СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
METHOD OF CLEANING DIESEL FUEL

Изобретение относится к способу очистки дизельного топлива и предназначено для повышения качества как стандартного, так и некондиционного топлива, путем его очистки от смол, механических примесей и воды и повышения его физико-химических характеристик, в частности смазывающих свойств.
Известен способ очистки дизельного топлива и установка для его реализации (патент РФ №2375411 МПК C10G 31/00, C10G 31/08, C10G 32/00, 06.06.2008) путем очистки его от вредных примесей, который включает дозированное перемешивание исходного топлива с водой, кавитационное воздействие на раствор и его разделение в отстойнике на дизельное топливо и осадок в воде отстоя. При этом перед дозированным перемешиванием с исходным топливом воду насыщают ионами железа, кавитационное воздействие на раствор осуществляют ультразвуком при барбатировании в него углекислого газа с температурой 75-80°С, после чего на раствор воздействуют фотонами света.
Недостатки данного способа заключаются в сложности его осуществления, высокой себестоимости очистки и низком качестве очищенного топлива по его смазывающей способности. В процессе очистки используются трудоемкие технологические процессы и разнообразное специальное оборудование.
Наиболее близким из известных способов к заявленному по достигаемому эффекту является способ обработки дизельного топлива (патент РФ №2196902 МПК F02B 47/02, F02M 43/00, 15.05.2001), заключающийся в том, что перемешивают топливо с водой, диспергируют, гомогенизируют водотопливную смесь, производят ее разделение, причем ввод воды в топливо осуществляют дозировано, полученную смесь подвергают глубокому диспергированию одновременно с гомогенизацией в режиме импульсной акустической кавитации в роторном аппарате с модуляцией потока, а затем проводят многократную циркуляцию смеси по контуру «роторный аппарат - емкость с топливной смесью - насос - роторный аппарат».
К недостаткам способа следует отнести низкое качество очистки от смол и растворенной воды, сложность реализации процесса, невысокие смазывающее свойства очищенного продукта.
Задачей изобретения является упрощение способа очистки, повышение качества очистки топлива от смол и повышение смазывающих свойств очищенного топлива.
Поставленная цель достигается тем, что дизельное топливо смешивают с 0,1-0,5% 10%-ного водного раствора карбамида, смесь отстаивают 2-3 часа до образования осадка, затем верхнюю отстоявшуюся часть смеси декантируют и нагревают до температуры 90±5°C с последующим центрифугированием в течение 10-20 минут для удаления оставшихся механических примесей, смол и воды при одновременном диспергировании карбамида.
Водный раствор карбамида в виде мелкодиспергированных глобул распределяется равномерно по всему объему очищенного топлива и проявляет электролитическую способность по отношению к смолам, присутствующим в топливе. Происходит укрупнение микросоставляющих смол и выпадение их в осадок.
Оставшаяся верхняя часть смеси топлива и водного раствора карбамида пропускается через центрифугу, где при выходе из сопел происходит диспергирование карбамида и удаление воды.
Карбамид, растворенный в топливе, проявляет феноменологическое свойство при взаимодействии с углеродным составом топлива, повышая его смазывающие свойства.
Для осуществления способа дизельное топливо закачивают в бак-реактор 1 установки. Температура топлива в баке-реакторе составляет 20-30°С. В топливо заливается 0,1-0,5% 10%-го водного раствора карбамида. Смесь топлива с водным раствором карбамида перемешивается насосом с электроприводом 2 по циклу в течение 10-15 мин. Производится отстаивание смеси в реакторе 1 в течение 2-3 часов. В нижней части бака-реактора образуется водно-шламовый осадок смол, составляющий 0,1-0,4% от общего объема, который сливается из бака-реактора.
Верхнюю отстоявшуюся часть смеси посредством насоса 2 подают на очистку в реактивную центрифугу 3. Температура смеси, подаваемой на очистку, поддерживается в диапазоне 90±5°С при помощи нагревательного устройства 7, расположенного в баке реактора 1. Давление в системе 0,5-0,6 кгс/см регулируется предохранительным клапаном 6.
При выходе из сопел 5 ротора 4 топливо с включениями карбамида диспергируется. Включения карбамида настолько малы, что не оказывают отрицательного действия на химическую стабильность топлива, но способствуют повышению его смазывающих свойств. Центрифугирование проводят в течение 10-20 минут.
После очистки в центрифуге 3 удаляются оставшиеся смолы и механические примеси, а растворенная вода полностью удаляется за счет процесса микровзрыва, обеспечивающего дополнительное диспергирование. «Микровзрыв» осуществляется при выходе топлива из сопел 5 и удара струи о стенку корпуса центрифуги 3.
Результаты опытов по очистке дизельного топлива по прототипу и предлагаемому способу представлены в таблице.
Таблица
Характеристики дизельного топлива до и после очистки
Показатели
Исходное дизельное топливо
Дизельное топливо после очистки
По прототипу
По предлагаемому способу
Кинематическая вязкость, мм<sup>2</sup>/с при 20°С
3,88
4,0
4,14
Температура застывания, °С
-16,7
-16,1
-15,9
Температура вспышки в закрытом тигле, °С
75
73
85
Концентрация фактических смол, мг/100 см<sup>3</sup>
10,1
8,4
6,8
Кислотность, мг КОН/100 см<sup>3</sup>
0,78
0,71
0,65
Массовая доля серы, %
0,052
0,030
0,025
Зольность, %
0,007
0,006
0,005
Предельная температура фильтруемости, °С
-6
-7
-9
Содержание механических примесей, %
0,051
0,003
отс.
Содержание воды, %
0,07
отс.
отс.
Противоизносные свойства на ЧШМТ, диаметр пятна износа, мм
0,48
0,44
0,36
Плотность, кг/м<sup>3</sup> при 20°С
829
830
830
Испытания на медной пластинке
Выдерж.
Выдерж.
Выдерж.
Фракционный состав: 50% перегоняется при температуре, °С не выше
268
269
271
96% перегоняется при температуре, °С не выше
350
350
348
Анализируя данные таблицы можно сделать вывод, что за счет очистки топлива по предлагаемому способу и действия водного раствора карбамида уменьшается содержание механических примесей, воды, фактических смол, предельная температура фильтруемости топлива. Очистка производится на несложном оборудовании без использования дорогостоящих добавок, при высоком конечном результате качества очистки от смол с одновременным улучшением смазывающих свойств топлива.