznaczeniem dodatków, zwanych lubryfikatorami, jest ochrona gniazd zaworów wydechowych. Oferowane rozwiązania polegają na dodawaniu, w odpowiednim punkcie instalacji LPG, roztworu organicznych związków metali, najczęściej potasu. Substancja aktywna tworzy warstwę ochronną na zaworach, zmniejszając szybkość recesji gniazd. Efektywność zastosowania dodatku zależy w dużej mierze od sposobu jego dozowania, do czego służą różnorakie urządzenia oferowane wraz z dodatkami. Mankamentem tego rodzaju rozwiązań jest trudność z wprowadzeniem racjonalnej dawki dodatku oraz problem z pozostałością po niepełnym spaleniu substancji. Wprowadzenie do strefy spalania LPG substancji oleistych w znacznym stężeniu może zwiększać emisję toksycznych składników w spalinach. Dodatkowe wątpliwości budzi zasadność ochrony gniazd zaworowych w silnikach, dostosowanych do zasilania benzyną bezołowiową. Wymienione sposoby poprawy wybranych właściwości autogazu nie prowadzą do uzyskania dobrego efektu bez komplikacji technicznych, indywidualnego traktowania każdego pojazdu, pogorszenia ekologii silnika zasilanego autogazem lub konfliktu z wymaganiami norm przedmiotowych; na przykład norma polska i europejska przewiduje 100 ppm pozostałości po odparowaniu.
PL 221 090 B1
Nieoczekiwanie okazało się, że rozwiązaniem tego złożonego problemu technologicznego jest wprowadzenie do LPG wysokoefektywnych substancji w stężeniu zapewniającym wypełnienie wymagań norm w zakresie pozostałości po odparowaniu.
Wielofunkcyjny dodatek uszlachetniający do skroplonych gazów węglowodorowych jako paliwa do silników z zapłonem iskrowym według wynalazku zawiera jako substancje aktywne mieszaninę 0,1-99% m/m polieteru o wzorze ogólnym HO-(CH2-CH2-O-)a-(CH3-CH-CH2-O)b-(CH2-CH2O)c-H, masie molowej 1700-3700 g/mol, korzystnie 2500-3100 g/mol, gdzie a + c = 2-64, korzystnie 4-42, b = 2-80, korzystnie 4-40; 0,1-40% m/m pochodnych morfoliny C4H8ONR10, gdzie R10 - grupa alkilowa C1-C14 lub wodór, korzystnie C1-C4, a jako substancję nośną zawiera 0,2-80% m/m mieszaniny alkoholi o wzorze ogólnym R11-OH, gdzie R11 - grupa alkilowa C1-C16, korzystnie C1-C8 budowy prostołańcuchowej lub rozgałęzionej o charakterze nasyconym lub zawierająca jedno bądź więcej wiązań podwójnych, 0,05-95% m/m oksyalkilenowanych alkoholi o wzorze ogólnym R12-O-(R13-CH2-O-)aH, w którym R12 - grupa alkilowa o budowie prostołańcuchowej lub rozgałęzionej C1-C26, korzystnie C2-C12 o charakterze nasyconym lub zawierająca jedno bądź więcej wiązań podwójnych, R13 - grupa alkilowa C1-C4 lub wodór, a = 1-6, korzystnie 1-3.
Dodatek korzystnie dodatkowo zawiera do 30% m/m oksyalkilenowanego estru alkoholu i kwasu tłuszczowego o wzorze ogólnym (R1-CO)d-(OR2)e, gdzie d = 1-16, korzystnie 1-8, e = 1-16, korzystnie 1-7, R1 - grupa alkilowa C10-C22, korzystnie C12-C20 o charakterze nasyconym lub zawierająca jedno lub więcej wiązań podwójnych, R2 - grupa alkilowa C1-C16, korzystnie C1-C6.
Dodatek może dodatkowo zawierać do 75% m/m amidów kwasowych R3-CO(NR4)2, gdzie R3 grupa alkilowa C1-C16, korzystnie C1-C6, R4 - wodór lub grupa alkilowa C1-C16, korzystnie C1-C6.
W skład dodatku według wynalazku może również wchodzić do 35% m/m pochodnych benzotriazolu C6H4N3(R7), gdzie R7 - grupa alkilowa C1-C5, korzystnie C1-C2; 0,1-75% m/m pochodnych imidazoliny R8C3H5N2R9, gdzie R8 - grupa alkilowa C10-C22, korzystnie C12-C20 o charakterze nasyconym lub zawierająca jedno lub więcej wiązań podwójnych, R9 - grupa alkilowa, hydroksyalkilowa lub alkiloaminowa.
Wielofunkcyjny dodatek uszlachetniający do skroplonych gazów węglowodorowych jako paliwa do silników z zapłonem iskrowym (LPG, autogaz), poprawia smarność paliwa, redukując zużycie tribologiczne i współczynnik tarcia. Ponadto wykazuje zdolność myjącą elementów układu zasilania paliwem silnika z zapłonem iskrowym oraz zdolność ochrony przed korozją metalowych elementów urządzeń transportowych, magazynowych i układu zasilania silnika z zapłonem iskrowym, zwłaszcza wykonanych z żelaza i/lub jego stopów.
Wielofunkcyjny dodatek uszlachetniający do skroplonych gazów węglowodorowych jako paliwa do silników z zapłonem iskrowym (LPG, autogaz), stosuje się w stężeniu 0,0001 do 1% m/m, korzystnie 0,001 do 0,05% m/m w stosunku do paliwa.
Dodatek według wynalazku, charakteryzujący się wysoką skutecznością w zakresie poprawy właściwości smarnych paliwa, nie zmieniający podstawowych właściwości LPG, otrzymuje się przez komponowanie kilku składników, niezbędnych dla uzyskania wysokiej efektywności i stabilności w warunkach magazynowania i transportu paliwa. W skład kompozycji wchodzą substancje o wysokiej zdolności adsorpcji do powierzchni metalu, tworzące warstwę ochronną, zapewniającą redukcję współczynnika tarcia i zużycia par tribologicznych elementów zasilania autogazem silnika z zapłonem iskrowym. Ta sama warstwa bardzo skutecznie chroni przed korozją metalowe powierzchnie elementów układu zasilania paliwem, w szczególności - stali. Poruszająca się warstwa adsorpcyjna wykazuje dobrą zdolność zmywania substancji typu żywic naftowych, które mogą tworzyć się z niektórych składników autogazu. Wykazuje ona wystarczającą odporność termiczną by w warunkach pracy układu zasilania nie ulegała destrukcji ani kondensacji i polimeryzacji. Odpowiednimi substancjami, spełniającymi wymogi smarności i zmywania polarnych osadów, są niskocząsteczkowe związki zawierające w cząsteczce heteroatomy tlenu lub azotu, korzystnie więcej niż jeden heteroatom w cząsteczce. Mogą to być związki organiczne z grupy eterów, estrów alkilowych, amidów kwasowych, pochodnych imidazolu, morfoliny. Substancja podstawowa lub mieszanina rozprowadzona jest w nośniku o zdolności rozpuszczania substancji aktywnych dodatku oraz o zrównoważonych właściwościach hydrofilowo-hydrofobowych. Mieszanina zawierać może kompleksowe związki potasu i/lub sole kwasów karboksylowych, inhibitory reakcji wolnorodnikowych, substancje podwyższające przewodnictwo roztworu. Dla zapewnienia najwyższej efektywności działania dodatku substancje aktywne powinny w maksymalnym stopniu ulegać rozpuszczeniu lub zdyspergowaniu w ciekłej mieszaninie skroplonych węglowodorów, LPG. Sprzyja temu odpowiednio dobrany nośnik czynników aktywnych, substancja lub
PL 221 090 B1 mieszanina związków organicznych, ulegająca pełnemu bezpopiołowemu spaleniu. W przypadku wystąpienia w ciekłej mieszaninie skroplonych węglowodorów odrębnej fazy, zawierającej związki budowy polarnej, jak: niskocząsteczkowe alkohole i/lub woda, nośnik powinien zapewnić pozostawanie aktywnych składników dodatku w fazie węglowodorowej. Z tego względu winien on posiadać specyficzne właściwości powierzchniowe i odpowiednie powinowactwo do polarnej i niepolarnej fazy ciekłej. Wymogi takie spełniają mieszaniny alkoholi niskocząsteczkowych, etery alkilowe i niskocząsteczkowe polietery. Substancje te, w szczególności polietery, często charakteryzują się ograniczoną stabilnością chemiczną, nawet w temperaturze pokojowej. Z tego względu wskazane jest dodawanie inhibitorów starzenia, najczęściej z grupy fenoli lub amin aromatycznych. Dodatek według wynalazku komponuje się z uwzględnieniem kryteriów efektywności działania pakietu i właściwości fizykochemicznych jego głównych składników.
P r z y k ł a d I
Porównawczo przeprowadzono badania smarności n-heptanu, jako odpowiednika ciekłych skroplonych węglowodorów C3-C4, za pomocą aparatu HFRR, symulującego pracę pompy wtryskowej i wykorzystywanego do normowych badań smarności paliw naftowych, benzyn i olejów napędowych. Wykonując dwukrotny pomiar obliczono skorygowaną średnicę skazy zużycia, WS 1,4, która wynosi 809 μm, a współczynnik tarcia wynosi 0,944.
P r z y k ł a d II
Przeprowadzono badanie smarności n-heptanu, jako odpowiednika ciekłych skroplonych węglowodorów C3-C4, z dodatkiem 0,01% v/v wielofunkcyjnego dodatku według wynalazku. W skład pakietu dodatku wchodzą: jako nośnik - mieszanina alkoholi: metanol, n-propanol oraz i-butanol w proporcji objętościowej 1:1:1, w której rozpuszczono polieter o wzorze sumarycznym HO-(CH2-CH2-O-)26-(CH3-CH-CH2-O)30-H w stężeniu 2% m/m, amid tłuszczowy o średnim składzie C14H27CONH2 w stężeniu 6% m/m, pochodną oleinowej imidazoliny w stężeniu 10% m/m oraz 12% m/m morfoliny C4H9NO. Wykonując dwukrotny pomiar obliczono skorygowaną średnicę skazy zużycia, WS 1,4, która wynosi 522 μm, a współczynnik tarcia wynosi 0,310.
P r z y k ł a d III
Przeprowadzono badanie smarności n-heptanu, jako odpowiednika ciekłych skroplonych węglowodorów C3-C4, z dodatkiem 0,011% v/v wielofunkcyjnego dodatku według wynalazku. W skład pakietu dodatku wchodzą: jako nośnik - mieszanina alkoholi: metanol, n-propanol oraz i-butanol w proporcji objętościowej 1:1:1, w której rozpuszczono polieter o wzorze sumarycznym HO-(CH2-CH2-O-)26-(CH3-CH-CH2-O)30-H w stężeniu 2% m/m, amid tłuszczowy o średnim składzie C14H27CONH2 w stężeniu 6% m/m, pochodną stearynowej imidazoliny w stężeniu 10% m/m oraz 12% m/m pochodnej morfoliny C4H8ONCH3. Do roztworu dodano 0,1% m/m laurynianu etylu. Wykonując dwukrotny pomiar obliczono skorygowaną średnicę skazy zużycia, WS 1,4, która wynosi 473 μm, a współczynnik tarcia wynosi 0,292.
P r z y k ł a d IV
Przeprowadzono badanie smarności n-heptanu, jako odpowiednika ciekłych skroplonych węglowodorów C3-C4, z dodatkiem 0,012% v/v wielofunkcyjnego dodatku według wynalazku. W skład pakietu dodatku wchodzą: jako nośnik - mieszanina alkoholi: metanol, n-propanol oraz i-butanol w proporcji objętościowej 1:1:1, w której rozpuszczono polieter o wzorze sumarycznym HO-(CH2-CH2-O-)26-(CH3-CH-CH2-O)30-H w stężeniu 2% m/m, amid tłuszczowy o średnim składzie C14H27CONH2 w stężeniu 6% m/m, pochodną stearynowej imidazoliny w stężeniu 10% m/m oraz 12% m/m pochodnej morfoliny C4H8ONCH3. Do roztworu dodano 0,1% m/m laurynianu etylu, 0,01% m/m 2,6-di-t-butylo-p-krezolu jako stabilizatora oraz 0,001% m/m dodatku antystatycznego Stadis. Wykonując dwukrotny pomiar obliczono skorygowaną średnicę skazy zużycia, WS 1,4, która wynosi 462 μm, a współczynnik tarcia wynosi 0,281.
P r z y k ł a d V
Przeprowadzono badanie smarności n-heptanu, jako odpowiednika ciekłych skroplonych węglowodorów C3-C4, z dodatkiem 0,012% v/v wielofunkcyjnego dodatku według wynalazku. W skład pakietu dodatku wchodzą: jako nośnik - mieszanina: metanol, n-propanol, i-butanol oraz metoksypropanol w proporcji objętościowej 1:1:1:1, w której rozpuszczono polieter o wzorze sumarycznym HO-(CH2-CH2-O-)26-(CH3-CH-CH2-O)30-H w stężeniu 2% m/m, amid tłuszczowy o średnim składzie C14H27CONH2 w stężeniu 6% m/m, pochodną stearynowej imidazoliny w stężeniu 10% m/m, 12% m/m pochodnej morfoliny C4H8ONCH3 oraz 1,5% tylilotriazolu. Do roztworu dodano 0,01% m/m 2,6-di-t-butylo-p-krezolu jako stabilizatora oraz 0,001% m/m dodatku antystatycznego Stadis. Wykonując
PL 221 090 B1 dwukrotny pomiar obliczono skorygowaną średnicę skazy zużycia, WS 1,4, która wynosi 457 μm, a współczynnik tarcia wynosi 0,274.
Claims (4)
1. Wielofunkcyjny dodatek uszlachetniający do skroplonych gazów węglowodorowych jako paliwa do silników z zapłonem iskrowym zawierający w składzie substancję nośną oraz substancje aktywne, znamienny tym, że jako substancje aktywne stosuje się mieszaninę 0,1-99% m/m polieteru o wzorze ogólnym HO-(CH2-CH2-O-)a-(CH3-CH-CH2-O)b-(CH2-CH2O)c-H, masie molowej 1700-3700 g/mol, korzystnie 2500-3100 g/mol, gdzie a + c = 2-64, korzystnie 4-42, b = 2-80, korzystnie 4-40; 0,1-40% m/m pochodnych morfoliny C4H8ONR10, gdzie R10 - grupa alkilowa C1-C14 lub wodór, korzystnie Ci-C4, a jako substancję nośną zawiera 0,2-80% m/m mieszaniny alkoholi o wzorze ogólnym R11-OH, gdzie R11 - grupa alkilowa C1-C16, korzystnie C1-C8 budowy prostołańcuchowej lub rozgałęzionej o charakterze nasyconym lub zawierająca jedno bądź więcej wiązań podwójnych, 0,05-95% m/m oksyalkilenowanych alkoholi o wzorze ogólnym R12-O-(R13-CH2-O-)aH, w którym R12 - grupa alkilowa o budowie prostołańcuchowej lub rozgałęzionej C1-C26, korzystnie C2-C12 o charakterze nasyconym lub zawierająca jedno bądź więcej wiązań podwójnych, R13 - grupa alkilowa C1-C4 lub wodór, a = 1-6, korzystnie 1-3.
2. Dodatek według zastrz.1, znamienny tym, że zawiera do 30% m/m oksyalkilenowanego estru alkoholu i kwasu tłuszczowego o wzorze ogólnym (R1-CO)d-(OR2)e, gdzie d = 1-16, korzystnie 1-8, e = 1-16, korzystnie 1-7, R1 - grupa alkilowa C10-C22, korzystnie C12-C20 o charakterze nasyconym lub zawierająca jedno lub więcej wiązań podwójnych, R2 - grupa alkilowa C1-C16, korzystnie C1-C6.
3. Dodatek według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera do 75% m/m amidów kwasowych R3-CO(NR4)2, gdzie R3 - grupa alkilowa C1-C16, korzystnie C1-C6, R4 - wodór lub grupa alkilowa C1-C16, korzystnie C1-C6.
4. Dodatek według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że zawiera do 35% m/m pochodnych benzotriazolu C6H4N3(R7), gdzie R7 - grupa alkilowa C1-C5, korzystnie C1-C2; 0,1-75% m/m pochodnych imidazoliny R8C3H5N2R9, gdzie R8 - grupa alkilowa C10-C22, korzystnie C12-C20 o charakterze nasyconym lub zawierająca jedno lub więcej wiązań podwójnych, R8 - grupa alkilowa, hydroksyalkilowa lub alkiloaminowa.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL397604A PL221090B1 (pl) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Wielofunkcyjny dodatek uszlachetniający do skroplonych gazów węglowodorowych jako paliw silnikowych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL397604A PL221090B1 (pl) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Wielofunkcyjny dodatek uszlachetniający do skroplonych gazów węglowodorowych jako paliw silnikowych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL397604A1 PL397604A1 (pl) | 2013-07-08 |
| PL221090B1 true PL221090B1 (pl) | 2016-02-29 |
Family
ID=48748748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL397604A PL221090B1 (pl) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | Wielofunkcyjny dodatek uszlachetniający do skroplonych gazów węglowodorowych jako paliw silnikowych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL221090B1 (pl) |
-
2011
- 2011-12-28 PL PL397604A patent/PL221090B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL397604A1 (pl) | 2013-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU673607B2 (en) | Gas oil composition | |
| Bennett et al. | Advanced fuel additives for modern internal combustion engines | |
| US10760020B2 (en) | Heavy fuel oil C composition | |
| EA031490B1 (ru) | Добавки для повышения устойчивости к износу и отложению лакообразного нагара моторных топлив типа газойля или биогазойля | |
| Danilov | Progress in research on fuel additives | |
| MX2014000970A (es) | Composiciones combustibles que tienen contenido bajo de azufre que tienen lubricidad mejorada. | |
| US20080256846A1 (en) | Fuel composition for diesel engines | |
| EP2683798B1 (en) | Use of camphene in a gasoline fuel formulations | |
| ES3031932T3 (en) | Use of a paraffinic gasoil | |
| US20120046506A1 (en) | Diesel fuel composition | |
| PL221090B1 (pl) | Wielofunkcyjny dodatek uszlachetniający do skroplonych gazów węglowodorowych jako paliw silnikowych | |
| GB2475785A (en) | Fuel formulations | |
| PL226395B1 (pl) | Paliwo silnikowe LPG | |
| JP4815251B2 (ja) | 軽油組成物 | |
| Zvirin et al. | Fuel Effects on Emissions. Chapter 14, Handbook of Air Pollution from Internal Combustion Engines: Pollutants Formation and Control, edited by E. Sher | |
| US6656237B1 (en) | Fuel composition with improved lubricity performance | |
| Gauci et al. | Quality and Trends of Automotive Fuels | |
| JP4778270B2 (ja) | ガソリンの製造方法 | |
| Nahluk | Synopsis of lectures from the discipline «Exploitative materials»: full-time students in the specialty 274 «Motor vehicle transport» by educational and qualification level–bachelor | |
| A'reff | Effect of the copper and iron concentration on gum formation in gas oil of Baiji Refinery (pp. 652-656) | |
| WO2020254518A1 (en) | Gasoline fuel composition | |
| JP2011127083A (ja) | マルチグレード軽油燃料組成物 | |
| Hamadi | Properties of Petroleum Products Part (1) | |
| Goering et al. | Fuels and Combustion | |
| BG990U1 (bg) | Добавка за горива за двигатели с вътрешно горене |