CC BY
45
УДК 665.6(075.8)
Т. Ф. Ганиева, Е. А. Галиуллин
УЛУЧШЕНИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВОЙСТВ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ
Ключевые слова: депрессорные присадки, температура застывания, ультразвуковое воздействие.
В данной работе приведены результаты исследований влияния ультразвукового воздействия на депрессорные свойства растворов этиленпропиленового сополимера (СКЭП). Показано, что улучшение депрессорных свойств растворов полимера в олефиновом растворителе после ультразвуковой обработки связано с деструкцией ассоциатов полимера, приводящей к более равномерному их распределению в растворе.
Keywords: depressants, pour point, sonication.
This paper presents the results of studies of the effect of ultrasonic influence on depressant properties of solutions of ethylene-propylene copolymer (EPM). It is shown that improved properties depressant solutions in the olefin polymer solvent after ultrasonic treatment is associated with degradation of the polymer associates, leading to a more uniform distribution in the solution.
Наиболее эффективным и экономически выгодным способом производства топлив с требуемыми низкотемпературными свойствами является использование депрессорных присадок.
В последнее годы значительное внимание стали уделять присадкам на основе этиленпропиленовых сополимеров [1,2].
В данной работе приведены результаты исследований влияния ультразвукового воздействия на депрессорные свойства растворов этиленпропиленового сополимера (СКЭП).
Для исследований были приготовлены растворы СКЭП в олефиновом растворителе различной концентрации.
На первом этапе исследовали депрессорную активность приготовленных растворов полимера и чистого растворителя без предварительной ультразвуковой обработки. С этой целью растворы вводили в дизельное топливо в расчетных количествах, соответствующих содержанию СКЭП в исходном топливе от 0,01 до 0,1% масс. В качестве исходного топлива использовали летнее дизельное топливо Елховского НПЗ с температурой застывания (-14°С). Результаты этих исследований показали, что введение в дизельное топливо чистого растворителя в количестве 0,05 % масс способствует снижению температуры застывания дизельного топлива на 4°С, а применение растворов полимера различной концентрации увеличивает депрессорный эффект до 8°С. Причем максимальный эффект достигается при содержании полимера в топливе 0,05 %; при более высоком содержании наблюдается снижение депрессорного эффекта.
На следующем этапе приготовленные полимерные растворы подвергались
ультразвуковому воздействию в пределах 1^5 минут.
Все образцы, подвергнутые различной степени ультразвукового воздействия, вводили поочерёдно в дизельное топливо.
На рис.1 представлены зависимости температур застывания образцов дизельного топлива, содержащих 0,05% масс, соответственно, растворителя и 30 %-го раствора полимера от
продолжительности их ультразвуковой обработки. Согласно этим зависимостям усиление депрессорных свойств в результате ультразвуковой обработки для раствора полимера более значительно, чем для растворителя. С увеличением продолжительности обработки до 5 мин депрессорная активность возрастает, а с дальнейшим увеличением (до 7 минут) остается неизменной.
Для выяснения причин положительного воздействия ультразвука на депрессорные свойства растворов полимера, были проведены исследования с использованием метода импульсного ЯМР.
Результаты исследований методом импульсного ЯМР растворов полимера различной концентрации (5 ^ 25 % масс), как исходных, так и прошедших ультразвуковую обработку, приведены на рис.2.
В отсутствии обработки заметны тенденции снижения времени релаксации фазы А, что указывает на связывание растворителя полимером (структурирование раствора). Время релаксации фазы Б практически не изменяется.
После обработки ультразвуком с одной и той продолжительностью фаза растворителя в большей степени склонна к снижению времени релаксации с повышением концентрации раствора. Это снижение находится также в прямой зависимости от продолжительности обработки.
Фаза полимера после обработки также имеет тенденцию к снижению времени релаксации с увеличением концентрации раствора. Для каждой концентрации раствора имеет место увеличение времени релаксации фазы полимера с увеличением продолжительности ультразвуковой обработки, что может указывать на деструкцию ассоциатов полимера.
При более высоких концентрациях раствора (выше 15% -ной) требуется большая продолжительность ультразвуковой обработки для достижения существенного результата по увеличению времени релаксации полимера.
Продолжительность ультразвукового воздействия, мин
Рис. 1 - Зависимость депрессорной активности растворителя и 30%-го раствора полимера от продолжительности ультразвукового воздействия: 1 - кривая для растворителя; 2 - кривая для 30%-го раствора полимера
600
«¿100 та
S 0
а к 2 Ф
ср
m
10 20 30
Концентрация раствора,%
■Кривая 1 'Кривая 4
Кривая 2 Кривая 1
Кривая 3 Кривая 2
Рис. 2 - Зависимость времен релаксации растворителя (фаза А) - кривые 1,2,3,4 и полимера (фаза Б) -кривые 11, 21, 31, 41 от концентрации полимерного раствора (при различной продолжительности ультразвуковой обработки): 1, 11 - без обработки; 2, 21, 3, 31, 4, 41 - после обработки в течение: 2,21 - 1 мин; 3,31 - 3 мин; 4, 41 - 5 мин
Таким образом, показано, что улучшение депрессорных свойств растворов полимера в олефиновом растворителе после ультразвуковой обработки связано с деструкцией ассоциатов полимера, приводящей к более равномерному их распределению в растворе.
Литература
1. Башкатова С.Т., Голубенко Ю.С., Винокуров В.А. и др. // ХТТМ. - 2001. - № 3 - С. 27.
2. Ганиева Т.Ф, Кемалов А. Ф. Хазимуратов Р.Х. и др. // Нефтепереработка и нефтехимия. .- 2006. - № 8 - С. 2627.
© Т. Ф. Ганиева - к.т.н., с.н.с., зав. лаб ПНР каф. «Химическая технология переработки нефти и газа» КНИТУ, tomik41@mail.ru; Е. А. Галиуллин - асп. той же кафедры, edward@ingehim.ru.
© T. F. Ganieva, PhD, Head of Perspective Development Directions Laboratory of "Chemical technology of petroleum and gas processing" department of KNRTU, tomik41@mail.ru; E. A. Galiullin, postgraduate student, of in the same department, edward@ingehim.ru.
