Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕПРЕССОРНЫХ ПРИСАДОК НА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ В ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВАХ'

ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕПРЕССОРНЫХ ПРИСАДОК НА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ В ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВАХ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
116
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДЕПРЕССОРНО-ДИСПЕРГИРУЮЩИЕ ПРИСАДКИ / ДИЗЕЛЬНЫЕ ТОПЛИВА / ДИАЛИЗ ПРИСАДОК / НЕФТЕПРОДУКТЫ / ИК-СПЕКТРОСКОПИЯ / ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКАЯ ВЯЗКОСТЬ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Яковлев Н.С., Агаев С.Г.

Работа посвящена исследованию влияния физико-химических свойств депрессорных присадок на их эффективность в дизельных топливах различного химического и фракционного состава. Использовано дизельное топливо утяжеленного фракционного состава, летнее и судовое дизельные топлива. Определены физико-химические свойства топлив: температура помутнения, температура застывания, плотность, вязкость, фракционный состав и содержание углеводородов, образовавших комплекс с карбамидом. Установлено содержание и молекулярно-массовое распределение индивидуальных н-алканов в дизельных топливах. Использованы зарубежные депрессорно-диспергирующие присадки: Dodiflow с шифрами 4971, 5416, 5817 и 7118, Keroflux с шифрами 3501, 5696а и Ofi-8863. Из товарной формы присадок методом диализа через полупроницаемые резиновые мембраны выделены их активные начала. Определены температура каплепадения активного начала присадок, их характеристическая вязкость в керосине и показатель преломления при 100 ºС. По данным инфракрасной спектроскопии активного начала присадок определено содержание звеньев винилацетата и разветвленность алифатических радикалов депрессорных присадок. Установлена взаимосвязь между физико-химическими свойствами депрессорно-диспергирующих присадок и их эффективностью в дизельных топливах. Наибольшей эффективностью в топливах обладают присадки с относительно высокой температурой плавления, со средней характеристической вязкостью и низкой разветвленностью алифатических звеньев в структуре полимеров. Расход присадок для получения максимальной депрессии температуры застывания снижается с переходом от летнего к судовому топливу и далее к дизельному топливу утяжеленного фракционного состава. Для прогнозирования эффективности депрессорных присадок предложена комплексная величина tкп / СВА, представляющая собой соотношение их температур каплепадения tкп и содержания в присадках звеньев винилацетата СВА. В области значений tкп / СВА 3,02-4,00 присадки по их депрессорным свойствам являются универсальными. Установлена корреляция между показателем преломления nD100 присадок и комплексной величиной tкп / СВА (R² = 0,975).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Яковлев Н.С., Агаев С.Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF DEPRESSOR ADDITIVES ON THEIR PERFORMANCE IN DIESEL FUELS

The work investigates the influence of the physicochemical properties of depressor additives on their performance in diesel fuels of various chemical and fractional compositions. Heavy, summer and marine diesel fuels were used. The following physicochemical properties of fuels were determined: cloud point, freezing point, density, viscosity, fraction composition and hydrocarbon content that formed a complex with carbamide. The content and molar mass distribution of individual n-alkanes in diesel fuels were determined. The following foreign depressant-dispersing additives were used: Dodiflow with codes 4971, 5416, 5817 and 7118, Keroflux with codes 3501, 5696a and Ofi-8863. Their active agents were isolated from the commercial additives by dialysis using semi-permeable rubber membranes. The dropping point of the active agents, their intrinsic viscosity in kerosene and the refractive index at 100 °C were identified. The content of vinyl acetate components and the degree of branching of aliphatic radicals of depressor additives were determined using infrared spectroscopy of the active agents. The relationship between the physicochemical properties of depressor-dispersing additives and their performance in diesel fuels was established. Additives characterised by a relatively high melting point, an average intrinsic viscosity and low branching of aliphatic compounds in the polymer structure exhibit the best performance in fuels. The consumption of additives to achieve the maximum depression of freezing point decreases with the transition from summer to marine fuel and further to heavy diesel fuel. A complex tкп / СВА value, comprising the ratio of the dropping points tкп and the content of vinyl acetate components in the additives, was proposed as a means of predicting the efficiency of depressant additives СВА. In the range of tкп / СВА values of 3.02-4.00 the additives have universal depressant properties. A correlation was established between the refractive index nD100 of additives and the complex value tкп / СВА (R2 = 0.975).

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕПРЕССОРНЫХ ПРИСАДОК НА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ В ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВАХ»

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Научная статья УДК 662.7

DOI: https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-4-612-619

Влияние физико-химических свойств депрессорных присадок на их эффективность в дизельных топливах

Николай Семенович Яковлев, Славик Гамид оглы Агаев

Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень, Российская Федерация Автор, ответственный за переписку: Яковлев Николай Семенович, jakovlevns@tyuiu.ru

Аннотация. Работа посвящена исследованию влияния физико-химических свойств депрессорных присадок на их эффективность в дизельных топливах различного химического и фракционного состава. Использовано дизельное топливо утяжеленного фракционного состава, летнее и судовое дизельные топлива. Определены физико-химические свойства топлив: температура помутнения, температура застывания, плотность, вязкость, фракционный состав и содержание углеводородов, образовавших комплекс с карбамидом. Установлено содержание и молекулярно-массовое распределение индивидуальных н-алканов в дизельных топливах. Использованы зарубежные депрессорно-диспергирующие присадки: Dodiflow с шифрами 4971, 5416, 5817 и 7118, Keroflux с шифрами 3501, 5696а и Ofi-8863. Из товарной формы присадок методом диализа через полупроницаемые резиновые мембраны выделены их активные начала. Определены температура каплепадения активного начала присадок, их характеристическая вязкость в керосине и показатель преломления при 100 °С. По данным инфракрасной спектроскопии активного начала присадок определено содержание звеньев винилацетата и разветвленность алифатических радикалов депрессорных присадок. Установлена взаимосвязь между физико-химическими свойствами депрессорно-диспергирующих присадок и их эффективностью в дизельных топливах. Наибольшей эффективностью в топливах обладают присадки с относительно высокой температурой плавления, со средней характеристической вязкостью и низкой разветвленностью алифатических звеньев в структуре полимеров. Расход присадок для получения максимальной депрессии температуры застывания снижается с переходом от летнего к судовому топливу и далее к дизельному топливу утяжеленного фракционного состава. Для прогнозирования эффективности депрессорных присадок предложена комплексная величина tKn/Сва, представляющая собой соотношение их температур каплепадения tK„ и содержания в присадках звеньев винилацетата Сва. В области значений UJСва 3,02-4,00 присадки по их депрессорным свойствам являются универсальными. Установлена корреляция между показателем преломления ní0o присадок и комплексной величиной ík„/Cba (R2 = 0,975).

Ключевые слова: депрессорно-диспергирующие присадки, дизельные топлива, диализ присадок, нефтепродукты, ИК-спектроскопия, характеристическая вязкость

Благодарности. Исследование выполнено с использованием оборудования ЦКП «Центр перспективных исследований и инновационных разработок» Тюменского индустриального университета.

Для цитирования: Яковлев Н. C., Агаев C. Г. Влияние физико-химических свойств депрессорных присадок на их эффективность в дизельных топливах // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. N 4. C. 612-619. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-4-612-619.

CHEMICHAL TECHNOLOGY

Original article

Influence of physicochemical properties of depressor additives on their performance

in diesel fuels

Nikolay S. Yakovlev, Slavik G. Agaev

Tyumen industrial university, Tyumen, Russian Federation Corresponding author: Nikolay S. Yakovlev, jakovlevns@tyuiu.ru

Abstract. The work investigates the influence of the physicochemical properties of depressor additives on their performance in diesel fuels of various chemical and fractional compositions. Heavy, summer and marine

© Яковлев Н. C., Агаев C. Г, 2022

diesel fuels were used. The following physicochemical properties of fuels were determined: cloud point, freezing point, density, viscosity, fraction composition and hydrocarbon content that formed a complex with carbamide. The content and molar mass distribution of individual n-alkanes in diesel fuels were determined. The following foreign depressant-dispersing additives were used: Dodiflow with codes 4971, 5416, 5817 and 7118, Keroflux with codes 3501, 5696a and Ofi-8863. Their active agents were isolated from the commercial additives by dialysis using semi-permeable rubber membranes. The dropping point of the active agents, their intrinsic viscosity in kerosene and the refractive index at 100 °C were identified. The content of vinyl acetate components and the degree of branching of aliphatic radicals of depressor additives were determined using infrared spectroscopy of the active agents. The relationship between the physicochemical properties of depressor-dispersing additives and their performance in diesel fuels was established. Additives characterised by a relatively high melting point, an average intrinsic viscosity and low branching of aliphatic compounds in the polymer structure exhibit the best performance in fuels. The consumption of additives to achieve the maximum depression of freezing point decreases with the transition from summer to marine fuel and further to heavy diesel fuel. A complex tm/CBA value, comprising the ratio of the dropping points t„n and the content of vinyl acetate components in the additives, was proposed as a means of predicting the efficiency of depressant additives Cba. In the range of tm/CBA values of 3.02-4.00 the additives have universal depressant properties. A correlation was established between the refractive index nf00 of additives and the complex value tun/Cba (R2 = 0.975).

Keywords: depressor-dispersing additives, diesel fuels, dialysis of additives, petroleum products, IR spectroscopy, intrinsic viscosity

Acknowledgements. The study was carried out using the equipment of the Center for Advanced Research and Innovative Developments of the Tyumen Industrial University.

For citation: Yakovlev N. S., Agaev S. G. Influence of physicochemical properties of depressor additives on their performance in diesel fuels. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2022;12(4):612-619. (In Russian). https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-4-612-619.

ВВЕДЕНИЕ

Использование депрессорных присадок (ДП) в дизельных топливах (ДТ) является одним из наиболее экономически целесообразных методов улучшения их низкотемпературных свойств [1-6]. Депрессорные присадки повышают такие показатели качества ДТ, как текучесть (температура застывания), температура помутнения и предельная температура фильтруемости (ПТФ). Депрессорные присадки должны также предотвращать коагуляцию и седиментацию кристаллизующихся парафиновых углеводородов [7]. Эффективность депрессорных присадок определяется их химическим строением [2, 8, 9], а также физико-химическими свойствами ДТ [1, 3, 10, 11]. Считается, что для понижения температуры застывания ДТ наиболее эффективны депрессорные присадки на основе полиакрилатов, поливинилацета-тов и их сополимеров [2, 8, 9]. Азотсодержащие депрессорные присадки более эффективны при снижении предельной температуры фильтруемости и температуры помутнения (начала кристаллизации) ДТ [11-13]. Эффективность депрессорных присадок для снижения температуры застывания определяется содержанием и моле-кулярно-массовым распределением н-алканов в ДТ [1, 10, 14], содержанием в ДТ ароматических углеводородов [6], а также температурами начала помутнения парафиновых углеводородов и температурами помутнения депрессорных присадок в ДТ [1, 3, 6, 11]. Высокую эффективность ДП в Дт достигают оптимизацией молекулярной массы присадок и оптимизацией гидро-фильно-липофильного баланса (ГЛБ) полярных и углеводородных структур присадок [2, 3, 11, 12].

ГЛБ и молекулярная масса присадок определяют их температуру плавления и температуру помутнения в Дт. Следовательно, температура плавления является комплексной характеристикой депрессорных присадок и косвенно учитывает их молекулярную массу, природу и содержание в них полярной части [11-13]. Полярная часть присадок определяет их межмолекулярные взаимодействия с н-алканами с образованием ассоциированных комплексов в предкристаллизационной области ДТ и в процессе формирования структуры и формы кристаллов парафина [4, 9-12].

Целью работы является исследование влияния физико-химических свойств депрессорных присадок на их эффективность в ДТ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Исследование эффективности депрессорных присадок проводили на ДТ утяжеленного фракционного состава, летнем и судовом ДТ (табл. 1). Молекулярно-массовое распределение индивидуальных н-алканов в ДТ определяли на хроматографе Кристалл-5000 (ЗАО СКБ «Хроматэк», Россия). По данным хроматографии н-алканы распределены на низкоплавкие (ХС12-14), среднеплавкие (ХС15-18) и высокоплавкие (ХС19+) (см. табл. 1). Температуру застывания ДТ определяли по ГОСТ 20287-91, температуру их помутнения - по ГОСТ 5066-2018.

Содержание углеводородов, образовавших комплекс с карбамидом, определяли известным способом [15]. Другие показатели ДТ приняты по производственным данным. Использованы зарубежные депрессорно-диспергирующие присадки: Dodiflow с шифрами 4971, 5416, 5817 и 7118,

Таблица 1. Физико-химические свойства дизельных топлив Table 1. Physical and chemical properties of diesel fuels

Показатели Значения показателей дизельных топлив

утяжеленного

летнее судовое фракционного состава

Температура помутнения, °С -4,0 +2,0 +6,0

Температура застывания, °С -13,0 -5,0 0

Плотность при 20 °С, кг/м3 826,0 844,0 853,0

Вязкость при 20 °С, мм2/с 4,7 6,9 9,3

Фракционный состав, об. % Выкипает при температуре, °С

10 184,0 187,0 291,0

50 270,0 285,0 335,0

90 360,0 366,0 375,0

96 381,0 394,0 383,0

Содержание фракций н-алканов XC12-14 47,9 23,3 1,1

в дизельных топливах от общей суммы XC15-18 31,3 37,1 20,6

в топливе, масс. % Xc19+ 20,8 39,6 78,3

Содержание углеводородов, образовавших комплекс с карбамидом, масс. % 20,8 21,0 32,8

Средняя температура плавления н-алканов дизельных 2,3 25,0 36,1

топлив по данным хроматографии, °С

Температура вспышки в закрытом тигле, °С 62,0 66,0 -

Массовая доля серы, % 0,2 0,4 -

КегоАих с шифрами 3501, 5696а и ОА-886312 [16]. Выбор присадок обусловлен их применением на нефтеперерабатывающих заводах, где были отобраны исследуемые топливные фракции. Товарные формы присадок представляют собой активное начало присадок в углеводородных растворителях. Активное начало присадок из их товарной формы выделяли методом диализа через полупроницаемые резиновые мембраны [17]. Диализ присадок проводился с использо-

ванием в качестве растворителя н-гексана с получением концентрата (активное начало присадок) и диализата.

По результатам диализа определяли содержание активного начала присадок в товарной форме (табл. 2).

Определены следующие физико-химические свойства активного начала присадок: температура каплепадения tK„ по Уббелоде (ГОСТ 6793-74), характеристическая вязкость, показатель пре-

Таблица 2. Физико-химические свойства активного начала депрессорных присадок Table 2. Physical and chemical properties of the active principle of pour point depressants

Показатели Dodiflow и их шифры Keroflux и их шифры Ofi

4971 5416 5817 7118 3501 5696a 8863

Пуд/C, *102 5,78 8,76 6,89 5,41 3,29 8,41 5,47

tun, C 27,5 69 64 64 44 47 56

Сеа, % масс. 17,4 14,7 21,2 16,0 19,5 19,8 28,3

tun/Сеа 1,58 4,69 3,02 4,00 2,26 2,37 1,98

D П100 1,443 1,468 1,457 1,462 1,446 1,448 1,444

СДП, % масс. 16 26 36 33 23 19 35

Примечание. Сва - содержание звеньев винилацетата в присадках; п0ш - показатель преломления присадок при 100 °С; СДкП - содержание активного начала в присадках, % масс.; Пуд/С, *102 - характеристическая вязкость присадок; tK„ - температура каплепадения присадок.

''Refinery Additives for Middle Distillates // BASF [Электронный ресурс]. URL: https://automotive-transportation.basf.com/ global/en/fuel-and-lubricants/fuel-and-lubricant-solutions/refinery-additives-for-middle-distillates.html (26.08.2022).

2Присадка для дизтоплива OFI // Справочно-информационная система «Роспроизводитель» [Электронный ресурс]. URL: http://rosproizvoditel.ru/goods/2794-prisadka-dlya-diztoplivo-ofi-76507660-depressornaya (26.08.2022).

ломления при 100 °С ni0o (рефрактометр Аббе NAR-2T, Япония). ИК-спектры активного начала присадок сняты на ИК-Фурье спектрометре Nikolet 380 (Thermo Electron Corporation, США) (табл. 3).

Характеристическую вязкость присадок Пуд/С определяли в растворе керосина марки РТ на автоматическом вискозиметре (AND Vibroviskometer SV-10, Япония). Характеристическая вязкость присадок позволяла оценить относительную среднюю молярную массу активного начала присадок: большему значению вязкости соответствует большая молярная масса (см. табл. 2) [18].

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Физико-химические показатели ДТ изменяются в широких пределах. Содержание и молекуляр-но-массовое распределение н-алканов в ДТ отражается на их температуре застывания и помутнения (см. табл. 1). Физико-химические показатели депрессорных присадок также изменяются в широких пределах (см. табл. 2). Характеристические полосы поглощения в инфракрасной спектроскопии (ИКС) для концентратов в основном подтверждают данные производителей по химическому строению присадок. Данные ИКС использованы для расчета относительных интенсивностей вА функциональных групп [19, 20] (см. табл. 3). По данным ИКС определено содержание звеньев винилацетата Сва. Содержание звеньев винилацетата изменяется в пределах (см. табл. 2) от 14,7 (Dodiflow-5416) до 28,3 (Ofi-8863). Все присадки являются сополимерами этилена и винилацетата. В ИК-спектре присадки Keroflux-3501 присутствуют слабые полосы поглощения 1645 и 1548 см-1, подтверждающие данные производителя о присутствии в присадке амидных групп12. В другой присадке этой фирмы Keroflux-5696а вопреки утверждениям производителя такие полосы поглощения не обнаружены. Это может быть связано с неселективным диализом присадок и потерей азотсодержащих компонентов присадки с диализатом. Установлена корреляционная зависимость между показателем преломления при

Таблица 3. Относительная интенсивность вА характеристических полос поглощения в ИК-спектроскопии активного начала депрессорных присадок

Table 3. Relative intensity вА of the characteristic absorption bands in the IR spectroscopy of the active principle of the pour point depressants

Функциональные 0A* Dodiflow и их шифры Keroflux и их шифры OFI

<Q. группы 4971 5416 5817 7118 3501 5696a 8863

_o с с ^ 01461 2,78 2,99 2,56 2,20 3,00 2,74 3,81

Ci <u в'1461 2,06 2,44 1,92 1,79 2,27 2,31 3,15

_o X _0 c; ro X о s ацетатные 01372 2,92 2,89 2,86 2,67 2,95 3,06 3,32

01372 2,17 2,36 2,14 2,17 2,23 2,57 2,75

X N-содержащие 02850 - - - - 0,27 - -

01461

алифатические 0,95 1,03 0,90 0,82 1,02 0,90 1,15

Примечание. * - отношение интенсивности полос поглощения функциональной группы относительно базовой полосы поглощения А.

100 °С Люо концентрата присадок и комплексной величиной бя/СвА, выраженной отношением температуры каплепадения Ъп концентрата присадок и содержанием звеньев винилацетата (Сва) в нем (рис. 1). Для характеристики разветвленности алифатических звеньев в структуре присадок использована относительная интенсивность характеристических полос поглощения в ИКС активного начала депрессорных присадок в1^ [16, 19, 20] (см. табл. 3).

Эффективность депрессорных присадок оценивали по максимальной депрессии температур застывания А^ах и помутнения дСах топлив, а также по расходу присадок при А^" и дСах (табл. 4). Чем выше значения АС" и и чем меньше расход присадок, тем более эффективны присадки.

4D

1,470

1,465 1,460 1,455 1,450 1,445 1,440

ш у = 0,0085х+ 1,4283 Кд = 0.9747

S

< > /

/ /

1,00

2,00

4,00

5,00

3,00 ^кп'СвА

Рис. 1. Корреляционная зависимость показателя преломления при 100 °С ПОо концентрата присадок (у) от комплексной величины Ь<л_ (x)

Сва

Fig.1. Correlation dependence of the refractive index at 100 °C of the additive concentrate (у) nOo on the complex value Ь<л_ (x) Сва

Эффективность присадок определяется их структурой и физико-химическими свойствами, а также физико-химическими свойствами ДТ (см. табл. 1-4). В топливе утяжеленного фракционного состава наиболее эффективны присадки Dodiflow-5416, 5817 и 7118 (см. табл. 4). Все три присадки имеют высокую температуру каплепадения концентрата - 64-69 °С. Присадки характеризуются высокими значениями их характеристической вязкости (см. табл. 2). Алифатические звенья в структуре этих присадок по данным ИК-спектроскопии (см. табл. 3) имеют невысокую разветвленность. Высокую эффективность в топливе утяжеленного фракционного состава проявляет присадка ОА-8863, отличающаяся от других присадок аномальными свойствами (см. табл. 2, 3). Другие присадки, характеризующиеся неблагоприятным сочетанием физико-химических показателей, менее эффективны в ДТ утяжеленного фракционного состава.

В летнем топливе наибольшая эффективность у присадок Dodiflow-5817 и 7118. Максимальная депрессия температуры застывания в их присутствии ДС* более 32 °С (см. табл. 4). Другие присадки, характеризующиеся неблагоприятным сочетанием физико-химических показателей, менее эффектив-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ны в этом топливе. Присадка ОА-8863 в летнем ДТ из-за ее высокой полярности (содержание вини-лацетатных звеньев в ее структуре 28,3 масс. %, см. табл. 2) может повышать температуру помутнения летнего ДТ при ее содержании 0,5-1,0% масс. с минус 4 до 1 °С (данные в табл. 4 не приводятся).

Максимальная депрессия температуры застывания в судовом ДТ (29-35 °С) наблюдается для присадок Dodiflow-5817 и 7118. Менее эффективны по депрессии температуры застывания другие присадки серии Dodiflow, присадка ОА-8863 и присадки серии КегоАих. Однако эти присадки характеризуются относительно низким расходом для достижения максимальной депрессии температуры застывания. При приблизительно одинаковой депрессии температуры застывания ДТ в присутствии присадок серии Dodiflow расход присадок уменьшается с утяжелением топлива (см. табл. 4).

Депрессорно-диспергирующие присадки по их влиянию на температуру помутнения ДТ малоэффективны (см. табл. 4). Несколько более эффективны присадки в судовом топливе. Причем расход присадок (0,01-0,1 масс. %) самый низкий по сравнению с этими же присадками в 2-х других топливах. Делать выводы по снижению темпера-

Таблица 4. Влияние депрессорных присадок на температуру застывания и помутнения дизельных топлив Table 4. The effect of pour point depressants on the pour point and cloud point of diesel fuel

н d Показатели , ,max д .max по дtз и Дгп Максимальная депрессия температуры застывания М™и помутнения АС* дизельных топлив (°С) в присутствии присадок

при С , г дп' % масс. Dodiflow 4971 Dodiflow 5416 Dodiflow 5817 Dodiflow 7118 Keroflux 3501 Keroflux 5696а Ofi 8863

температура застывания (исходная - 13 °С)

, .max Ats 20 19 >32 >32 18 19 20

е <u н С , % масс. дп 0,5-1,0 0,5 1,0 1,0 0,1 0,1 0,1-0,5

т <u л температура помутнения (исходная -4 °С)

дС, °С 0 0 2 1 0 1 1

С , % масс. дп' 0,01-1,0 0,01-1,0 0,1 0,1 0,01-1,0 0,1 0,1

температура застывания (исходная -5 °С)

, .max ди 19 21 29 35 23 26 22

о m С , % масс. дп 0,25 0,05 0,5-1,0 0,25 0,1 0,05-0,1 0,1

о с температура помутнения (исходная 2 °С)

дС, °С 0,5 1 2 2 2 1 2

С , % масс. дп 0,01 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,1

температура застывания (исходная 0 °С)

, .max ди 23 31 32 35 22 12-13 31

УФС С , % масс. дп 0,5 0,1 0,1 0,1 0,1 0,5 0,05

температура помутнения (исходная 6 °С)

дС, °С 1 0 1 1 0 1 0

С , % масс. дп' 0,1 0,01-1,0 0,5 1,0 0,01-1,0 0,5 0,01-1,0

Примечание. Обозначения: Д/™х и Д^ах - максимальная депрессия температуры застывания и помутнения соответственно; С - содержание присадки при ДС™ и ДСах.

туры помутнения топлив в присутствии присадок не следует, поскольку обнаруженные эффекты незначительны.

Различия в эффективности депрессорных присадок и выделенных из них методом диализа [17] концентратов и диализатов показаны на примере присадки КегоАих-3501 в ДТ утяжеленного фракционного состава (рис. 2).

Максимальная депрессия температуры застывания в ДТ в присутствии концентрата присадки обнаруживается при более низком его содержании по сравнению с присадкой. Некоторым депрессор-ным действием обладает и диализат этой присадки. Разделение присадок происходит по молекулярной массе компонентов. Различий в действии присадки и ее компонентов на температуру помутнения не обнаружено. Преимуществом выделения активного начала методом диализа [17] перед отгонкой растворителя из товарной формы присадок [16, 20] является использование низких температур, которые исключают полимеризацию компонентов, входящих в состав присадок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Впервые для выделения активного начала депрессорных присадок из их товарной формы использован диализ через резиновые полупроницаемые мембраны. Наибольшей эффективностью в топливах обладают присадки с относительно высокой температурой плавления, со средней характеристической вязкостью и низкой разветвленностью алифатических звеньев в структуре полимеров. Расход присадок для получения максимальной депрессии температуры застывания снижается с переходом от летнего к судовому и далее к ДТ утяжеленного фракционного состава. Для прогнозирования эффективности депрессорных присадок

0 ОД 0,2 0,3 0,4 0,5

Содержание присадки и ее компонентов, % масс.

Рис. 2. Зависимость температуры застывания дизельного топлива утяжеленного фракционного состава от содержания присадки Keroflux-3501 и ее компонентов: 1 - присадка; 2 - концентрат;

3 - диализат

Fig. 2. Relationship between the pour point of heavy fractional diesel fuel and the content of Keroflux-3501 additive and its components: 1 - additive;

2 - concentrate; 3 - dialysate

предложена комплексная величина Йш/Сва, характеризующаяся соотношением их температуры капле-падения и содержания в присадках звеньев вини-лацетата Сва. В области значений Йш/Сва 3,02-4,00 присадки по их депрессорным свойствам являются универсальными. Установлена корреляция между показателем преломления nfto присадок и комплексной величиной Йкп/Сва.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Башкатова С. Т. Присадки к дизельным топли- 2018. Vol. 36, no. 24. P. 2099-2105. https://doi.org/1 вам: монография. М.: Химия, 1994. 256 с. 0.1080/10916466.2018.1533858.

2. Feihe R., Yilin L., Bin S., Chenchen W., Jincan Ya., 6. Han S., Zeng K., Shen S. D., Tan F. Z. Reaction Hualin L., et al. Structure regulation and influence of pore depressants and solvents // Chemistry and of comb copolymers as pour point depressants on Technology of Fuels and Oils. 2011. Vol. 46, no. 6. low temperature fluidity of diesel fuel // Energy. 2022. P. 378-384. https://doi.org/10.1007/s10553-011-0238-7. Vol. 254. P. 124438. https://doi.org/10.1016/j.energy. 7. Chen F. F., Liu J. B., Yang T. S., Yin S. Y., Su B. T., 2022. 124438. Xie M. Y., et al. Influence of maleic anhydride-co-methyl

3. Kurniawan M., Norrman J., Paso K. Pour point benzyl acrylate copolymers modified with long-chain depressant efficacy as a function of paraffin chain- fatty amine and long-chain fatty alcohol on the cold length // Journal of Petroleum Science and Engineering. flow properties of diesel fuel // Fuel. 2020. Vol. 268. 2022. Vol. 212. P. 110250. https://doi.org/10.1016/j. P. 117392. https://doi.org/10.1016/j.fuel. 2020.117392. petrol.2022.110250. 8. Li X., Yuan M., Xue Y., Lin H., Han Sh. Tetradecyl

4. Kirgina M., Bogdanov I., Altynov A., Belinskaya N., methacrylate-N-methylolacrylamide copolymer: a low Orlova A., Nikonova N. Studying the impact of different concentration and high-efficiency pour point depressant additives on the properties of straight-run diesel fuels for diesel // Colloids and Surfaces A: Physicochemical with various hydrocarbon compositions // Oil & Gas and Engineering Aspects. 2022. Vol. 642. P. 128672. Science and Technology. 2021. Vol. 76, no. 40. P. 1-13. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.128672. https://doi.org/10.1051/ogst/2021018. 9. Hualin L., Suya Y., Baoting S., Yuan X., Sheng H.

5. Kondrasheva N. K., Rudko V. A., Kondrashev D. O., Research on combined-pour point depressant of Konoplin R. R., Smyshlyaeva K. I., Shakleina V. S. methacrylate-acrylamide copolymers and ethylene-Functional influence of depressor and depressor- vinyl acetate copolymers for diesel fuel // Fuel. dispersant additives on marine fuels and their distillates 2020. Vol. 290. P. 120002. https://doi.org/10.1016/j. components // Petroleum Science and Technology. fuel.2020.120002.

10. Burov E. A., Ivanova L. V., Koshelev V. N., Sorokina A. S. Influence of group hydrocarbon composition of diesel fuels on depressant additive efficiency // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2020. Vol. 56, no. 2. P. 149-156. https://doi. org/10.1007/s10553-020-01123-9.

11. Агаев С. Г., Гуров Ю. П., Землянский Е. О. Фазовые переходы и структурообразование в модельных системах твердых углеводородов и депрессорных присадок // Нефтепереработка и нефтехимия. 2004. N 9. С. 37-40.

12. Агаев С. Г., Гребнев А. Н., Землянский Е. О. Ингибиторы парафиновых отложений бинарного действия // Нефтепромысловое дело. 2008. N 9. С.46-52.

13. Yang T. S., Wu J. J., Yuan M. X., Li X., Yin S. Y., Su B. T., et al. Influence of polar groups on the depressive effects of polymethacrylate polymers as cold flow improvers for diesel fuel // Fuel. 2021. Vol. 290. P. 120035. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.120035.

14. Caoa J., Liua L., Liua Ch., Heab Ch. Phase transition mechanisms of paraffin in waxy crude oil in the absence and presence of pour point depressant // Journal of Molecular Liquids. 2022. Vol. 345. P. 116989. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.116989.

15. Ismailov A. G., Babaev I. D., Agaeva S. M., Abdullaev E. Sh., Shteinshnaider G. M., Akhun-

dova M. M., et al. Increasing the yields of paraffins and winter-grade diesel fuel in urea dewaxing // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 1980. Vol. 16, no. 5-6. P. 372-374. https://doi.org/10.1007/BF00727152.

16. Зинина Н. Д., Симанская К. Ю., Павловская М. В., Гришин Д. Ф. Депрессорно-диспергиру-ющая присадка для гидроочищенного экологически чистого дизельного топлива // Нефтепереработка и нефтехимия. 2014. N 8. С. 37-40.

17. Klevtsov V. P., Fialko M. M., Gankina N. L., Rassadina N. F., Fridman R. M. Dialysis of additives in rubber membranes // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 1973. Vol. 9, no. 4. P. 276-278. https://doi.org/10.1007/bf00730417.

18. Yigit Y., Kilislioglu A., Karakus S., Baydogan N. Determination of the intrinsic iscosity and molecular weight of poly(methyl methacrylate) blends // Journal of Investigations on Engineering & Technology. 2019. Vol. 2, no. 2. P. 34-39.

19. Stuart B. H. Infrared spectroscopy: fundamentals and applications. John Wiley & Sons, 2004. 224 p. https://doi.org/10.1002/0470011149.

20. Cristante M., Selves J.-L., Grassy G., Orrit J., Garland E. Choice of paraffin inhibitors for crude oils by principal component analysis // Analytica Chimica Acta. 1990. Vol. 229, no. 2. P. 267-276. https://doi. org/10.1016/s0003-2670(00)85138-7.

1. Bashkatova S. T. Additives to diesel fuels: monograph. Moscow: Khimiya; 1994, 256 p. (In Russian).

2. Feihe R., Yilin L., Bin S., Chenchen W., Jincan Ya., Hualin L., et al. Structure regulation and influence of comb copolymers as pour point depressants on low temperature fluidity of diesel fuel. Energy. 2022;254:124438. https://doi.org/10.1016/j.energy. 2022.124438.

3. Kurniawan M., Norrman J., Paso K. Pour point depressant efficacy as a function of paraffin chain-length. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2022;212:110250. https://doi.org/10.1016/j.pet-rol.2022.110250.

4. Kirgina M., Bogdanov I., Altynov A., Belinskaya N., Orlova A., Nikonova N. Studying the impact of different additives on the properties of straight-run diesel fuels with various hydrocarbon compositions. Oil & Gas Science and Technology. 2021 ;76(40):1-13. https://doi. org/10.1051/ogst/2021018.

5. Kondrasheva N. K., Rudko V. A., Kondrashev D. O., Konoplin R. R., Smyshlyaeva K. I., Shakleina V. S. Functional influence of depressor and depressor-dispersant additives on marine fuels and their distillates components. Petroleum Science and Technology. 2018;36(24):2099-2105. https://doi.org/10.1080/109 16466.2018.1533858.

6. Han S., Zeng K., Shen S. D., Tan F. Z. Reaction of pore depressants and solvents. Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2011;46(6):378-384. https://doi.org/10.1007/s10553-011-0238-7.

7. Chen F. F., Liu J. B., Yang T. S., Yin S. Y., Su B. T., Xie M. Y., et al. Influence of maleic anhydride-co-methyl benzyl acrylate copolymers modified with long-chain

fatty amine and long-chain fatty alcohol on the cold flow properties of diesel fuel. Fuel. 2020;268:117392. https://doi.org/10.1016/j.fuel. 2020.117392.

8. Li X., Yuan M., Xue Y., Lin H., Han Sh. Tetradecyl methacrylate-N-methylolacrylamide copolymer: a low concentration and high-efficiency pour point depressant for diesel. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2022;642:128672. https://doi. org/10.1016/j.colsurfa.2022.128672.

9. Hualin L., Suya Y., Baoting S., Yuan X., Sheng H. Research on combined-pour point depressant of methacrylate-acrylamide copolymers and ethylene-vinyl acetate copolymers for diesel fuel. Fuel. 2020;290:120002. https://doi.org/10.1016Zj.fuel.2020. 120002.

10. Burov E. A., Ivanova L. V., Koshelev V. N., Sorokina A. S. Influence of group hydrocarbon composition of diesel fuels on depressant additive efficiency. Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2020;56(2):149-156. https://doi.org/10.1007/s10553-020-01123-9.

11. Agaev S. G., Gurov Yu. P., Zemlyanskii E. O. Phase transitions and structure formation in model systems of solid hydrocarbons and pour point depressants. Neftepererabotka i neftekhimiya. 2004;(9):37-40. (In Russian).

12. Agaev S. G., Grebnev A. N., Zemlyanskii E. O. Binary wax inhibitors. Neftepromyslovoe delo = Oilfield Engineering. 2008;(9):46-52. (In Russian).

13. Yang T. S., Wu J. J., Yuan M. X., Li X., Yin S. Y., Su B. T., et al. Influence of polar groups on the depressive effects of polymethacrylate polymers as cold flow improvers for diesel fuel. Fuel. 2021;290:120035. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.120035.

14. Caoa J., Liua L., Liua Ch., Heab Ch. Phase transition mechanisms of paraffin in waxy crude oil in the absence and presence of pour point depressant. Journal of Molecular Liquids. 2022;345:116989. https://doi.org/10.10167j.molliq.2021.116989.

15. Ismailov A. G., Babaev I. D., Agaeva S. M., Ab-dullaev E. Sh., Shteinshnaider G. M., Akhundova M. M., et al. Increasing the yields of paraffins and winter-grade diesel fuel in urea dewaxing. Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 1980;16(5-6):372-374. https://doi. org/10.1007/BF00727152.

16. Zinina N. D., Simanskaya K. Yu., Pavlov-skaya M. V., Grishin D. F. Depressor-dispersing additive for hydrocleared ecologically pure diesel fuel. Neftepererabotka i neftekhimiya. 2014;(8):37-40. (In Russian).

17. Klevtsov V. P., Fialko M. M., Gankina N. L.,

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Н. С. Яковлев,

к.т.н., доцент,

Тюменский индустриальный университет, 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, Российская Федерация, jakovlevns@tyuiu.ru. https://orcid.org/0000-0003-1822-1795

С. Г. Агаев,

д.т.н., профессор, главный научный сотрудник, Тюменский индустриальный университет, 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, Российская Федерация, lagaslav13@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-8671-6389

Вклад авторов

Н. С. Яковлев - выполнение экспериментальной работы;

С. Г. Агаев, Н. С. Яковлев - написание и подготовка рукописи к печати.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Информация о статье

Поступила в редакцию 21.10.2022. Одобрена после рецензирования 16.11.2022. Принята к публикации 30.11.2022.

Rassadina N. F., Fridman R. M. Dialysis of additives in rubber membranes. Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 1973;9(4):276-278. https://doi.org/10.1007/ bf00730417.

18. Yigit Y., Kilislioglu A., Karakus S., Baydogan N. Determination of the intrinsic iscosity and molecular weight of poly(methyl methacrylate) blends. Journal of Investigations on Engineering & Technology. 2019;2(2):34-39.

19. Stuart B. H. Infrared spectroscopy: fundamentals and applications. John Wiley & Sons; 2004, 224 p. https://doi.org/10.1002/0470011149.

20. Cristante M., Selves J.-L., Grassy G., Orrit J., Garland E. Choice of paraffin inhibitors for crude oils by principal component analysis. Analytica Chimica Acta. 1990;229(2):267-276. https://doi.org/10.1016/ s0003-2670(00)85138-7.

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Nikolay S. Yakovlev,

Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor,

Tyumen Industrial University,

38, Volodarsky St., 625000, Tyumen,

Russian Federation,

jakovlevns@tyuiu.ru

https://orcid.org/0000-0003-1822-1795

Slavik G. Agaev,

Dr. Sci. (Engineering), Professor,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Chief Researcher,

Tyumen Industrial University,

38, Volodarsky St., 625000, Tyumen,

Russian Federation,

lagaslav13@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-8671-6389

Contribution of the authors

N. S. Yakovlev - experiment execution;

S. G. Agaev, N. S. Yakovlev - writing and preparing

the manuscript for publication.

Conflict interests

The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.

The final manuscript has been read and approved by all the co-authors.

Information about the article

The article was submitted 21.10.2022. Approved after reviewing 16.11.2022. Accepted for publication 30.11.2022.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.