ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Присадки, улучшающие низкотемпературные свойства топлив (депрессорные) из "Присадки к моторным топливам" Назначение. Механизм действия. Противообледенительные присадки — вещества, добавляемые к топливу с целью устранения эксплуатационных затруднений при низких температурах, вызванных замерзанием воды в топливе. Вода содержится в топливах в небольших количествах в растворенном или эмульгированном состоянии. Содержание ее невелико — до 0,1%, но в этих пределах может заметно различаться в зависимости от химического состава топлива, климатических условий и условий использования топлива [1—3]. В одном и том же топливе содержание воды может изменяться при изменении влажности и температуры атмосферного воздуха и условий хранения топлива (например, при перекачках). Поскольку содержание воды в топливе определяется равновесным состоянием между влагой топлива и воздуха, избыток ее выделяется в воздух или остается в виде второго слоя (что определяется главным образом скоростью изменения температуры и влажности воздуха) [2]. [c.205] Этими изменениями и определяются эксплуатационные затруднения, связанные с замерзанием выделяющейся из топлива воды обледенение карбюраторов автомобильных двигателей образование кристаллов льда в топливной системе авиационных двигателей. Обе эти проблемы можно решать (наряду с другими средствами) добавлением специальных присадок к топливу [4—6]. [c.205] Но известны присадки иного типа — поверхностно-активные соединения, предотвращающие обледенение карбюраторов, которые образуют защитную оболочку на частицах льда, что препятствует их объединению друг с другом или оседанию на стенках карбюратора [8, 9]. Предполагают, что действие этих присадок основа[но на образовании мицелл, имеющих в наружной части углеводородные радикалы молекул, а во внутренней части — гидрофильные группы молекулы воды располагаются внутри мицеллы, что предотвращает их агрегацию при понижении температуры. Иными словами, присадки этого типа могут действовать как поверхностно-активные коллоидные растворители, обеспечивающие солюбилизацию воды в углеводородной среде [10]. [c.206] Применение присадок в автомобильных бензинах. Обледенение отдельных частей карбюратора (особенно дроссельной заслонки) происходит главным образом в результате интенсивного испарения топлива [1,11]. При большой влажности и низкой температуре и особенно при работе на облегченном топливе это охлаждение может привести к вымерзанию влаги из топлива на охлажденные детали. Накопление льда на дроссельной заслонке приводит к перебоям в работе двигателя, продолжающимся от 4—7 до 15 мин, и при сильном обледенении— к остановке двигателя. Исследования зависимости обледенения карбюратора от температуры и влажности воздуха [11] показали, что наибольшая возможность обледенения создается при 100%-ной влажности и температуре 4,5 °С, т. е. Во время дождя в холодную погоду. [c.206] Присадки второго типа — поверхностно-активные соединения, действующие посредством образования защитной пленки на частицах льда или как коллоидные растворители, эффективны в меньших концентрациях в топливе— 0,002—0,02% объемн. Примером присадок такого типа служат амины, аммонийные фосфаты и др. [6, 7, 9, 10, 14, 15]. Поверхностно-активные противообледенительные присадки выполняют в бензинах одновременно и функции моющих присадок (смывание отложений во влускной системе). [c.207] Концентрация в топливе. % объемн. [c.208] Наиболее успешным способом решения этой важной эксплуатационной проблемы оказалось применение присадок. К присадкам такого назначения предъявляется несколько обязательных специфических требований [2, 7]. Они должны хорошо растворяться в топливах и смешиваться с водой, их смеси с водой должны иметь низкую температуру застывания, коэффициент распределения присадки между топливом и водой должен быть таким, чтобы количество присадки, переходящей в водный слой, было достаточным для образования низкозамерзающих смесей, а количество, оставшееся в топливе,— достаточным для связывания новых порций влаги, поступающей в топливо из воздуха. Кроме того, присадка должна не только предотвращать появление кристаллов льда в топливе, но и растворять уже имеющиеся кристаллы (в топливе, на фильтре) [7]. И, наконец, действие присадки должно обеспечиваться при малой ее концентрации в топливе, что, впрочем, относится ко всем присадкам. Это связано не только с экономическими факторами, но и с предупреждением отрицательного влияния присадок на другие свойства топлива. [c.209] Температура кристаллизации (°С) при содержании в водном растворе, % масс. [c.211] Концентрацию присадки выбирают с учетом ее эффективности и реальных условий (влажности топлива, температуры), имеющих место при эксплуатации самолетов для промышленных присадок она составляет 0,1 — 0,3% масс. Испытания различных соединений в условиях, имитирующих реальные, показали, что многие из них обеспечивают фильтрование топлива без засорения фильтра до температур —50 °С при значительном содержании воды (рис. 50) [7]. [c.213] Эффективные присадки при добавлении к топливу растворяют уже содержащиеся в нем кристаллы льда со скоростью, определяемой химической природой присадки, количеством кристаллов льда и температурой топлива. Время, необходимое для растворения, составляет в среднем от 50 с при —5°С до 4 ч при —30°С. Лучшей растворяющей способностью обладают соединения, содержащие гидроксильную группу. [c.213] При наихудших условиях полета за время одного рейса самолету ТУ-104 моя ет потребоваться 5—7-кратное впрыскивание противообледенительной присадки. Предложена автоматическая система впрыскивания противообледенительной присадки при возрастании перепада давления на фильтре. Но степень надежности этого способа зависит от системы впрыска, введение же присадки непосредственно в топливо гарантирует безопасность полетов и исключает обледенение фильтра [16]. [c.215] Кислотность (на уксусную кислоту), %, не более. [c.216] Все эти присадки огнеопасны температура вспышки целлозольвов не превышает 40—46 °С, а тетрагидрофурфурилового спирта 75—80°С температура самовоспламенения последнего 282 °С. Пределы взрываемости смесей паров с воздухом составляют для этилцеллозольва 1,8—15,7% объемн., для ТГФ 1,5—9,7%. Эти продукты токсичны допустимая концентрация ТГФ в воздухе не более 10 мг/м На рис. 52 показаны температуры кристаллизации смесей промышленных присадок с водой, а на рис. 53 — зависимость их плотности и вязкости от температуры. Эти зависимости учитывают при практическом применении присадок. [c.216] При длительном хранении авиационных топлив, содержащих противообледенительные присадки, иногда наблюдается скопление в топливных баках слоя окрашенной жидкости [22]. Эта жидкость представляет собой смесь присадки с водой, которая в силу хорошей растворяющей способности присадок может извлекать из топлива неуглеводородные соединения, лучше растворяющиеся в присадках, чем в углеводородах. Длительно хранить топлива с противообледенительными присадками не рекомендуется, так как при изменении внешних условий в топливе может накапливаться вода и значительное количество присадки выделяться в водный слой (табл. 55). Кроме того, могут происходить потери присадок и вследствие их летучести (метилцеллозольв). По этим причинам противообледенительные присадки вводят непосредственно перед использованием топлива (на аэродромах) при помощи автоматических дозаторов. [c.218] Суини В., Флеминг К., Муди Л. М. В кн. Труды IV Международного нефтяного конгресса. Т, 8. М., Гостоптехиздат, 1957, с. 223— 240. [c.219] Парафиновые углеводороды нормального или слабораз-ветвленного строения с числом углеродных атомов более 13 даже при положительных температурах представляют собой твердые вещества. Такие углеводороды содержатся в значительных количествах в дизельных и более тяжелых топливах. При охлаждении этих топлив часть углеводородов может выпадать в виде твердой фазы. Появляющиеся кристаллы видны невооруженным глазом. Дальнейшее охлаждение приводит к сращиванию выпавших кристаллов в жесткий каркас, и топливо теряет текучесть [1—3]. Отмеченные явления вызывают большие осложнения при использовании топлив в условиях низких температур. Кристаллы парафиновых углеводородов забивают топливные фильтры, а потеря топливом подвижности ведет к остановке двигателя или делает его пуск невозможным. [c.220] Для создания дизельных топлив, пригодных к применению в условиях низких температур, используют два пути удаляют из топлив высокоплавкие углеводороды (депарафинизация) или вводят депрессорные присадки. Исследования и испытания присадок, понижающих температуру застывания нефтепродуктов, проводятся около 50 лет. В 1931 г. была получена первая эффективная де-прессорная присадка к маслам Парафлоу (продукт взаимодействия нафталина с хлорированным парафином), которая вырабатывается и применяется до настоящего времени. [c.220] В настоящее время описаны сотни соединений, обладающих в той или иной мере депрессорной активностью природные высокомолекулярные смолистые соединения, содержащиеся в нефтях некоторые углеводороды, состоящие из ароматических колец и алкильных цепей различной длины гетероорганические соединения полимеры и сополимеры. Особенно широкое распространение получили соединения полимерного типа, среди них и найдены наиболее эффективные депрессорные присадки к топливам. Первое место среди этих соединений следует отдать сополимерам,, этилена с винилацетатом, кото-рые производятся несколькими фирмами под различными торговыми названиями (табл. 56). [c.221] Вернуться к основной статье