Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Современные представления о методах регулирования эксплуатационных свойств дизельных топлив 9
1.1 Требования, предъявляемые к современным дизельным топливам 9
1.2 Присадки, применяемые в производстве дизельных топлив
1.2.1 Промоторы воспламенения (цетаноповышающие присадки) 13
1.2.2 Антикоррозионные присадки 15
1.2.3 Противоизносные (смазывающие) присадки 16
1.2.4 Депрессорные и депрессорно-диспергирующие присадки
1.2.4.1 Механизм действия депрессорных присадок 24
1.2.4.2 Механизм действия диспергирующих присадок 25
1.2.5 Многофункциональные моющие присадки 25
1.3 Современные процессы, применяемые для получения компонентов смесевых дизельных топлив 28
1.3.1 Применение каталитической депарафинизации на основе селективного гидрокрекинга для производства низкозастывающих дизельных топлив 29
1.3.2 Применение каталитической депарафинизации и изодепарафинизации (гидроизомеризации) для производства низкозастывающих дизельных топлив
1.4 Исследование углеводородного состава дизельных топлив и их
приемистости к функциональным присадкам 33
ГЛАВА 2 Объекты и методы исследований 37
2.1 Объекты исследований 37
2.2 Методы исследований
2.2.1 Расчет дизельного индекса 45
2.2.2 Определение содержания н-алканов дизельного топлива методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) 45
2.2.3 Определение группового углеводородного состава дизельных топлив 46 2.2.4 Определение углеводородного состава дизельных топлив с помощью двумерной газовой хроматографии с времяпролетным масс-спектрометром 47
2.2.5 Методика синтеза алкенилсукцинимидных присадок 48
2.2.6 Определение структуры алкенилсукцинимидных присадок с использование метода ИК-спектроскопии 50
2.2.7 Определение межфазного натяжения 50
2.2.8 Исследования процесса изнашивания стальных пар в дизельном топливе 2.2.9 Определения элементного состава и толщины поверхностных пленок на
стальных поверхностях с помощью рентгенофотоэлектронной и Оже спектроскопии 53
2.2.10 Методика испытания присадок в топливе на склонность к образованию отложений 54
2.2.11 Определения седиментационной устойчивости дизельных топлив 55
ГЛАВА 3 Синтез и исследование функциональных свойств алкенилсукцинимидов 57
3.1 Синтез алкенилсукцинимидов 58
3.2 Оценка эффективности сукцинимидных присадок в топливе и исследование механизма их действия
3.2.1 Исследование эффективности действия сукцинимидных присадок 64
3.2.2 Стендовые испытания присадок на основе сукцинимидов 66
3.2.3 Изучение особенностей строения защитной пленки на поверхности металла 71
ГЛАВА 4 Исследование углеводородного состава дизельных топлив 79
4.1 Сравнительный анализ физико-химических свойств и группового углеводородного состава дизельных топлив, вырабатываемых на различных нефтеперабатывающих заводах 80
4.1.1 Сравнительный анализ физико-химических свойств дизельных топлив
различных НПЗ 80
4.1.2 Качественные характеристики индивидуальных углеводородов, потенциально содержащихся в дизельном топливе 81
4.1.3 Сравнительный анализ группового углеводородного состава дизельных топлив различных НПЗ 84
4.1.4 Анализ влияния группового углеводородного состава дизельных топлив на их качественные показатели 90
4.2 Применение современных методов анализа для изучения углеводородного состава дизельных топлив 97
4.2.1 Исследование структурно- группового состава топлив методом ИК-Фурье-спектрометрии в средней области и построение корреляционной модели 97
4.2.2 Построение калибровочной модели для определения предельной температуры фильтруемости дизельного топлива на основе ИК-спектра 100
4.2.3 Исследование углеводородного состава дизельных топлив методом двумерной газовой хроматографии с времяпролетным масс-спектрометрическим детектированием 104
ГЛАВА 5 Исследование влияния углеводородного состава топлив на эффективность действия депрессорных и диспергирующих присадок. разработка отечественного пакета присадок для дизельных топлив 118
5.1 Исследование эффективности действия депрессорных присадок в различных топливах 118
5.2 Исследование эффективности действия диспергирующих присадок в различных топливах 123
5.3 Изучение эффективности действия различных пакетов присадок в дизельном топливе Рязанского НПК 127
Основные выводы и результаты 133
Список сокращений и условных обозначений 135
Список литературы 136
- Промоторы воспламенения (цетаноповышающие присадки)
- Определение содержания н-алканов дизельного топлива методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ)
- Оценка эффективности сукцинимидных присадок в топливе и исследование механизма их действия
- Исследование эффективности действия диспергирующих присадок в различных топливах
Промоторы воспламенения (цетаноповышающие присадки)
С 1 января 2013 г. топливо экологического класса 2 запрещено для использования на территории РФ, топливо экологического класса 3 было допущено к применению до 31 декабря 2014 г., а действие экологического класса 4 разрешено до 31 декабря 2015 г.
Увеличение показателя ЦЧ с 45 до 51 единицы, с одной стороны, вызвано нововведениями в топливной системе дизельного двигателя с целью радикального снижения вредных выбросов за счет более полного сгорания рабочей смеси, с другой стороны топлива с высокими ЦЧ поддерживают мягкое горение и способствуют снижению дымности отработанных газов, особенно при низких температурах окружающей среды [3]. От значения цетанового числа зависят также такие важные показатели работы двигателя как: его пуск, среднее эффективное давление сгорания, удельный расход топлива, температура выпускных газов, отложения в двигателе, дымность и запах отработавших газов. Применение дизельных топлив с низким ЦЧ (ниже 40 единиц) приводит к жесткой работе двигателя. При этом возникают ударные нагрузки на поршень, увеличивается давление на подшипники, вызывая их повышенный износ или разрушение [4]. С увеличением цетанового числа топлива облегчается пуск двигателя и увеличивается среднее давление сгорания, остальные показатели снижаются, работа двигателя в целом улучшается [5]. Однако при увеличении ЦЧ больше 60 снижается полнота сгорания топлива, возрастает дымность выхлопных газов, повышается расход топлива и происходит снижение мощности и экономичности его работы [6]. Это связано с наличием в таком топливе высокомолекулярных трудноиспаряющихся нестабильных углеводородов, которые подвергаются крекингу в камере сгорания еще до начала самовоспламенения с образованием сажи [4]. Наибольшую фактическую величину ЦЧ более 51 единиц имеют летние (по ГОСТ Р 52368-2005), а наименьшую (47 - 48 единиц) – зимние и арктические (по ГОСТ Р 55475-2013 дизельные топлива.
Показатель «цетановое число» для дизельных топлив – величина аддитивная и зависит от соотношения углеводородов различных классов в составе топлива. Таким образом, достичь установленных показателей по цетановому числу можно регулируя углеводородный состав топлива, что далеко не всегда возможно технологически, поэтому на практике данная задача решается за счет введения в состав дизельного топлива цетаноповышающей присадки. Наряду с показателем цетановое число применяются расчетные показатели, такие как цетановый индекс (ЦИ) и дизельный индекс (ДИ). Цетановый индекс, рассчитывается по уравнению с четырьмя переменными и служит средством оценки цетанового числа дистиллятных топлив по таким показателям как плотность и температура выхода продукта дистилляции (10, 50 и 90 %) [7]. Дизельный индекс связывает воспламеняемость топлива с его анилиновой точкой и удельным весом [8].
С целью снижения экологически вредных выбросов в атмосферу существенно ужесточены так же и требования по содержанию в топливе серы. Однако, наряду со снижением вредных выбросов в выхлопных газах, применение экологически чистых дизельных топлив приводит к целому ряду технических проблем, таких как, выход из строя топливных насосов высокого давления (ТНВД) из-за снижения смазывающей способности дизельных топлив и увеличение коррозионной агрессивности, связанной с удалением в процессе гидроочистки поверхностно-активных веществ, способных образовывать защитную пленку на поверхности металла [9-11]. Многие сернистые соединения, потенциально входящие в состав дизельной фракции, такие как сульфиды и бензотиофены, характеризуются высокими противоизносными свойствами и их удаление в ходе гидроочистки приводит к резкому снижению смазывающих свойств – важному эксплуатационному показателю дизельных топлив. Опубликованы данные, свидетельствующие о том, что у автомобилей, работающих на топливе с содержанием серы 50 ppm (0,005%) выход из строя топливных насосов наблюдается через 5-50 тыс. км, а на топливе с содержанием серы 10 ppm (0,001%) уже через 3-13 тыс. км при предполагаемом сроке службы 250 тыс. км [9]. Качественный и количественный состав углеводородов, входящих в состав топлива, так же влияет на его смазывающую способность [11,12], однако, задача восстановления смазывающей способности в современных топливах решается, в основном, за счет введения соответствующих присадок.
Наряду с показателями воспламеняемости и смазывающей способности, к важным эксплуатационным характеристикам дизельного топлива относятся и его низкотемпературные свойства: предельная температура фильтруемости (ПТФ), температура застывания (ТЗ), температура помутнения (ТП). Наиболее важным среди перечисленных показателей является ПТФ - минимальная температура, при которой заданный объем топлива прокачивается через фильтр за определенный промежуток времени (ГОСТ 22254-92, ASTM D6371) [9,15]. Ухудшение низкотемпературных свойств напрямую связано с групповым углеводородным составом и, прежде всего, c содержанием н-алканов в составе топлива [13,14]. Задача достижения нормативных показателей по показателям ПТФ и ТЗ решается либо за счет удаления н-алканов из топлива, что, в свою очередь, приводит к снижению объемов вырабатываемых топлив, либо введением депрессорных и депрессорно-диспергирующих присадок [15-18].
Намечаются два пути, с помощью которых можно регулировать эксплуатационные характеристики топлив, для их соответствия современным требованиям. Первый, его можно назвать традиционным, это применение функциональных присадок для улучшения различных показателей топлива. Другим, современным способом улучшения эксплуатационных характеристик топлив является получение смесевых топлив с использованием соответствующих фракций с различных установок вторичной переработки, что позволяет регулировать групповой углеводородный состав [13,14].
Определение содержания н-алканов дизельного топлива методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ)
Исследования топлив проводились с помощью полной двумерной газовой хроматографии с времяпролетным масс-спектрометром (GCхGCOF MS), системой Pegasus 4D фирмы LECO Corporation. Система включает в себя газовый хроматограф Agilent 7890A со встроенной второй печью, двухстадийный струйный криомодулятор (позволяющий проводить криофокусировку элюата на выходе из первой хроматографической колонки и проводить быстрое разделение каждой фракции на второй колонке) и времяпролетный масс-анализатор Pegasus 4D (LECO). Обработка проводилась с помощью программы Chroma TOF (LECO).
Условия проведения анализа. Масс-спектрометр: температура ионного источника (EI ионизации) 220 С, частота 100 Гц, диапазон детектируемых масс 35-700, скорость регистрации 100 спектров в секунду, энергия электронов -70 эВ.
Двумерная газовая хроматография: инжектор: температура 290 С, газ-носитель He, скорость потока 1 мл/мин, колонка 1 (полярная): капиллярная Sol Gel-Wax (30 m х 0,25 mm х 0,25 m), колонка 2 (неполярная): BPX-1 (0,85 m х 0,1 mm х 0,1 m). При сочетании первой полярной и второй неполярной колонки достигается наилучшее хроматографическое разделение интересующих нас классов веществ в составе дизельных топлив.
Программа температуры главной печи: 40 о (0,5 мин), со скоростью 3 С/мин до 290оС, программа температуры второй печи на 5 оС выше температуры главной печи на протяжении всего времени анализа, программа модулятора на 15оС выше температуры главной печи на протяжении всего времени анализа, период модуляции 8 с.
Преимуществом двумерной хроматографии в сравнении с одномерной является не только достижение лучшего разделения аналитических сигналов, но и то, что полученная двумерная хроматограмма организована в соответствии с химическим строением компонентов. На получаемых хроматограммах могут быть выделены области, в которых детектируются определенные классы веществ, таким образом, происходит визуализация структурных, изомерных и гомологических закономерностей в химическом составе образцов. Процедура классификации в программном обеспечении учитывает, как характеристичные области хроматограммы, так и информацию о масс-спектрах компонентов.
Помимо управления хроматомасс-спектрометром, программное обеспечение ChromaTOF дает возможность проводить дальнейшую детальную обработку полученных результатов. Автоматический алгоритм поиска пиков и выделения чистых спектров True Signal Deconvolution (TSD), автоматическое сравнение полученных масс-спектров с библиотекой NIST (National Institute of Standards and Technology) позволяют получать данные о химическом составе, а встроенная процедура вычитания поверхностей хроматограмм позволяет быстро проводить сравнительный анализ.
В основу экспериментов легла стандартная методика получения алкенилсукцинимидов [122]. Синтез проводили в 2 стадии. На 1 стадии (стадия алкилирования) проводился синтез алкенилянтарного ангидрида (АЯА). Основываясь на ранее проведенные исследования по изучению реакции присоединения малеинового ангидрида к олефинам и полиолефинам [123,124] для синтез были взяты следующие мольные соотношения малеиновый ангидрид (МА):альфа-олефин (или ПИБ) 1,4:1 моль, соответственно (определялось исходя из массовой доли полиолефинов с концевой двойной связью). В лабораторных условиях синтез АЯА проводили в стеклянном реакторе, представляющем из себя трехгорлую колбу объемом 200 мл, снабженную обратным холодильником, контактным термометром и электрической мешалкой. Реактор был помещен в электрический колбонагреватель. В колбу загружалось расчетное количество фракции -олефина С20-С26 (или ПИБ), затем при температуре 60 С вводился МА. Температуру повышали до 210 С и с момента достижении этой температуры при постоянном перемешивании выдерживалась около 10 часов. В ходе реакции через каждые 2 часа отбиралась проба, для которой определялось кислотное число, затем рассчитывалась конверсия по малеиновому ангидриду. По достижении конверсии 95-98 % реакцию останавливали, содержимое колбы охлаждали до 100 оС и переносили в колбу для вакуумной перегонки. При остаточном давлении 5 мм рт ст отгоняли из реакционной массы остатки малеинового ангидрида, не вступившего в реакцию. Затем, полученную реакционную массу фильтровали через фильтровальную бумагу с использованием обогреваемой воронки для очистки от образующихся в ходе синтеза смол.
На 2 стадии (стадия ацилирования) был проведен синтез непосредственно алкенилсукцинимида. Алкенилянтарный ангидрид загружали в трехгорлую стеклянную колбу снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, затем загружали расчетное количество полиэтиленполиамина в соотношении АЯА:ПЭПА = 1:1 соответственно. Смесь нагревали до 160 С с помощью электрического колбонагревателя и выдерживали при этой температуре 1 час при постоянном перемешивании. Синтез бис-сукцинимидных присадок проводили по методике, описанной выше, при мольном соотношении АЯА:ПЭПА = 2:1.
Идентификация полученных структур производилась с помощью ИК-спектроскопии. 2.2.6 Определение структуры алкенилсукцинимидных присадок с использование метода ИК-спектроскопии
Подтверждение структур синтезированных соединений проводили с помощью метода ИК-спектроскопии.
Анализ проводили на приборе ИК-Фурье-спектрометре ФСМ 1201 в интервале волновых чисел 4000-500 см-1. Синтезированный продукт после перегонки под вакуумом (остаточное давление 1 мм рт ст) для очистки от непрореагировавшего в ходе реакции малеинового ангидрида помещали между стеклами кюветы в виде тонкого слоя ( 0,0350,038 мм) и снимали спектры в указанном диапазоне.
Оценка эффективности сукцинимидных присадок в топливе и исследование механизма их действия
В работе проведено сравнение летних базовых дизельных топлив, вырабатываемых 10-ю крупными нефтеперерабатывающими заводами Европейской части России и принадлежащими различным нефтяным компаниям. Выбор топлив обусловлен тем, что групповой углеводородный состав летнего дизельного топлива, выпускаемого на каждом конкретном крупном НПЗ относительно стабилен в силу постоянства сырьевой базы.
Все образцы топлив отобраны после блока гидроочистки и не содержат присадок. Физико-химические показатели топлив определены по стандартным методикам, для определения углеводородного состава топлив были использованы исследовательские методы.
В таблице 2.1 представлены физико-химические характеристики исследуемых топлив. Как видно из этой таблицы, несмотря на то, что основным сырьевым ресурсом для большинства крупных НПЗ Европейской части России является Западно-Сибирская нефтесмесь, наблюдаются заметные различия в физико-химических показателях топлив, вырабатываемых этими заводами, что связано с дополнительным включением в переработку нефтей с близлежащих месторождений.
Так, цетановое число исследуемых топлив варьирует в интервале 47-54 пунктов: наибольшее цетановое число наблюдается у топлив 6 и 7 (54 и 53, соответственно), наименьшее у топлива 3 (47). По содержанию серы тоже имеются существенные различия. Образцы топлив 3 и 8 по содержанию серы относятся к виду I (Класс 3), образцы 4, 6, 7, 9 к виду II (Класс 4) все остальные образцы - вид 3 (Класс 5).
Образец топлива 8 – единственное из рассмотренных топлив, по низкотемпературным характеристикам относится к Сорту D, все остальные 9 образцов топлива – к Сорту С. Несмотря на то, что все топлива принадлежат к летним сортам, диапазон колебаний в показателях температуры застывания составляют 8 о С: от -8о С (топливо 3) до -16 о С (топливо 2 и 8), температуры предельной фильтруемости изменяются в пределах 8 о С: от -5о С до -13о С у топлив 3 и 8, соответственно. Топливо 8 отличается «облегченным» составом, как видно из данных фракционной разгонки этого топлива. Стоит особо отметить, что диапазон изменения ПТФ для всех топлив варьирует в пределах 2 оС (исключение топливо 8). Этот факт позволяет сделать вывод об отсутствии прямой связи между температурой застывания и предельной температурой фильтруемости топлив.
Верхний предел выкипания (95 % об.) для большинства рассмотренных топлив находится в районе 350 оС, что позволяет предположить, что различия в наблюдаемых эксплуатационных характеристиках топлив вызваны, прежде всего, взаимных соотношением углеводородов различных классов при приблизительно равном их молекулярно-массовом распределении. Исключение составляет топливо 8, у которого 95 % об. выкипают при 338 оС, следовательно, оно имеет более «облегченный» состав. Из дальнейших исследований образец топлива 8 был исключен.
Качественные характеристики индивидуальных углеводородов, потенциально содержащихся в дизельном топливе Среди нормируемых показателей в Техническом регламенте есть только один показатель, характеризующий углеводородный состав ДТ – это содержание полициклических (би- и три+) ароматических углеводородов. Этот показатель является одним из важнейших при выработке высококачественных ДТ экологического класса 4 и 5. По современным требованиям значение этого показателя (для топлива 5 класса) не должно превышать 8 %. Ограничения в содержании полициклических ароматических углеводородов вызваны экологическими требованиями, а также их негативным влиянием на воспламеняемость топлив.
Другие группы и подгруппы углеводородов не нормируются, хотя их влияние на эксплуатационные свойства дизельных топлив могут быть существенны. Так, известным фактом является то, что н-алканы обладают наиболее высокими показателями по цетановому числу, поэтому улучшают показатель воспламеняемости. В то же время присутствие н-алканов в составе топлива ухудшает его низкотемпературные свойства: температуру помутнения (Тп), температуру застывания (Тз), предельную температуру фильтруемости (ПТФ). Изо-алканы обладают лучшими низкотемпературными свойствами по сравнению с н-алканами с тем же числом атомов углерода, однако, заметно ухудшают показатели воспламеняемости.
В таблице 4.1 приведены литературные и расчетные данные по некоторым физико-химическим и эксплуатационным свойствам индивидуальных алканов, циклоалканов и аренов, которые потенциально могут содержаться в дизельных топливах.
Цетановые числа для индивидуальных углеводородов, приведенных в таблице, получены расчетным и экспериментальным путем. Как видно из этих данных с увеличением длины углеводородной цепи нормальных алканов на каждую метиленовую группу цетановое число заметно возрастает. Для разветвленных, 2- метилзамещенных алканов с тем же числом атомов углерода, цетановое число снижается примерно на 20 пунктов и продолжает уменьшаться при перемещении заместителя к середине углеводородной цепи. Цетановое число еще больше снижается для изопреноидных (например, 2,6,10-триметилдодекан) углеводородов по сравнению с нормальными и монозамещенными алканами с тем
Исследование эффективности действия диспергирующих присадок в различных топливах
Бициклические ароматические углеводороды содержатся в относительно небольшом количестве по сравнению с моноциклическими аренами от 3,4 % (топливо 5) до 12,0 % (топливо 4). Еще меньше содержание полициклических ароматических углеводородов во всех исследуемых топливах и не превышает 2 %, так максимум 1,8 % приходится на топливо 3, наименьшее количество у топлива 5 0,3 %.
При сравнении топлив по суммарному содержанию ароматических углеводородов разброс данного показателя для исследуемых топлив составляет 12,9 %: 29,7 % у топлива 7, 42,6 % - у топлива 3.
Важным показателем, существенно влияющим как на эксплуатационные свойства дизельных топлив, так и на эффективность действия присадок, является содержание н-алканов. Как видно из данных таблицы 3.2, наибольшее количество н-алканов содержатся в топливе 4 – 14,7 %. Принято считать, что высокое содержание н-алканов существенно ухудшает низкотемпературные характеристики любого ДТ, однако у данного топлива эти показатели практически сопоставимы, а в некоторых даже лучше, чем у топлива с меньшим содержанием н-алканов, например, топлива 3. Это указывает на то, что имеет значение не только количественные показатели, но и качественные, т.е. молекулярно-массовое распределение н-алканов. Для большей информативности были рассчитаны коэффициенты k1 и k2, отражающие соотношение различных групп н-алканов, отличающихся числом углеродных атомов: низкоплавких (до С15 включительно), среднеплавких (от С16 до С21 включительно) и высокоплавких (от С22 и выше). k1=С22 /С15 (отношение высокоплавких н-алканов к низкоплавким); k2=С22 /н-алканов (отношение высокоплавких к общей сумме н-алканов). Данные коэффициенты позволяют показать вклад каждой подгруппы н-алканов в низкотемпературные свойства исследуемых топлив.
Относительно высокое содержание н-алканов с длиной углеродной цепи до С15 (низкоплавких), говорит о том, что в этом топливе много углеводородов, которые могут, с одной стороны, выступать в качестве растворителей для высокомолекулярных алканов, и при понижении температуры способствовать более позднему выпадению кристаллов, с другой стороны, влиять на растворимость и эффективность действия присадок, прежде всего, полимерного типа. Относительно высокое содержание н-алканов состава С21 и выше (высокоплавких), указывает на то, что в системе содержится значительное количество углеводородов, потенциально способных выкристаллизовываться уже при высоких температурах.
Топлива 1, 3 и 5 имеют наиболее высокие ТЗ из всех рассматриваемых топлив: -10, -7 и -10 С, соответственно. Следовательно, коэффициенты k1 и k2 у этих топлив должны иметь наибольшее значение по сравнению с другими образцами. Это подтверждается данными, приведенными в таблице 4.2. Так коэффициент k1 у топлива 3 наибольший и равен 0,16 и значение температуры застывания так же максимальное и составляет -7 С, обратную картину можно проследить на примере топлива 2, где коэффициенты k1 и k2 имеют одни из минимальных значений и показания низкотемпературных свойств так же минимальны. Данные коэффициенты позволяют более наглядно показывать взаимосвязь между распределение н-алканов по молекулярной массе и низкотемпературными свойствами соответствующих топлив.
Еще одним важным фактом, указывающим на взаимосвязь качественных характеристик дизельных топлив с их углеводородным составом, являются данные полученные при испытании смазывающих свойств некоторых топлив. Общепризнанным мнением является то, что топлива с высоким содержанием серы обладают лучшей смазывающей способностью, чем топлива с низким содержанием серы. Считается, что многие сернистые соединения, потенциально входящие в состав дизельной фракции, такие как сульфиды и бензтиофены, характеризуются высокими противоизносными свойствами и их удаление в ходе гидроочистки приводит к резкому снижению смазывающих свойств. В работе исследовалось 10 гидроочищенных дизельных топлив с различным содержанием серы. По содержанию данного параметра все топлива укладываются в жесткие рамки Технического регламента, тем не менее значения этого показателя у всех образцом варьирует в широком интервале. Топливо 1, 2, 5 и 10 относятся к ультранизкосернистым (вид III, серы менее 10 ppm), топлива 4, 6, 7 и 9 к низкосернистым (вид II, серы менее 50 ppm), а топлива 3 и 4 к малосернистым (вид I, серы менее 350 ppm). Смазывающая способность была рассмотрена на примере топлив 1, 2 и 3 (. Топливо 1 и 2 содержат одинаковое количество серы по 9 ppm, топливо 3 из всех рассматриваемых топлив - наибольшее количество серы – 245 ppm. Показатели смазывающей способности топлив 2 и 3, оцениваемые по величине диаметра пятна износа, хорошо согласуются с существующими представлениями, согласно которым смазывающая способность зависит от концентрации гетероатомсодержащих соединений, которые, будучи полярными соединения, способны хемосорбироваться на металлических поверхностях с образованием защитных пленок. К таким соединениям относятся кислород- и серосодержащие компоненты дизельных топлив. Именно этим фактом можно объяснить значительное ухудшение противоизносных свойств у топлива 2 по сравнению с топливом 3. Однако, результаты, полученные при использовании топлива 1, ставят под сомнение однозначность высказанной зависимости. Как видим, топлива 1 и 2 при равном, ультранизком содержании серы (по 9 ppm) проявляют существенно отличающуюся смазывающую способность: диаметр пятна износа 426 и 585 мкм, соответственно. Несомненно, здесь прослеживается влияние углеводородного состава. Известно, что хорошей смазывающей способностью обладают нафтеновые углеводороды, однако методы ГЖХ и ВЭЖХ не позволяют ни качественно, ни количественно оценить присутствие нафтеновых углеводородов в дизельном топливе. Подводя итог вышесказанному, следует отметить, что к настоящему моменту достаточно подробно изучено влияние углеводородного состава дизельных топлив на их низкотемпературные свойства, показатели воспламеняемости и прокачиваемости топлив, вместе с тем влияние углеводородного состава на смазывающие свойства именно дизельных топлив изучено плохо. Очевидно, что многолетний опыт, полученный при исследовании смазывающих свойств масел переносить на исследование смазывающих свойств ДТ нельзя, так как коллоидная структура ДТ в отличие от масел ближе к истинным растворам.
Данная проблема, в первую очередь, связана с относительно недавним переходом НПЗ на выпуск малосернистых топлив (серы менее 350 ppm), где проблема смазывающей способности стоит особо остро. Так, смазывающая способность в топливах введена в нормируемые показатели в России около 10 лет назад (ГОСТ Р 52368-2005), в странах Западной Европы в 2000 г., с введением нового стандарта EN 590. Общепринято, что основным фактором, определяющим смазывающие свойства ДТ, является содержание серы [4,9,20], однако этот фактор является вовсе не единственных показателем химического состава топлив, характеризующим смазывающие свойства современных ДТ. Далеко не последнюю роль играет и углеводородный состав ДТ.
