Депрессорные присадки для дизельного топлива.

Депрессорные присадки для дизельного топлива.
Депрессорные присадки для дизельного топлива.
Наша страна находится в северном полушарии, и, как следствие, отрицательные температуры на
большей ее части держатся от 4 до 6 месяцев. Такое положение накладывает некоторые
ограничения, связанные с эксплуатацией транспортных средств.
При низких температурах масла частично теряют свои свойства, двигатель хуже и дольше
прогревается, что ведет к увеличению износа подвижных деталей, но не эта проблема основная в
зимний период. Ведь перед тем, как сесть и поехать, необходимо как-то завести двигатель, а вот
это
не
всегда
удается
сделать.
Что
касается
автомобилей,
оснащенных
бензиновыми
двигателями, то, как правило, пуск двигателя при низких температурах осложнен в результате
потери аккумулятором своей мощности. Это вызвано замерзанием электролита, и, как следствие,
уменьшением скорости протекания химической реакции, в результате которой высвобождается
накопленная энергия. Чтобы избежать этих проблем, водители в особо холодные ночи либо уносят
аккумулятор домой, либо периодически выходят ночью прогревать автомобиль. Но это
автомобили с бензиновыми двигателями. У их дизельных собратьев зимой к особенностям работы
электросистем автомобиля добавляются еще и проблемы с топливной системой, что наглядно
показала зима 2006 года, когда после нового года 2 недели держались морозы ниже – 30 градусов.
По данным статистики более 50% всех дизельных транспортных средств (статистика по
государственным компаниям) испытывали проблемы с запуском двигателя, связанные с
изменением характеристик топлива. В результате: граждане наслаждались отсутствием грузового
автотранспорта на улицах городов, а компании - перевозчики терпели огромные убытки.
Особенности использования дизельного топлива при отрицательных температурах
Для того чтобы знать, как избежать подобных проблем, необходимо понять причину отказа
топливной системы дизельных двигателей. А для этого нам необходимо понимать, какое топливо,
при каких температурах, может эксплуатироваться.
Нефтеперерабатывающей промышленностью вырабатывается дизельное топливо по ГОСТ
305-82 трех марок:
Л - летнее, применяемое при температурах окружающего воздуха выше 0 °С;
З - зимнее, применяемое при температурах до -20 °С (в этом случае зимнее дизельное топливо
должно иметь температуру застывания < -35 °С и температуру помутнения < -25 °С), или зимнее,
применяемое при температурах до -30 °С, тогда топливо должно иметь температуру застывания <
-45 °С и температуру помутнения <-35 °С);
А - арктическое, температура применения которого до -50 °С.
Такое деление обусловлено наличием различных примесей в дизельном топливе. Особенное
внимание уделяется Н-парафинам. От количества молекул Н-парафинов и их структуры зависят
такие параметры, как температура помутнения и температура потери текучести (застывания).
Температура помутнения (температура фильтруемости) – температура, при которой молекулы
Н-парафинов начинают соединяться друг с другом, образуя кристаллическую решетку. В такой
момент визуально топливо мутнеет, а у топливной системы автомобиля начинаются проблемы с
фильтрацией и прокачкой топлива. Фильтр просто забивается молекулами Н-парафинов, и насос
не в силе прокачать топливо через него.
Температура потери текучести (застывания) – температура, при которой молекулы Нпарафинов укрепляют связи до такой степени, что топливо превращается в желе. Естественно,
такое топливо невозможно прокачать по топливной системе и подать в камеру сгорания.
На проблему с зимним топливом накладывают заметный отпечаток особенности российского
бизнеса. Очень часто, особенно в межсезонье, когда на заправках еще не распродали все летнее
дизельное топливо, а холода уже ударили, бывают ситуации, когда под видом зимнего топлива
продают летнее. Иногда встречаются случаи, когда продавцы, да и сами потребители в надежде
получить более морозоустойчивое топливо, прибегают к следующим способам:
-разбавить летнее дизельное топливо зимним. Как правило, при таких действиях не учитываются
следующие моменты: процентное соотношение зимнего топлива и летнего могут сильно
варьироваться; желательно делать это в лабораторных условиях. Таким способом температуру
помутнения серьезно понизить не удастся, так как парафины, склонные к кристаллизации при
незначительном падении температур, никуда не делись.
-некоторые практикуют добавление различных растворителей, таких как, бензин, спирт, керосин.
Действительно, таким способом можно получить топливо более устойчивое к морозам, чем
исходное, но тут важно понимать, что, сделанное на глазок, такое топливо может серьезно
осложнить эксплуатацию дизельного двигателя в долгосрочном периоде. Ненормированное
добавление бензина, керосина, спирта и т.п. может существенно сказаться на высокоточных
деталях дизельного двигателя, особенно на топливном насосе.
Как же избавится от проблемы с Н-парафинами?
Для удаления Н-парафинов на нефтеперерабатывающих заводах используют несколько
технических приемов называемых Депарафинизация.
Чтобы выдержать требуемую температуру застывания, обычно стремятся либо готовить
дизельное топливо из малопарафинистых сортов нефти, дающих дистилляты с достаточно
низкими температурами застывания, либо понижают конец кипения дизельного топлива, чтобы
уменьшить содержание концевых фракций с наиболее высокими температурами застывания.
Однако такие пути улучшения низкотемпературных свойств достаточно дороги.
Подавляющее большинство промышленных процессов депарафинизации основано на свойстве
парафинов снижать при охлаждении растворимость в различных растворителях, в том числе, и в
нефтяных продуктах, выделяясь при этом из раствора в виде кристаллических образований,
которые
отделяют
от
раствора
в
большинстве
случаев
либо
фильтрацией,
либо
центрифугированием. Такой метод называют депарафинизация кристаллизацией.
Другим свойством парафина, используемым при депарафинизации, является его способность
образовывать с некоторыми веществами твердые комплексы, нерастворимые в нефтяных
продуктах. В качестве веществ, образующих с парафинами нерастворимые комплексы, в
настоящее время применяется карбамид (мочевина). Этот метод называется карбамидной
депарафинизацией. Однако удаление твердых углеводородов вышеизложенными методами
уменьшает выход дизельного топлива и приводит к снижению его цетанового числа, что ухудшает
воспламеняемость топлив. Кроме того, при карбамидной депарафинизации полное удаление
высокомолекулярных углеводородов не достигается.
Таким образом, при производстве зимних сортов топлив приходится прибегать к компромиссу
между двумя трудносовместимыми свойствами топлива: низкой температурой помутнения и
низкой температурой самовоспламенения.
Третий принцип депарафинизации исходит из способности некоторых растворителей по-разному
растворять низкозастывающие и высокозастывающие компоненты нефтяных продуктов, что
позволяет извлекать низкозастывающие компоненты экстрагированием такими растворителями.
Данный процесс получил название экстрадиционной депарафинизации.
Четвертый
принцип
депарафинизации
основан
на
способности
сорбентов
избирательно
адсорбировать из нефтяного сырья либо застывающие, либо низкозастывающие его компоненты.
Так, активированный уголь способен адсорбировать застывающие компоненты (парафины).
Весьма перспективный способ улучшения низкотемпературных свойств дизельного топлива —
добавление присадок-депрессаторов.
Назначение депрессорных присадок — снижение температуры застывания и предельной
температуры фильтруемости дизельных топлив. В основном они применяются на НПЗ при
выработке стандартных топлив, но могут быть использованы и потребителем для улучшения
низкотемпературных свойств топлив, имеющихся в данный момент в распоряжении. Последнее
более безопасно, чем разбавление топлива керосином или бензином.
Главное действие депрессорной присадки — изменение формы и размера кристаллов парафина,
формирующихся при понижении температуры дизельного топлива. Причиной этого изменения
являются парафины — присадки, которые соединяются с парафинами дизельного топлива при
понижении температуры и формировании кристаллов.
Механизм действия депрессорных присадок определяется их способностью адсорбироваться
(оседать) на возникающих из раствора кристаллах парафина и препятствовать образованию
плотной кристаллической решетки. Вследствие этого, дальнейший рост кристаллов парафина
затрудняется, уменьшается их способность к агрегации (соединению, слипанию) и образованию
отложений (то, что мы видим, как помутневшее дизельное топливо).
Депрессорные присадки вступают в соединение с молекулами Н-парафинов, тем самым
останавливая рост кристаллической решетки в месте кристаллизации, что позволяет получить
топливо гораздо более устойчивое к морозам.
Кристаллы Н-парафина в топливе
Кристаллы Н-парафина в топливе
без добавления депрессорной присадки
с добавленной депрессорной присадкой
На заметку.
Производить
добавление
депрессорных
температуры
помутнения
топлива,
присадок
оптимальной
необходимо
является
при
температуре
температура
Соблюдение данного условия позволит добиться наилучших результатов
не
ниже
выше
+10°С