Введение к работе
Актуальность работы. В последние годы как альтернативное сырье и резерв для получения моторных топлив, особенно в отдаленных и труднодоступных регионах все более важное значение приобретают газовые конденсаты.
Среди основных продуктов первичной переработки газоконденсата -газоконденсатные дизельные топлива (ГДТ).
Значительная доля производимого ГДТ обладает облегченным фракционным составом, а, следовательно, низким содержанием гетероатомных соединений, фактических смол, би- и полициклнческих ароматических углеводородов, пониженными вязкостью и плотностью. Все это обуславливает высокие экологические характеристики топлива.
Однако практика применения ГДТ выявила ряд их существенных недостатков по сравнению с нефтяными дизельными топливами: низкое цетановое число, пониженный коэффициент подачи насоса (вследствие утечек), повышенные износы плунжерных пар и т. д.
Некоторые из этих недостатков могут быть устранены регулировкой топливоподающей аппаратуры, введением регуляторов горения и т. п. Уменьшение износа деталей топливной системы дизелей достигается обычно двумя основными путями:
-конструктивным, заключающимся в усовершенствовании конструкции узлов трения, и изменением условий их работы (снижение удельных нагрузок, применение пар трения с твердым смазочным покрытием, замена конструкционных материалов узлов трения на более износостойкие и т. д.);
-химмотологическим, заключающимся в улучшении противоизносных свойств самих топлив (компаундирование ГДТ с нефтяными прямогонными дизельными фракциями, применение специальных присадок).
Реализация большинства из перечисленных конструктивных методов снижения износа деталей топливной системы двигателя достаточно сложна и зачастую экономически неоправданна.
Химмотологический путь решения данной проблемы весьма перспективен, однако в настоящее время противоизносные свойства дизельных топлив из газоконденсатов изучены недостаточно, не разработаны эффективные методы их улучшения, отсутствуют присадки, прошедшие испытания в ГДТ.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось исследование экологически безопасных соединений в качестве противоизносных
присадок, особенностей механизма их действия, разработка научных рекомендаций по методу улучшения противоизносных свойств ГДТ.
Для достижения этой цели в настоящей работе решались следующие задачи:
- разработка модифицированной лабораторной методики определения
проуивоизносных свойств ГДТ;
исследование влияния на противоизносные свойства вязкости, фракционного и химического составов ГДТ;
- разработка способа улучшения противоизносных свойств дизельных топлив
путем введения в них эффективных, экологически безопасных, относительно
дешевых соединений;
- исследование особенностей противоизносного действия соединений,
рекомендуемых нами для улучшения противоизносных свойств ГДТ.
Научная новизна. Установлено, что эффективность противоизносного действия оксигенатных добавок в газоконденсатных дизельных топливах возрастает с увеличением степени протонизации атома водорода кислородсодержащих функциональных групп молекул оксигенатов.
Показано, что имеет место экстремальная зависимость эффективности высокопротонизированных оксигенатов от концентрации в газоконденсатных дизельных топливах, связанная с преобладанием процессов хемосорбцин при минимальной 0,01 - 0,05% и оптимальной 1,0 - 5,0% концентрациях и процессов коррозионно-механического износа при концентрациях добавок более 5,0%.
На смесях индивидуальных соединений, моделирующих газоконденсатные топлива облегченного фракционного состава, показано, что приемистость топлива к оксигенатным добавкам снижается в случае ассоциатообразования и образования ими относительно инертных дисперсных частиц с природными гетероатомными ПАВ.
Спектральными методами зафиксированы структурно-химические превращения в узле трения исходных гидроксилсодержащих молекул оксигенатов в карбоксилсодержащие и далее - феррокомплексные соединения с высокой противоизносной эффективностью в составе газоконденсатных дизельных топлив.
Практическая ценность работы. На базе стандартного трибометра ЧШМ предложена модифицированная методика оценки противоизносных свойств ГДТ. Разработана модель газоконденсатного дизельного топлива на основе индивидуальных углеводородов, отражающая такие особенности исследуемых топлив, как присутствие легких фракций, пониженная вязкость, плотность, низкое содержание природных ПАВ, низкие противоизносные свойства.
На основе кубовых остатков ректификации бутиловых спиртов процесса оксосинтеза предложена добавка в газоконденсатные дизельные топлива, обладающая высокой противоизносной эффективностью действия. Ожидаемый экономический эффект от ее использования составит около 35 рублей на 1 тонну ГДТ.
Апробация работы. Отдельные разделы диссертационной работы доложены на третьей Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России «Новые технологии в газовой промышленности» (Москва, 1999 г); 54 Межвузовской конференции «Нефть и газ - 2000» (Москва, 2000 г).
По теме диссертации опубликовано и принято к печати 5 научных статей.
Структура н объем работы. Диссертационная работа изложена на У-72 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, включающих 26 таблиц и <& рисунков, выводов, списка использованной литературы /-&3 наименований и ? приложений.
