Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Применение присадок в топливах.-1

.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
21.81 Mб
Скачать

А. М. ДАНИЛОВ

ПРИМЕНЕНИЕ

ПРИСАДОК В ТОПЛИВАХ

Москва «Мир» 2005

УБК 665.73.038 ББК 28.081

Д17

Данилов А. М.

Д 17 Применение присадок в топливах. — М.: Мир, 2005. —288 с., ил. 13ВЫ 5-03-003726-8

В справочном издании приведены сведения об отечественных и зарубежных присадках к автомобильным бензинам, реактивным, дизельным, печным, судо­ вым и котельным топливам, допущенных к применению в России, а также о не­ которых опытных образцах присадок, успешно прошедших стендовые и эксплуа­ тационные испытания. Рассмотреныназначение присадок, принцип ихдействия, основные показатели качества, ассортимент, техническая и экономическая эф­ фективность применения, методы определения в топливах. Большое внимание уделено особенностям применения присадок, их недостаткам, вопросам токси­ кологии итехники безопасности.

Для специалистов, занимающихся производством, реализацией и примене­ нием автомобильных топлив, а также для студентов, аспирантов и преподавате­ лей химико-технологических и автотранспортных вузов.

УДК 665.73.038 ББК 28.081

Редакциялитературы похимии

I5ВN 5-03-003726-8

© Издательство «Мир*, 2005

 

Оглавление

 

Перечень сокращений, наиболее часто используемых в тексте.......................

5

Введение.....................................................................................................................

6

1.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИСАДОК К ТОПЛИВАМ .......................................

11

2.

МОДИФИКАТОРЫ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ...................................................

18

2.1.

Антидетонационные присадки.......................................................................

18

2.2.

Промоторы воспламенения..........................................................................

50

3.

КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩ ИЕ ДОБАВКИ (ОКСИГЕНАТЫ) ...................

62

4 .

МОДИФИКАТОРЫ ГОРЕНИЯ.....................................................................

92

4.1.

Антидымные присадки....................................................................................

92

4.2.

Антинагарные и нагароочищающие присадки..........................................

109

4.3.

Антисажевые присадки.................................................................................

114

4.4.

Катализаторы горения светлых топлив.....................................................

117

4.5.

Катализаторы горения мазутов...................................................................

120

5.

ПРИСАДКИ, ПОВЫШАЮ Щ ИЕ СТАБИЛЬНОСТЬ ТО П Л И В ..............

122

5.1.

Антиоксиданты ..............................................................................................

122

5.2.

Деактиваторы металлов................................................................................

135

5.3.

Стабилизаторы комплексного действия...................................................

138

5.4.

Биоциды и биостатики..................................................................................

142

6.

МОЮ Щ ИЕ П РИ С АДКИ ...............................................................................

145

6.1.

Очистители карбюратора.............................................................................

145

6.2.

Очистители впускных клапанов.................................................................

157

6.3.

Моющие присадки для дизельных топлив.................................................

163

7 .

ДИСПЕРГИРУЮ ЩИЕ ПРИСАДКИ К КОТЕЛЬНЫМ ТО ПЛИВАМ ...

164

8 .

ПРИСАДКИ И СРЕДСТВА ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТОПЛИВ

 

 

ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ................................................................

171

8.1. Проблемы........................................................................................................

171

8.2. Пусковые жидкости........................................................................................

172

8.3. Депрессорные присадки...............................................................................

176

8.4. Депрессоры для остаточных топлив...........................................................

192

8.5. Диспергаторы (антиосадители) парафинов..............................................

195

8.6. Противодокристаллизующие жидкости......................................................

197

8.7. Антиобледенительные присадки.................................................................

202

9.

МОДИФИКАТОРЫ ТРЕНИЯ.....................................................................

204

9.1.

Приработочные присадки............................................................................

204

9.2.

Противоизносные присадки........................................................................

211

9.3.

Антифрикционные (топливосберегающие) присадки............................

219

10 .

АНТИКОРРОЗИОННЫЕ ПРИСАДКИ .....................................................

222

10.1. Антиржавейные (защитные) присадки......................................................

222

10.2. Присадки для подавления

 

 

низкотемпературной (химической) коррозии..........................................

229

10.3. Присадки для подавления высокотемпературной коррозии................

232

10.4. Присадки, нейтрализующие сероводород...............................................

234

11.

МОДИФИКАТОРЫ КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ .......

235

11.1. Деэмульгирующие присадки......................................................................

235

11.2. Антипенные присадки..................................................................................

236

11.3. Присадки, уменьшающие испарение бензинов......................................

237

12.

АНТИСТАТИЧЕСКИЕ ПРИСАДКИ ...........................................................

238

13.

ПРОТИВОТУРБУЛЕНТНЫЕ ПРИС АДКИ ..............................................

241

14.

МАРКИРУЮ ЩИЕ П РИ С АДКИ .................................................................

243

15.

ДОБАВКИ К БЕНЗИНАМ ДЛЯ ДВУХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ .... 244

16.

ВВЕДЕНИЕ ПРИСАДОК В ТО ПЛИВО ....................................................

249

17.

ДОБАВЛЕНИЕ ВОДЫ К ТО ПЛИВУ.........................................................

252

Приложение 1. Пёречень присадок, допущенных к применению

 

в автомобильных, реактивных и судовых топливах..........................................

263

Приложение 2. Отечественная литература по присадкам к топливам ........

271

Приложение 3. Перевод нестандартных мер в единицы С И ............................

274

Приложение 4. Показатели токсичности и экологической оценки

 

нефтепродуктов........................................................................................................

276

Библиографический список...................................................................................

278

Указатель товарных марок и опытных образцов................................................

285

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИИ, НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ТЕКСТЕ'

БМС

— бензометанольная смесь

в.м.т.

— верхняя мертвая точка (хода

 

поршня)

ВМЭ

— водно-мазутная эмульсия

ВТЭ

— водно-топливная эмульсия

ГЖХ

— газожидкостная хроматогра­

 

фия

ГСМ

— горючесмазочный материал

ИКС

— инфракрасная спектроскопия

и. м.

— исследовательский метод

 

(определения октанового

 

числа)

к. к.

— конец кипения (топлива)

Крдс

— коэффициентраспределения

 

детонационной стойкости

КПВ

— концентрационный предел

 

воспламенения

КПД

—коэффициент полезного

 

действия

м.м.

— моторный метод (определе­

 

ния октанового числа)

н. м.т. — нижняя мертвая точка (хода

 

поршня)

н.к.

— начало кипения (топлива)

ОБУВ

— ориентировочный безопас­

 

ный уровень воздействия

ОГ

— отработавшие газы

ОЧ

— октановое число*

ОЧИ — октановое число, определяе­ мое исследовательским мето­ дом

очм — октановое число, определяе­ мое моторным методом

очс — октановое число смешения пвкж — противодокристаллизующая

жидкость пдк — предельно допустимая кон­

центрация пзв — период задержки воспламене­

ния ПТФ — предельнаятемпература филь-

труемости

— температура вспышки

Т. п

Т,

— температура застывания

Тп

— температура помутнения

Т— температура самовоспламене­ ния

тпв

— температурный предел вос­

 

пламенения

ТУ

— технические условия

тч

— твердые частицы

УФ

— ультрафиолетовый

цпг

— цилиндропоршневая группа

цч

— цетановое число

и ) п

— доза токсичного вещества,

 

при которой погибает п9о жи­

 

вотных

* В данном перечне отсутствуютаббревиатуры, представляющие собой наименова­ ния присадок. Их следует искать в указателе товарных марок и опытных образцов.

ВВЕДЕНИЕ

Предлагаемая читателю книга представляет собой второе издание справочника «Применение присадок в топливах для автомобилей», впер­ вые опубликованного издательством «Химия» в 2000 г. [1]; данное изда­ ние дополнено описанием присадок к реактивным, печным и котельным топливам, а также новыми материалами, которые в большом количестве появились за последние годы. Вследствие расширения тематики прежнее название книги было изменено. За время, прошедшее после выпуска пре­ дыдущего издания, роль присадок при производстве и применении топ­ лив и объемы их использования в России и в мире еще больше увеличи­ лись. По литературным данным [2] в настоящее время в мире выпускает­ ся около 1,5 млн т присадок к топливам в год, не считая оксигенатов.

ВСША это преимущественно присадки к автомобильным бензинам, в Европе — в равной степени присадки к бензинам и дизельным топливам.

В2001 г. европейский рынок присадок к дизельным топливам составил 260 млн долл. США с перспективой роста к 2008 г. до 367 млн долл. [3].

ВРоссии рынок присадок ктопливам оценивается в 1500—1800 млн руб./год

[4].Но вряд ли можно рассматривать эти цифры как свидетельство тех­ нического прогресса. Основную массу присадок составляют альтерна­ тивные антидетонаторы, в частности добавки на основе М-метиланили- на, объем использования которых достигает нескольких десятков тысяч тонн в год.

Динамика роста количества присадок различных типов, допущенных к применению в России, представлена на рис. 1, а их распределение по типам — на рис. 2. Интересно отметить, что в определенные периоды наибольшее внимание отечественных исследователей занимали присад­ ки какого-либо одного вида. Вдовоенные годы таковыми были свинецсо­ держащие антидетонаторы, в 1950—1960-е — антиоксиданты. В 1970-е гг. были начаты работы по депрессорным присадкам для дизельных топлив, которые, к сожалению, не увенчались практическим успехом. Конец 1980-х гг. ознаменовался разработкой и внедрением первых моющих при­ садок — очистителей карбюраторов. В 1990-е гг. в центре внимания на­ ходятся модификаторы горения и в еще большей степени альтернатив­ ные антидетонаторы. Последнее является особенностью, характерной для России. Современная отечественная нефтепереработка не может обес-

Годы

Рис. 1. Динамика роста количества присадок, допущенных к применению в России:

1 — импортные, 2 — отечественные, 3 — все

Рис. 2. Типы присадок к бензинам и дизельным топливам, допущенных к применению в России (по состоянию на 1 января 2004 г.):

1 — антиоксиданты; 2 — стабилизатор комплексного действия; 3 — биоцид; 4 — альтернативные антидетонаторы; 5 — промоторы воспламенения дизельных топлив; 6 — антиобледенительные; 7 — депрессоры, диспергаторы парафинов, депрессбрно-диспергирующие присадки для светлых топлив; 8 — депрессорные

присадки для остаточных топлив; 9 — модификаторы горения (антидымные присад­ ки и катализаторы горения); 10 — моющие присадки для автомобильных бензинов; 11 — противоизносные; 12 — приработочные; 13 — противотурбулентные; 14 —

красители; 15 — антиржавейные; 16 — антикоррозионные для остаточных топлив;

17 — диспергирующие для котельных топлив

пенить себя достаточным количеством высокооктановых бензиновых фракций. Поэтому отказ от этиловой жидкости в нашей стране стал воз­ можен только при условии использования паллиативных вариантов — присадок на основе марганца, железа и ароматических аминов. В начале 2000-х гг. начались разработки противоизносных присадок, предназна­ ченных для получения малосернистых дизельных топлив европейского качества.

Можно предположить, что в ближайшие годы в России продолжится разработка альтернативных антидетонаторов, хотя их количество сегод­ ня уже и так велико. Кроме того, понадобятся эффективные моющие при­ садки к бензинам и дизельным топливам для очистки камеры сгорания. Экономические интересы страны потребуют наконец организации про­ изводства собственных депрессорно-диспергирующих присадок для ди­ зельных топлив. Для получения малосернистых дизельных топлив необ­ ходимо использовать противоизносные присадоки.

В России допущены к применению как отечественные, так и импорт­ ные присадки. Интерес к зарубежным присадкам в последние годы рас­ тет (см. рис. 1). Это объясняется сильно возросшим уровнем требова­ ний к качеству топлив, которые опережают технологические возможно­ сти наших заводов. Впрочем, практика показывает, что некоторые потребители присадок лучше знакомы с рекламой зарубежных фирм, чем

сотечественным ассортиментом. Автор надеется, что настоящая книга

внекоторой степени исправит этот недостаток.

Количество отечественных и импортных присадок, допущенных к применению в России, в настоящее время превышает 100. Эти присад­ ки различаются по назначению, объемам применения и практической значимости. Для правильного их выбора и использования необходимо знать предоставляемые присадками возможности, их недостатки и осо­ бенности применения. В книге рассмотрены присадки:

допущенные к применению в составе топлив Госстандартом РФ или соответствующими органами в установленном порядке;

присадки, для применения которых допуска Госстандарта не требу­ ется, а достаточно решения администрации предприятия (например, присадки к котельным топливам);

опытные образцы, прошедшие необходимый комплекс испытаний, но не получившие допуска по причинам, не зависящим от их техни­ ческой пригодности;

перспективные образцы (если на них разработаны технические условия), эффективные по целевым показателям, исследования факуль­ тативных свойств которых на данный момент не завершены.

Кроме того, мы приводим сведения о некоторых присадках, которые

ранее применялись, но затем были признаны морально устаревшими. Принципы, закладывавшиеся в их разработку, могут оказаться полезны­

ми при выработке новых технических решений. Несмотря на то что в Рос­ сии официально запрещен выпуск этилированных автомобильных бен­ зинов, мы решили оставить в этом издании материалы по свинецсодер­ жащим антидетонаторам. Они, хотя и в небольшом количестве, исполь­ зуются в производстве авиационных бензинов. Кроме того, запасы тетраэтилсвинца, скопившиеся на различных предприятиях страны, до сих пор не исчерпаны, чем пользуются недобросовестные мелкие произ­ водители топлив.

Всправочник не включены многочисленные рекламные материалы по присадкам к топливам, распространяемые торговыми домами и ана­ логичными фирмами, если эти присадки не получили допуска Госстан­ дарта или одобрения профильных организаций.

Материал, изложенный в книге, сам по себе не является рекламой или антирекламой. Мы не рекомендуем к практическому использованию те или иные присадки. Наша задача — создать у читателя как можно более всестороннее и объективное представление о данной области техники.

Хотя использование присадок к топливам может принести большую пользу, они не предназначены для компенсации недостатков, связанных

снизким качеством топлива или плохим техническим состоянием дви­ гателя. Напротив, чем лучше топливо и состояние двигателя, тем боль­ ший эффект могут дать присадки.

Прикладной характер книги диктует ее построение и содержание. Тео­ ретические вопросы сведены до минимума, необходимого для осознан­ ного использования присадок. Наиболее подробно освещена практиче­ ская сторона: области применения и возможности присадок, трудности

ипротивопоказания, возникающие в отдельных случаях, некоторые рас­ пространенные заблуждения. Большое внимание мы уделяем токсично­ сти присадок и их влиянию на окружающую среду. Чтобы присадка мог­ ла выполнять свои функции, в нее часто вводятся химически активные компоненты, что делает ее в той или иной степени токсичной. Если для присадки нет полноценной альтернативы, это не должно служить пре­ пятствием к ее использованию при условии соблюдения определенных правил обращения с ней. Сами топлива содержат присадки в очень ма­ лых концентрациях и вследствие этого нетоксичны. Исключение состав­ ляет только этилированный бензин, в который входит чрезвычайно ядо­ витый тетраэтилсвинец.

Что касается пожароопасности присадок, то мы уделяем ей внима­ ние лишь в тех случаях, если по соответствующим характеристикам при­ садка превосходит топливо, для которого она предназначена, а это быва­ ет редко. В необходимых случаях рассматривается взрывоопасность при­ садок или их смесей с воздухом.

Вкнигу по мере возможности включены и экономические аспекты применения присадок. При этом пришлось преодолевать трудности,

возникшие вследствие меняющегося масштаба цен. Иногда, как это сде­ лано в гл. 2, удается представить показатели цен в относительных едини­ цах, иногда просто указывается дата, к которой относятся те или иные данные.

Мы оставляем в стороне технологические вопросы, так как устарев­ шие технологии, описанные в литературе, интереса не представляют, а но­ вые либо являются чужой интеллектуальной собственностью, либо пред­ ставляют собой коммерческую тайну.

Сведения, помещенные в книге, отвечают современному уровню зна­ ний. Многие вопросы пока не исследованы. Например, до конца не изуче­ на совместимость присадок различных типов, приемистость топлив к при­ садкам и т. д.

В заключение автор считает своим долгом поблагодарить специалис­ тов, занимающихся разработкой и испытаниями присадок и любезно предоставивших материал для данной книги: Л. А. Ашкинази, С. Т. Баш­ катову, А. М. Безгину, Е. М. Бушуеву, В. А. Винокурова, Т. П. Вишнякову, Н. Н. Гришина, В. Е. Емельянова, А. И. Ечина, В. А. Ковалева, И. Ф. Крыло­ ва, С. Р. Лебедева, В. Ю. Маврина, В. М. МанаеНкова, Ю. А. Микутенка,

Т.Н. Митусову, Э. М. Мохнаткина, В. С. Перекалова, В. В. Сердюка,

В.В. Соколова, Ф. В. Туровского. Соответствующие ссылки даны по текс­ ту. Кроме того, это позволяет автору не углубляться в излишние под­ робности: читатель всегда может обратиться к первоисточнику.

Соседние файлы в папке книги