RU2549179C1

RU2549179C1 - Alternative motor fuel

Info

Publication number: RU2549179C1
Application number: RU2014102933/04A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Евгеньевич Емельянов; Михаил Александрович Ершов; Тамара Александровна Климова; Сергей Петрович Евдокушин
Priority date: 2014-01-30
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2015-04-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention describes an alternative motor fuel, which consists of ethyl alcohol and a hydrocarbon fraction, wherein the ethyl alcohol used is ethyl alcohol containing up to 4 vol % water, the hydrocarbon fraction used is a low-octane straight-run distillation oil fraction or a gas condensate which boils in the temperature range from the initial boiling point to 200°C, with the following ratio of components, vol %: low-octane straight-run distillation oil fraction or a gas condensate which boils in the temperature range from the initial boiling point to 200°C 15-25, ethyl alcohol - the balance to 100.

EFFECT: use of the alternative motor fuel enables to replace petrol AI-98 with cheaper fuel which uses ethyl alcohol and low-octane hydrocarbon fractions, which reduce environmental pollution with exhaust gases.

2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к альтернативному автомобильному топливу, состоящему из этилового спирта до 85% и углеводородов.The invention relates to an alternative automotive fuel consisting of ethanol up to 85% and hydrocarbons.

В последние годы широкое распространение получает альтернативное топливо Е-85, содержащее 75-85% биоэтанола и 25-15% бензина. Оно намного экологичнее нефтяного бензина, имеет высокую детонационную стойкость, что позволяет повысить степень сжатия двигателя и его мощность приблизительно на 20%. (Карпов С.А. и др. Автомобильные топлива с биоэтанолом. М., КолосС, 2007, с. 9).In recent years, alternative fuel E-85, containing 75-85% bioethanol and 25-15% gasoline, has been widely used. It is much more environmentally friendly than petroleum gas, has a high knock resistance, which allows to increase the compression ratio of the engine and its power by about 20%. (Karpov S.A. et al. Automotive fuels with bioethanol. M., KolosS, 2007, p. 9).

Требования к альтернативному топливу Е-85 сформулированы в ASTM D 5798-07 «Спецификация на этанольное топливо (Ed75-Ed85) для автомобильных двигателей с искровым зажиганием».Requirements for alternative fuel E-85 are formulated in ASTM D 5798-07 "Specification for ethanol fuel (Ed75-Ed85) for automotive engines with spark ignition."

В этом топливе объемная доля этилового спирта и высших спиртов составляет не менее 70%. Доля углеводородов и алифатических эфиров от 17 до 30% об. При этом к углеводородной фракции предъявляют требование массовой доли серы не более 300(210) ppm. Октановое число углеводородной фракции и топлива Е-85 не нормируется.In this fuel, the volume fraction of ethyl alcohol and higher alcohols is at least 70%. The proportion of hydrocarbons and aliphatic esters from 17 to 30% vol. In this case, the requirement for the mass fraction of sulfur of not more than 300 (210) ppm is imposed on the hydrocarbon fraction. The octane number of the hydrocarbon fraction and E-85 fuel is not standardized.

Американская спецификация не регламентирует состав углеводородов, вводимых в денатурированный топливный этанол. Они должны быть стабильны и коррозионно не агрессивны, а фракционный состав должен находиться в пределах, типичных для автомобильных двигателей с искровым зажиганием в соответствии с ASTM D 4814.The American specification does not regulate the composition of hydrocarbons introduced into denatured ethanol fuel. They must be stable and non-corrosive, and the fractional composition must be within the range typical of spark-ignition automotive engines in accordance with ASTM D 4814.

В европейской спецификации на топливо Е-85 CWA 15293:2005 в качестве углеводородной фазы допускается применение только премиальных сортов неэтилированного бензина в соответствии с EN 228.In the European specification for fuel E-85 CWA 15293: 2005, only premium grades of unleaded gasoline are allowed as the hydrocarbon phase in accordance with EN 228.

Для снижения коррозионного воздействия топлива Е-85 на детали двигателя в него добавляют специальные ингибиторы коррозии, а также многофункциональные присадки, обладающие антикоррозионными свойствами.To reduce the corrosive effects of E-85 fuel on engine parts, special corrosion inhibitors are added to it, as well as multifunctional additives with anti-corrosion properties.

В России имеется нормативно-техническая база для производства топлива Е-85: ГОСТ Р 54290-2010. Однако топливо Е-85 пока не вырабатывается.In Russia, there is a regulatory and technical base for the production of E-85 fuel: GOST R 54290-2010. However, fuel E-85 is not yet produced.

Известен состав высокооктанового автомобильного топлива, содержащего этиловый спирт и бензин.The known composition of high-octane automotive fuel containing ethyl alcohol and gasoline.

Топливо содержит прямогонный бензин или бензин А-76 и этиловую жидкость, в качестве которой используют этиловый спирт концентрацией 92-96% масс. в соотношении 75-85% об. и 15-25% об. или 15-25% об. и 75-85% об. соответственно. (Пат. РФ №2246526, 2005 г.).The fuel contains straight-run gasoline or A-76 gasoline and ethyl liquid, which is used as ethanol with a concentration of 92-96% of the mass. in the ratio of 75-85% vol. and 15-25% vol. or 15-25% vol. and 75-85% vol. respectively. (Pat. RF №2246526, 2005).

Недостатками прототипа является использование товарного бензина и широкий предел соотношения компонентов (содержание спирта колеблется от 15-25% об. до 75-85% об., что должно привести к большому разбросу свойств топлива).The disadvantages of the prototype is the use of commercial gasoline and a wide range of component ratios (the alcohol content ranges from 15-25% vol. To 75-85% vol., Which should lead to a large spread of fuel properties).

Полученную смесь бензина по прототипу нагревают до 40-90°C и выдерживают при этой температуре 20-30 минут. Затем охлаждают и повторно нагревают до этой же температуры и выдерживают в течение 10-15 минут. Это значительно удорожает производство топлива и может приводить к потере низкокипящих фракций бензина.The resulting gasoline mixture of the prototype is heated to 40-90 ° C and maintained at this temperature for 20-30 minutes. Then it is cooled and reheated to the same temperature and maintained for 10-15 minutes. This significantly increases the cost of fuel production and can lead to the loss of low-boiling gasoline fractions.

Задачей изобретения является разработка альтернативного спиртосодержащего автомобильного топлива на основе более доступного сырья и отвечающего требованиям современных экологически чистых автомобилей.The objective of the invention is to develop an alternative alcohol-containing automotive fuel based on more affordable raw materials and meeting the requirements of modern environmentally friendly cars.

Поставленная задача достигается разработкой альтернативного автомобильного топлива, в котором в качестве этилового спирта используют этиловый спирт, содержащий до 4% об. воды, в качестве углеводородной фракции используют низкооктановую фракцию прямой перегонки нефти или газового конденсата, выкипающую внутри интервала температур НК-200°C, при следующем соотношении компонентов, % об.:The task is achieved by the development of alternative automotive fuel, in which ethanol is used ethyl alcohol containing up to 4% vol. water, as a hydrocarbon fraction, use the low-octane fraction of the direct distillation of oil or gas condensate, boiling off inside the temperature range NK-200 ° C, with the following ratio of components,% vol .:

низкооктановая фракция прямой перегонки нефтиlow octane fraction of direct distillation of oil или газового конденсата,or gas condensate, выкипающая внутри интервала температур НК-200°Cboiling inside the temperature range NK-200 ° C 15-2515-25 спирт этиловыйethanol до 100up to 100

Альтернативное автомобильное топливо содержит многофункциональную присадку с антикоррозионными свойствами в концентрации 5-300 ppm.Alternative automotive fuel contains a multifunctional additive with anti-corrosion properties in a concentration of 5-300 ppm.

В качестве многофункциональной присадки с антикоррозионными свойствами можно использовать известные присадки: ДCI-11, Хайтек 6430, Керопур 3458 и другие. В качестве примера в описании указана зарубежная антикоррозионная присадка ДCI-11, (фирма Инноспек), состав которой фирма не раскрывает и авторам заявки он не известен.As a multifunctional additive with anticorrosive properties, you can use well-known additives: DCI-11, HiTech 6430, Keropur 3458 and others. As an example, the description indicates a foreign anti-corrosion additive DSI-11, (Innospek company), the composition of which the company does not disclose and is not known to the authors of the application.

Из таблиц 1 и 2 описания видно, что чем меньше содержание воды в топливе, тем меньше потребуется антикоррозионной присадки.From tables 1 and 2 of the description it can be seen that the lower the water content in the fuel, the less anti-corrosion additives will be required.

При содержании воды в этаноле менее 0,3% об. антикоррозионную присадку можно не применять.When the water content in ethanol is less than 0.3% vol. anticorrosive additive can not be used.

В предлагаемом топливе товарный автомобильный бензин заменен на низкооктановую фракцию прямой перегонки нефти или газового конденсата, что приведет к удешевлению топлива. В заявленном топливе возможно использовать любой этиловый спирт: полученный путем гидратации этилена (синтетический), спирт, полученный из отходов переработки древесины (гидролизный), а также спирт, полученный из сельскохозяйственных культур (пищевой).In the proposed fuel, commercial gasoline was replaced with a low-octane fraction of direct distillation of oil or gas condensate, which would lead to cheaper fuel. It is possible to use any ethyl alcohol in the declared fuel: obtained by hydration of ethylene (synthetic), alcohol obtained from wood processing wastes (hydrolysis), and also alcohol obtained from crops (food).

Содержание воды в этиловом спирте не должно превышать 4% об., при этом может быть использован как абсолютированный спирт, так и смесь абсолютированного спирта и спирта, содержащего 4% об. воды, не нарушая фазовую стабильность получаемого топлива.The water content in ethyl alcohol should not exceed 4% vol., While both absolute alcohol and a mixture of absolute alcohol and alcohol containing 4% vol. Can be used. water, without violating the phase stability of the resulting fuel.

Альтернативное автомобильное топливо готовят смешением этилового спирта (денатурированного) с содержанием воды не более 4% об. с низкооктановой фракцией прямой перегонки нефти или газового конденсата и многофункциональной присадкой с антикоррозионными свойствами в концентрации 5-300 ppm в резервуаре готовой продукции.Alternative automotive fuel is prepared by mixing ethanol (denatured) with a water content of not more than 4% vol. with a low octane fraction of direct distillation of oil or gas condensate and a multifunctional additive with anticorrosive properties in a concentration of 5-300 ppm in the finished product tank.

Осуществлять приготовление альтернативного автомобильного топлива можно также непосредственно на АЗС во время заправки автомобиля. В этом случае смешение спирта и углеводородной фракции производится в ТРК (топливо-раздаточной колонне).Alternative automobile fuel can also be prepared directly at the gas station during refueling. In this case, the alcohol and hydrocarbon fraction are mixed in the fuel dispenser (fuel dispensing column).

Примеры образцов топливных композиций приведены в табл. 1. Результаты испытаний композиций альтернативного автомобильного топлива представлены в табл. 2.Examples of samples of fuel compositions are given in table. 1. The test results of the compositions of alternative automotive fuel are presented in table. 2.

Представленные в табл. 2 результаты испытаний предлагаемых композиций альтернативного автомобильного топлива показывают, что по качеству они аналогичны типовому топливу Е-85, а по детонационной стойкости, температуре конца кипения и массовой доле серы превосходят его.Presented in the table. 2, the test results of the proposed alternative automobile fuel compositions show that they are similar in quality to the E-85 standard fuel, and in terms of detonation resistance, boiling point temperature and mass fraction of sulfur exceed it.

Применение на автомобильном транспорте предлагаемых композиций альтернативного автомобильного топлива позволит заменить нефтяной бензин АИ-98 на более дешевое топливо, использующее этиловый спирт и низкооктановые углеводородные фракции, что приведет к снижению загрязнения окружающей среды отработавшими газами.The use of the proposed alternative automobile fuel compositions in automobile transport will allow replacing AI-98 petrol with cheaper fuel using ethyl alcohol and low-octane hydrocarbon fractions, which will lead to a reduction in environmental pollution by exhaust gases.

Claims

1. An alternative automobile fuel, consisting of ethyl alcohol and a hydrocarbon fraction, characterized in that ethyl alcohol with a content of up to 4% vol. Is used as ethyl alcohol. water, as a hydrocarbon fraction - low-octane fraction of direct distillation of oil or gas condensate, boiling off within the temperature range NK-200 ° C, with the following ratio of components,% vol .:
low octane fraction of direct distillation of oil or gas condensate, boiling inside the temperature range NK-200 ° C 15-25 ethanol up to 100

2. Alternative fuel according to claim 1, characterized in that it contains a multifunctional additive with anticorrosive properties in a concentration of 5-300 ppm.