Оценка влияния продукта этерификации жирных кислот талловых масел на свойства дизельного топлива

Постоянное ужесточение экологических требований к дизельному топливу привело к тому, что из его состава методом гидроочистки стали удалять соединения серы. Это повлекло за собой значительное ухудшение противоизносных свойств дизельного топлива. Для восполнения смазывающей способности в дизельное топливо добавляют кислородсодержащие соединения: карбоновые кислоты, амиды карбоновых кислот, сложные эфиры, полиамины и другие органические соединения. Концентрация присадки зависит от ее природы и составляет от 0,015 до 1,0% масс. Помимо противоизносных присадок, в дизельное топливо добавляют цетаноповышающие, депрессорно-диспергирующие и другие присадки, корректирующие свойства топлива. Предложен метод получения продукта этерификации, который может быть использован для улучшения свойств дизельного топлива. Было установлено, что при температуре 110–115 °С, длительности процесса 120–240 мин, при использовании 3–5% масс. ионообменных смол на жирные кислоты получается продукт этерификации, содержащий до 65% сложных эфиров жирных кислот. Исследовано влияние содержания добавки на смазывающие свойства дизельного топлива. При добавлении от 0,5% масс. такой показатель, как скорректированный диаметр пятна износа, снижается с 615 до 420 мкм, а при добавлении 1,5% – до 230 мкм. Установлено, что добавление продукта этерификации в дизельное топливо приводит к увеличению цетанового числа исходного топлива. При добавлении 6,0% масс. разрабатываемого продукта этерификации цетановое число топлива увеличивается до 51,6 от исходных 43,0 ед. При этом продукт этерификации может быть использован в качестве компонента для приготовления смеси биодизельного топлива В6–В20, согласно ГОСТ 33131-2014.

1. Спиркин В. Г., Мурашев С. В. Противоизносные свойства дизельных топлив с улучшенными экологическими характеристиками // Химия и технология топлив и масел. 1999. N 3. С. 29–30.

2. Митусова Т. Н. Современное состояние производства дизельных топлив. Требования к качеству // Мир нефтепродуктов. 2009. N 9-10. С. 6–9.

3. Махмудова Л. Ш., Ахмадова Х. Х., Хадисова Ж. Т., Абдулмежидова З. А., Пименов А. А., Красников П. Е. Производство низкозастывающих дизельных топлив на российских НПЗ: состояние и перспективы // Российский химический журнал. 2017. Т. 61. N 2. С. 75–97.

4. Туманян Б. П., Щербаков П. Ю., Шарин Е. А., Матин М. Е., Матвеева О. А. Исследование эффективности жирных кислот растительных масел в качестве противоизносных присадок к дизельным топливам // Химия и технология топлив и масел. 2020. N 4. С. 3–11.

5. Короткова Н. П., Ярмолюк Б. М., Любинин И. А., Кочирко Б. Ф. Противоизносные присадки к дизельным топливам. Аналитический обзор литературы // Вопросы химии и химической технологии. 2013. N 3. С. 61–66.

6. Шевченко Е. Б., Суханберлиев А. И., Аббасов М. М., Данилов А. М. Жирные кислоты растительных масел как компоненты противоизносных присадок к дизельному топливу // Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. N 1. С.133–136.

7. Данилов А. М., Паронькин В. П., Меркин А. А. О задачах по созданию отечественного ассортимента присадок для дизельных топлив // Мир нефтепродуктов. 2008. N 2. C. 20–22.

8. Митусова Т. Н. Современное состояние производства присадок к дизельным топливам. Требования к качеству // Мир нефтепродуктов. 2009. N 9-10. С. 10–16.

9. Данилов А. М. О совместимости присадок к топливам // Химия и технология топлив и масел. 1998. N 5. С. 14–16.

10. Данилов А. М. Разработка и применение присадок к топливам в 2006–2010 гг. // Химия и технология топлив и масел. 2011. N 6. С. 41–51.

11. Зиннатуллина Г. М., Алипов Д. Е., Баулин О. А., Шахова Ф. А., Мухамадеева А. И., Карпенко Е. М. [и др.]. Влияние присадок на эксплуатационные и экологические характеристики дизельных топлив // Нефтегазовое дело. 2014. Т. 12. N 2. С. 92–99.

12. Гришин Д. Ф. Депрессорные, противоизносные и антиокислительные присадки к гидроочищенным дизельным топливам с низким и ультранизким содержанием серы (обзор) // Нефтехимия. 2017. Т. 57. N 5. С. 489–502. https://doi.org/10.7868/S0028242117050094.

13. Митусова Т. Н., Калинина М. В., Сафонова Е. Е. О нежелательных побочных эффектах противоизносных присадок к дизельным топливам // Мир нефтепродуктов. 2010. N 5. С. 51–53.

14. Данилов А. М., Овчинников К. А., Бартко Р. А. Задачи и практические результаты импортозамещения в области присадок к топливам и смазочным маслам // Экспозиция Нефть Газ. 2017. Т. 54. N 1. С. 17–19.

15. Зинина Н. Д., Тимашова А. Л., Павловская М. В., Гришин Д. Ф. Противоизносная присадка к дизельному топливу с ультранизким содержанием серы // Нефтехимия. 2014. Т. 54. N 5. С. 399–404.

16. Дубровский Д. А., Семёнов И. А., Кузора И. Е., Старикова О. В., Артемьева Ж. Н., Дьячкова С. Г. [и др.]. Расширение ассортимента присадок к базовым топливам в АО «АНХК». Проблемы и перспективы // Мир нефтепродуктов. 2018. N 12. С. 6–15.

17. Бочаров А. П., Левина Л. А., Резниченко И. Д. Испытания и внедрение противоизносной присадки Байкат, разработанной ОАО «АЗКиОС» // Мир нефтепродуктов. 2010. N 1. С. 14–15.

18. Govorin A. S., Gubanov N. D., Konovalov N. P. Esterification of tall oil fatty acids using ion exchange resins in order to produce energy-efficient engine oil // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 408. P. 012074. https://doi.org/10.1088/1755-1315/408/1/012074.

19. Кэ Пэн, Якупов Н. В., Гаеткулова Г. К., Рахимов М. Н., Давлетшин А. Р., Хамзин Ю. А. [и др.]. Получение перспективных кислородосодержащих компонентов моторных топлив // Нефтегазовое дело. 2019. N 3. С. 164–176.

20. Shakoor Z. M., Sukkar K. A., Baqer M. S. Reaction kinetics of acetic acid and n-butanol esterification catalyzed by Dowex 50 catalyst // Engineering and Technology Journal. 2011. Vol. 29, no. 10. Р. 2060–2072.

21. Govorin A. S., Konovalov N. P., Gubanov N. D. Study in fatty acids of tall oils and their products of esterification by the method of IR spectrometry for analytical control of preparation of esters // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1942. P. 012018. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1942/1/012018.