На сегодняшний день наиболее актуальной становится проблема получения реагентов для тех или иных продуктов нефтегазовой переработки из местного сырья, что позволяет в значительной степени сократить расходы в этой отрасли, а значит сделать более доступным получение тех дорогостоящих реагентов, которые ранее ввозились из-за рубежа.
Наиболее эффективно, экономически целесообразно улучшение низкотемпературных свойств с использованием депрессорных присадок, при введении которых в малых количествах достигается существенное снижение температуры застывания и снижение вязкости низких температурах.
Применяемые в настоящее время депрессоры эффективны, отличаются сложной технологией производства, дефицитны и дороги, а для некоторых типов нефти отсутствуют. В этой связи актуальна задача разработки новых видов депрессоров для высокозастывающих и высоковязких нефти, газовых конденсатов и расширения ресурсов сырья для этой целей. Решение указанной задачи в нефтяной отрасли связано с получение нефти и нефтепродуктов с заданными структурно-механическими свойствами, а также умением регулировать эти свойства на различных стадиях и непосредственно при провидении технологических процессов для достижения оптимальных параметров работы промышленных объектов. Это требует всестороннего изучения поведения нефтяных систем при изменении внешних условий, а также при приложении различных нагрузок, приводящих к деформациям в объеме системы, или ее разрушению.
Решение подобных задач с применением научных положений различных областей науки — механики, молекулярной физики, физической и коллоидной химии, что в конечном счёте привело к созданию нового научного направления.
Нефть и нефтепродукты в определенных условиях представляют собой типичные коллоидные системы, исследование которых необходимо для организации процессов их добычи. Транспорта и переработки. Исследования проводятся по нескольким самостоятельным направлениям, имеющим следующие задачи:
- выяснение закономерностей механизма коллоидно-химических превращений и структурообразования в нефтяных дисперсных системах;
- выявление зависимости структурно-механических свойств нефтяных дисперсных систем от совокупности характеризующих их параметров и условий, в которых находится система;
- изучение влияния структурообразования в нефтяных дисперсных системах на параметры добычи, транспорта и переработки нефти и нефтепродуктов, а также на качество и эксплуатационные характеристики;
- создание нефтяных дисперсных систем с заданными свойствами и разработка принципов их регулирования с целью наилучшей организации технологических процессов добычи и переработки нефтяного сырья и получения продуктов с наилучшими показателями для хранения и эксплуатации.
Решение этих задач может способствовать ускорению добычи, транспорта, улучшению показателей качества нефтепродуктов.
Депрессорные присадки, улучшающие прокачиваемость дизельных топлив, начали создавать за рубежом в 60-е годы 20 — го века. За последние десятилетие разработаны эффективные полимерные присадки различной молекулярной массы, снижающие температуру застывания средних дистиллятов, вероятно, благодаря присутствию в них сложно эфирных групп. Среди них важное место занимают сополимеры этилена с винилацетатом, получаемые при высоком давлении, и сополимеры акрилатов и метилкрилатов.
Эти присадки предназначены для среднедистиллятных и остаточных топлив.
В настоящее время в качестве депрессорных присадок к нефти и нефтепродуктам широко применяются высокомолекулярные соединения. Актуальная тенденция получения многофункциональных полимерных присадок, приводящих к сокращению числа присадок в композиции и дополнительных расходов на синтез отдельных видов.
Депрессорные присадки должны вводиться в дизельное топливо при температурах, намного выше его помутнения и могут вводиться как в поставляемой форме, так и в виде раствора в дизельном топливе. Депрессорные присадки действуют как модификаторы роста парафиновых кристаллов. При низких температурах происходит их сокристаллизация с парафинами нормального строения с образованием мелких игольчатых кристаллов, что предотвращает образование крупных кристаллов в топливе.
Разработка депрессорных присадок, базирующихся на дешевом и доступном сырье, характеризующихся хорошими вязкостно-температурными свойствами, является актуальной задачей [1,2].
В связи с этим актуальной остаётся разработка эффективных присадок, которые помимо качественных показателей позволяют увеличить экономическую эффективность получаемых нефтепродуктов.
Изучение процесса получения частичного гидролизованного полиакрилонитрила (ГИПАН) представляется актуальным, не только с точки зрения исследования ещё одного вида полимероанологичных превращений, но и на основе местных вторичных сырьевых ресурсов химической промышленности создавать уникальные полимерные присадки для дизельных топлив. В связи с этим изучение процесса получения депрессорных присадок на основе низкомолекулярного полиэтилена и ГИПАНа представляет несомненный научно-практический интерес [3].
ГИПАН является продуктом отхода производства волокна нитрона, он производится на ОАО «НАВОИАЗОТ», а также при этом используется низкомолекулярный полиэтилен — отход Шуртанского ГХК. Вторичный материал волокна нитрон состоит из элементарных звеньев акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты, в соотношении мономерных звеньев 92,2:6,3:1,5 соответственно.
Приготовление частичного гидролизованного полиакрилонитрила осуществляли по методике [4], а также по ТУ 6.1–00203849–53. ИК-спектры сняли на приборе ИК-Фурье спектрометре System 2000 FT- IR.
В ИК-спектре ГИПАНа появляются полосы поглощения валентных колебаний СН–группы в области 2957 см-1, имеющих отдельный слабо выраженный максимум. Валентные колебания карбонильных групп проявляются максимумом в области 1667 см-1. Валентные колебания NH2 и ОН проявляются интенсивной, широкой полосой в области поглощения 3250–3500 см-1, а деформационные колебания NH проявляются в области 1563 см-1, 1451, 1408 см-1 относятся СН2 — СО — групп, 1326 см-1 относятся -C-N- связи, 680 см-1 деформационное колебания — С-Н связи, 2120 см-1 ассиметричные валентнее колебания -C≡N групп.
В ИК-спектре полиэтилена проявляются валентные колебания СН2 группы в области 2931, 2855 см-1, 1132–1378 см-1 относятся (-СН2-)n групп, 720 см-1 маятниковых колебания СН2 групп ((-СН2-), n > 4), 993 см-1 относятся неплоские деформационные колебания — СН2- групп.
В ИК-спектре привитого сополимера низкомолекулярного поли-этилена и ГИПАНа проявляется широкая интенсивная полоса 3400 см-1 для NН2 группы, а полоса поглощения в области 2162 см-1,-CN групп, 1659 см-1 полоса поглощения деформационных колебания -NH2 групп, 1407, 1454 см-1, деформационные колебания СН2–групп, 1353–1325, 712 см-1 малоинтенсивная полоса поглощения относится к валентным колебаниям — СН связи.
Рис: 1. ИК- спектры полиэтилена (1), ГИПАНа (2), и привитого сополимера (3), полученного на основе полиэтилена и ГИПАНа
Получение не водорастворимых продуктов ГИПАНа осуществляют следующим образом: водорастворимый продукт (33,0 %) имеющий (рН=14) нейтрализовали до нейтральной среды (рН=7) с взаимодействием серной кислотой, выделенный комкообразный продукт в этанольной среде в присутствии Н2SO4 получен продукт, содержащий в сложно эфирной группе (сополимер этилакрилата-акриламид-акрилонитрил соотношением (95:3,5:1,5)).
Низкомолекулярный полиэтилен растворяли ССL4 или декалином и добавили инициатор перекиси бензоила, нагревали смесь до кипения (80–1200С), в последующем добавилиэтилового эфира ГИПАНа перемешивали 3 часа при температуре 800С.
Образующий продукт осаждали этанолом, очищали исходный продукт трёх кратным растворением октаном и осаждением этиловым спиртом [4].
Исследование депрессорных свойств диметилформамидных растворов полученных привитых сополимеров (НМПЭ-ЭГИПАН), при различной концентрации депрессорной присадки (0,001–1 % масс) добавленных в дизельное топливо (рис.2).
Рис. 2. Зависимость температуры застывания дизельных топлив от содержания депрессорных присадки
Показано, что добавление в дизельное топливо привитых сополимеров (НМПЭ-ЭГИПАН) позволило получить присадки на вязкость дизельного топлива, так как при концентрации 0,001 масс % температура застывания -130С, 0,01 масс -180С, 0,1 масс. % -290С,1 масс. % -35 соответственно. [5].
Таким образом, многофункциональные полимеры обладающие депрессорными свойствами, на основе низкомолекулярного полиэтилена и частичного гидролизованного полиакрилонитрила,эфиризат привитого сополимера понижают температуру застывания дизельного топлива 1,8 раз (-35).
Литература:
1. Тертенян Р. А. Депрессорные присадки к нефтям, топливам и маслам. М:. Химия, 1990. — 238 с.
2. Кулиев А. М. Химия и технология присадок к маслам и топливам. Л.:Химия, 1985. — 312 с.
3. Фозилов С. Ф., Мавланов Б. А., Хамидов Б. Н., академик Аскаров М. А. Получение депрессорных присадок к дизельным топливам, синтезом гетероциклических эфиров полиметакриловых кислот и их применение. Докладыакадемии наук АН РУ. 2013. № 6, -С.25–27.
4. Фозилов С. Ф. Получение депрессорных присадок на основе низкомолекулярного полиэтилена и изучение механизма их действия на дизельные топлива. Узбекский химический журнал. 2013. № 4. –С.57–59.
5. Фозилов С.Ф, Рузиева К.Э, Атауллаев Ш.Н, Худойберганов А. А. Синтез и исследование полиметакрилатных гетероциклических высокомолекулярных соединений в качестве депрессорных присадок. Молодой ученый ежемесячный научный журнал 2013. № 10, [57]. Москва, 2013. С.176–178.
