CC BY
518
УДК 665.73.038
Д. А. Халикова, Т. С. Меньшикова
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ЦЕТАНОПОВЫШАЮЩИХ ПРИСАДОК К ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ
Ключевые слова: обзор, присадка, цетановое число, дизельное топливо.
Данная статья поднимает вопрос об актуальности проблемы разработки цетаноповышающих присадок к дизельному топливу в связи с ужесточением требования к их качеству. Представлен обзор наиболее распространенных применяемых в России цетаноповышающих присадок для дизельных топлив. Показана необходимость развития производства и применения отечественных цетаноповышающих присадок позволяющих производить дизельные топлива, которые будут соответствовать требованиям европейского стандарта.
Key words: review, additive, cetane number, diesel fuel.
Because of increasing demands to the quality of diesel fuel this article brings up a question about urgency of working out cetane additives. There is a review of the most widespread cetane additives for diesel fuel which are applied in Russia in the article. Necessity of development of manufacture and application domestic cetane additives allowing is shown to make diesel fuel which will correspond to requirement European a camp.
Последнее время в России наблюдается увеличение потребление дизельного топлива с одновременным ужесточением требований к их качеству. В России существуют 2 стандарта на дизельные топлива: ГОСТ 303-82 и ГОСТ Р 52368-2005. Последний стандарт соответствует требованиям европейского стандарта EN590. Производство такого топлива невозможно без добавки присадок различного функционального назначения: противоизносных, цетаноповышающих, а в зимний период времени и депрессорных. Все необходимые присадки могут вырабатываться в нашей стране. Тем не менее, для производства топлив, удовлетворяющих европейским стандартам качества, заводы закупают присадки за рубежом. Причина заключается в том, что при современных невысоких потребностях в присадках изготовители не заинтересованы вкладывать средства в разработку и организацию производства новой технологически сложной продукции. Однако в ближайшей перспективе это положение должно измениться.
Для дизельных топлив важное значение имеют присадки, повышающие их цетановое число[1]. Цетаноповышающие присадки ускоряют начальные предпламенные реакции и способствуют образованию новых активных центров реакции. Чем ниже цетановое число, тем выше жесткость работы дизеля. Цетановые числа евродизелей, работающих в стандартах Евро-3 и Евро-4, которые регулируются европейскими нормативами EN 590-1999 и EN 590-2004 соответственно, требуют минимального цетанового числа 51. От значения цетанового числа зависят и другие показатели работы двигателя: его пуск, среднее эффективное давление сгорания, удельный расход топлива, температура выпускных газов, отложения в двигателе, дымность и запах отработавших
газов. С увеличением цетанового числа топлива облегчается пуск двигателя и увеличивается среднее давление сгорания, остальные показатели снижаются, работа двигателя в целом улучшается [2]. Однако бесконечно повышать цетановое число тоже нельзя: при увеличении его больше 60 снижается полнота сгорания топлива, возрастает дымность выхлопных газов, повышается расход топлива.
За последние годы проведено много работ, в результате которых было найдено значительное количество присадок. Из различных групп соединений, подвергавшихся исследованиям и проверке, наиболее эффективными оказались нитраты (изопропилнитрат, амилнитрат, циклогексилнитрат), пероксиды (ди-третбутилпероксид, гидропероксид изопропилбензола, этилизопропилфенилпероксид), а также некоторые нитросоединения и нитриты [1,3].
Известно [3], что дизельные топлива, так же как и бензины, имеют разную приемистость к присадкам. Причем топлива, полученные путем крекирования, как правило, повышают цетановое число несколько ниже, чем топлива прямой гонки. [4]
В результате исследования повышения цетанового числа дизтоплива прямой гонки и каталитического крекинга при добавлении к ним до 2 % различных присадок, было показано различное их поведение. Всего было исследовано более 80 веществ, относящихся к следующим четырем группам соединений: нитроалканы, нитрокарбамиды, нитраты и пероксиды. Для дизельных топлив прямой гонки нитроалканы, нитрокарбамиты и нитраты дают практически одинаковое повышение цетанового числа. Для топлив из газойлей каталитического крекинга эти три группы продуктов дают разный эффект. Из четырех групп соединений пероксиды обладают наименьшей эффективностью. Характерно, что перекиси и нитроалканы сохраняют свою эффективность на одинаковом уровне для топлив прямой гонки и каталитического крекинга. Нитраты и нитрокарбамиты при использовании в топливах каталитического крекинга снижают свою эффективность, причем до концентраций 0.7% эффективность их примерно одинакова, а при концентрациях выше 0.7% нитраты дают лучшие результаты, чем нитрокарбамиты. Наибольший практический интерес из исследованных присадок представляют перекись ацетона, этилнитрат и изоамилнитрат [3].
Однако производство таких присадок, как изопропилнитрат или циклогексилнитрат в последнее время прекращено.
Сейчас в России для получения товарных дизельных топлив высокого качества широко применяются следующие присадки:
1) Керобризол (Kerobrisol EHN) -является присадкой к дизельным топливам, повышающей цетановое число. Дозировка присадки составляет 200-2000 мг/кг и зависит от исходного цетанового числа (в топливе без присадки) и цетанового числа, которое требуется достичь.
2) Dodicet 5073- представляет собой 2-этилгексилнитрат, чтобы повысить цетановое число дизельного топлива на 4-7 пунктов, достаточно добавить от 0,02 до 0,2% присадки [5].
3) ТОТЕК Цетан-МАХ. Основа присадки - алкилнитраты, синтезированные с применением новейших нанотехнологий, которые позволяют традиционным веществам придавать дополнительные уникальные свойства. Отличается стабильным составом вещества, который эффективно повышает ЦЧ дизельных топлив, и не оказывает побочного воздействия на другие показатели ДТ.
4) Lang-Cemie LCA Cetane Improver 2-EHN - 2-этилгексилнитрат, является присадкой к дизельным топливам, повышающей цетановое число. К примеру, у обычного
дизельного топлива цетановое число составляет 45 единиц, оно может быть повышено до 52.3 единиц и соответствовать евростандарту. Добавление 0,2 - 3 л/т повышает цетановое число на 1-7.3 ед.
5) «Миакрон-2000», основу которой составляет этилгексилнитрат. Массовая доля присадки в дизельном топливе должна быть 0,1—0,3 %. [2.]
Требования по ужесточению качества моторного топлива должны были начать действовать с 1 января 2009 года, однако отечественные нефтеперерабатывающие заводы были не готовы с того времени перейти на стандарты Евро-3, Евро-4 и Евро-5, и внедрение в России этих стандартов отложено на два года.
Рост отечественного рынка дизельных топлив приведет к тому, что конкуренцию выдержит тот, кто будет реализовывать наиболее качественное дизельное топливо, содержащее многофункциональный пакет присадок.
Литература
1. Кузнецов, А.В. Топливно-смазочные материалы /А.В. Кузнецов - М.: Колос, 2007. - 199с.
2. Пучков, Н.Г. Дизельные топлива /Н.Г. Пучков - Л.: Красный печатник, 1958. - 194с.
3. Кумилев, А.М. Химия и технология присадок к маслам и топливам /А.М. Кумилев. - Л.: Химия,1985- 252с.
4. Николаев, В.Ф. Рефракто-магнитооптический метод оценки эксплуатационных и теплофизических характеристик реактивных и дизельных топлив/ В.Ф. Николаев, И.Р. Кутушев, А.К. Хамедзянов // Вестник КГТУ -2003. -№2. - С.102-106.
5. Бутина, Н.П. Определение цетаноповышающей присадки в дизельном топливе методом ИК-ФУРЬЕ спектрометрии/ Н.П. Бутина, М.С. Глазкова, Е.Г.Корчагина, В.С.Тихонов// Нефтепереработка и нефтехимия. - 2008. - №2. - С.15-21.
© Д. А. Халикова - асс. каф. ХТ ПНГ КГТУ, khalidina@yandex.ru; Т. С. Меньшикова - студ. КГТУ, djalexsei@mail.ru.
