Многофункциональная присадка к моторным топливам

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПРИСАДКА К МОТОРНЫМ

ТОПЛИВАМ

1 2 Карпова А.А. , Лукманов А.В.

1Карпова Анастасия Андреевна - магистрант; 2Лукманов Азат Винерович - магистрант, кафедра технологии нефти и газа, технологический факультет, Уфимский государственный нефтяной технический университет,

Аннотация: в данной статье рассмотрена антикоррозийная присадка дисали-цилиден-5-метил-1,4,7,10-тетраминодекан. Обоснована эффективность присадки, представлен её синтез. Приведены результаты по определению оптимального содержания присадки. Представлены результаты по определению деактивирующих свойств в сравнении с известным деактиватором металла-дисалицилиденэтилендиамином.

Ключевые слова: антикоррозионная присадка, дисалицилиден-5-метил-1,4,7,10-тетраминодекан, автобензин, дизельное топливо, синтез присадки.

В настоящее время большой научный и практический интерес представляет разработка антикоррозийных присадок к моторным топливам. Известно, что аминосодержащие органические соединения проявляют высокие антикоррозийные свойства в составе моторных топлив, в особенности соединения, экранированные фенолами. В связи с этим, нами была синтезирована присадка дисалицилиден-5-метил-1,4,7,10-тетраминодекан (рисунок 1), которая в дальнейшем будет испытана в качестве антикоррозийной присадки к автобензинам и дизельному топливу.

Н Н

,С:МС2Н4-СН2-|\1Н-С—СН21ЧН-СН2-СН2Ы^СН

СНз

Рис. 1. Химическая формула дисалицилиден-5-метил-1,4,7,10-тетраминодекана

Эффективность данной присадки обеспечивается её многофункциональным действием, заключающимся в ингибировании коррозии деталей двигателя и деактивировании металлов.

Он способствует образованию на поверхности детали прочной тонкой пленки, препятствующей активизации электрохимической коррозии металла под действием метанола и воды. Прочная тонкая пленка образуется благодаря длинной алифатической цепи, которая с обеих сторон экранирована фенолами (рисунок 2).

Н

-С=ЫС2Н4СН2ЫН-С — СН2ЫН-СН2СН2Ы^СН-

СНз

Рис. 2. Алифатическая цепь дисалицилиден-5-метил-1,4,7,10-тетраминодекана

Получение соединения дисалицилиден-5-метил-1,4,7,10-тетраминодекана осуществляется в две стадии.

г.

1 стадия. Конденсация этилендиамина с 1,2-дихлорпропаном. Реакцию проводят при температуре 90-1000С в течении 4ч, зачем при 1200С в течении 2ч. После завершения реакции избыток этилендиамина удаляют атмосферной перегонкой, остаток нейтрализуют 45-55%-ным раствором №ОН или КОН до выделения аминного слоя. Этот слой выделяют и обезвоживают твердым едким натром, после нейтрализации аминный слой перегоняют в вакууме 20-25 мм рт.ст., отбирают фракцию 160-1700С, с показателем преломления пд —1.4880. Эта фракция соответствует структуре метилтриэтилентетрамина (метил-ТЭТА).

2 стадия. В реактор загружается 0,1 моля (16.0 г) метил-ТЭТА, 0,2 моля (24,4 г) салицилового альдегида, 50 мл бензола и перемешивают в течение 10 мин, затем температуру повышают до 600С в течении 0,5 ч. Растворитель и воду удаляют перегонкой в виде азеотропа воды с бензолом (выделяется эквимолярное количество воды). Продукт характеризуют в виде тетраоксалата. Выход продукта 96%, 1плав=190-1920С [1]. Реакции протекают по следующей схеме:

2 НгКСгЩМНг + СН3СНС1 Ы2№2Н4Ш—С-ОН2МНО2Н41ЧН2 + 2ЫаС1

ОН,

В таблице 1 приведены результаты по определению оптимального содержания присадки- дисалицилиден-5-метил-1,4,7,10-тетраминодекана в составе автомобильного бензина А-76, БМС, (без стабилизатора) и БМС+, содержащей в % масс.: стабилизатор-изобутанол-7, метанол-15, остальное-прямогонный бензин и содержание воды в метаноле 0,95% масс (температура испытания +400С).

Таблица 1. Коррозия конструкционных материалов в зависимости от количества присадки

в топливе

Количество присадки в топливе, % масс. Коррозия пластин, г/м2-ч

Медь Сталь

А-76 БМС БМС+ А-76 БМС БМС+

0.001 0.081 0.128 0.020 0.025 0.101 0.277

0.002 0.053 0.085 0.014 0.008 0.079 0.197

0.004 0.014 0.051 0.001 - 0.034 0.008

0.006 0.012 0.049 - - 0.027 0.001

0.008 0.012 0.042 - - 0.022 0.001

0.010 0.016 0.040 0.003 - 0.024 0.0075

0.015 0.017 0.042 0.009 0.001 0.024 0.009

Оптимальное содержание дисалицилиден-5-метил-1,4,7,10-тетраминодекана как в составе, так и в БМС и БМС+-0,004-0,008% масс.

Деактивирующее действие присадки оценивается её эффективностью торможения образования фактических смол в топливах. Деактиваторы подавляют каталитическое действие металлов на окисление топлив. Для оценки действия деактиватора металла перед испытанием в БМС вводят нафтенат меди (0,5 мг/л меди). Содержание антиокислителя-ионола (2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол) в топливе постоянно-0,01% масс.. Перед определением содержания фактических смол по ГОСТ 1567 -56 опытные образцы хранят в стеклянных бутылях в течение 40 дней. Испытания показали, что дисалицилиден-5-метил-1,4,7,10-тетраминодекан является также эффективным деактиватором металла. Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Таблица 2. Деактивирующие свойства присадок

Содержание присадки в БМС, % масс. Фактические смолы, мг/100 мл

Дисалицилиденэтилендиамин Дисалицилиден-5-метил-1,4,7,10-тетр аминодекан

- - 16.2

0.002 - 10.4

0.004 - 8.2

0.006 - 5.6

0.008 - 5.0

0.01 - 5.0

- 0.002 12.1

- 0.004 8.6

- 0.006 6.1

- 0.008 5.4

- 0.010 5.2

Деактивирующее действие дисалицилиден-5-метил-1,4,7,10-тетраминодекана сравнивали с известным деактиватором металла-дисалицилиденэтилендиамином. Испытания показали, что дисалицилиден-5-метил-1,4,7,10-тетраминодекан является также эффективным деактиватором металла.

Список литературы

1 АльцыбаеваА.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. Л.: Химия, 1968. 262 с.

2 Барковский В.Ф., Горелик С.М., Городенцева Т.Б. Физико-химические методы анализа. М.:Химия,-1972. 56 с.

3 Бах А.Н. О роли перекисей в процессах медленного окисления // ЖРФХО,1897. Т. 29. 373 с.

4 Бобылев Б.Н., Фарберев М.И., Эпштейн Д.И. Третичный бутиловый спирт как компонент автобензинов // Нефтепереработка и нефтехимия,1976. № 9. С. 13-14.

5 Гильмутдинов А.Т. Некоторые аспекты применения кислородсодержащих соединений в автомобильных бензинах: дис. д-ра тех. наук: Диссертация: 05.17.07 / Гильмутдинов Амир Тимерьянович. Уфа, 1999.

6 Гильмутдинов А.Т., Танатаров М.А., Зайнуллин Х.Н., Кантор Е.А. Исследование антиденотационных характеристик кислородсодержащих соединений // Химия и технология топлив и масел,1983. № 12. С. 16-17.

СИНТЕЗ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПРИСАДКИ

К БЕНЗИНОВЫМ ТОПЛИВАМ 12 Лукманов А.В. , Карпова А.А.

1Лукманов Азат Винерович - магистрант;

2Карпова Анастасия Андреевна - магистрант, кафедра технологии нефти и газа, технологический факультет, Уфимский государственный нефтяной технический университет,

г. Уфа

Аннотация: в данной статье рассмотрена деактивирующая присадка салицаль-N,в-аминоэтилпиперазин. Обоснована эффективность присадки, описан её синтез и механизм действия. Представлены данные исследований, по которым установлено, что салицаль-^в-аминоэтилпиперазин обладает синергическими свойствами с ионолом (антиокислителем). Приведены результаты по определению защитных свойств присадки.

Ключевые слова: деактивирующая присадка, салицаль-М,р-аминоэтилпиперазин, бензин, топливо, синтез присадки.

С развитием автомобилестроения и ужесточением требований к автомобильным топливам, их производство оказалось практически невозможным без использования присадок различного функционального назначения. Сейчас присадки являются непременным элементом высокой технической культуры производства и применения автомобильных топлив. Их мировой ассортимент включает несколько десятков типов, различающихся по назначению, и десятки тысяч товарных марок.

При хранении и в процессе эксплуатации топливо соприкасается с различными металлами, многие из которых оказывают каталитическое влияние на окисляемость топлив. Металлы переменной валентности являются особо сильными катализаторами окисления топлив. Наибольшим каталитическим эффектом обладает медь и её сплавы; значительное воздействие оказывает и сталь. При постоянном контакте с медной или стальной поверхностью (50 см2 на 1 л топлива) наблюдается резкое увеличение кислотности и фактических смол, приводящее топливо в негодное для использования состояние.

Более эффективным средством подавления каталитического воздействия металлов на окисляемость топлив является введение в их состав наряду с антиокислителем специальной присадки - деактиватора металлов. Наиболее эффективные деактиваторы найдены среди салицилиденов, представляющих собой продукты конденсации салицилового альдегида с аминами или аминофенолами.