АНТИДЫМНАЯ ПРИСАДКА

Изобретение относится к области топливных присадок, а именно к средствам снижения дымности выхлопных газов дизельных двигателей, и может быть использовано в составе дизельных топлив.

Сгорание в дизельных двигателях стандартных топлив сопровождается выбросом в атмосферу до 16 кг/т сажи и до 6 кг/т топлива оксидов серы, т. е. в сумме - до 22 тыс. т токсичных продуктов на каждый 1 млн. т использованного топлива. т использованного топлива [1, 2]. Отработавшие газы дизелей содержат продукты полного (СО₂, Н₂О, SО₂) и токсичные продукты неполного сгорания топлива (СО, NO_X, углеводороды, сажу и др.), которые вызывают дымление, саже-, нагаро- и коксообразование на горячих поверхностях двигателя. Причина возникновения этих явлений - образование твердых частиц в зоне горения из-за неполного окисления в камере сгорания компонентов топлива и смазочного масла. Сильное влияние на сажеобразование оказывают металлсодержащие соединения (присадки). Мn, а также щелочные и щелочноземельные металлы катализируют процессы окисления, уменьшают коагуляцию твердых частиц, благодаря чему снижается скорость образования сажи и кокса при горении дизельных топлив. Предполагают, что щелочноземельные металлы диспергируют частицы сажи, а соединения переходных металлов, окисляясь и раскисляясь, переносят кислород с первых стадий горения (с избытком кислорода) на последующие стадии (с недостатком кислорода) [3].

Известна антидымная присадка ЭФАП-Б (ТУ 0257-002-40439881-97). Данная присадка получена на основе барийсодержащего компонента. Присадка состоит из композиции алкилфенолята бария (65%), диспергирующего компонента (5%) и растворителя (30%), подобранного таким образом, чтобы обеспечить низкую температуру застывания присадки и невысокую вязкость. При производстве присадки стадия карбонатации не предусмотрена. Снижение дымности ОГ двигателя КамАЗ-740 при стендовых испытаниях (НАМИ-ХИМ) при введении в топливо Л 0,1% присадки составляло 17-33% (отн.). Основным недостатком данной присадки является высокая стоимость и ограниченность основного компонента – алкилфенолов.

Известен состав, подавляющий образование дыма при использовании жидких топлив, в частности углеводородных, содержащий 0,1-0,6 мас.% 2-этигексаноатов бария и цинка, при весовом отношении бария к цинку 10:1. Эффективность добавок возрастает при добавлении к топливу монометилового эфира этиленгликоля (Патент США N 3639109, кл. C10L 1/18, 1/30, 1972).

Недостатком барийсодержащих присадок является то, что при длительном их применении увеличивается нагарообразование в камере сгорания и на распылительных форсунках, ухудшающее работу двигателя. При использовании бариевых присадок также усиливается коррозия в высоко- и низкотемпературных зонах газового тракта двигателя. Кроме того, соединения бария сильно токсичны и вызывают заболевание головного мозга.

Наиболее близкой к предлагаемому решению является присадка АДП "Памир" [4], полученная на основе соединений железа и основные ингредиенты которой имеются в составе заявленной присадки, однако в качестве омыляемого сырья содержит дистиллированные жирные кислоты хлопкового масла (ДЖК), в то время, как омыляемым сырьем заявленной смазки выбраны недистиллированные жирные кислоты хлопкового масла (НДЖК). Характеристики жирных кислот для сравнения приведены в таблице 1.

В состав жирных кислот входят до 60-70 % ненасыщенных жирных кислот, в основном, олеиновой (C₁₈H₃₄O₂) и линолевой (C₁₈H₃₂O₂). Насыщенные жирные кислоты представлены в основном пальмитиновой (C₁₆H₃₂O₂).

Основным недостатком эталонной присадки АДП "Памир" по сравнению с присадкой (НИИТ-1) на основе железа (III) и НДЖК, является ее необеспеченность требуемого уровня дымности в современных форсированных дизельных двигателях. Кроме того, процесс дистилляции жирных кислот приводит к производственным затратам.

Целью изобретения является разработка эффективной антидымной присадки на основе недефицитного сырья, способствующей снижению дымности выхлопа и предотвращению нагарообразования.

Поставленная цель достигнута тем, что присадка синтезирована на основе НДЖК – вторичного продукта производства хлопкового масла, содержащей в своем составе до 10% госсипола,  являющейся поверхностно-активным веществом и использующейся в качестве дисперсанта и  хлорного железа (III).

Госсипол – это природное полифенольное соединение, которое содержится в хлопчатнике (растения рода Gossypium), особенно в семенах и корнях, обладает поверхностно-активными свойствами, что способствует равномерному распределению присадки в топливе и улучшает качество его сгорания.

Групповой состав НДЖК, а также для сравнительного анализа состав ДЖК представлены в таблице 2.

При синтезе антидымной присадки производят непосредственную замену водорода кислотных групп на щелочноземельный металл, или по реакции двойного обмена на металл переменной валентности. Соотношение компонентов подбираются в соответствии со стехиометрическими компонентами предполагаемых реакций. Полученный активный компонент (26%) растворяют в ароматических углеводородах (74%, ксилол или толуол). Полученный концентрат присадки вводят в