Патент на изобретение №2305126
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СУДОВЫХ БЫСТРОХОДНЫХ ДИЗЕЛЕЙ И ГАЗОВЫХ ТУРБИН
(57) Реферат:
Изобретение относится к топливным композициям, а именно к жидким тяжелым дистиллятным углеродсодержащим топливам на основе смесей углеводородов с присадками в виде органических соединений, содержащих кислород и азот, и может быть использовано в быстроходных дизелях и газотурбинных двигателях судовых установок. Топливная композиция включает 17-25% вакуумных фракций мазута с температурой выкипания 96% об. до 450°С, 0,0045-0,0105% 8-оксихинолина, 0,0015-0,0035% присадки С-5А и до 100% гидроочищенной смеси дизельного топлива и легкого газойля каталитического крекинга, взятых до гидроочистки в соотношении 1,5:1. Технический результат изобретения – повышение стабильности (уменьшение количества образующихся осадков) при хранении и улучшение дисперсности топливной композиции (уменьшение доли крупных частиц в образующихся осадках, задерживающихся фильтроэлементами при подаче топлива в двигатель). 3 табл.
Изобретение относится к топливным композициям, а именно к жидким тяжелым дистиллятным углеродсодержащим топливам на основе смесей углеводородов с присадками в виде органических соединений, содержащих кислород и азот, и может быть использовано в быстроходных дизелях и газотурбинных двигателях судовых установок. Известна топливная композиция для быстроходных дизелей, содержащая, мас.%:
(Патент РФ №2101325, C10L 1/04, 1998 г.). Недостатками композиции являются дефицитность и дороговизна компонентов (особенно депарафинизированной фракции) и ограниченность сырьевых ресурсов. Известна также топливная композиция топливо судовое маловязкое, содержащая, мас.%:
(Патент РФ №2076138, C10L 1/04, 1997 г.). Недостатками данной композиции являются ее высокая коксуемость (0,2 мас.%), большое содержание серы (до 1,5 мас.%), низкое цетановое число (40 ед.), что не позволяет использовать ее в быстроходных дизелях. Наиболее близким по составу компонентов к заявляемому техническому решению является единое судовое топливо для энергетических установок (прототип), содержащее, мас.%:
(ТУ 38.101717-78 “Единое топливо для судовых энергетических установок объектов ВМФ”). Указанная композиция имеет цетановое число не ниже 45, коксуемость не более 0,05 мас.%, температуру выкипания 96% об. до 410°С, содержание серы не более 0,5 мас.%, это обеспечивает ее использование в судовых быстроходных дизелях и газовых турбинах и существенно расширяет сырьевую базу топлив для этих двигателей, так как применяемое в настоящее время дизельное топливо Л-62 по ГОСТ 305 имеет температуру выкипания 96% об. до 360°С. Недостатками указанной композиции являются ее относительно низкая в сравнении с дизельным топливом стабильность при хранении (большое количество осадка) и низкая дисперсность образующегося осадка (относительно большая доля в нем крупных частиц), выявленные в процессе хранения. Эти недостатки отрицательно проявляются при хранении, образуя повышенное количество осадков на днищах емкостей, а при подаче в двигатель происходит сильное засорение фильтроэлементов топливных систем. Технический результат изобретения – повышение стабильности (уменьшение количества образующихся осадков) при хранении и улучшение дисперсности топливной композиции (уменьшение доли крупных частиц в образующихся осадках, задерживающихся фильтроэлементами при подаче топлива в двигатель). Указанный технический результат достигается тем, что известная топливная композиция, включающая вакуумные фракции мазута с температурой выкипания до 450°С и гидроочищенную смесь дизельного топлива и легкого газойля каталитического крекинга, взятых до гидроочистки в соотношении 1,5:1,0, согласно изобретению дополнительно содержит 8-оксихинолин и присадку С-5А при следующем соотношении компонентов, мас.%:
+) из гидроксильной группы (ОН–) 8-оксихинолина. Указанная особенность позволила авторам исследовать этот реагент в качестве присадки к утяжеленным дизельным топливам с целью выявления способности предотвращать образование осадка при хранении. Присадка С-5А изготавливается по ТУ 38.101146-77 “Присадка сукцинимидная С-5А” и представляет собой раствор (40-50 мас.%) полибутенилсукцинимида диэтилентриамина в индустриальном масле И-12А. Вязкость присадки при 100°С составляет 150-300 мм2/с, содержание азота – 1,4 мас.%, температура вспышки не ниже 160°С. Присадка используется, преимущественно, в качестве диспергирующей в моторных маслах в количестве 1,5-5 мас.%. Авторы не обнаружили применение данной присадки в топливных композициях. Для обоснования количественного состава топливной композиции были приготовлены образцы с различным содержанием присадок (таблица 1). Образцы топливных композиций готовили путем растворения при перемешивании присадок в небольшом количестве смеси вакуумных фракций мазута с температурой выкипания 96% об. до 450°С и гидроочищенной смеси дизельного топлива и легкого газойля каталитического крекинга, взятых до гидроочистки в соотношении 1,5:1, подогретой до (80±2)°С, с последующем разбавлением остальной частью смеси.
Испытания стабильности топливных композиций проводили лабораторным методом ускоренного старения, заключающимся в выдержке топлива в стеклянных сосудах (по 400 см3) в воздушном термостате, нагретом до (120±2)°С, в течение 24 ч (три суточных цикла с непрерывным нагревом в каждом цикле по 8 ч и последующим охлаждением на воздухе 16 ч) и определении количества осадка, выделенного последовательно на мембранных фильтрах №6 (размер пор 3,5 мкм) и №2 (размер пор 0,5 мкм). Результаты испытаний приведены в табл.2.
Из приведенных в табл.1 и 2 данных следует, что заявленные образцы топливных композиций (№№3-5) имеют в 2-12 раз лучшую стабильность, чем топливо по прототипу (образец №1). Отклонение соотношения компонентов от пределов приводит к снижению эффективности композиций. Так, при меньшем содержании присадок количество осадка в композиции (образец №2) практически не снижается в сравнении с топливом по прототипу. При большем содержании присадок (образец №6) дальнейшего снижения количества осадка практически не происходит, т.е. увеличение содержания присадок в композициях является неоправданным. При применении только присадки 8-оксихинолин (образец №7) суммарное количество осадка снижается в 2,4 относительно прототипа (образец №1), однако осадок имеет крупнодисперсное строение, что нежелательно при эксплуатации. Оптимальными являются образцы 3-5, в состав которых входит кислородсодержащая присадка 8-оксихинолин в количестве 0,0045-0,0105 мас.% и присадка С-5А – 0,0015-0,0035 мас.%, обеспечивающие снижение суммарного количества осадка в 2,2-12,2 раза по отношению к прототипу. Оптимальный образец топливной композиции (образец №4) испытан в сравнении с прототипом (образец №1) и базовым топливом Л-62 по ГОСТ 305, широко применяемым в настоящее время на судовых быстроходных дизелях и газовых турбинах. Все приведенные показатели качества определяли в соответствии с требованиями нормативной документации на топлива, а также в соответствии с методиками, включенными в комплексы методов квалификационной оценки (КМКО) топлив для быстроходных дизелей и КМКО остаточных топлив для судовых газовых турбин, котлоагрегатов, среднеоборотных и малооборотных дизелей. Результаты испытаний приведены в табл.3.
Из приведенных в табл.3 данных следует, что изобретение (образец №4) имеет преимущество перед известной топливной композицией (по прототипу) по стабильности (общее содержание осадка на порядок ниже) и доле крупных частиц (отношение массы осадка, выделенного на фильтре №6, к суммарной массе осадка, выделенного на фильтрах №№2, 6, – соответственно 33% и 91%). Изобретение имеет преимущество и перед базовым топливом: по стабильности (суммарный осадок меньше в 5,9 раза); удельному расходу (на 4 г/кВт·ч), объемной теплоте сгорания (на 7,4%), что суммарно обеспечивает большую дальность хода транспортного средства без дозаправки; на 9,4% меньшей дымности отработанных газов (77 и 80 ед. Хартриджа или 0,55 и 0,60 г сажи на 1 м3 отработанных газов соответственно, т.е. по экологическим характеристикам) и другим свойствам, вследствие чего может быть применено вместо базового топлива. Таким образом, применение изобретения в заявленном соотношении компонентов позволит увеличить срок хранения топливной композиции, ресурс работы фильтроэлементов, повысить надежность работы прецизионных деталей топливных насосов двигателей за счет снижения количества образующегося осадка, обусловленного использованием в совокупности 8-оксихинолина, способного обрывать цепные реакции окисления углеводородов, вступая в реакцию с отрицательно заряженными свободными радикалами продуктов окисления топлив, делая их нейтральными (неактивными), и присадки С-5А, оказывающей диспергирующее влияние (увеличение дисперсности осадка).
Формула изобретения
Топливная композиция для судовых быстроходных дизелей и газовых турбин, включающая вакуумные фракции мазута с температурой выкипания до 450°С и гидроочищенную смесь дизельного топлива и легкого газойля каталитического крекинга, взятых до гидроочистки в соотношении 1,5:1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит 8-оксихинолин и присадку С-5А при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Другие изменения, связанные с зарегистрированными изобретениями
Изменения:
Номер и год публикации бюллетеня: 24-2007
Извещение опубликовано: 10.05.2010 БИ: 13/2010
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
