Телефон: +7 (383)-235-94-57

К ВОПРОСУ ОБ ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИИ ПРОТИВОИЗНОСНЫХ ПРИСАДОК ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ РОССИЙСКИМИ АНАЛОГАМИ

Опубликовано в журнале: Менделеев №2(6)

Автор(ы): Комерзан Александр Николаевич, Репин Дмитрий Владимирович, Алексин Дмитрий Александрович, Смелик Анатолий Анатольевич

Рубрика журнала: Фундаментальные вопросы развития естественных наук

Статус статьи: Опубликована 25 февраля

DOI статьи: 10.32743/2658-6495.2020.2.6.245

Библиографическое описание

Комерзан А.Н., Репин Д.В., Алексин Д.А., Смелик А.А. [и др.] К ВОПРОСУ ОБ ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИИ ПРОТИВОИЗНОСНЫХ ПРИСАДОК ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ РОССИЙСКИМИ АНАЛОГАМИ // Менделеев: эл.научный журнал. –2020 – №2(6). URL: https://mendeleevjournal.ru/archive/6/245 (дата обращения: 12.07.2020). DOI: 10.32743/2658-6495.2020.2.6.245

Комерзан Александр Николаевич

бакалавр, оператор четвертой научной роты, Федеральное государственное автономное учреждение «Военный Инновационный Технополис «Эра»,

РФ, г. Анапа

Репин Дмитрий Владимирович

магистр, оператор четвёртой научной роты, Федеральное государственное автономное учреждение «Военный Инновационный Технополис «Эра»,

РФ, г. Анапа

Алексин Дмитрий Александрович

бакалавр, оператор четвертой научной роты, Федеральное государственное автономное учреждение «Военный Инновационный Технополис «Эра»,

РФ, г. Анапа

Смелик Анатолий Анатольевич

младший научный сотрудник, Федеральное государственное автономное учреждение «Военный Инновационный Технополис «Эра»,

РФ, г. Анапа

 

TO THE PROBLEM OF IMPORT SUBSTITUTION OF DIESEL FUEL ANTI-WEAR ADDITIVES BY RUSSIAN ANALOGUES

 

Alexander Komerzan

bachelor, operator of the fourth scientific company FSAU WIT «ERA",

Russia, Anapa

Dmitriy Repin

master of science, operator of the fourth scientific company FSAU WIT "ERA",

Russia, Anapa

Dmitry Aleksin

bachelor, operator of the fourth scientific company FSAU WIT "ERA",

Russia, Anapa

Anatoliy Smelik

research assistant Federal State Autonomous Institution WIT "ERA",

Russia, Anapa

 

АННОТАЦИЯ

В данной работе подчеркнута актуальность в обеспечении Российской Федерации отечественными присадками, приведены статистические сведения. Проанализирован российский рынок противоизносных присадок. В ходе работы было выявлено, что Российская Федерация на данный момент не в состоянии обеспечить себя основным сырьевым компонентом для производства противоизносных присадок, а именно жирными кислотами талловых масел (ЖКТМ).

Цель данной статьи – предложить решения проблемы импортозамещения противоизносных присадок, путем анализа методов производства различных производителей. 

ABSTRACT

This paper emphasise the actuality of providing the providing the Russian Federation with domestic additives and provides statistical information. The Russian market of anti-wear additives was analyzed. During the work, it was revealed, that the Russian Federation is currently unable to provide itself with the main raw material component for the production of anti-wear additives, named tall oil fatty acids (TOFA).

The aim of the paper is to offer solutions to the problem of import substitution of anti-wear additives by analyzing the production methods of various manufacturers/

 

Ключевые слова: противоизносная присадка, дизельное топливо, эксплуатационные свойства, импортозамещение.

Keywords: anti-wear additive, diesel fuel, performance characteristics, import substitution.

 

Россия славится своими энергетическими ресурсами, где наличие собственного производства топлив имеет стратегическое значение. С каждым годом требования к качеству топлив возрастает.

С введением новых показателей качества, как: содержание полициклических ароматических углеводородов, смазывающие свойства и окислительная стабильность, создаются новые нормативные документы, определяющие требования к топливу [4, с 218].

Использование присадок является неотъемлемой частью в улучшении эксплуатационных свойств топлив. На сегодняшний день в нашей стране по большей мере используют присадки иностранных производителей (рис. 1).

 

Рисунок 1. Потребление присадок к маслам в Российской Федерации

 

Одним из перспективных направлений работы в области импортозамещения является повышение доли российского рынка в сфере производства противоизносных присадок.

В настоящее время допущены к применению противоизносные присадки как отечественного, так и импортного производства.

Ассортимент и характеристики присадок представлены в таблице 1 [3, с 35]. 

Таблица 1.

Ассортимент и характеристики присадок

Производитель

Марка

присадки

Химический состав

Рекомендуемая концентрация, %

Активное вещество

Растворитель

Противоизносные присадки зарубежного производства

BASF

Kerokorr LA 95

Смесь азотсодержащего продукта конденсации с диспергатором, антиокислителем и деактиватором металлов

-

0,005-0,03

Kerokorr LA 96

Смесь амидов карбоновых кислот и сложных эфиров жирных кислот

Алифатические или ароматические углеводороды

0,005-0,02

 

Kerokorr LA 99

Смесь жирных кислот и их производных, не содержащих металл, фосфор или серу

Ароматические углеводороды

0,005-0,04

Clariant

DodilubeV 4716

Полимер этилвинилового сложного эфира

Высококипящие углеводороды

0,01-0,05

DodilubeV 4377

Смесь оксиалкиламинов и катионноактивных азотсодержащих соединений

Ароматические углеводороды

0,015-0,05

 

Dodilube 4940

Высшие карбоновые кислоты

-

0,005-0,02

Infenium

Paradyne 639

Присадка не содержит карбоновых кислот

-

0,01-0,2

Paradyne 655

Сложные эфиры карбоновых кислот

-

0,005-0,02

Lubrizol

ADX 4104 B

Смесь замещенных алкилфенолов и высших карбоновых кислот

Алифатический растворитель

0,005-0,02

Ciba

Irgalube F10

Смесь сложных эфиров фено-лалкенкарбоновой кислоты, неразветвленных жирных кислот С8-18 и глицерина

Алифатические парафиновые углеводороды

0,025-0,05

Противоизносные присадки отечественного производства

ОАО «АЗКиОС»

Байкат

Масло таловое дистиллированное либо жирные кислоты талового масла

Головная фракция гидродепарафини-зированного дизе-льного топлива

0,005 – 0,05

ООО «Ново-куйбышевский завод масел и присадок»

Комплексал-ЭКО «Д»

Талловое масло и пентамеры пропилена

-

0,005-0,04

ООО «Гамма Аддитив»

ГТ-16

Жирные кислоты талового и растительного масла

Легкая фракция гидрокрекинга

0,005-0,04

«OOO НТЦ СНОС»

АддиТОП СМ

Смесь карбоновых кислот

Углеводородный растворитель

0,005-0,03

 

Несмотря на то, что потенциальный ассортимент присадок противоизносных присадок весьма широк, почти все товарные присадки в качестве активного компонента содержат фракцию жирных кислот С12 – С20, выделяемых ректификацией талового масла – отхода целлюлозной промышленности.

Потребность Российской Федерации в противоизносных присадках оценивается ориентировочно в 16 тыс. т /год, при этом объем отечественного производства жирных кислот талловых масел требуемого качества не превышает 3 тыс. т/год [5, с 300]. Отсюда следует вывод, что на сегодняшний день существует проблема импортозамещения противоизносных присадок для дизельных топлив.

С целью увеличения ресурсов для производства противоизносных присадок возможны следующие варианты:

  • улучшение технологии производства, увеличивая выход требуемого продукта;
  • использование альтернативных источников сырья.

Рассмотрим каждый пункт решения задачи обеспечения страны отечественными противоизносными присадками.

1. Улучшение технологии производства.

Неотъемлемым фактором импортозамещения противоизносных присадок является улучшение технологии производства исходного сырья для получения требуемого продукта.

Так, шведскими учеными были проведены исследования по улучшению выхода таллового масла из черного щелока путем добавления в исходное сырье различных типов химических добавок. Было разработано маломасштабное моделирование на основе "синтетического" черного щелока, который включает неорганические пищевые химикаты, лигнин, гемицеллюлозу, продукты разложения сахара и жирные кислоты таллового масла и канифоли. Результатом исследования является разработка метода обезжиривания и определения восстановленного таллового масла на синтетических черных щелочах, основанного на экстракции растворителем и колориметрическом анализе. Этот метод позволяет исследовать различные параметры в малом масштабе с высоким контролем над различными условиями. Принцип действия метода заключается в том, что сначала компоненты синтетического щелока смешивают и инкубируют при 90°C, чтобы сформировать мыло из таллового масла. Далее образцы замораживают и обезжиривают, после чего проводят экстракцию органическим растворителем и проводят колориметрический анализ экстрагированного таллового масла для расчета выхода. Схема основных этапов процесса, разработанного шведскими учеными, представлена на рисунке 2 [7, с 56].

 

Рисунок 2. Основные этапы разработанного процесса экстрагирования таллового масла

 

2. Использование альтернативных источников сырья

В качестве альтернативного сырья для производства противоизносных присадок проведен ряд исследований, и на сегодняшний день разработаны присадки на базе различных масел растительного происхождения.

Так, в Австрии применяют смесь сложных метиловых эфиров (в количестве до 20%), полученных на базе рапсового масла. В США метиловые эфиры на базе соевого масла используются либо как 100% топливо, либо в качестве 20% добавки к нефтяному [2, с 255].

В Уфимском государственном нефтяном техническом университете были проведены исследования биодизельного топлива из рапсового и подсолнечного масел.

Результаты исследований показали, что для данных продуктов синтеза по сравнению с нефтяным топливом характерны более высокие значения кинематической вязкости и температуры вспышки. Был сделан вывод о том, что наибольшую целесообразность применения данных продуктов имеет место в производстве противоизносных присадок [5, с 256].

Специалистами из ОАО «ВНИИ НП» проводятся исследования в области разработки присадок на основе непищевых отходов производства растительных масел, из которых выделяют жирные кислоты, состав которых близок к составу талловых масел. Результатом работы является организация производства разработанной присадки на предприятии в г. Нижнекамске, где объём изготавливаемой продукции составляет до 1 тыс. тонн в год [1, с 18].

Западными учеными разработана азотсодержащая противоизносная присадка на основе растительного масла, которую получают взаимодействием эпоксидированных жирных кислот, их эфиров или триглицеридных масел с аминами циклических или ароматических углеводородов [8, с 1]. Производные жирных кислот имеют следующую формулу:

 

Рисунок 3. Производное жирных кислот

 

где R– разветвленная или прямая цепная алкильная или алкенильная группа, ароматическая группа, глицерин или глицерид,

R" – алифатическая цепь от C3 до C29, содержащая одну или более дериватизированных метиленовых групп (рис. 4):

 

Рисунок 4. Дериватизированная метиленовая группа

 

где  R1 и R2 – радикалы, независимо выбранные из группы, состоящий из атома водорода, циклических углеводородов, замещенных циклических углеводородов и арильных групп, при условии, что только один из указанных радикалов может быть атомом водорода. [6, с 1].

Приведенные выше примеры указывают на то, что на данный момент особое внимание уделяется производству противоизносных присадок из возобновляемых источников энергии. Данное направление имеет очень важное значение вследствие современных условий возрастающего глобального загрязнения окружающей среды. Отсюда следует, что использование альтернативных источников сырья для производства противоизносных присадок способно не только обеспечить страну требуемым ресурсом, но и в состоянии понизить уровень загрязнения экосистемы.

Заключение

Опираясь на изложенную выше информацию, можно сделать следующие выводы:

  1. Улучшение технологии, а также использование альтернативных источников сырья для производства противоизносных присадок являются перспективными направлениями в решении задачи импортозамещения соответствующего вида товарной продукции.
  2. Использование альтернативных источников вместо ЖКТМ в качестве исходного сырья для производства противоизносных присадок является более приоритетным направлением в области обеспечения российского рынка отечественными присадками и опирается на ряд исследований, проведенных зарубежными и отечественными учеными.

 

Список литературы:

  1. Данилов А.М., Овчинников К.А., Бартко Р.В. Задачи и практические результаты импортозамещения в области присадок к топливам и смазочным маслам // Экспозиция Нефть Газ. – 2017. – № 1. – С. 17– 19.
  2. Досказиева Н.К., Байтлесова Л.И., Алипов Д.Е. Использование отходов производства растительных масел для получения компонентов биодизеля. – Проблемы современной науки и образования № 4 (46). – 2016 г. – Том 14, № 1. – С. 254 – 257.
  3. Митусова Т.Н., Полина Е.В., Калинина М.В. Современные дизельные топлива и присадки к ним. // М.: Техника. – 2002. – 64 с.
  4. Перекрестов А. П., Брайко А.А. Противоизносные присадки в дизельное топливо и их развитие // Вестник АГТУ. – 2008. – № 2. – С. 218– 221.
  5. Фомина Н.В., Лобачев А.Л., Лобачева И.В., Ревинская Е.В. – В кн: Аналитика Сибири и Дальнего Востока: Идентификационные параметры товарной продукции малотоннажных НПЗ: материалы 9-й научной конференции, Красноярск, 8–13 октября 2012. – Красноярск, 2012. – С. 298.
  6. Biswas A., Doll K.M., Chen H.N., Sharma, B.K. Process for Preparation of Nitrogen-Containing Vegetable Oil-Based Lubricant Additive. – U.S. Patent 8,841,470 B1. – 23 September 2014.
  7. Dogaris I., Henriksson G., Lindström M. Tall Oil Solubility in Industrial Liquors. – Stockholm. – Energiforsk, 2019.–70 p.
  8. Karmakar G., Ghosh P., Sharma B. K. Chemically Modifying Vegetable Oils to Prepare Green Lubricants // Lubricants – 2017. –V. 5(4). –P. 1–17.