Эффекты изопропилового спирта и мочевины на основе кислорода, удерживающий органического антидетонатор на сжигании двигателя и выхлопных газов с прямым приводом бензинового топлива

АННОТАЦИЯ

В данной статье мы изучим синтез и научно-исследовательскую работу процесса карбонизации, соотносимого в специфическом получении октанового числа повишаюшим модификатором, заключающимся в том, что проводят реакцию взаимодействия изопропилового спирта с карбамидом. В ходе реакции с помощью методов физико-химического анализа были освещены.

ABSTRACT

In this article, we will study the synthesis and research work of the carbonation process, correlated in the specific production of octane number improving modifier, which is that the reaction of isopropyl alcohol with urea is carried out. During the reaction, illuminated using methods of physical and chemical analysis.

Ключевые слова: октаноповышающей, модификатор, эффективность модификатор, изопропилового спирта, карбамидом.

Keywords: octane booster, modifier, efficiency modifier, isopropyl alcohol, urea.

Введение. Развитие автотранспортных средств требует повышения их качества. Низкооктановые ошейники могут вызвать взрыв и нестабильную работу двигателя. Рекомендуется повысить качество горения с помощью кислородсодержащих модификаторов органических соединений и их композиционных смесей.

Целью исследования. Разработка технологии производства кислородных полифункциональных теплообменников, которая комплексно улучшает качественные характеристики автомобильных топлив

В бензине состав кислородных детонаторов (оксигенатов) обычно состоит из нескольких процентов, и поэтому их называют октановыми добавками, повышающими октановое число. Важным преимуществом оксигенатов является возможность их получения из частично или даже неполного сырья. Иными словами, использование кислорода в топливе помогает сохранить традиционные источники энергии и активно использовать альтернативные.

Оксигенаты, при их добавлении к бензину к количестве 2% об. в пересчете на кислород, способствуют более полному сгоранию топлива, в результате чего в продуктах горения снижается содержание угарного газа на 30% [1;-117с; 2;c185].

Качество компонентов, используемых для приготовления тех или иных марок товарных автомобильных бензинов, существенно различается и зависит от технологических возможностей предприятия. Товарные бензины одной и той же марки, но выработанные на различных нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), имеют неодинаковый компонентный и фракционный составы, что связано с различием технологических процессов и перерабатываемого на них сырья на каждом конкретном нефтеперерабатывающем заводе. даже бензины одной марки, выработанные конкретным заводом в разное время, могут отличаться по компонент-ному составу в связи с проведением регламентных работ на отдельных технологических установках, изменением состава сырья и программы завода по выпуску продукции.[3; c.43-50]

Предполагалось что топлива, полученные с применением гидроочистки и в основу настоящих полифункциональных свойств кислородсодержащих органических модификаторов, октан повышающих присадок, поставлена задача создания эффективного способа получения октан повышающих присадок, обладающих высоким защитным эффектом, с использованием более доступных реагентов.[4;-332c]

Методика исследования. Получение модификатора, повышающего октановое число, заключается в проведении определенной реакции взаимодействия изопропилового спирта с мочевиной в определенном соотношении.

20 г изопропилового спирта, 5 г мочевины и 3 капли концентрированной соляной кислоты помещают в круглую трубчатую гирлянду емкостью 250 мл и в обратный холодильник. Флакон следует кипятить на жирной бане около 30 минут, а после нагревания добавить 5 г мочевины. В обратном холодильнике конденсируется смесь паров аммиака, спирта и выделяющегося эфира. После загрузки всех компонентов смесь постепенно нагревают на жировой ванне. В течение первого часа реакция самонагревается, поэтому рекомендуется прекратить внешнее нагревание, чтобы предотвратить перенос. Реакция уравновешивается в течение 3 часов, при небольшой продолжительности глубина изменения соответственно уменьшается.

После окончания реакции колбу охлаждают до комнатной температуры, вместо обратного охладителя прикрепляют дефлектор с понижающим охладителем и термометром (высотой не более 50 см) и при атмосферном давлении проводят фракционное диспергирование. Температура в ванне поддерживается в пределах 140-160 ^оС. Реакционную смесь непрерывно перемешивали в течение 1,5 часов при температуре 140-160ос. Затем продукт охлаждают до комнатной температуры.Выход синтезированного кислородсодержащего органического модификатора 72%; рН-7.

Кислородсодержащий органический модификатор, образованный на основе фирменного изопропилового спирта ОП-10 и мочевины, влияет на температуру, соотношение полученных компонентов и время образования октановых повышающих добавок. Исследованы оптимальные режимы получения многофункционального кислородсодержащего органического модификатора на основе изопропилового спирта и мочевины, способствующие повышению октанового числа, и кислородсодержащего органического модификатора, такие как соотношение температуры, вязкости и исходных компонентов.

Рисунок 1. Изопропилового спирта и карбамида химическая реакция

Рисунок 2. Диизопропил карбонат конфугурацион и 3D структура

Результаты исследования.

Синтезирован новый полифункциональный кислородсодержащий органический модификатор, октан повышающей присадки ОП– 10. При различных соотношениях исходных компонентов в течение 3- часов изучали производительность реакции и определили, что наилучшим соотношением компонентов изопропилового спирта и карбамида является соотношение, соответственно равное 1:0,5 в течение 3- часов при температуре 160^оС. (рис.3).

1). 1:0,5; 2). 1:1; 3). 0,5:1.

Рисунок 3. Зависимость выхода полифункционального кислородсодержащего органического модификатора, октан повышающей присадки ОП– 10 от соотношения исходных веществ и от времени. Температура 160^оС

Оптимальная температура синтеза для выхода полифункционального кислородсодержащего органического модификатора марки ОП– 10, является 160⁰С. Последующее увелечение температуры приводит к уменьшению выхода кислородсодержащего органического модификатора, октан повышающей присадки, марки ОП– 10.

Синтез композиций, ингибирующих коррозию, при температуре 160^оС в течение 3- часов проводили с различными катализаторами на основе кислот и солей. Изучали производительность реакции. Высокоэффективным получился выход реакции при использовании в качестве катализатора соляную кислоту (рис.4).

1. Соляная кислота. 2.Алюминий хлорид. 3. Серная кислота.

Рисунок 4.-Влияние катализатора на производительность реакции при 160ºС

Синтез и исследование физико-химических свойств кислородсодержащего органического модификатора марки ОП – 10 приведены в табл.2.6-2.7. при оптимальных условиях (Т=160°С, τ=3ч). Выход кислородсодержащего органического модификатора марки ОП – 10 получается при соотношении компонентов изопропилового спирта и карбамида = 1:0,5. При этом выход составляет 72%.

Таблица 1.

Физико-химические характеристики кислородсодержащего органического модификатора марки ОП– 10

Таблица 2.

Физико-химические характеристики кислородсодержащего органического модификатора марки ОП– 10

Список литературы:

1. Даниленко, Т.В. Разработка топливных композиций бензинов с добавлением алифатических спиртов / Т. В. Даниленко. – М.: Колос, 2005. – 185 с.
2. Капустин, В.М. Нефтяные и альтернативные топлива с присадками и добавками / В. М. Капустин. – М.: Колос, 2008. - 332 с
3. Elyor Berdimurodov, Abduvali Kholikov, Khamdam Akbarov, Guobao Xu, Aboubakr M. Abdullah, Morteza Hosseini, New anti-corrosion inhibitor (3ar,6ar)-3a,6a-di-p-tolyltetrahydroimidazo[4,5-d]imidazole-2,5(1h,3h)-dithione for carbon steel in 1 M HCl medium: Gravimetric, electrochemical, surface and quantum chemical analyses, Arabian Journal of Chemistry (2020) 13, 7504–7523.
4. Бабкин. К.Д. Влияние метил-трет-бутилового (МТБЭ) и метил-трет-амилового (МТАЭ) эфиров на свойства реформированных бензинов // 05.17.07 – Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ. Москва – 2020. -117с.
5. E. Berdimurodov, A. Kholikov, K. Akbarov, et al., A gossypol derivative as an efficient corrosion inhibitor for St2 steel in 1M HCl + 1M KCl: An experimental and theoretical investigation, Journal of Molecular Liquids (2021), https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.115475
6. Berdimurodov, Elyor, Wang, J., Kholikov, Abduvali, Akbarov, Khamdam, Burikhonov, Bakhtiyor, Umirov, Nurbik, 2016. Investigation of a new corrosion inhibitor cucurbiturils for mild steel in 10% acidic medium. Adv. Eng. Forum, Trans Tech Publ. 18, 21.
7. Данилов А.М. Присадки к топливам. Разработка и применение. 1996-2000 г..Химия и технология топлив и масел. 2002, №6, с. 43-50.
8. Berdimurodov, Elyor, Kholikov, Abduvali, Akbarov, Khamdam, Nakhatov, Innat, Kh Jurakulova, Nigora, Umirov, Nurbek, 2017. Adsorption isotherm and SEM investigating of cucurbit [n]urils based corrosion inhibitors with gossypol for mild steel in alkaline media containing chloride ions. Adv. Eng. Forum, Trans Tech Publ. 23, 13.
9. Berdimurodov, Elyor, Kholikov, Abduvali, Akbarov, Khamdam, Nuriddinova, D., 2018. Polarization resistance parameters of anti-corrosion inhibitor of cucurbit [N] urils and thioglycolurils in aggressive mediums. Adv. Eng. Forum, Trans Tech Publ. 26, 74.
10. E. Berdimurodov, A. Kholikov, K. Akbarov, et al., A gossypol derivative as an efficient corrosion inhibitor for St2 steel in 1M HCl + 1M KCl: An experimental and theoretical investigation, Journal of Molecular Liquids (2021), https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.115475
11. Bakhtiyor Burikhonov, Tursinali Kholikov, Elyor Berdimurodov, Habibulla Tajimuhamedov & Shahabuddin Memon, Synthesis of new quaternary ammonium salts based on monochloroacetic acid esters, International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, Vol. 10, Issue 3, Jun 2020, 6017–6034.