книги / Применение присадок в топливах

3

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ТЕКСТЕ1________________ _

в.м.т. - верхняя мёртвая точка (хода поршня) ВМЭ - водномазутная эмульсия ВТЭ - воднотопливная эмульсия

ГЖХ - газожидкостная хроматография ГСМ - горюче-смазочные материалы ИКС - инфракрасная спектроскопия

и.м. - исследовательский метод (определения октанового числа)

к.к. - конец кипения (топлива)

Крдс - коэффициент распределения детонационной стойкости

КПВ - концентрационные пределы воспламенения КПД - коэффициент полезного действия

м.м. - моторный метод (определения октанового числа)

н.к. - начало кипения (топлива)

н.м.т. - нижняя мёртвая точка (хода поршня)

ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия ОГ - отработавшие газы ОЧ - октановое число

ОЧИ - октановое число, определяемое исследовательским методом ОЧМ - октановое число, определяемое моторным методом ОЧС - октановое число смешения

ПВКЖ - противоводокристаллизующие жидкости ПДК - предельно допустимая концентрация ПЗВ - период задержки воспламенения ПТФ - предельная температура фильтруемости РМЭ - рапсметиловый эфир

Твсп - температура вспышки Т9- температура застывания Ти - температура помутнения

Тс - температура самовоспламенения

ТПВ - температурные пределы воспламенения ТУ - технические условия ЦИ - цетановый индекс

ЦПГ - цилиндро-поршневая группа ЦЧ - цетановое число

DL„ - доза токсичного вещества, при которой погибает п % живот­

ных

1 В данном перечне отсутствуют аббревиатуры, представляющие со­ бой наименования присадок. Их следует искать в Указателе товарных марок и опытных образцов.

5

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая книга - это третье, дополненное издание справоч­ ника, который впервые увидел свет в издательстве «Химия» в 2000 г. под первоначальным названием «Применение присадок в топливах для автомобилей» [1]. Затем справочник был дополнен описанием присадок к реактивным, печным, судовым и котель­ ным топливам и получил нынешнее название [2]. За время, про­ шедшее со второго издания (2005 г.), роль присадок при производ­ стве и применении топлив и объёмы их использования в России и в мире существенно увеличились. Интерес к ним выразился и в том, что начиная с 2000 г. проводятся регулярные (раз в два года) конференции, посвящённые топливам с присадками [3]. Вся но­ вая, практически значимая, информация помещена в этой книге. В справочнике также нашли отражение изменения, касающиеся нормативно-технической документации, технических требований к присадкам, методов их анализов и испытаний. Наконец, в книгу включены ознакомительные материалы по биотопливам - направ­ лению, в некоторой степени противоречивому, но интенсивно раз­ вивающемуся за рубежом и вызывающему интерес в нашей стра­ не. По оценке автора, материал справочника обновлён примерно на 25 % относительно предыдущего издания.

В России новые присадки к топливам проходят всесторонние испытания в составе тех или иных топлив, после чего топлива с присадками допускаются к производству и применению. Динами­ ка допуска к применению присадок различных типов (раздельно отечественных и импортных) в России показана на рис. 1, причём

вдвух вариантах: с учётом и без учёта альтернативных антидето­ наторов, разработка которых в России, в отличие от других стран,

впоследнем десятилетии XX века осуществлялась особенно ин­ тенсивно. Эта же динамика, но с учётом доли отдельных типов присадок представлена на рис. 2, а их общее количество - на рис. 3.

Интересно отметить, что в определённые периоды наибольшее внимание отечественных исследователей занимали присадки ка­ кого-либо одного вида. Собственно, исследования в области при­ садок к топливам повторяли зарубежный путь, хотя и с некото­ рым отставанием. Так, в довоенные годы наиболее актуальными были свинецсодержащие антидетонаторы, в 1950-1960-е - анти­ оксиданты. В 1970-е годы были начаты работы по депрессорным

6

40

§ 2 0 -

Рис. 3. Типы присадок к бензинам и дизельным топливам, допущен­ ных к применению в России (по состоянию на 01.01. 2008 г.):

1 - антиоксиданты; 2 - стабилизатор комплексного действия; 3 - биоцид; 4 - альтернативные антидетонаторы; 5 - промоторы воспламенения ди­ зельных топлив; 6 - антиобледенительные; 7 - депрессоры, диспергаторы парафинов, депрессорно-диспергирующие присадки для светлых топлив; 8 - депрессорные присадки для остаточных топлив; 9 - модификаторы горения (антидымные присадки и катализаторы горения); 10 - моющие для автомобильных бензинов; 11 - моющие для дизельных топлив; 12 - противоизносные; 13 - приработочные; 14 - противотурбулентные; 15 - красители; 16 - антиржавейные; 17 - антикоррозионные для остаточных топлив; 18 - диспергирующие для котельных топлив

присадкам для дизельных топлив, которые увенчались практи­ ческим успехом лишь через два десятилетия. Конец 1980-х годов ознаменовался разработкой и внедрением первых моющих при­ садок - очистителей карбюратора. С 1990-х годов в центре вни­ мания находятся модификаторы горения и альтернативные ан­ тидетонаторы; последнее является особенностью, характерной для России. Современная отечественная нефтепереработка пока не обеспечивает себя достаточным количеством высокооктано­ вых бензиновых фракций. Поэтому отказ от этилирования авто­ мобильных бензинов, фактически состоявшийся в 2002 г. (и подтверждённый Федеральным законом 2003 года), в нашей стра­ не стал возможен только при условии использования паллиатив­ ных вариантов - присадок на основе марганца, железа и аромати­ ческих аминов. Новое направление, разработка противоизносных присадок, открылось в 2000-е годы в связи с началом выработки малосернистых дизельных топлив европейского качества. Одно-

8

временно продолжаются разработки моющих присадок к автомо­ бильным бензинам, предназначенным для современных двигате­ лей с распределённым впрыском бензина на клапаны и непосред­ ственным впрыском в цилиндр двигателя, и растёт интерес к моющим присадкам для дизельных топлив.

Важным фактором, определяющим разработку и применение присадок к топливам, стал Специальный технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензинам, ди­ зельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигате­ лей и топочному мазуту»1, утверждённый Постановлением № 118 Правительства России 27 февраля 2008 г. Согласно этому доку­ менту в России до конца 2010 г. должно постепенно прекращаться производство автомобильных топлив, соответствующих категории Евро-2, затем Евро-3 и Евро-4. Установленные сроки находятся в соответствии с другим Регламентом «Экологическая безопасность колёсных транспортных средств, выпускаемых в обращение на территории Российской Федерации, в отношении выбросов вред­ ных (загрязняющих) веществ», принятым 12 октября 2005 г. и нормирующим уровень токсичности выбросов автомобилей: Евро-3 с 2008 г.; Евро-4 с 2010 г.; Евро-5 с 2014 г. Фактически уже начи­ ная с 2003 г. некоторые заводы отрасли начали выработку бензи­ нов и дизельных топлив категории Евро-3, а с 2005 г. - Евро-4 и -5. Выработка топлив современного уровня качества возможна только при условии использования присадок. Для автомобильных бензи­ нов необходимы антидетонаторы, для дизельных топлив - противоизносные присадки и промоторы воспламенения. Определённая потребность будет ощущаться и в депрессорно-диспергирующих присадках. Применению присадок во многих случаях имеется альтернатива в виде производства соответствующих фракций, на­ пример высокооктановых продуктов изомеризации, фракций гид­ рокрекинга с высоким цетановым числом и т. д. Однако присадки позволяют решить проблему проще и дешевле, а в некоторых слу­ чаях просто незаменимы, как, например, противоизносные при­ садки к малосернистым дизельным топливам. Сейчас свои по­ требности в присадках российские заводы удовлетворяют за счёт импорта. При массовом производстве топлив современного уровня качества это недопустимо. Поэтому разработки отечественного ассортимента присадок стали особенно актуальны. События 20082009 гг. на финансовом рынке привели к существенному подоро­ жанию импортной продукции, что стимулировало компании более пристально присмотреться к отечественным разработкам. Сейчас можно констатировать, что практически все присадки, необходи­

1 Далее по тексту - просто Регламент.

9

мые для выработки современных топлив, имеются в ассортименте российских производителей.

Перечень отечественных и импортных присадок, допущенных к применению в России на начало 2009 г., насчитывает более 150 наименований. Эти присадки различаются между собой по назна­ чению, объёмам применения и практической значимости. Для правильного их выбора и использования необходимо знать пре­ доставляемые присадками возможности, их недостатки и особен­ ности применения. Настоящая книга представляет собой спра­ вочное пособие, в котором описаны присадки, предназначенные для применения в России во всех видах топлив. В книгу включе­ ны присадки:

-допущенные к применению в составе топлив органами тех­ нического регулирования в установленном порядке - прежде все­ го присадки к автомобильным и авиационным бензинам, дизель­ ным и реактивным топливам;

-присадки, для применения которых такого допуска не тре­ буется, а достаточно решения технического руководства предпри­ ятия, например присадки к котельным топливам;

-опытные образцы, прошедшие необходимый комплекс ис­ пытаний, но не получившие одобрения по причинам, не завися­ щим от их технической пригодности;

-перспективные образцы (если на них разработаны техниче­ ские условия), эффективные по целевым показателям, исследова­ ния факультативных свойств которых на данный момент не за­ вершены.

Сведения о разработках присадок, не вышедших из стадии ла­ бораторных экспериментов, в силу специфики справочника в него не вошли. Интересующихся этими вопросами можно адре­ совать к специальным регулярным обзорам, публикуемым в оте­ чественной литературе [4]. В справочнике также не нашли отра­ жения многочисленные рекламные материалы по присадкам к топливам, распространяемые представительствами отечественных и зарубежных фирм, торговыми домами и аналогичными органи­ зациями.

Ситуация в области присадок к топливам настолько быстро меняется, что не всегда удаётся за ней успеть. Пока рукопись справочника готовилась к печати, истёк и не был продлён срок разрешения на использование антидетонаторов на основе марган­ ца и железа. Тем не менее было решено оставить этот материал в книге, пока использование этих присадок в некоторых случаях ещё возможно. Регламент нормирует отсутствие марганца и желе­ за в бензинах, предназначенных для использования внутри стра­ ны. Вместе с тем остаётся возможность введения присадок на ос­

10