ПРИСАДКА К МАЛОСЕРНИСТОМУ ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ
ADDITIVE TO LOW-SULPHUR DIESEL FUEL

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, конкретно к присадкам, улучшающим противоизносные свойства малосернистых дизельных топлив. Экологически улучшенные малосернистые дизельные топлива, вырабатываемые по ГОСТ 52368-2005 «Топливо дизельное Евро», характеризуются низкими смазочными свойствами, вследствие чего ресурс работы топливной аппаратуры снижается. С целью обеспечения необходимого уровня смазочных свойств в топливо вводят противоизносные присадки.
Известны противоизносные присадки к топливам, содержащие в качестве активных компонентов нафтеновые кислоты (А.М.Данилов. Применение присадок в топливах. М.: Мир, 2005, 288 с.).
Недостатком этих присадок является плохая совместимость содержащих их топлив с моторными маслами и водой. Такое требование в обязательном порядке предъявляется к дизельным топливам.
24
65
2
10
Известны также присадки на базе продуктов реакции моно - или поликарбоновых кислот С-С и многоатомных (С-С) спиртов (Пат. Норвегии №169660, 1992, C10L 1/18), моноэфиров дикарбоновых кислот (А.с. СССР 458252, 1984, C10L 1/18), солей щелочного или щелочноземельного металла и многоосновной кислоты (Пат. США 4804389, 1989 C10L 1/10; 1/29; НКИ 44/70).
Наиболее близкой к заявляемой присадке по составу и назначению является присадка, представляющая собой кислоты таллового масла (Бернаскот К., Жермано Л., Лопи Ж.-М., Мальдонадо П. Заявка России 99107667/04, 2001).
Недостатком указанной присадки является ее сравнительно низкая противоизносная эффективность, вследствие чего она рекомендуется в сравнительно высокой концентрации: более 0,06% на топливо.
Задачей настоящего изобретения является создание присадки с повышенной противоизносной эффективностью в дизельных топливах.
Для решения поставленной задачи предлагается композиция таллового масла и добавки алифатических аминов и/или их производных при массовом соотношении (1-4).
Новизной предлагаемого технического решения является применение смеси таллового масла и алифатических аминов и/или их производных, компоненты которой проявляют синергический эффект. Ранее подобная композиция в топливах не использовалась и не предлагалась. Ее высокая противоизносная эффективность не вытекает явным образом из известных теоретических положений.
Дополнительно для улучшения физико-химических свойств и облегчения применения композиция может содержать углеводородный растворитель и деэмульгирующую добавку, использующиеся по своему прямому назначению. При этом заявленное соотношение таллового масла и алифатических аминов и/или их производных сохраняется.
Присадку получают, последовательно смешивая расчетные количества указанных выше компонентов при 20-50°С.
Для иллюстрации предлагаемого технического решения были приготовлены образцы присадки путем смешения указанных выше компонентов со следующими характеристиками.
1. Талловое масло использовано следующих марок:
1.1. Дистиллированное талловое масло, ТУ 13-00281074-26-95.
Показатели
Норма по ТУ 13-00281074-26-95
Фактически
Внешний вид
Однородная жидкость от светло-желтого до коричневого цвета
Соотв.
Плотность при 20°С, кг/м<sup>3</sup>
850-900
875
Массовая доля основного вещества, %
Не менее 95
97
Температура вспышки, °С
Не ниже 200
207
Температура застывания, °С
-
Минус 7
Кислотное число, мг КОН/г
Не ниже 140
164
1.2. Фракция жирных кислот таллового масла, ГОСТ 14845-79.
Показатели
Норма по ГОСТ 14845-79
Фактически
Кислотное число, мг КОН/г
Не ниже 192
202
Температура вспышки, °С
Не ниже 194
199
Массовая доля смоляных кислот, %
Не более 2
1,4
2. Четвертичные аммониевые производные на основе аминов талловых масел выпускают по ТУ 0257-007-35475596-98 с изменением №1.
Внешний вид
Вязкая жидкость или аморфная масса темно-коричневого цвета
Кислотное число, мг КОН/г продукта, не более
25
Температура каплепадения, °С, не выше
40
Аминное число, г HCl на 100 г продукта, не менее;
22
Для иллюстрации предлагаемого изобретения приготовлены образцы присадок (табл.1):
Таблица 1
Образцы композиций присадки
Компонент
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Дистиллированное талловое масло, % мас.
100
80
60
50
40
-
-
-
-
Кислоты жирные талловые, % мас.
-
-
-
-
-
80
60
50
40
Четвертичные аммониевые производные на основе аминов талловых масел
0
20
40
50
60
20
40
50
60
Соотношение компонентов:
Прототип
4:1
1:0,66
1:1
0,66:1
4:1
1:0,66
1:1
0,66:1
2
Эффективность присадок проверяли в дизельном топливе, содержащем от 0,005 до 0,05% предлагаемой присадки по методу американского стандарта ASTM D 6079, включенному в ТУ 38.401-58-296-2001 "Топливо дизельное автомобильное". Согласно этому методу стальной шарик под нагрузкой 20 кПа (0,2 кг/см) посредством вибратора совершает возвратно-поступательные движения с амплитудой 1 мм и частотой 50 Гц по пластине, помещенной в испытуемую среду. Испытания проходят при температурах 60 и 25°С (учитывается, что в двигателе топливо находится в нагретом состоянии). Образующееся пятно износа замеряют по двум диаметрам (по направлению движения и поперек) и вычисляют среднее. Затем вносят поправку на температуру и влажность воздуха, и полученный конечный результат D является характеристикой данного образца. Точность метода при 60°С: повторяемость - 80 мкм, воспроизводимость - 130 мкм; при 25°С: повторяемость - 110 мкм, воспроизводимость - 170 мкм. Нормой противоизносных свойств дизельного топлива по EN-590 и ТУ 38.401-58-296-2001 является D≤460 мкм.
Таблица 2
Диаметр пятен износа при испытаниях топлива с композициями присадок
Пример по табл.1
Концентрация в топливе, %
Д, мкм
Без присадки
-
562
1 (прототип)
0,01
512
2
0,01
418
3
0,01
362
4
0,01
333
5
0,01
458
6
0,01
411
7
0,01
358
8
0,01
322
9
0,01
460
1 (прототип)
0,005
500
4
0,005
398
8
0,005
405
1 (прототип)
0,025
480
4
0,025
321
8
0,025
315
1 (прототип)
0,05
452
4
0,05
348
8
0,05
345
Таким образом, достаточная эффективность присадки проявляется при соотношении таллового масла и четвертичных аммониевых производных на основе аминов талловых масел от 0,66:1 до 4:1 соответственно. При выходе за границы этих соотношений противоизносная эффективность присадки уменьшается до недопустимых значений. Предлагаемая присадка эффективна в топливе уже при концентрации 0,005% мас. При увеличении концентрации ее эффективность увеличивается, но эта зависимость не линейна: с каждой порцией присадки прирост эффекта уменьшается.
В табл.3 представлены физико-химические и эксплуатационные характеристики присадки по примеру 6, в которую добавлены растворитель (толуол) и деэмульгирующая добавка (оксиэтилированный спирт).
Таблица 3
Показатели
Фактически
Состав присадки, %:
Композиция таллового масла и четвертичных аммониевых производных на основе аминов талловых масел
74
Растворитель (толуол)
25
Деэмульгирующая добавка
1
Физико-химические характеристики:
Кислотное число, г КОН/г
101
Температура застывания, °С
минус 27
Плотность, кг/м<sup>3</sup>
912
Эксплуатационные свойства топлива с 0,01% присадки:
Диаметр пятна износа топлива, мкм
410
Эмульгируемость
Эмульсии с водой не образует