CC BY
148
Том 19, № 03, 2016
Vol. 19, № 03, 2016
Научный Вестник МГТУ ГА
Civil Avition High TECHNOLOGIES
УДК 620.178:662.75
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПРОТИВОИЗНОСНЫХ ПРИСАДОК К РЕАКТИВНЫМ ТОПЛИВАМ
А.К. ГОРЮНОВА, В.В. КОНДРАТЕНКО, Н.М. НИКИТИН, В.В. СУЗИКОВ
Проведено сравнительное исследование эффективности противоизносных присадок к реактивным топли-вам Hitec-580, ДНК и смеси жирных талловых кислот. Показано, что присадка ДНК эффективнее, чем присадка Hitec-580, улучшает смазывающую способность гидроочищенных керосиновых фракций. Высокой противоизнос-ной эффективностью также обладают смеси жирных талловых кислот.
Ключевые слова: реактивное топливо, смазывающая способность, противоизносная присадка.
В настоящее время в производстве реактивных тоилив все более широко применяются керосиновые фракции, полученные с использованием гидрогенизационных процессов нефтепереработки - гидроочистки прямогонных фракций и гидрокрекинга вакуумных нефтяных пого-нов. Применение этих процессов позволяет улучшить термоокислительную стабильность и коррозионные свойства получаемых керосиновых фракций, но существенно ухудшает их про-тивоизносные свойства [1, 2]. Для обеспечения требуемого уровня противоизносных свойств реактивных топлив, содержащих более 80 % таких фракций, в них вводят противоизносную присадку.
В нашей стране успешно применялась присадка ДНК по ГОСТ 13302, разработанная в Институте химии присадок АН Азербайджана на основе нафтеновых кислот, выделенных из бакинских нефтей, и вырабатываемая в Республике Азербайджан. За рубежом наиболее широко применяется присадка Hitec-580 производства компании Afton Chemical (США). В начале 2000-х годов отечественные нефтеперерабатывающие предприятия по техническим причинам также начали применять присадку Hitec-580.
В настоящее время в рамках реализации программ замещения импортной продукции разработками отечественных производителей проводятся научные изыскания по разработке отечественных противоизносных присадок к реактивным топливам. В качестве наиболее быстрого и малозатратного решения этой проблемы может рассматриваться освоение производства присадки ДНК на базе среднедистиллятных фракций российских малосернистых высокосмолистых нефтей нафтено-ароматического основания, поскольку технологии выделения нафтеновых кислот из таких нефтей известны. Принимая также во внимание существующий опыт применения присадки ДНК, объем испытаний топлив, содержащих ее отечественный аналог, для их допуска к применению по назначению может быть минимальным.
В этой связи представляется целесообразным провести сравнительные испытания присадки Hitec-580 и ДНК для оценки их эффективности в составе реактивных топлив. Сравнительные испытания присадок проводили по ГОСТ Р 53715-2009 на приборе В0С-100, реализующем режим трения скольжения пары трения «шар - цилиндр». Присадки вводили в топливо в концентрации до 0,004 % масс.
В качестве топливных компонентов для проведения испытаний были выбраны два образца керосиновых фракций, выработанных с использованием процесса гидрокрекинга на разных нефтеперерабатывающих предприятиях (образцы 1 и 2), и образец прямогонной керосиновой фракции, подвергнутой гидроочистке (образец 3). Выбор образцов обусловлен низким уровнем их смазывающей способности. Образцы 1 и 2 вырабатывались по технологиям разных лицензиаров, поэтому они существенно отличаются друг от друга по своему групповому углеводородному составу и физико-химическим показателям.
Civil Avition High TECHNOLOGIES
Vol. 19, № 03, 2016
0 0,001 0,002 0,003 0,004 Концентрация противоизносной присадки, % масс
б
В
Влияние концентрации присадок И11ес-580 и ДНК на противоизносные свойства гидроочищенных керосиновых фракций:
а - образец 1; б - образец 2; в - образец 3
Том 19, № 03, 2016
Vol. 19, № 03, 2016
Научный Вестник МГТУ ГА
Civil Avition High TECHNOLOGIES
Результаты испытаний, представленные на рисунке, свидетельствуют о том, что присадка ДНК обладает большей эффективностью, чем присадка НЦес-580, о чем говорит более значительное уменьшение диаметра пятна износа на шаровом элементе пары трения при введении присадки ДНК по сравнению с присадкой НЦес-580.
В качестве альтернативы присадки НЦес-580 также рассматривается возможность создания противоизносной присадки на основе ненасыщенных жирных кислот. Проведенными ранее исследованиями было показано, что наибольшей противоизносной эффективностью обладают жирные кислоты с числом атомов углерода не менее 18 [1]. Сырьем для получения смесей таких кислот может служить сырое талловое масло, которое является побочным продуктом целлюлозных производств, то есть вырабатывается в промышленных масштабах.
Поэтому дополнительно были проведены сравнительные испытания по ГОСТ Р 537152009 для оценки эффективности присадок ДНК, НЦес-580 и жирных кислот таллового масла. В испытаниях использовали смесь жирных талловых кислот по ГОСТ 14845 производства АО «Сегежский ЦБК», которую вводили в гидроочищенную керосиновую фракцию в концентрации 0,0035 % масс., которая является максимальной при введении в реактивное топливо присадки НЦес-580.
В таблице приведены сравнительные данные по эффективности исследованных присадок.
Результаты испытаний по оценке эффективности присадок Hitec-580, ДНК и смеси жирных талловых кислот
Содержание в гидроочищенной керосиновой фракции, % масс. Диаметр пятна износа, мм
Противоизносная присадка Смесь жирных талловых кислот
Hitec-580 ДНК
0 0,83 0,83 0,85
0,0035 0,63 0,56 0,51
Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что присадка ДНК обладает большей эффективностью по сравнению с присадкой Hitec-580.
Смеси жирных талловых кислот сравнимы по эффективности с присадкой ДНК. Для принятия решения о возможности применения жирных талловых кислот в качестве противоизносной присадки необходимо всестороннее исследование их влияния на другие эксплуатационные свойства реактивных топлив.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Саблина З.А., Гуреев А.А. Присадки к моторным топливам. 2-е изд., пер. и доп. М.: Химия, 1977. 258 с.
2. Стабилизаторы и модификаторы нефтяных дистиллятных топлив / Т.П. Вишнякова, П. А. Голубева, И.Ф. Крылов, О.П. Лыков. М.: Химия, 1990. 192 с.
COMPARATIVE EVALUATION OF THE EFFECTIVENESS OF CURRENT AND FUTURE ANTI-WEAR ADDITIVES TO JET FUELS
Goryunova A.K., Kondratenko V.V., Nikitin I.M., Suzikov V.V.
A comparative study of the effectiveness of anti-wear additives to jet fuels Hitec-580, DNA and a mixture of tallow fatty acids was undertaken. It was proved that DNA additive is more effective than the additive Hitec-580, it im-
Civil Avition High TECHNOLOGIES
Vol. 19, № 03, 2016
proves the lubricity of hydrotreated kerosene fractions. A mixture of tallow fatty acids also offers high anti-wear performance.
Key words: jet fuel, lubricity, anti-wear additive.
REFERENCES
1. Sablina Z.A., Gureeva A.A. Prisadki k motornym maslam. (Motor Oil Additives). Ed. 2. M.: Himija, 1977. S. 258.
2. Vishnjakova T.P., Golubeva I.A., Krylov I.F., Lykov O.P. Stabilizatory i modifikatory neftjanyh distiilatnyh topliv. (Stabilizers and Modifiers of Petroleum Distillate Fuels). M.: Himija, 1990. S. 192.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Горюнова Александра Константиновна, аспирант 1 курса Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина, работает в ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России» младшим научным сотрудником 162 лаборатории.
Кондратенко Валерий Викторович, старший научный сотрудник 162 лаборатории ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России».
Никитин Игорь Михайлович, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник 162 лаборатории ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России».
Сузиков Владимир Викторович, научный сотрудник 162 лаборатории ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России».
