Повышение цетанового числа альтернативного углеводородного топлива при помощи присадки Миксент 2000
Введение
Требования, предъявляемые к дизельным двигателям (экономичность, уменьшение вредных выбросов) неуклонно растут, следовательно, и дизельное топливо должно соответствовать решаемым задачам. А так как основной характеристикой процесса горения углеводородного топлива в дизельных двигателях является показатель цетанового числа, то применение цетаноповышающих присадок при производстве качественного дизельного топлива реальная необходимость.
Согласно Европейскому стандарту на дизельные топлива EN-590:2000 цетановое число дизельного топлива должно быть не менее 51.
Для повышения цетанового числа дизельного топлива в последние два десятка лет используют цетаноповышающие присадки, так называемые пероксиды и алкилнитраты, введение которых в дизельное топливо повышает цетановое число на 10-12 единиц.
Кроме того, использование цетаноповышающих присадок дает возможность изменить материальный баланс нефтепереработки и улучшить ее экономические показатели, то есть возможно вовлекать в дизельное топливо, выпускаемое по ГОСТ 305-82, легкие газойли вторичных процессов. Это экономически выгодно производителям, а неизбежное при этом понижение цетанового числа можно корректировать введением цетаноповышающей присадки Миксент 2000.
Наряду с традиционным использованием присадок для повышения цетанового числа дизельного топлива существует ряд задач для унификации углеводородных топлив, например бензина, для дизельных двигателей спецтехники.
I. Присадка Миксент-2000 (Миакрон-2000)
В прошлом веке в России были допущены к применению в составе дизельных топлив следующие цетаноповышающие присадки:
1. отечественного производства:
- изопропилнитрат по ТУ 6-14-944-73 (ИПН);
- циклогексилнитрат по ТУ 7508906.115-92 (ЦГН).
2. и ввозимые из-за рубежа:
- Paradyne-668 (Exxon);
- Kerobrizole EHN (BASF);
- Dodycet 5073 (Clariant);
- HiTec 4103W (Ethyl);
- ADX 743 (Lubrizol).
В период перестройки и всеобщего развала промышленности производство отечественных цетаноповышающих присадок было прекращено.
Но задача оставалась, так дизельные двигатели работали, топливо производимое в России в основном не соответствовало возросшим требованиям, а ввозить импортные присадки становилось все дороже и дороже.
Российские специалисты Группы Компаний «Миксент» разработали новую отечественную цетаноповышающюю присадку Миксент-2000.
Основа присадки известное химическое соединение - 2-этилгексилнитрат, которое широко применяемяется в качестве цетаноповышающей присадки в дизельном топливе.
Оригинальные технические решения запатентованы. Многолетние исследования и многочисленные испытания позволили стабильно получать состав вещества, который эффективно повышает цетановое число дизельного топлива и не оказывает побочного воздействия на другие показатели дизельного топлива.
| Основные физико-химические характеристики присадки Миксент-2000 | |
| Цвет, ед. ЦНТ, не более | 6 |
| Плотность при 15°С, кг/м3, не более | 1003 |
| Повышение цетанового числа эталонного топлива, состоящего из 40% цетана и 60% альфаметилнафталина, при добавлении 0.3% масс. присадки, не менее, единиц | 6 |
| Кислотное число активного вещества, мг КОН/г, не более | 0,3 |
| Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже | 23 |
Рекомендуемая концентрация присадки в дизельном топливе составляет от 1 до 3 кг на тонну.
Промышленный процесс производства присадки Миксент-2000 организован полностью из отечественного сырья и вспомогательных элементов на собственных производственных мощностях вблизи Москвы.
II. Экспериментальные исследования присадки Миксент-2000 в углеводородных топливах
Перед специалистами компании «Миксент» была поставлена задача по унификации углеводородных топлив, предназначенных для силовых агрегатов спецтехники, то есть, проще говоря, сделать так, чтобы дизельный двигатель при необходимости мог работать на том, что есть в наличии, например светлом печном топливе, но и на чистом керосине или даже бензине.
Для этого были определены изменения цетанового числа керосина ТС-1 и бензинов «Нефрас-С2-80/120» ТУ 38.401-67-108-92, А-80, АИ-92 при введении в них присадки Миксент-2000.
Определение цетанового числа смесей проводилось на установке ИТ9-3М, а в качестве эталонных топлив применялись смеси, состоящие из альфаметилнафталина и цетана.
Результаты изменения цетанового числа керосина ТС-1 с присадкой Миксент-2000
|
Содержание «Миксент-2000» в керосине ТС-1, % объема |
Цетановое число смеси, ед. |
|
0 |
43 |
|
0,25 |
47 |
|
0,5 |
52,5 |
|
1 |
55 |
|
1,5 |
57,5 |
|
3 |
65 |
В диапазоне реальных значений цетановых чисел дизельных топлив (45÷52 ед.) увеличение цетанового числа керосина составило 9.5 ед. при добавлении присадки Миксент-2000 0.5% от объема керосина, т.е. 5 кг на 1 тонну.
Практически повышение цетанового числа керосина в данном диапазоне (0÷0.5% об.) составляет 2 ед. при добавлении 1кг присадки Миксент-2000 на 1 тонну керосина ТС-1.
Рис. 1
|
Изменение цетанового числа бензинов в зависимости от концентрации в них Миксент-2000 | ||||
|
№ |
Содержание Миксент-2000 в бензине, % об. |
Цетановое число смеси, содержащей Миксент-2000 | ||
|
для «Нефрас» |
для А-80 |
для АИ-92 | ||
|
1 |
1.5 |
48 |
31 |
----- |
|
2 |
3 |
----- |
41 |
----- |
|
3 |
5 |
----- |
----- |
42 |
|
4 |
6 |
----- |
54 |
----- |
|
5 |
9 |
----- |
----- |
46 |
|
6 |
10 |
----- |
----- |
49 |
На основании полученных результатов следует заключить, что для использования бензина А-80 в качестве топлива для дизелей с ЦЧ 40÷42 ед. необходимо добавлять 3% присадки Миксент-2000.
Для применения бензина типа АИ-92 в качестве топлива для дизелей с ЦЧ 40÷42 ед. необходимое количество присадки возрастает до 5% об.
Детали топливной аппаратуры после 30-суточной выдержки в чистой присадке и в смеси с бензином «Нефрас-С2-80/120» в удовлетворительном состоянии и пригодны к работе.
Заключение
1. Присадка Миксент-2000 обладает цетаноповышающими свойствами не только в смесях с дизельным или светлым печным топливом, но и в смесях с керосином и бензинами типа А-80 и АИ-92.
- Добавление присадки Миксент-2000 в количестве 0.3% об. в дизельное топливо повысило его цетановое число с 45 до 52ед.
- Добавление присадки Миксент-2000 в количестве 0.5% об. в керосин ТС-1 повысило его цетановое число с 43 до 52.5 ед.
- Цетановое число бензина «Нефрас-С2-80/120» при добавлении 1.5% об. присадки составило 48 ед.
- Для использования бензина типа А-80 в качестве топлив для дизелей с ЦЧ 40÷42 ед. необходимо добавлять 3% присадки Миксент-2000.
- Для использования бензина типа АИ-92 в качестве топлива для дизелей с ЦЧ 40÷42 ед. необходимо добавлять 5% об. присадки Миксент-2000.
2. Детали и резинотехнические изделия топливной аппаратуры испытания в присадке Миксент-2000 выдержали и пригодны к работе.
3. В системах резервного пуска спецтехники использование в качестве топлива присадки Миксент-2000 при температуре воздуха на впуске -11°С (минимальная температура воздуха на период проведения испытаний) обеспечивает стабильный запуск двигателя с первой попытки.
Литература
- Зиненко С.А., Егоров С.А., Ёлкин С.И., Решетов В.И., Савенко В.И. «Экспериментальное исследование цетаноповышающей присадки Миакрон 2000 в альтернативных углеводородных топливах (статья с сайта мixent.ru).
- Данилов А.М. Применение присадок в топливах для автомобилей. Справочник. М., Химия, 2000. – 231 с.
- Башкатова С.Т. Присадки к дизельным топливам. М., Химия, 1994. – 251 с.
- Зиненко С.А., Егоров С.А., Макаров А.А. и др. Цетаноповышающая присадка «Миакрон-2000» к дизельным топливам. ХТТМ, 2002, №5, с. 17-20.
- Г.Н. Новацкий, С.В. Водолажский, Б.Г. Соколов. Современные методы улучшения качества дизельных топлив. Нефть. Газ. Промышленность, 2004,№ 2.