Цетаноповышающий и антикоррозионный модификатор марки УНДж-20

АННОТАЦИЯ

В статье показана возможность получения модификатора для дизельного топлива, синтезированного на основе вторичного сырья, который увеличивает количество цетана и обеспечивает антикоррозионные свойства. В зависимости от соотношения их компонентов исследованы увеличение количества присадок в цетане и эффективность антикоррозионной обработки. Наиболее эффективным является введение модификаторов для снижения детонации дизельного топлива.

ABSTRACT

The article shows the possibility of a modifier for diesel fuel synthesized on the basis of secondary raw materials that increases the amount of cetane and provides anti-corrosion properties. Depending on the ratio of their components, an increase in the number of additives in cetane and the effectiveness of anti-corrosion treatment were studied. The most effective is the introduction of modifiers to reduce the detonation of diesel fuel.

Ключевые слова: цетаноповышающий модификатор, антикоррозионный модификатор, дизельное топливо, эффективность модификатора.

Keywords: cetane-enhancing modifier, anticorrosion modifier, diesel fuel, efficiency modifier.

Одним из важнейших показателей стандартов качества дизельного топлива является число, характеризующее период задержки зажигания дизельного топлива, определяющий запуск двигателя, жесткость рабочего процесса (скорость повышения давления), расход топлива и дымность выхлопных газов. Чем выше цетановое число дизельного топлива, тем ниже скорость нарастания давления в камере сгорания, тем менее жестко работает двигатель, что приводит к уменьшению количества вредных выбросов из выхлопных газов. Увеличение цетанового числа с 50 до 58 единиц сокращает время пуска дизельного двигателя на 40 % [2, c. 77].

Отечественное сырье и возможности производства противоизносных, усиливающих цетан (стимуляторов воспламенения) и антиоксидантных добавок обеспечиваются следующими мощностями [1, c. 54].

Экспериментальная часть. Нефтепродукты, такие как бензин, дизельное топливо, авиационное топливо и сжиженный нефтяной газ, не должны проявлять коррозионные свойства по отношению к меди или стали для защиты топливной системы и деталей двигателя. Этот металл особенно уязвим в присутствии сернистых соединений, таких как H₂S и свободная сера. Если готовая манжета не соответствует требованиям по коррозии металла, то обработка некачественных партий ингибиторами коррозии металла поможет быстро решить эту проблему. Азотные соединения марки УНДж-20 проходят по поверхности медных компонентов, защищая металл от агрессивных воздействий.

В ходе испытаний антикоррозии модификаторов была проверена защитная способность образцов антикоррозии модификаторов марок УНДж-20. Защитная способность ингибитора определялась при температуре окружающей среды в агрессивных средах:

• газовый конденсат без антикоррозийного модификатора и с добавлением 0,0006 % антикоррозийного модификатора;
• растворы серной кислоты, сероводорода, углекислого газа и аммиачной воды с массовой долей 0,5 % без антикоррозионного модификатора и с добавлением 0,5 % антикоррозионного модификатора.

В качестве тестовых образцов были использованы стальные пластины St 20.

Испытания проводились в лабораторных условиях согласно ГОСТ 9.506–87 и МВИ № 599.

Результаты испытаний приведены в таблицах 1, 2, 3.

Таблица 1.

Результаты определения защитной способности антикоррозии модификатора в газовом конденсате

Скорость коррозии стали марки Ст 20 в газовом конденсате составила 0,033 мм/год, при добавке 0,0006 % антикоррозионного модификатора марки УНДж-20 скорость коррозии составила 0,0026–0,0031 мм/год, что соответствует оценке защитной способности антикоррозионного модификатора 3 балла – «удовлетворительная». Степень защиты модификаторов – 90,61–92,12 %.

Таблица 2.

Результаты определения защитной способности антикоррозии модификатора с сероводородом на газовый конденсат с массовой долей 0,5 %

Скорость коррозии стали марки Ст 20 в сероводороде с массовой долей 0,5 % составила 1,4420 мм/год, при добавке 0,5 % антикоррозионного модификатора марки УНДж-20 скорость коррозии составила 0,0570–0,0756 мм/год, что соответствует оценке защитной способности антикоррозионного модификатора 3 балла – «удовлетворительная». Степень защиты ингибитором – 94,75–96,05%.

Таблица 3.

Результаты определения защитной способности антикоррозионного модификатора в двуокиси углерода на газовый конденсат с массовой долей 0,5 %

Скорость коррозии стали марки Ст 20 в двуокисью углерода с массовой долей 0,5 % составила 6,1117 мм/год, при добавке 0,5 % антикоррозионного модификатора марки УНДж-20 скорость коррозии составила 0,1559–0,3115 мм/год, что соответствует оценке защитной способности антикоррозионного модификатора 3 балла – «удовлетворительная», степень защиты ингибитором – 94,90–97,45 %. При добавке антикоррозионного модификатора марки УНДж-20 скорость коррозии составила 0,0920 мм/год, что соответствует оценке защитной способности 4 балла – «хорошая», степень защиты ингибитором – 98,49 %.

Примечание: Z <  0 – стимулирование коррозии;

Z > 0 – замедление коррозии.

Результаты определения защитной способности антикоррозионного модификатора марки УНДж-20 следующие.

В сводной таблице 4 приведены результаты исследований азотсодержащего модификатора УНДж-20.

По экспериментальным данным был построен следующий график (рис. 1). На нем показано изменение цетанового числа дизельной фракции в присутствии УНДж-20.

Таблица 4.

Результаты исследований модификатора УНДж-20

Видно, что смесь УНДж-20 показала лучший результат. Смесь УНДж-20 увеличила цетановое число выше требований ГОСТ и, кроме того, проявила стабильность при хранении в течение 10 недель (рис. 1).

Сравнительная характеристика физико-химических и эксплуатационных показателей дизельного топлива с использованием смеси присадок УНДж-20 со значениями по ГОСТ Р 3122–67 и исходной дизельной фракции представлена в таблице 5.

Рисунок 1. Стабильность при хранении цетаноповышающих присадок

Таблица 5.

Сравнительная характеристика физико-химических показателей

Несмотря на то что произошло увеличение цетанового числа на 6 баллов, промотор самовозгорания несколько ухудшил некоторые физико-химические свойства топлива, а именно температура 50 % дистиллята увеличилась на 7 °С, а температура 90 % дистилляции – на 3 °С, но эти значения не превышали нормальных параметров. Кроме того, диаметр пятна износа увеличился на 45 мкм, но это значение показателя укладывается в требования ГОСТ Р 52368. Концентрация фактических смол несколько снизилась.

Значение индекса коксования при добавлении присадки улучшилось на 17 %, что свидетельствует об улучшении процесса сгорания дизельного топлива. Вещества в различных концентрациях исследовали в смеси с прямогонной дизельной фракцией с целью повышения цетанового числа.

Кроме того, были выбраны оптимальный состав и концентрация активных компонентов присадки, после чего было изучено ее влияние на другие физико-химические и эксплуатационные свойства топлива.

В результате проведенных исследований удалось избежать передозировки активных компонентов препарата. Выбранная присадка в смеси с дизельной фракцией обладала достаточной стабильностью для практического использования в качестве товарного летнего дизельного топлива.

Выводы

Исследования показали, что эффективность модификатора УНДж-20 во многом зависит от содержания углеводородов в топливе и не снижает его качественных показателей. Учитывая эффективность модификатора и климатические условия, летний класс может дать хороший результат для дизельного топлива.

Список литературы:
1. Данилов А.М., Овчинников К.А., Бартко Р.В. Проблемы и практические результаты применения технологии замещения в области присадок к горюче-смазочным материалам // Нефтегазовая выставка. – 2017. – № 1 (54).
2. Топливо. Смазка. Техническая жидкость. Диапазон и область применения / под ред. В.М. Школьникова. – М. : Техимпорт, 1999. – 77 с.