Присадка к малосернистому дизельному топливу
Владельцы патента RU 2422495:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)
Федеральное казенное предприятие "Завод имени Я.М. Свердлова" (RU)
Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии. Изобретение относится к присадке, улучшающей противоизносные свойства малосернистых дизельных топлив, содержащей дистиллированное талловое масло или фракцию жирных кислот таллового масла в смеси с четвертичными аммониевыми производными на основе аминов талловых масел при соотношении от 0,66:1 до 4:1. Технический результат - присадка обладает повышенной противоизносной эффективностью в дизельных топливах. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
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.
Известны также присадки на базе продуктов реакции моно - или поликарбоновых кислот С24-С65 и многоатомных (С2-С10) 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/м3 | 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 |
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/см2) 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/м3 | 912 |
| Эксплуатационные свойства топлива с 0,01% присадки: | |
| Диаметр пятна износа топлива, мкм | 410 |
| Эмульгируемость | Эмульсии с водой не образует |
1. Присадка, улучшающая противоизносные свойства малосернистых дизельных топлив на основе таллового масла, отличающаяся тем, что содержит дистиллированное талловое масло или фракцию жирных кислот таллового масла в смеси с четвертичными аммониевыми производными на основе аминов талловых масел при соотношении от 0,66:1 до 4:1.
2. Присадка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит углеводородный растворитель и деэмульгирующую добавку.
