ПРИСАДКА К МАЗУТУ
MASOUT ADDITIVE

Изобретение относится к нефтехимии и может быть использовано при эксплуатации судовых дизелей и котельных установок, работающих на мазуте.
Одной из насущных проблем эксплуатации энергетических установок является выброс в атмосферу загрязняющих веществ, таких как окислы азота, окись углерода, сернистый ангидрид, сажа, углеводороды. Снизить количество таких веществ позволяют присадки, которые совершенствуют процесс сгорания топлива, увеличивая полноту его сгорания, а также нейтрализуя окислы продуктов сгорания топлива.
Известна многофункциональная присадка к топливу на основе дизельного топлива по авторскому свидетельству СССР №667579, МПК C10L 1/18. Эта присадка улучшает диспергирующие, антинагарные и антикоррозионные свойства топлива, вследствие чего увеличивает полноту его сгорания.
Ближайшим аналогом предлагаемой присадки является присадка по а.с. СССР №973595. Она содержит органические активные компоненты, растворенные в дизельном топливе.
Однако в состав этой присадки входит значительное количество металлсодержащих компонентов. Эта присадка обладает диспергирующими свойствами, но недостаточными для снижения содержания в отходящих газах упомянутых вредных соединений.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в том, чтобы создать присадку, снижающую в отходящих газах содержание окислов азота, окиси углерода, сернистого ангидрида, сажи, углеводородов и других вредных соединений, не ухудшая при этом износостойких, антикоррозионных, антинагарных свойств топлива.
Для создания присадки исследовались отходы производства целлюлозно-бумажной промышленности, растворимые в дизельном топливе кислород- и азотсодержащие продукты нефте- и лесохимии. Отбор проводился на основе изучения химического сырья с помощью функциональных чисел: кислотности, щелочного, гидроксильного, числа омыления. Опытным путем выявили присадку, содержащую смесь продуктов обработки талового масла лиственных пород древесины оксидом магния (магниевая соль кислот талового масла лиственных пород), терпеновые спирты и дизельное топливо.
Для решения поставленной задачи так же как прототип присадка представляет собой смесь органических активных компонентов и дизельного топлива.
Отличие состоит в том, что в качестве органических активных компонентов присадка содержит магниевую соль кислот талового масла лиственных пород древесины и терпеновые спирты при следующем соотношении компонентов, %:
Магниевая соль кислот талового масла
лиственных пород древесины
- 18-22
Терпеновые спирты
- 65-68
Дизельное топливо
- остальное
Магниевая соль кислот талового масла лиственных пород представляет собой продукт обработки кислот талового масла лиственных пород древесины оксидом магния. Терпеновые спирты представляют собой неомыленную фракцию талового масла.
Оба компонента являются хорошими катализаторами горения. Обладают они и диспергирующими свойствами.
Для проведения испытаний были изготовлены шесть образцов предлагаемой присадки с различным соотношением ингредиентов. Их состав и свойства представлены в таблице 1.
Таблица 1
Состав
Магниевая соль кислот талового масла лиственных пород: терпеновые спирты: дизельное топливо
Соотношение компонентов
18:65:17
19:62:19
21:62:17
22:68:10
25:69:6
20:67:13
№ образца
1
2
3
4
5
6
Свойства
Требование
Щелочное число мг КОН/г
8-25
8
10
17
18
25
15,6
Зольность, %
Не более 1,5
0,7
0,7
0,7
0,76
1,6
0,75
Температура вспышки, °С
Не ниже 61
90
90
90,5
91
90
91
Температура застывания, °С
Не выше -8
-10
-10
-10
-12
-11
-10
Содержание механических примесей
0,12
0,11
0,11
0,12
0,16
0,12
Диспергрующие стабилизирующие свойства, час*
80
92
120
120
122
120
В таблице 2 показаны результаты анализа выпускных газов, в таблице 3 даны результаты исследования эксплуатационных показателей работы дизеля 248,5/12 при работе на мазуте М2 с присадкой по диспергирующе-стабилизирующим, антикоррозионным и антинагарным свойствам. При анализе результатов исследований по всем показателям в таблицах 2 и 3 учитывались особенности конструкции дизеля 2·8,5/12 и погрешность измерений газоанализатором.
Таблица 2
№ образца
1
2
3
4
5
6
прототип
Сернистый ангидрид, SO<sub>2</sub> мг/м<sup>3</sup>
23,8
23,6
20,6
20,8
19,1
21
24
Окись углерода, СО, г*м<sup>3</sup>
3,6
3,6
3,4
3,3
3,4
3,5
4,0
Окислы азота, NOx, ppm
189
189
180
183
190
182
194,6
Таблица 3
Топливо мазут М2+0,3% присадки
Варианты состава присадки
Эксплуатационные показатели
1
2
3
4
5
6
прототип
1. Рабочий процесс дизеля (интенсификация сгорания) - критерий управляемости циклом
0,541
0,545
0,550
0,559
0,50
0,63
0,550
- максимальный угол сгорания, ПКВ
8,0
8,1
8,2
10,22
10,31
10,53
8,25
- недожог топлива
0,02
0,021
0,034
0,04
0,051
0,024
0,055
-удельный расход топлива, г/кВт, ч
248,1
246,1
253,6
253,0
250,0
249,0
254,1
2. Диспергирующе-стабилизирующие свойства - максимальный размер частиц, ммк
71
67
50
55
52
50
54
- основной размер частиц, ммк
10,1
8,3
7,0
6,9
6,8
5,0
7,0
-время до полного отстоя осадка, ч
43
43
48
48
43
46
51
3. Защитные свойства против коррозии топливной аппаратуры - потеря металла в весе, г/м<sup>2</sup>
3,0
2,9
2,7
2,61
2,53
2,5
2,6
4. Противоизносные свойства - износ металлического образца, мм
0,09
0,089
0,089
0,088
0,086
0,08
0,088
5. Антинагарные свойства - вес нагара на донышке поршня, г
48
43
44,5
46
46
44
46
Анализ приведенных результатов испытаний позволяет сделать следующие выводы. Показатели по содержанию вредных выпускных газов (таблица 2) подтверждают влияние предлагаемой присадки на их снижение по сравнению с прототипом. Этот эффект подтверждается и данными по эксплуатационным показателям (таблица 3). Влияние присадки как катализатора сгорания особенно показательно на недожоге топлива, который сократился более чем в два раза, что подтверждает снижение вредных выбросов в атмосферу.