Способ защиты углеводородного топлива от микробиологического поражения и биоцидная присадка, предназначенная для использования в этом способе
Владельцы патента RU 2346028:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") (RU)
Изобретение относится к способам защиты углеводородного топлива от микробиологического поражения и применяемым для этой цели биоцидным присадкам и может быть использовано в нефте-, газоперекачивающей промышленности, машиностроении, авиационной технике. Описан способ защиты углеводородного топлива от микробиологического поражения путем введения в топливо биоцидной присадки, содержащей, мас.%.: 1-(2′-аминоэтил)-2-алкил-2-имидазолин 5,0-7,0, 1-(2′-алкиламидоэтил)-2-алкил-2-имидазолин 3,0-5,0, этилцеллозольв - остальное, в количестве 0,002-0,005 мас.%. Технический результат - обеспечение высокой эффективности подавления роста микроорганизмов в углеводородном топливе и сохранение физико-химических и эксплуатационных свойств топлива при длительном хранении. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к способам защиты углеводородного топлива от микробиологического поражения и применяемым для этой цели биоцидным присадкам и может быть использовано в нефте-, газоперекачивающей промышленности, машиностроении, авиационной технике.
В топливных системах в углеводородных топливах, особенно при наличии воды развиваются микроорганизмы (бактерии, грибы), вследствие чего происходит ухудшение физико-химических и эксплуатационных свойств топлива, забивка фильтрующих элементов биомассой, коррозия и повреждение материалов топливных баков.
Известен способ защиты нефти и нефтепродуктов от действия микроорганизмов, включающий введение биоцидной присадки на основе полиалкиленгуанидина или его солей (патент РФ № 2074234).
Известный способ проявляет невысокую эффективность подавления роста микроорганизмов, так как используемая в нем биоцидная присадка недостаточно растворима в топливе и выпадает в осадок.
Известны способы защиты от микробиологического поражения среднедистиллятных авиационных топлив путем введения биоцидных присадок на основе S-аллил-N-(винилоксиэтил)-дитиокарбамата и дивинилсульфоксида (а.с. СССР №№ 1784631, 1784632).
Недостатком известных способов защиты и используемых в них биоцидных присадок является низкая эффективность подавления роста микроорганизмов в авиационном топливе.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является способ защиты углеводородного топлива от микробиологического поражения и биоцидная присадка для реализации этого способа (патент США № 3705027).
Способ подавления роста микроорганизмов включает введение в топливо биоцидной присадки - 1-аминоэтил-2-нафтенилимидазолина или его солей в количестве 0,2 мас.%.
Недостатком этого способа защиты и используемой в нем присадки является невысокая эффективность подавления роста микроорганизмов в углеводородном топливе. Кроме того, присадка-прототип не обеспечивает сохранения физико-химических и эксплуатационных свойств топлива при длительном хранении.
Технической задачей заявляемого изобретения является разработка способа защиты углеводородного топлива от микробиологического поражения, а также биоцидной присадки, предназначенной для использования в этом способе, обеспечивающей высокую эффективность подавления роста микроорганизмов в углеводородном топливе и сохранение физико-химических и эксплуатационных свойств топлива при длительном хранении.
Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен способ защиты углеводородного топлива от микробиологического поражения, включающий введение в топливо биоцидной присадки на основе соединений 1-аминоэтилимидазолина, которая в качестве соединений 1-аминоэтилимидазолина содержит 1-(2′-аминоэтил)-2-алкил-2-имидазолин и 1-(2′-алкиламидоэтил)-2-алкил-2-имидазолин и дополнительно включает этилцеллозольв.
Указанную биоцидную присадку вводят концентрации 0,002-0,005 мас.%.
Также предложена биоцидная присадка на основе соединений 1-аминоэтилимидазолина, предназначенная для использования в заявляемом способе, которая в качестве соединений 1-аминоэтилимидазолина содержит 1-(2′-аминоэтил)-2-алкил-2-имидазолин и 1-(2′-алкиламидоэтил)- -2-алкил-2-имидазолин и дополнительно содержит этилцеллозольв при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| 1-(2′-аминоэтил)-2-алкил-2-имидазолин | 5,0 - 7,0 |
| 1-(2′-алкиламидоэтил)-2-алкил-2-имидазолин | 3,0-5,0 |
| этилцеллозольв | остальное |
Авторами установлено, что использование в заявленном способе защиты углеводородного топлива от микробиологического поражения предлагаемой биоцидной присадки, которая в качестве 1-аминоэтилимидазолина содержит 1-(2′-аминоэтил)-2-алкил-2-имидазолин и 1-(2′-алкиламидоэтил)-2-алкил-2-имидазолин и дополнительно содержит этилцеллозольв, при заявленном соотношении и содержании компонентов позволит обеспечить высокую эффективность подавления роста микроорганизмов в углеводородном топливе и сохранение физико-химических и эксплуатационных свойств топлива при длительном хранении.
Примеры осуществления
Пример 1
Предлагаемую биоцидную присадку, состав которой указан в таблице 1, добавляли в концентрации 0,005 мас.%. к топливам ТС-1 или РТ в присутствии водной фазы.
Испытание биоцидных свойств предлагаемой биоцидной присадки проводили в соответствии с методикой ГОСТ 9.023-85. В качестве тест-культур использовали коллекционные культуры микроорганизмов, рекомендованные указанным стандартом, а также накопительные культуры, выделенные из топливных баков авиационной техники, находившейся в условиях эксплуатации. Испытания проводили в течение 21 суток, при температуре 28-32°С. После окончания испытаний оценивали состояние топливной и водной фазы и рост микроорганизмов.
Защитные свойства предлагаемой биоцидной присадки оценивали по следующей методике. Предлагаемую биоцидную присадку растворяли в топливе ТС-1 (или РТ) в концентрации 0,005 мас.% и помещали в стеклянную емкость. Затем заражали водной суспензией спор микроорганизмов, выдерживали в течение 21 суток, 1,5 месяца и 3 месяца и сливали из емкости. После этого емкость заливали свежим топливом ТС-1 (или РТ), не содержащим микроорганизмов и биоцидной присадки, и выдерживали в течение 7 суток. Затем пробы топлива высевали на твердую питательную среду и инкубировали при температуре (28-30)°С. Через 7 суток подсчитывали количество появившихся колоний микроорганизмов.
Примеры 2, 3, 4 аналогичны примеру 1, составы предлагаемой биоцидной присадки указаны в таблице 1.
Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Затем проводили сравнительные исследования физико-химических и эксплуатационных свойств исходных топлив ТС-1 или РТ и топлив с добавлением предлагаемой биоцидной присадки и прототипа.
Оценивались показатели качества, на значения которых могло оказать влияние введение в топливо предлагаемой присадки и прототипа.
Испытания проводили по стандартным методикам, предусмотренным ГОСТ 10227-86.
Результаты испытаний представлены в таблице 3.
Как видно из таблицы 2, заявленный способ защиты топлива от микробиологического поражения путем введения в топливо предлагаемой биоцидной присадки обеспечивает его стойкость к воздействию микроорганизмов и сохранность защитных свойств в течение 3 месяцев, в то время как биоцидная присадка по способу-прототипу не сохраняет свои защитные свойства уже после 1,5 месяцев испытаний.
Как видно из таблицы 3, использование предлагаемой биоцидной присадки при заявленном соотношении и содержании компонентов практически не оказывает воздействия на физико-химические и эксплуатационные показатели топлив ТС-1 и РТ (ГОСТ 10227-86).
Использование биоцидной присадки-прототипа ухудшает физико-химические и эксплуатационные показатели топлив ТС-1 и РТ - значения показателей выходят за нормы (ГОСТ 10227-86).
Таким образом, предлагаемый способ защиты углеводородных топлив от микробиологического поражения путем введения заявляемой биоцидной присадки эффективно подавляет рост культур микроорганизмов, что позволяет использовать топливо и после длительного хранения. Это дает возможность повысить надежность эксплуатации авиационной техники и снизить трудозатраты на устранение микробиологического поражения и при техническом обслуживании самолетов при предполетной подготовке.
| Таблица 1 | |||
| № примера | Состав предлагаемой биоцидной присадки, мас.% | ||
| 1-(2′-аминоэтил)-2-алкил-2-имидазолин | 1-(2′-алкиламидоэтил)-2-алкил-2-имидазолин | этилцеллозольв | |
| 1 | 7,0 | 3,0 | остальное |
| 2 | 6,0 | 4,0 | остальное |
| 3 | 5,0 | 5,0 | остальное |
| прототип | 1-аминоэтил-2-нафтенилимидазолин | - | |
| 100 | - |
| Таблица 2 | |||||||||
| Присадка | Пример | Концентрация присадки в топливе, мас.% | Количество колоний микроорганизмов, 103 мл | Состояние среды через 3 мес.испытаний ГОСТ 9.023-85 | |||||
| Топливо ТС-1 | Топливо РТ | ||||||||
| 21 сут. | 1,5 мес. | 3 мес. | 21 сут. | 1,5 мес. | 3 мес. | ||||
| Присадка по изобретению | 1 | 0,005 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | Среда прозрачная, пленка на границе топливо - среда и осадок отсутствуют. Роста микроорганизмов нет. |
| 2 | 0,004 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ->>>>- | |
| 3 | 0,002 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ->>>>- | |
| Присадка-прототип | 4 | 0,2 | 0 | 0,2 | 0,7 | 0 | 0,3 | 0,8 | Помутнение среды, на границе топливо - среда тонкая пленка 1-3 мм. Небольшой осадок. Средний рост микроорганизмов. |
| Таблица 3 | ||||||||||||
| Наименование показателей | Нормы для топлив* | Фактические данные | ||||||||||
| Топливо исходное | Топливо с добавлением биоцидных присадок 0,005 масс.% | |||||||||||
| ТС-1 | РТ | ТС-1 | РТ | ТС-1 | РТ | |||||||
| Предлагаемая биоцидная присадка | прототип | Предлагаемая биоцидная присадка | прототип | |||||||||
| Состав № 1 | Состав № 2 | Состав № 3 | Состав № 1 | Состав № 2 | Состав № 3 | |||||||
| 1. Кислотность мг КОН на 100 см3 | ≤0,07 | 0,4-0,7 | отсутствие | 0,4 | 0,04 | 0,02 | 0,06 | 0,09 | 0,48 | 0,39 | 0,53 | 0,85 |
| 2. Температура начала кристаллизации, °С | ≤-60 | ≤-55 | -60 | -60 | -60 | -60 | -60 | -60 | -60 | -60 | -60 | -60 |
| 3.Термимческая стабильность в статических условиях по ГОСТ 11802-88 при 150°С в течение 5 час. - концентрация нерастворимого осадка, мг на 100 см3 топлива | ≤18 | ≤6 | 3,3 | отсутствие | 9,6 | 8,9 | 10,7 | 18,4 | отсутствие | отсутствие | отсутствие | 1,2 |
| 4. Концентрация фактических смол, мг на 100 см3 топлива | ≤5 | ≤4 | отсутствие | 1,3 | 2,2 | 1,8 | 2,3 | 5,8 | 3,4 | 3,2 | 3,5 | 4,2 |
| 5. Испытание на медной пластинке при 100°С | Выдерживает | Выдерживает | Выдерживает | Выдерживает | Выдерживает | Выдерживает | Выдерживает | Выдерживает | Выдерживает | Выдерживает | Выдерживает | Выдерживает |
| *в соответствии с ГОСТ 10227-86 |
1. Способ защиты углеводородного топлива от микробиологического поражения, включающий введение в топливо биоцидной присадки на основе соединений 1-аминоэтилимидазолина, отличающийся тем, что вводят биоцидную присадку, которая в качестве соединений 1-аминоэтилимидазолина содержит 1-(2′-аминоэтил)-2-алкил-2-имидазолин и 1-(2′-алкиламидоэтил)-2-алкил-2-имидазолин и дополнительно включает этилцеллозольв.
2. Способ защиты углеводородного топлива от микробиологического поражения по п.1, отличающийся тем, что указанную биоцидную присадку вводят в концентрации 0,002-0,005 мас.%.
3. Биоцидная присадка, включающая соединения 1-аминоэтилимидазолина, отличающаяся тем, что в качестве соединений 1-аминоэтилимидазолина она содержит 1-(2′-аминоэтил)-2-алкил-2-имидазолин и 1-(2′-алкиламидоэтил)-2-алкил-2-имидазолин и дополнительно содержит этилцеллозольв при следующем соотношении компонентов, мас.%:
1 -(2′-аминоэтил)-2-алкил-2-имидазолин 5,0-7,0;
1 -(2′-алкиламидоэтил)-2-алкил-2-имидазолин 3,0-5,0;
этилцеллозольв - остальное.
