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

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 t_кп / С_ВА, представляющая собой соотношение их температур каплепадения tкп и содержания в присадках звеньев винилацетата С_ВА. В области значений t_кп / С_ВА 3,02–4,00 присадки по их депрессорным свойствам являются универсальными. Установлена корреляция между показателем преломления n^D₁₀₀ присадок и комплексной величиной t_кп / С_ВА (R² = 0,975).

1. Башкатова С. Т. Присадки к дизельным топливам: монография. М.: Химия, 1994. 256 с.

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. Vol. 254. P. 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 chainlength // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2022. Vol. 212. P. 110250. https://doi.org/10.1016/j.petrol.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. Vol. 76, no. 40. P. 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 depressordispersant additives on marine fuels and their distillates components // Petroleum Science and Technology. 2018. Vol. 36, no. 24. P. 2099–2105. https://doi.org/10.1080/10916466.2018.1533858.

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. Vol. 46, no. 6. P. 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. Vol. 268. P. 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. Vol. 642. P. 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 ethylenevinyl acetate copolymers for diesel fuel // Fuel. 2020. Vol. 290. P. 120002. https://doi.org/10.1016/j.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., 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. 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-диспергирующая 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.