1 стр. из 1

Проблема экологической безопасности при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания требует разработки экологически чистых моторных топлив. Получение дизельных топлив, соответствующих современным требованиям, возможно путем повышения качества нефтепереработки и введения пакета присадок различного назначения.

Основными достоинствами дизельных двигателей по сравнению с другими двигателями внутреннего сгорания являются экономичность и сравнительная дешевизна топлива, поэтому их применение постоянно расширяется. Растущая во всем мире, в том числе и в России, дизелизация легкового и грузового автотранспорта требует неотложного решения вопросов повышения качества топлив, поскольку выхлопные газы ДВС стали основным источником загрязнения атмосферного воздуха.

Правительствами индустриально развитых стран и рядом международных организаций были проведены фундаментальные исследования по выяснению влияния наиболее значимых факторов качества дизельных топлив (ДТ) на эксплуатационные характеристики двигателей и загрязнение окружающей среды продуктами сгорания. Эти работы завершились принятием новых стандартов на дизельное топливо. В частности, Всемирной топливной хартией и европейским стандартом EN 590, которые в отличие от действующего российского ГОСТа 305-82 жестко ограничивают содержание в топливе серы, ароматических и полиароматических углеводородов, вводится новый показатель "смазывающая способность топлива" и устанавливается значительно более высокий уровень цетанового числа.

Автомобили - главная причина появления смога в крупных городах. Доля выхлопных газов достигает 4/5 от общего объема вредных выбросов в атмосферу.

ГОСТ 305-82 перестал отвечать современным требованиям по перечисленным выше показателям, что уже сказывается на состоянии воздушного бассейна и здоровье россиян. Назрела необходимость принятия нового, обязательного для исполнения, российского стандарта, может быть, даже более жесткого, чем европейский. Такое развитие событий представляется неизбежным. Хотя производство нового топлива требует значительных усилий от нефтепереработчиков, это позволит в значительной степени решить проблемы экологической безопасности и качественной эксплуатации дизельных двигателей.

Если сегодня основная масса отечественных ДТ по сути представляет собой гидроочищенный до содержания серы 0,2% продукт атмосферной перегонки нефти, то получение современных экологически чистых ДТ представляет технологически более сложную задачу, причем достижение таких показателей как цетановое число, смазывающая способность, температура застывания на сегодняшний день невозможно без введения соответствующих присадок.

Одним из основных показателей качества ДТ является цетановое число (ЦЧ), которое служит критерием самовоспламеняемости топлива, определяет долговечность и КПД двигателя, полноту сгорания топлива и, во многом, дымность и состав отработанных газов. ­Высокие ЦЧ необходимы для обеспечения хороших пусковых свойств топлив, особенно в условиях характерных для нашей страны низких и сверхнизких температур (ДТ зимних и арктических марок).

Современные высокооборотные автомобильные дизели требуют топливо с повышенным до 51-55 пунктов значением ЦЧ, в то время как среднее ЦЧ прямогонных газойлей из российских нефтей не превышает 45-47. Очень низкое ЦЧ имеют газойли вторичного происхождения; для газойлей из газовых конденсатов характерен большой разброс по ЦЧ. Процесс гидроочистки, как правило, незначительно влияет на ЦЧ. Получать ДТ с более высоким ЦЧ позволяют достаточно дорогие и капиталоемкие процессы двухступенчатого гидрокрекинга вакуумного газойля и деароматизации газойлей экстракцией селективных растворителей, которые сегодня практически отсутствуют на российских НПЗ. Если учесть, что вследствие наблюдаемой тенденции ухудшения качества поступающих на переработку нефтей будет уменьшаться как выход, так и ЦЧ прямогонных дизельных фракций, а по мере углубления переработки нефти резко возрастает количество низкокачественных вторичных газойлей крекинга, коксования и висбрекинга с ЦЧ 28-35, то становится очевидной актуальность проблемы повышения ЦЧ дизельных топлив.

Наиболее экономичный сегодня способ повышения ЦЧ топлив - введение в его состав цетаноповышающих присадок (ЦПП). Рынок предлагает достаточно широкий ассортимент ЦПП, основу которых составляют перекисные соединения и нитраты алифатических или циклических спиртов. Недостатком перекисных присадок является присущая им невысокая стабильность и повышенное смолообразование содержащих их топлив. Промышленностью в основном выпускаются присадки нитратного типа, наиболее эффективные и стабильные из них содержат в качестве действующего вещества 2-этилгексилнитрат и циклогексилнитрат. В РФ разрешены к применению нитратные присадки Kerobrizole EHN, Paradine-668, DII-3, Dodycet 5073, ADX 743, отечественные присадки Миакрон 2000 и ЦГН.

Ниже приведены результаты сравнительных испытаний присадок Kerobrizole EHN и ЦГН, проведенных на малосернистых топливах (S=0,05%) производства ООО "Киришинефтеоргсинтез" летней и зимней марок. Из них следует, что присадка ЦГН на основе циклогексилнитрата более эффективна, чем содержащая 2-этилгексилнитрат присадка Керобризол.

Современные ЦПП обычно вводят в топливо в концентрации 0,05-0,50%, что дает прирост ЦЧ на 2-8 пунктов, причем необходимо помнить, что передозировка присадки также нежелательна. Помимо указанных выше иногда применяют менее эффективные, но дешевые присадки на основе изопропил- или амилнитратов. Нитратные присадки получают в основном О-нитрованием спиртов различными нитрующими агентами, при этом технология их получения имеет особенности в зависимости от строения исходного спирта. Приведенные затраты на коррекцию ЦЧ обычно не превышают 150-250 руб. на тонну топлива или 12-20 коп. на литр.
Борьба за снижение выбросов автотранспортом наиболее опасного загрязнителя - сернистых газов привела к появлению на рынке глубоко гидроочищенных малосернистых ДТ. Однако на практике оказалось, что их применение быстро выводит из строя дизельную топливную аппаратуру (топливные насосы, форсунки), т.к. с уменьшением содержания серы ниже 0,1% в результате гидроочистки резко падают смазывающие свойства топлива, обусловленные имеющимися в нем естественными гетероатомными органическими соединениями. На практике смазывающую способность ДТ определяют по диаметру пятна износа на специальной шариковой машине трения или в результате стендовых испытаний на натурных узлах или непосредственно на двигателях. Она, кстати, заметно ухудшается при введении в ДТ некоторых цетаноповышающих и депрессорных присадок из-за особенностей их химического строения. Поэтому другие присадки рекомендуется использовать в составе пакета со смазывающей присадкой, причем концентрация последней в составе пакета как правило выше, чем в топливе без присадок.

Принцип действия смазывающих (противоизносных) присадок - образование прочной пленки на трущихся поверхностях. Наиболее активными являются вещества, содержащие активные полярные группы и достаточно длинный углеводородный радикал или низкомолекулярные полимеры особого строения. Именно такие присадки предлагаются на мировом рынке; в России они не производятся, хотя и имеются некоторые готовые к внедрению разработки. За рубежом для топлив с содержанием серы менее 0,05% производят близкие по эффективности серии смазывающих присадок: Kerokorr LA (фирма BASF), Paradine (Infineum), присадки Dodilube (Clariant), ADX (Lubrizol). Смазывающие присадки обычно добавляются в концентрации 0,005-0,030% в зависимости от вида топлива и содержания других присадок.

Улучшение экологических характеристик ДТ возможно также с помощью антидымных присадок, которые снижают количество одного из самых токсичных компонентов отработанных газов дизельных двигателей - сажи с адсорбированными на ней канцерогенными полиароматическими соединениями. Эффективность антидымных присадок зависит от типа двигателя и режима его работы. Отечественный ассортимент антидымных присадок представлен в основном растворимыми в топливе соединениями бария: ИХП-702, ИХП-706, ЭФАП-Б, ЭКО-1. Их применяют в концентрации 0,05-0,2%, возможно в комбинации с ЦПП или другими присадками. За рубежом в последнее время отказываются от применения барийсодержащих присадок из-за определенной токсичности выносимого оксида бария.

Применение нашли т.н. модификаторы (катализаторы) горения, представляющие собой топливорастворимые комплексы переходных металлов (прежде всего железа), которые снижают не только содержание в отработанных газах сажи, токсичных оксидов углерода и азота, но и расход топлива. В России допущены к применению присадки к дизтопливам ФК-4, Ангарад-2401 и "0010" на основе комплексных соединений железа.

Помимо перечисленных, следует упомянуть депрессорные присадки и диспергаторы парафинов, служащие для придания топливу низкотемпературных свойств, а также антиокислительные, антистатические, моющие, биоцидные и другие виды присадок специального назначения.

Анализ основных тенденций развития нефтепереработки показывает, что одним из наиболее эффективных способов получения современных экологически чистых дизельных топлив наряду с глубокой гидроочисткой является применение различных взаимно совместимых присадок последнего поколения, как правило, в составе пакета.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!