Введение к работе
Актуальность проблемы. Всевозрастающие потребности страны в нефти и продуктах её переработки в результате роста потребления электроэнергии и увеличения автомобильного парка делают весьма актуальным экономию моторных топлив, в частности, за счет оснащения автомобилей дизельными двигателями, расходующими до 30 % меньше топлива по сравнению с бензиновыми аналогами. Кроме того, на производство дизельного топлива ( ДТ ) требуется приблизительно в 2,5 раза меньше энергии, чем на производство бензина. Дополнительными преимуществами дизельных двигателей перед бензиновыми являются: более высокий к.п.д. двигателя; большая пожаро-, взрывобезопасность топлива; меньшее количество вредных выбросов. Недостатком дизельных двигателей считается относительно большая их металлоемкость, что и сдерживает внедрение этих двигателей в легковые автомобиля.
Основными направлениями по уменьшению негативного воздействия топлив на окружающую среду являются производство топлив с улучшенными экологическими показателями, разработка менее токсичных двигателей, применение каталитических нейтрализаторов. Применительно к ДТ наиболее перспективными являются первые два направления. Производство ДТ с улучшенными экологическими показателями связано, в первую очередь, со снижением содержания в них сернистых, азотистых соединений и полицнх-лическнх ароматических углеводородов (ПАУ), что может быть достигнуто путем гидроочистки, проводимой при более жестких условиях. ""-\
С одной стороны, снижение содержания серы ведет к общему уменьшению выбросов оксидов серы, отмечается также снижение количества твердых частиц в отработавших газах и образования отложений в топливной системе. С другой -приводит к снижению смазывающей способности — важной эксплуатационной характеристике топлива, оценивающей его способность смазывать узлы и агрегаты топливопитающей системы, значительно предотвращая их износ
Одним из наиболее рациональных способов повышения смазывающей способности глубокоочищенных ДТ зачастую является введение в их состав специальных противоизносных присадок,
Смазывающая способность ДГ, в первую очередь, зависит от их химического состава. Из литературы известно, что среди классов углеводородов, составляющих основу ДГ, высокую смазывающую способность проявляют ароматические углеводороды (АУ); влияние же других классов углеводородов не раскрывается. Более того, встречающиеся в литературе сведения весьма скудны и противоречивы.
Если в вопросах получения ДГ с низким содержанием серы отечественные нефтепереработчики накопили определенный опыт, то проблема производства присадок, повышающих смазывающие свойства, является открытой. В этой связи исследования влияния различных классов углеводородов на смазывающую способность ДГ, а также разработка эффективных и экономически доступных смазывающих присадок к ним является одной из актуальных задач отечественной нефтепереработки и нефтехимии.
Цель работы. Целью настоящей работы является исследование влия
ния некоторых классов углеводородов, составляющих основу дизельных
топ л и в, на их смазывающую способность, разработка смазывающих при
садок к ним. t
Для достижения поставленной цели решался ряд научных и технических задач, из которых наиболее важными являлись следующие:
-
Разработка методики исследования смазывающей способности топливных композиций (ТК) па четырехшариковой машине трения (ЧШМ).
-
Исследование влияпия некоторых классов углеводородов, составляющих основу дизельных топлив, на их смазывающую способность.
-
Исследование влияния кислородсодержащих соединений на смазывающую способность дизельных топлив.
-
Разработка смазывающих присадок к малосернистым ДГ,
-
Разработка нормативно-технической документации для организации промышленного производства и применения малосернистых ДТ, содержащих смазывающие присадки.
Научная новизна. В результате исследований влияния некоторых классов углеводородов, присутствующих в дизельных топливах, на их смазывающую способность установлено, что среди данных углеводородов мак-
снмальную эффективность проявляют AV. Линейные алканы (ЛА) повышают смазывающую способность лишь при относительно большом содержании в ТК (1 % и выше). Алканы разветвленного строения и алкены проявляют самую низкую смазывающую способность среди исследованных угле~ водородов.
Впервые установлено положительное влияние побочного продукта процесса гидроформилирования пропилена на смазывающую способность . дизельных топлнв. На композицию малосернистого дизельного топлива, -содержащего указанный продукт, получен патент Российской Федерации.
В результате исследований некоторых кислородсодержащих соединений в качестве добавок к дизельным топливам установлено, что смазывающая способность снижается в ряду: карбоновые кислоты, альдегиды, эфнры.
Практическая значимость. Разработана ТК с пониженным содержанием серы и повышенной смазывающей способностью. Для организации промышленного производства на топливігую композицию, содержащую смазы-т вающую присадку, разработана нормативно-техническая документация.
На основе высокомолекулярных продуктов процесса гидроформили-. рования пропилена (ВППГП) и олеиновой кислоты разработана новая сма-, зывающая присадка к дизельным топливам (ПС-1). На присадку ПС-1 разработан проект технических условий.
Публикации. Результаты диссертационной работы изложены в 1 статье, тезисах 16-ти докладов научно-технических и научно-методических конференций. По результатам исследований получен патент РФ.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на научных конференциях, в том числе на П Всероссийской научной интернет - конференции "Интеграция науки и высшего образования в области органической и биоорганической химии и механики многофазных систем» (г. Уфа, 2004); 55-й научно — технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Уфа, 2004); республиканской студенческой научно-практической конференции «Научное и экологическое обеспечение современных технологий» (г.Уфа, 2005); 56-й научно - технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Уфа, 2005); ре-
тональной научно-технической межвузовской конференции «Промышленность. Экология. Безопасность» (г, Уфа, 2005); 57-й научно- технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Уфа, 2006); Международной конференции «Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых» (г, Санкт-Петербург, 2006).
Объем н структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемых источников, включающего 182 наименования и двух приложений. Работа изложена на 118 страницах, содержит 11 рисунков и 27 таблиц.
