Присадки к нефтяным топливам и маслам

План

Лекция 26

Тема: Присадки к нефтяным топливам и маслам.

Присадкаминазывают вещества, добавляемые в малых количествах к топливам и техническим маслам для повышения их эксплуатационных характеристик. Содержание присадок в жидких топливах и маслах обычно не превышает сотых или десятых долей % по массе (лишь некоторые присадки применяются в концентрациях до 1—2% и более).

Присадки к топливам улучшают процессы сгорания, способствуют сохранению начальных свойств топлива при хранении, транспортировке и использовании, снижают вредное воздействие топлива на механизмы и аппаратуру, облегчают применение топлива при низких температурах и т. д. Наибольшее применение получили антидетонаторы (например, тетраэтил-свинец) — вещества, снижающие детонацию моторных топлив; широко используются также антиокислители (параоксидифениламин, альфа-нафтол и др.), ингибиторы химические, модификаторы, дезактиваторы металла, стабилизаторы, противонагарные и др. присадки.

Общий принцип антиокислительной присадки состоит в том, что процесс окисления идет через стадию образования свободных радикалов. Эти крупные молекулы с подвижным атомом Н⁺ и объемными заместителями. Атом Н⁺ способен отщепляться с образованием свободного радикала R* +H* →RH. RH- неактивная молекула. Молекула не вступает в реакцию и остается в системе. Добавляется порядка 0,01% -0,02% по массе в бензин. Эта присадка готовится как раствор в ароматических углеводородов ( в толуоле, ксилоле, любой моноциклической ароматике)

При длительном хранении присадки расходуются, тогда процесс окисления начинает идти более активно. Чтобы оценить устойчивость к окислению, вводят понятие- индуктивный период окисления. Для автомобильных бензинов не менее 90 минут для первой категории качества, для высшей категории 1200 минут. Для авиационных бензинов не менее 8 часов. Через 6 месяцев этот показатель должен быть заново анализироваться.

Бензин заливают в металлическую бомбу, устанавливают манометр, термостатируют при 100⁰С. В какой-то момент давление начинает понижаться. От начала термостатирования до начала понижения давления – считают время индукционного окисления. Этот показатель указывает, что в течении 2 лет бензин не меняет своих окислительных свойств.

Для бензинов самым эффективным антидетонатором является тетраэтилсвинец (ТЭС) - РЬ(С₂Н₅)₄. Представляет собой тяжелую маслянистую, бесцветную и сильно ядовитую жидкость. В качестве антидетонатора ТЭС используется с 1921 года, однако более дешевого и столь же эффективного аналога пока не создано. Об эффективности ТЭС можно судить по следующему факту: в концентрации 0,05% он повышает октановое число на 15-17 единиц.

В чистом виде ТЭС в бензин не добавляется, так как образующийся в результате сгорания оксид свинца имеет очень высокую температуру плавления (880°С) и не выносится из камеры сгорания, осаждаясь в виде нагара на клапанах, свечах и т.д. Поэтому в ТЭС добавляют вещества-выносители, вступающие в процессе сгорания в реакцию со свинцом и его оксидами. В результате получаются легколетучие соединения, которые выносятся из камеры сгорания с отработавшими газами.

Смесь ТЭС с выносителем и специальным красителем (для предупреждения о высокой токсичности) называется этиловой жидкостью, а бензин, в который она добавляется, называется этилированным.

Применение этилированного бензина недопустимо на автомобилях, оборудованных специальными каталитическими нейтрализаторами для очистки от отработавших газов. Оксиды свинца выводят нейтрализатор из строя через несколько часов работы двигателя.

В бензинах А-76, А-80, А-91 и А-92 применяются антидетонаторы на основе ароматических аминов (экстралин, АДА, Дакс, Самин). Эти вещества малотоксичны, не образуют нагара, стабильны и обладают хорошей эффективностью - в концентрации до 1% повышают ОЧ бензина на 9 - 12 единиц.

Одним из наиболее эффективных антидетонаторов, широко применяемых в настоящее время в высокоразвитых странах, является метилтретбутиловый эфир (МТБЭ). По свойствам МТБЭ близок к бензинам, имеет высокое октановое число, нетоксичен. Добавка 10-15% МТБЭ в бензин повышает ОЧ на 6 -12 единиц, что позволяет получать неэтилированные бензины с высокой детонационной стойкостью и хорошими экологическими характеристиками.

Условия хранения бензин должны соответствовать требованиям для любой легкоиспаряющейся жидкости. Отсутствие герметизации при перекачке, хранении и транспортировке приводит к потере легких фракций, что ухудшает пусковые свойства бензина , снижает его 04, усиливает нагарообразование в камере сгорания за счет испарения выносителей свинца для этилированных бензинов. Повышенная температура и солнечный свет ускоряют образование смол в бензине. Поэтому при длительном хранении бензина рекомендуется держать его в доверху заполненной, плотно закрытой канистре в темном, прохладном помещении.

Присадки к маслам нефтяным и синтетическим маслам по назначению разделяют на следующие группы:

1. вязкостные, повышающие вязкость и улучшающие вязкостно-температурные свойства;

2. депрессорные, понижающие температуру застывания масел;

3. антиокислительные, предохраняющие масла от окисления кислородом воздуха;

4. противокоррозионные, снижающие разрушение металла под действием агрессивной среды;

5. противоизносные и противозадирные, улучшающие смазочные свойства масел;

6. противопенные; моющие, препятствующие образованию на деталях механизмов твёрдых отложений;

7. многофункциональные, повышающие сразу несколько эксплуатационных характеристик масла.

В качестве присадок к маслам используются углеводородные и элементоорганические соединения разных типов и классов, в том числе низкомолекулярные поверхностно-активные вещества и полимеры.