28915ip

РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28915
(51) C10L 1/18 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1779.1
(22) 25.11.2013
(45) 15.09.2014, бюл. №9
(72) Гилажов Есенгали Гилажович; Сериков
Толеуш Пауеденович; Козырев Денис
Вениаминович; Сулейменов Еркин Борисович;
Гилажов Фараби Есенгалиевич; Муфтахова Данагул
Аскаровна
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Атырауский
институт нефти и газа" Министерства образования и
науки Республики Казахстан
(56) RU 2068871 C1, 10.11.1996
(54) ОКТАНОПОВЫШАЮЩАЯ ДОБАВКА К
БЕНЗИНУ
(57) Изобретение относится к производству
автомобильного топлива, конкретно к
октаноповышающим добавкам к бензину, и может
быть использовано для повышения детонационной
стойкости автомобильного бензина.
Технический результат, достигаемый при
использовании изобретения - расширение базы
высокооктановых топлив, создание простой по
составу, легко воспроизводимые
октаноповышающие добавки к бензину на основе
соединений, которые легко могут быть получены из
доступных продуктов химического производства.
Для этого, в качестве октаноповыщающей добавки
используют циклические ацетиленовые спирты,
описываемые общей формулой,
вводится в автомобильному бензину в
концентрации 0,5-12 мас.%.
(19)KZ(13)A4(11)28915

28915
2
Изобретение относится к производству
автомобильного топлива, конкретно к
октаноповышающим добавкам бензина, и может
быть использовано для повышения детонационной
стойкости автомобильного бензина.
Получение товарных топлив обычно
осуществляют путем смешивания продуктов,
получаемых в процессе переработки нефти и
различных добавок (антидетонаторов, оксигенатов,
антиоксидантов и др.), улучшающих их
эксплуатационные характеристики. Важнейшей
эксплуатационной характеристикой бензина
является его детонационная стойкость,
характеризующая способность противостоять
воспламенению при сжатии. Повышение
детонационной стойкости, характеризуемой
октановым числом (ОЧ), достигается введением в
состав бензина антидетонационных добавок, в том
числе оксигенатов. В качестве таковых могут
выступать кислородсодержащие соединения и их
смеси, включая простые и сложные эфиры, спирты,
карбонильные соединения и продукты их
взаимодействия.
До сих пор в качестве антидетонаторов наиболее
широко применяются металлосодержащие присадки
(добавки). В результате использование подобных
добавок почти половина всех вредных выбросов в
атмосферу приходится на автомобильный
транспорт. Одним из решений проблемы
сокращения вредных выбросов является разработка
технологии получения более экологичного и
высокооктанового топлива (далее - топливо) путем
замены, либо ограничением вредных добавок. В
качестве замены в производстве топлива
предложены индивидуальные вещества или их
смеси (для получения синергетического
антидетонационного эффекта) с
металлорганическими соединениями. Например,
ферроцен и его производные, ароматические амины,
например N - метиланилин, и их смеси, оксигенаты.
(A.M.Данилов. Присадки и добавки. Улучшение
экологических характеристик нефтяных топлив. - М:
Химия, 1996, с.102-108).
Известен способ получения автомобильных
бензинов путем смешивания прямогонного бензина,
либо смешивания бензина марки А-76 с много
компонентной добавкой, содержащей
N-метиланилин, антиокислитель, ферроцен, анилин,
моющую присадку «АВТОМАГ» и алифатические
С1-С5-спирты нормальные или разветвленные или
их смеси, и или простые эфиры формулы R-O-RI
,
где R=C1-С3-алкил первичный или вторичный, RI
=
С3-С5-алкил нормальный или разветвленный, или их
смеси (RU 2132359 опубл. 27.06.1999г.).
Недостатком этого способа является сложность
приготовления присадок, дефицитом и
дороговизной составляющих компонентов и в
целом, топлива при их использовании.
Известна многофункциональная добавка к
бензину на основе этилового спирта,
обеспечивающее повышение октанового числа. А
именно: снижение температуры помутнения,
уменьшение токсичности выбросов, содержащее
наряду с этиловым спиртом N-метиланилин,
уксусный альдегид, кротоновый альдегид, этиловый
эфир, присадку «АВТОМАГ» (RU2148077, опубл.
27.04.2000г).
Недостатком данного способа является
присутствие азотсодержащих соединений,
соответственно увеличение содержания в
выхлопных газах оксидов азота и других
компонентов, ухудшающих экологические
показатели работы двигателя.
Наиболее близкой по технической сущности к
предлагаемому решению является добавка к
бензину на основе этилового спирта (RU 2068871,
опубл. 10.11.1996г.). В добавке содержится
сорастворитель в качестве стабилизатора,
представляющая собой отходы гидролизного
производства этилового спирта из древесного сырья,
т.н. «альдегидно-эфиро-спиртовую фракцию» в
количестве 8-80%. Входящие в добавку отходы
представляют собой смесь алифатических спиртов
С3-С5, сложных эфиров, этилового спирта,
муравьиного и уксусного кислот, фурфорола и
других органических соединений. Введение этой
добавки в бензин в количестве 2-20 мас.% позволяет
повышать октановое число и получить
автомобильное топливо.
Недостатком добавки является то, что она
недостаточно эффективно повышает октановое
число бензина. Сложные трудноконтролируемые по
составу смеси, включающие широкий спектр
кислородсодержащих соединений. Большинство из
них способны к переоксидным превращениям в
процессе их автоокисления кислородом воздуха.
При этом снижается химическая стабильность
топлива, накапливаются карбоновые кислоты,
вызывающие коррозию двигателя и емкостей для
хранения топлива. Результат взаимодействия
компонентов в такой сложной системе зависит не
только от ее количественного и качественного
состава, но и от других, не всегда поддающихся
учету факторов, в частности характеристики
исходного топлива, условий и технологии
смешения, хранения, транспортировки и других
внешних факторов.
Включение в состав добавки большого
количества компонентов усложняет технологию
приготовления добавки и увеличивает ее стоимость
и стоимость топлива. С практической точки зрения
представляет интерес поиск более простых по
составу добавок, обеспечивающих улучшение
октановых характеристик и не ухудшающих при
этом другие потребительские качества топлива. В
этой связи заслуживает внимания циклические
ацетиленовые спирты, получаемые конденсацией
циклических кетонов с ацетиленом.
Задачей настоящего изобретения является
расширение базы высокооктановых топлив,
создание простой по составу, легко
воспроизводимой октаноповышающей добавки к
бензину на основе соединений, которые легко могут
быть получены из доступных продуктов
химического производства.

28915
3
Технический результат достигается тем, что в
качестве октаноповыщающей добавки используются
циклические ацетиленовые спирты описываемые
общей формулой,
вводится в автобензин в концентрации 0,5 - 12
мас.%.
Указанные циклические ацетиленовые спирты
получают одностадийным синтезом из доступных
продуктов промышленного производства
(циклогексанон, циклопентанон) по известной
методике, путем конденсации циклических кетонов
с ацетиленом, под влиянием порошкообразного
едкого калия (И.Н.Назаров Избранные труды. - М.:
издательство АН СССР, 1960 г., с.76-83).
Проведенный анализ известных технических
решений показал, что предлагаемая совокупность
компонентов новая, так как соединения,
включающая циклические ацетиленовые спирты,
описываемые общей формулой,
в качестве октаноповышающей (оксигената)
добавки к бензину предлагается использовать
впервые.
Циклические ацетиленовые спирты, как все
известные октаноповышающие добавки
(оксигенаты), в составе молекулы имеют третичные
алкильные радикалы, гидроксильный радикал и
дополнительно в их молекуле содержатся
ацетиленовая группа. Таким образом, предложенные
нами соединения (вещества), существенно
отличаются от всех известных оксигенатов
(кислородсодержащих добавок к бензинам),
используемых в настоящее время для повышения
октанового число бензина.
Определение октанового числа бензиновых
композиций, содержащие предлагаемые добавки,
проводили экспресс методом на измерителе
детонационной стойкости бензинов на Октанометре
ПЭ-7300М (Фирма изготовитель ЗАО «НПО
Экросс»), применяемом для быстрого определения
октанового числа бензинов при контроле
технологического процесса их изготовления, для
проведения исследовательских работ, при приеме
бензинов потребителем. При этом в качестве
эталонов сравнения использованы параметры,
которые соответствует ГОСТ Р 51313-99.
Октаноповышающая способность предлагаемых
добавок первоначально выявлено на модельных
системах, в качестве которых были использованы
стандартная смесь гептан : изооктан = 40 : 60,
характеризующаяся ОЧ (октановое число) 60 и
чистый гептан, ОЧ которого, по определению равно
к нулю.
Как видно из таблицы 1, добавка циклических
ацетиленовых спиртов значительно повышает
октановое число модельной смеси по
исследовательскому методу (ОЧИ) от 8,5 до 40,1 и
моторному (ОЧМ) - от 3 до 11,8.
Эффективность предложенных нами соединений,
также определялась по приросту октанового числа и
на бензинах прямой гонки из нефти, бензина
риформинга (стабильного катализата) и на бензине
коксования (УЗК).
Таблица 1
Октановое число модельной композиции гептан : изооктан = 40 : 60%, при введении циклических
ацетиленовых спиртов
Октановое число, ИМ Октановое число, М М№ Антидетонатор Количест
во, % об. Без
добавки
С
добавкой
Прирост
ОЧИ
Без
добавки
С
добавкой
Прирост
ОЧМ
0,5 58,3 66,8 8,5 58,3 66,1 7,8
1 -//- 79,6 21,3 -//- 76,7 18,4
1 Этинилциклогексан
ол 1,5 -//- 90,4 32,1 -//- 81,5 /23,2
4 58,3 92,0 33,7 58,3 83,6 25,3
8 -//- 97,2 38,9 -//- 87,2 28,9
2 Этинилциклопентан
ол 10 -//- 98,4 40,1 -//- 88,2 29,9
Таблица 2
Октановое число прямогонного бензина, при введении циклических ацетиленовых спиртов
Октановое число, ИМ Октановое число, ММ№ Антидетонатор Количество,
% об. Без
добавки
С
добавки
Прирост
ОЧИ
Без
добавк
и
С
добавк
и
Прирост
ОЧМ
0,5 67,6 75,2 8,2 66,8 72,8 6,0
1 -//- 79,4 13 -//- 76,6 9,8
1,5 -//- 85,8 19,4 -//- 79,3 12,5
1 Этинилциклогексанол
2 -//- 91,8 25,7 -//- 83,2 16,4

28915
4
% об. Без
добавки
С
добавки
Прирост
ОЧИ
Без
добавк
и
С
добавк
и
Прирост
ОЧМ
2,5 -//- 92,0 25,9 -//- 83,5 16,7
4 -//- 93,5 27,4 -//- 85,1 18,3
8 -//- 97,7 31,6 -//- 87,8 21
12 -//- 101,7 35,6 -//- 89,3 22,5
0,5 67,6 78,6 +11 66,8 76,1 +9,3
1 -//- 90,4 22,8 -//- 81,5 14,7
1,5 -//- 92,3 24,7 -//- 85,8 17,4
2 -//- 94,7 27,1 -//- 85,8 19
2 Этинилциклопентанол
3 -//- 97,1 29,5 -//- 87,1 20,3
Таблица 3
Октановое число прямогонного стабильного катализата ЛГ (бензина риформинга), при введении
циклических ацетиленовых спиртов
% об.
Без
добавки
С добав
кой
Прирост
ОЧИ
Без
добавк
и
С
добавк
ой
Прирост
ОЧМ
0,5 92,6 93,5 0,9 84,6 85,0 0,6
1 -//- 95,2 2,6 -//- 86,1 1,7
1,5 -//- 96,0 3,4 -//- 86,5 2,1
2 -//- 96,3 3,7 -//- 86,6 2,2
4 -//- 97,8 5,2 -//- 87,8 3,4
1 Этинилциклогексано
л
8 -//- 100,8 8,2 -//- 89,1 4,7
0,5 92,6 94,8 2,2 84,6 85,9 1,3
1 -//- 96,3 3,7 -//- 86,6 2
2 Этинилциклопентано
л
1,5 -//- 97,2 4,6 -//- 87,2 2,6
Таблица 4
Октановое число бензина УЗК, при введении циклических ацетиленовых спиртов
Октановое число, им Октановое число, ММ№ Антидетонатор Количество,
% об.
Без
добавки
С
добавко
й
Прирост
ОЧИ
Без
добавк
и
С
добавк
ой
Прирост
ОЧМ
0,5 83,8 90,1 6,3 78,5 81,1 3
1 -//- 91,5 6,7 -//- 82,9 4,8
1,5 -//- 92,3 7,5 -//- 84,2 6,1
2 -//- 93,0 8,2 -//- 84,8 6,7
4 -//- 96,3 11,5 -//- 86,7 8,6
8 -//- 98,9 14,5 -//- 88,4 103
1 Этинилциклогексано
л
12 -//- 104,5 20,1 -//- 89,9 11,8
0,5 83,8 91,1 8 78,5 82,4 3,9
1 -//- 92,5 9,4 -//- 84,5 6
2 Этинилциклопентано
л
1,5 -//- 94,2 11,1 -//- 85,5 7
Результаты испытания показывают (таблица
2,3,4) что, применение предлагаемых добавок
позволяет существенно повысить октановое число
исходных бензинов. При этом видно, что во всех
случаях этинилциклопентанол повышает октановое
число исходных бензинов даже при его содержание
в меньшем количестве, чем этинилциклогексанол.
Примеры, иллюстрирующие изобретение.
Пример 1. Этинилциклогексанол (1-
этинилциклогексанол-1) с Ткип 179°С, взятый в

28915
5
количестве 0,5 мас.% по отношению к эталонной
топливной смеси дала прирост на 8,5 ед. (ОЧИ) и 7,8
ед. (ОЧМ).
количестве 1 мас.% по отношению к эталонной
топливной смеси дала прирост на 21,3 ед. (ОЧИ) и
18,4 ед. (ОЧМ).
количестве 1,5 мас.% по отношению к эталонной
23,2 ед. (ОЧМ).
Пример 4. Этинилциклопентанол (1-
этинилциклопентанол-1) с Ткип 157°С, взятый в
25,3 ед. (ОЧМ).
28,9 ед. (ОЧМ).
29,9 ед. (ОЧМ).
количестве 0,5 мас.% по отношению к прямогонного
бензина дала прирост на 8,2 ед. (ОЧИ) и 6,0 ед.
(ОЧМ).
количестве 1 мас.% по отношению к прямогонного
бензина дала прирост на 13 ед. (ОЧИ) и 9,8 ед.
(ОЧМ).
(ОЧМ).
(ОЧМ).
(ОЧМ).
(ОЧМ).
этинилциклогексанол-1) с Ткип 179°С, взятая в
бензина дала прирост на 31,6 ед. (ОЧИ) и 21 ед.
(ОЧМ).
(ОЧМ).
бензина дала прирост на 11 ед. (ОЧИ) и 9,3 ед.
(ОЧМ).
(ОЧМ).
(ОЧМ).
бензина дала прирост на 27,1 ед. (ОЧИ) и 19 ед.
(ОЧМ).
(ОЧМ).
количестве 0,5 мас.% по отношению к бензину
риформинга дала прирост на 0,9 ед. (ОЧИ) и 0,6 ед.
(ОЧМ).
этинилциклогексанол-1) с Ткип 179 °С, взятый в
количестве 1 мас.% по отношению к бензину
(ОЧМ).
(ОЧМ).
(ОЧМ).
(ОЧМ).
(ОЧМ).
этинилциклопентанол-1) с Ткип п 157°С, взятый в

28915
6
(ОЧМ).
риформинга дала прирост на 3,7 ед. (ОЧИ) и 2 ед.
(ОЧМ).
(ОЧМ).
количестве 0,5 мас.% по отношению к бензину УЗК
(коксование) дала прирост на 6,3 ед. (ОЧИ) и 3 ед.
(ОЧМ).
количестве 1 мас.% по отношению к бензину УЗК
(коксование) дала прирост на 6,3 ед. (ОЧИ) и 4,8 ед.
(ОЧМ).
(ОЧМ).Пример 31. Этинилциклогексанол (1-
(ОЧМ).
(коксование) дала прирост на 11,5 ед. (ОЧИ) и 8,6
ед. (ОЧМ).
Пример 33 Этинилциклогексанол (1-
этинилциклогексанол-1) с Ткип 179°С,-прирост на
14,5 ед. (ОЧИ) и 10,3 ед. (ОЧМ).
(коксование) дала прирост на 20,1 ед. (ОЧИ) и 11,8
ед. (ОЧМ).
(коксование) дала прирост на 8 ед. (ОЧИ) и 3,9 ед.
(ОЧМ).
(ОЧМ).
(ОЧМ).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Октаноповышающая добавка к бензину,
отличающаяся тем, что в качестве добавки для
повышения октанового числа бензина, применяются
циклические ацетиленовые спирты.
2. Октаноповышающая добавка к бензину по п.1,
отличающаяся тем, что в качестве циклических
ацетиленовых спиртов используют соединения,
описываемые общей формулой:
3. Октаноповышающая добавка к бензину по п.1,
отличающаяся тем, что вводится в автомобильный
бензин в концентрации 0,5-12 мас.%.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч

28915ip

More Related Content

Viewers also liked

More from ivanov1edw2

28915ip