Жесткие экологические требования, регламентирующие содержание серы в дизельном топливе на уровне не более 10 ppm, привели к существенному ухудшению его смазывающей способности. Процессы гидроочистки, удаляющие сернистые и полярные соединения, которые выполняли роль естественных смазывающих компонентов, вызывают деградацию трибологических характеристик топлива. Это проявляется в прогрессирующем износе прецизионных пар топливной аппаратуры высокого давления, снижении ресурса двигателя и увеличении эксплуатационных расходов [1, 2].
На сегодняшний день практически безальтернативным методом улучшения смазочных характеристик топлива выступает использование противозадирных присадок. Как демонстрирует обзор современных рыночных тенденций [3], присутствие импортных добавок и сырьевых компонентов (прежде всего жирных кислот таллового масла) в противоизносных присадках по-прежнему значительно, несмотря на существующие отечественные наработки. Подобная ситуация формирует угрозу для энергонезависимости государства, что обосновывает необходимость разработки действенных противоизносных составов из доступного национального сырья.
В связи с этим задачей настоящей работы стало экспериментальное изучение воздействия недавно синтезированных кислород- и азотсодержащих веществ на смазывающую способность низкосернистого дизельного горючего, а также нахождение их оптимальных рабочих концентраций.
Объектом исследования было выбрано пять присадок, синтезированных на основе продуктов отечественной нефтехимии:
1) М-5: (3-этил-1,5-диоксаспиро[5,5]ундекан-3-ил)метилбензоат;
2) М-7: 3,3'-(оксибис(метилен))бис(3-этил-1,5-диоксиспиро[5,5]ундекан);
3) М-21: N-(3-(диметиламино)пропил)-1,1-дихлорциклопропан-1-амин с алкильным заместителем;
4) М-22: N-(3-(диметиламино)пропил)-2-(1,3-диоксолан-2-ил)этан-1-амин;
5) BB-108: бензоат 3-(1-фенилэтокси)пропила.
Для каждой присадки готовили серию смесей с базовым топливом в диапазоне концентраций от 0,01 до 0,05 % масс. Объем каждой пробы составлял 150 мл. Обработка результата была ориентирована на скорректированный диаметр пятна износа (СДПИ, мкм): чем меньше диаметр, тем выше смазывающая способность топливной композиции. В конечном итоге присадки показали только улучшение смазывающей способности дизельного топлива, и оптимальная концентрация составила 0,04 % массы. Однако лучше всего себя показала присадка под номером 3 (C 10 H 20 Cl 2 N 2 ), при использовании которой скорректированный диаметр пятна износа образца с присадкой равен 385 мкм. Результаты испытаний пяти присадок представлены в таблице 1.
Таблица 1
Сравнительная эффективность присадок при оптимальной дозировке
|
Присадка |
Анализ | ||
|
химический класс |
улучшение, % |
СДПИ при 0,04 %, мкм | |
|
Присадка 1 (C 19 H 26 O 4 ) |
сложный эфир |
31,4 |
398 ± 8 |
|
Присадка 2 (C 24 H 42 O 5 ) |
карбоновая кислота |
29,0 |
412 ± 9 |
|
Присадка 3 (C 10 H 20 Cl 2 N 2 ) |
гидроксиэфир |
33,6 |
385 ± 7 |
|
Присадка 4 (C 9 H 20 N 2 O 2 ) |
смешанный эфир |
30,2 |
405 ± 11 |
|
Присадка 5 (C 18 H 20 O 3 ) |
ароматический эфир |
25,5 |
432 ± 10 |
Точные концентрации отражены на общем графике (рис. 1), где наглядно видно сходство всех пяти присадок, что и доказывает их положительное воздействие для дизельного топлива.
Рис. 1. Зависимость СДПИ от концентрации присадки
Литература:
- Капустин В. М. Нефтяные и альтернативные топлива с присадками и добавками / В. М. Капустин. — М. : КолосС, 2008. — 232 с.
- Говорин А. С. Обзор отечественных разработок в области противоизносных присадок для дизельных топлив с низким содержанием серы / А. С. Говорин, Н. П. Коновалов, Н. Д. Губанов, О В. Рыбарчук, Д. А. Дубровский, И. Е. Кузора // Мир нефтепродуктов. — 2022. — № 1. — С. 6–16.
- Камалетдинова К. А., Григорьева О. С., Вдовина С. В. Влияние присадок на качество дизельного топлива // Современные научные исследования и разработки : Материалы Международной научно-практической конференции 21 марта 2019 года (г. Прага, Чехия). — 2019. — URL: http://science-peace.ru/files/SNIR_2019.pdf
