2.2 Инновации в области нефтехимии и нефтепереработки

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 кислоты⁸.

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, моноэфиров дикарбоновых кислот, солей щелочного или щелочноземельного металла и многоосновной кислоты.

Наиболее близкой к заявляемой присадке по составу и назначению является присадка, представляющая собой кислоты таллового масла. 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.

В таблице 2 показаны физико-химические и эксплуатационные характеристики дистиллированного таллового масла.

Таблица 2

Физико-химические и эксплуатационные характеристики дистиллированного таллового масла

Показатели	Норма по ТУ 13-00281074-26-95	Фактически
Внешний вид	Однородная жидкость от светло-желтого до коричневого цвета	Соответствует
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.

В таблице 3 показаны физико-химические и эксплуатационные характеристики фракции жирных кислот таллового масла.

Таблица 3

Физико-химические и эксплуатационные характеристики фракции жирных кислот таллового масла

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.

В таблице 4 физико-химические и эксплуатационные характеристики фракции жирных кислот таллового масла.

Таблица 4

Физико-химические и эксплуатационные характеристики фракции жирных кислот таллового масла

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

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.

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 Таблице 5 представлены физико-химические и эксплуатационные характеристики присадки, в которую добавлены растворитель (толуол) и деэмульгирующая добавка (оксиэтилированный спирт).

Таблица 5

Физико-химические и эксплуатационные характеристики присадки

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

Формула изобретения

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.