RU2649396C1 - Anti-wear additive for jet fuel - Google Patents
Anti-wear additive for jet fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649396C1 RU2649396C1 RU2017123489A RU2017123489A RU2649396C1 RU 2649396 C1 RU2649396 C1 RU 2649396C1 RU 2017123489 A RU2017123489 A RU 2017123489A RU 2017123489 A RU2017123489 A RU 2017123489A RU 2649396 C1 RU2649396 C1 RU 2649396C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- additive
- fuels
- oleic acid
- mass
- wear
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 239000007866 anti-wear additive Substances 0.000 title claims abstract description 22
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 19
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims abstract description 18
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims abstract description 18
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 25
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 5
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 5
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 5
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 5
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 4
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 125000005608 naphthenic acid group Chemical group 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- GJYCVCVHRSWLNY-UHFFFAOYSA-N 2-butylphenol Chemical compound CCCCC1=CC=CC=C1O GJYCVCVHRSWLNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- CIRMGZKUSBCWRL-LHLOQNFPSA-N (e)-10-[2-(7-carboxyheptyl)-5,6-dihexylcyclohex-3-en-1-yl]dec-9-enoic acid Chemical compound CCCCCCC1C=CC(CCCCCCCC(O)=O)C(\C=C\CCCCCCCC(O)=O)C1CCCCCC CIRMGZKUSBCWRL-LHLOQNFPSA-N 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150076749 C10L gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N Linoleic acid Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000002816 fuel additive Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 235000020778 linoleic acid Nutrition 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N linoleic acid Natural products CCCCC\C=C/C\C=C\CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N 0.000 description 1
- 239000003879 lubricant additive Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
- C10L10/08—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for improving lubricity; for reducing wear
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
- C10L1/185—Ethers; Acetals; Ketals; Aldehydes; Ketones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
- C10L1/188—Carboxylic acids; metal salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к жидким углеводородным топливам, содержащим для улучшения смазывающей способности присадку, в качестве которой используют органические соединения, в частности карбоновые кислоты или их соли, и может быть использовано производителями топлив для реактивных двигателей.The invention relates to liquid hydrocarbon fuels containing an additive to improve lubricity, which is used as organic compounds, in particular carboxylic acids or their salts, and can be used by jet fuel manufacturers.
В настоящее время топлива для реактивных двигателей изготавливают на основе керосиновых фракций, полученных гидрогенизационными процессами, такими как гидроочистка, гидрокрекинг, гидродемеркаптанизация. Указанные технологические процессы применяются с целью повышения уровня термостабильности топлив. При этом из керосиновых фракций удаляются гетероорганические соединения (сера-, азот -, кислородсодержащие), что ухудшает смазывающую способность топлива (топливо, помимо своей основной функции, служит смазывающей средой для топливной аппаратуры, в частности для топливных насосов). Для повышения смазывающей способности в керосиновую фракцию, являющуюся основой для производства топлив для реактивных двигателей, вводят противоизносные присадки (1 - Дубовкин Н.Ф., Маланичева В.Г., Массур Ю.П., Федоров Е.П. Физико-химические и эксплуатационные свойства реактивных топлив: Справочник. - М.: Химия, 1985, с. 187).Currently, jet fuels are made on the basis of kerosene fractions obtained by hydrogenation processes such as hydrotreating, hydrocracking, hydrodemercaptanization. The indicated technological processes are used to increase the level of thermal stability of fuels. At the same time, heteroorganic compounds (sulfur, nitrogen, and oxygen-containing compounds) are removed from kerosene fractions, which impairs the lubricity of the fuel (fuel, in addition to its main function, serves as a lubricating medium for fuel equipment, in particular for fuel pumps). To increase the lubricating ability, antiwear additives are introduced into the kerosene fraction, which is the basis for the production of fuels for jet engines (1 - Dubovkin N.F., Malanicheva V.G., Massur Yu.P., Fedorov E.P. Physicochemical and operational properties of jet fuels: Handbook. - M .: Chemistry, 1985, p. 187).
В качестве таких присадок с 70-х годов прошлого века используется присадка ДНК (дистиллированные нефтяные кислоты) азербайджанского производства. В 90-х годах для этой же цели рекомендована к применению присадка Hitec-580 (США) (2 - Данилов A.M. Применение присадок в топливах. - М.: Мир, 2005, с. 215).Since 70s of the last century, an additive of DNA (distilled petroleum acids) of Azerbaijani origin has been used as such additives. In the 90s, Hitec-580 additive (USA) was recommended for use for the same purpose (2 - A. Danilov. The use of additives in fuels. - M .: Mir, 2005, p. 215).
В России производство противоизносных присадок к топливам для реактивных двигателей отсутствует, поэтому производители топлив вынуждены закупать противоизносные присадки за рубежом. Зависимость производства топлив для реактивных двигателей от поставок из-за рубежа представляет потенциальную угрозу национальной безопасности России и диктует необходимость создания отечественной противоизносной присадки к топливам для реактивных двигателей.In Russia, there is no production of anti-wear additives for jet engines; therefore, fuel producers are forced to purchase anti-wear additives abroad. The dependence of the production of fuels for jet engines on supplies from abroad poses a potential threat to Russia's national security and dictates the need to create a domestic anti-wear additive for fuels for jet engines.
Перед авторами встала задача - разработать такую присадку к топливам для реактивных двигателей, которая отвечала бы следующим требованиям:The authors faced the task - to develop a fuel additive for jet engines that would meet the following requirements:
- иметь доступную отечественную сырьевую базу;- have an affordable domestic raw material base;
- обладать улучшенными противоизносными свойствами в топливах для реактивных двигателей при концентрации 0,0035% масс. и при максимально допустимой концентрации 0,0045% масс. не ухудшать основные эксплуатационные свойства топлива (термоокислительную стабильность и коррозионную активность);- to have improved anti-wear properties in fuels for jet engines at a concentration of 0.0035% of the mass. and at the maximum permissible concentration of 0.0045% of the mass. not to degrade the basic operational properties of the fuel (thermo-oxidative stability and corrosion activity);
- иметь невысокую стоимость.- have a low cost.
При просмотре патентных и научно-технических источников информации были выявлены технические решения, частично позволяющие решить поставленную задачу.When viewing patent and scientific and technical sources of information, technical solutions were identified that partially allowed us to solve the problem.
Так, приведенная выше известная противоизносная присадка Hitec-580 к топливам для реактивных двигателей, несмотря на свои преимущества по смазывающей способности, имеет и ряд недостатков, одним из которых является ее малый срок хранения (6 месяцев), вследствие чего потребитель вынужден раз в полгода закупать присадку и быть зависимым от зарубежных поставщиков. При испытании этой присадки авторы определили, что в качестве основы она содержит димер линолевой кислоты (в России производство димеров отсутствует вследствие значительных затрат на их изготовление).Thus, the above-known Hitec-580 anti-wear additive for jet fuels, despite its lubricity advantages, has several disadvantages, one of which is its short shelf life (6 months), as a result of which the consumer is forced to purchase once every six months additive and be dependent on foreign suppliers. When testing this additive, the authors determined that it contains a linoleic acid dimer as a base (in Russia there is no production of dimers due to the significant cost of their manufacture).
Известна также смазочная присадка к среднедистиллятным топливам с улучшенной низкотемпературной стабильностью, содержащая от 50 до 90% некристаллизованной фракции жирных кислот таллового масла и от 50 до 10% растворителя. Жирная кислота таллового масла имеет весовое соотношение олеиновой кислоты и/или ее производных к линолевой кислоте или ее производным от 5:1 до 1:5 (3 - Патент РФ 2410414, C10L 1/10, 2008 г.).A lubricant additive to medium distillate fuels with improved low temperature stability is also known, containing from 50 to 90% of an uncrystallized tall oil fatty acid fraction and from 50 to 10% of a solvent. Tall oil fatty acid has a weight ratio of oleic acid and / or its derivatives to linoleic acid or its derivatives from 5: 1 to 1: 5 (3 - RF Patent 2410414, C10L 1/10, 2008).
Недостатком данной присадки является применение жирных кислот таллового масла, химический состав которых изменяется в зависимости от вида лесных пород (4 - Химическая энциклопедия в 5 т. Т. 4. - М.: Научное изд-во «Большая Российская энциклопедия», 1995, с. 976). В результате этого в условиях промышленного производства для каждой полученной партии таллового масла необходимо проведение исследований по корректировке оптимального состава и норме ее введения в топливо. Кроме того, недостатком присадки является высокая способность к окислению при хранении и изменению химического состава входящих в ее состав жирных кислот, что снижает сроки хранения присадки.The disadvantage of this additive is the use of tall oil fatty acids, the chemical composition of which varies depending on the type of forest species (4 - Chemical Encyclopedia in 5 tons T. 4. - M .: Scientific Publishing House "Big Russian Encyclopedia", 1995, p. . 976). As a result of this, in the conditions of industrial production, for each received batch of tall oil, it is necessary to conduct studies to adjust the optimal composition and rate of its introduction into the fuel. In addition, the disadvantage of the additive is the high ability to oxidize during storage and change the chemical composition of its constituent fatty acids, which reduces the shelf life of the additive.
Авторы не обнаружили других противоизносных присадок к топливам для реактивных двигателей, кроме указанных выше, поэтому наиболее близкой к изобретению по технической сущности и взятой за прототип является противоизносная присадка ДНК (дистиллированные нефтяные кислоты) к топливам для реактивных двигателей, которая представляет собой смесь очищенных моно- и бициклических нафтеновых карбоновых кислот с молекулярной массой 180-230, получаемых высоковакуумной дистилляцией обезмасленного асидола - продукта выщелачивания нафтеновых кислот из фракций нефти бакинского месторождения (2 - с. 215). Присадку ДНК вводят в гидроочищенные керосиновые фракции в количестве до 0,0035% масс.The authors did not find other anti-wear additives for jet fuels, except for the above, therefore, the closest to the invention in terms of technical nature and taken as a prototype is the anti-wear additive of DNA (distilled petroleum acids) to jet fuels, which is a mixture of purified mono and bicyclic naphthenic carboxylic acids with a molecular weight of 180-230, obtained by high-vacuum distillation of oil-free asidol, a product of leaching of naphthenic acids fractions from oilfield Baku (2 - 215.). The DNA additive is introduced into hydrotreated kerosene fractions in an amount up to 0.0035% of the mass.
Внедрение в практику нефтепереработки нового технологического процесса - гидрокрекинга вакуумных газойлей, показало, что присадка ДНК имеет меньшую эффективность в керосиновых фракциях процесса гидрокрекинга, чем в гидроочищенных керосиновых фракциях. Для обеспечения достаточного уровня противоизносных свойств керосиновых фракций процесса гидрокрекинга концентрация вводимой присадки ДНК должна составлять не менее 0,0045% масс. Однако, как показали исследования, увеличенное до 0,0045% масс. содержание присадки ДНК снижает запас качества товарных топлив для реактивных двигателей по показателям кислотность и коррозионная активность:The introduction of a new technological process into the practice of oil refining — hydrocracking of vacuum gas oils — has shown that the DNA additive is less effective in the kerosene fractions of the hydrocracking process than in hydrotreated kerosene fractions. To ensure a sufficient level of antiwear properties of the kerosene fractions of the hydrocracking process, the concentration of the introduced DNA additive should be at least 0.0045% by weight. However, studies have shown that increased to 0.0045% of the mass. the content of the DNA additive reduces the quality stock of commercial fuels for jet engines in terms of acidity and corrosivity:
- кислотность с введенной присадкой ДНК в количестве 0,0045% масс. составила 0,68 мг КОН/100 см3 при норме не более 0,7 КОН/100 см3;- acidity with the introduced DNA additive in the amount of 0.0045% of the mass. amounted to 0.68 mg KOH / 100 cm 3 at a rate of not more than 0.7 KOH / 100 cm 3 ;
- коррозионная активность при повышенных температурах (120°С): потеря массы образца за время испытания по отношению к бронзе ВБ-23НИЦ составила 2,3 г/м2 при норме не более 2,5 г/м2.- corrosive activity at elevated temperatures (120 ° C): the weight loss of the sample during the test with respect to the bronze VB-23NITS was 2.3 g / m 2 with a norm of not more than 2.5 g / m 2 .
Незначительный запас качества по кислотности (0,02 мг КОН/100 см3) и коррозионной активности (0,2 г/м2) сокращает срок хранения таких топлив, так как протекающие при хранении процессы окисления приводят к образованию дополнительного количества органических кислот и увеличению значений кислотности и коррозионной активности.A small margin of quality in terms of acidity (0.02 mg KOH / 100 cm 3 ) and corrosion activity (0.2 g / m 2 ) shortens the shelf life of such fuels, since the oxidation processes occurring during storage lead to the formation of an additional amount of organic acids and increase values of acidity and corrosion activity.
Кроме того, недостатком присадки ДНК является ограниченная материально-производственная база ее компонентов в России - мало месторождений нефтей, богатых нафтеновыми кислотами (2 - с. 215).In addition, the lack of DNA additives is the limited material and production base of its components in Russia - there are few oil fields rich in naphthenic acids (2 - p. 215).
Технический результат изобретения - расширение номенклатурного ряда присадок, улучшающих противоизносные свойства и не ухудшающих эксплуатационные и физико-химические свойства топлив для реактивных двигателей, на отечественной сырьевой базе при невысоких затратах на их производство.The technical result of the invention is the expansion of the range of additives that improve anti-wear properties and do not impair the operational and physico-chemical properties of fuels for jet engines on a domestic raw material base at low cost of their production.
Указанный технический результат достигается тем, что известная противоизносная присадка к топливам для реактивных двигателей на основе карбоновых кислот согласно изобретению содержит олеиновую кислоту с массовой долей основного вещества не менее 99%, Агидол-1 и толуол при следующем соотношении компонентов, % масс.:The specified technical result is achieved by the fact that the known anti-wear additive for fuels for jet engines based on carboxylic acids according to the invention contains oleic acid with a mass fraction of the main substance of at least 99%, Agidol-1 and toluene in the following ratio of components,% mass .:
Олеиновая кислота производится в России по ТУ 2634-144-44493179-11 «Олеиновая кислота Ч чистая» и применяется в качестве компонента моющих средств, лаков, эмульгаторов. Олеиновую кислоту получают гидролизом растительных масел с последующим фракционированием образующейся смеси жирных кислот и многократной кристаллизацией из метанола или ацетона при минус 40°С.Oleic acid is produced in Russia in accordance with TU 2634-144-44493179-11 “Oleic acid H pure” and is used as a component of detergents, varnishes, emulsifiers. Oleic acid is obtained by hydrolysis of vegetable oils, followed by fractionation of the resulting mixture of fatty acids and repeated crystallization from methanol or acetone at minus 40 ° C.
Олеиновая кислота представляет собой жидкость от слабо-желтоватого до слабо-зеленоватого цвета, массовая доля основного вещества 99%, температура застывания (Тзаст) - 9°С, плотность (ρ) - 0,83 г/см3, йодное число - 93 г йода/100 г, кислотное число - 205 мг КОН/г.Oleic acid is a liquid from slightly yellow to slightly green in color, the mass fraction of the basic substance is 99%, the pour point (T cure ) is 9 ° C, the density (ρ) is 0.83 g / cm 3 , the iodine number is 93 g of iodine / 100 g, acid number - 205 mg KOH / g.
Это вещество поступает на Российский рынок в достаточных количествах при относительно низкой стоимости (280 руб. за 1 кг). На основании сравнения и выявленных сходных физико-химических свойств (кислотное число) используемых ранее нафтеновых кислот (236 мг КОН/г) и олеиновой кислоты (205 мг КОН/г) авторы провели исследования возможности использования олеиновой кислоты по ТУ 2634-144-44493179-11 в качестве основы присадки, улучшающей противоизносные свойства топлив для реактивных двигателей (результаты представлены ниже).This substance is supplied to the Russian market in sufficient quantities at a relatively low cost (280 rubles per 1 kg). Based on a comparison and similar physical and chemical properties (acid number) of previously used naphthenic acids (236 mg KOH / g) and oleic acid (205 mg KOH / g), the authors investigated the possibility of using oleic acid according to TU 2634-144-44493179- 11 as an additive base improving the antiwear properties of jet fuels (results are presented below).
Агидол-1 вырабатывается по ТУ 38.5901237-90 «Присадка антиокислительная 4-метил-2,6-дитретичный бутил фенол (Агидол-1) технический», применяется как антиокислительная присадка к топливам для реактивных двигателей и вводится в количестве 0,003-0,004% масс.Agidol-1 is produced according to TU 38.5901237-90 "Antioxidant additive 4-methyl-2,6-ditretic butyl phenol (Agidol-1) technical", is used as an antioxidant additive to fuels for jet engines and is introduced in an amount of 0.003-0.004% of the mass.
Агидол-1 представляет собой белый кристаллический порошок, температура конца плавления (Тплавл) - не ниже 69,8°С, температура кристаллизации (Ткрист) - не ниже 69°С, массовая доля основного вещества - не менее 99,7%.Agidol-1 is a white, crystalline powder, melting end temperature (T mp) - not less than 69.8 ° C, crystallization temperature (T cristae) - not below 69 ° C, the mass fraction of the basic substance - not less than 99.7%.
Толуол (С6Н5-СН3) производится нефтехимической промышленностью по ГОСТ 5789-78 «Реактивы. Толуол. Технические условия» и применяется в качестве растворителя, также является одним из базовых веществ, широко используемых в органическом синтезе для получения фенола, бензола.Toluene (C 6 H 5 -CH 3 ) is produced by the petrochemical industry according to GOST 5789-78 “Reagents. Toluene. Technical conditions ”and used as a solvent, is also one of the basic substances widely used in organic synthesis to produce phenol and benzene.
Толуол представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, температура застывания (Тзаст) - минус 95°С, температура кипения (Ткип) - 110,6°С, плотность (ρ) - 0,87 г/см3.Toluene is a colorless transparent liquid, pour point (T cure ) - minus 95 ° C, boiling point (T bale ) - 110.6 ° C, density (ρ) - 0.87 g / cm 3 .
Для обоснования количественного состава противоизносной присадки было приготовлено 5 опытных образцов присадки, состав которых приведен в таблице 1.To substantiate the quantitative composition of the antiwear additive, 5 pilot samples of the additive were prepared, the composition of which is given in table 1.
Для приготовления образцов противоизносной присадки компонент Агидол-1 растворяют в толуоле в заявленном количестве, в полученный раствор добавляют олеиновую кислоту с массовой долей основного вещества не менее 99% в заданных соотношениях. Перемешивают до однородной массы и готовые образцы присадки добавляют в керосиновую фракцию, полученную гидрогенизационными процессами, в концентрации 0,0035-0,0045% масс.To prepare antiwear additives samples, the Agidol-1 component is dissolved in toluene in the declared amount, oleic acid with a mass fraction of the basic substance of at least 99% in predetermined proportions is added to the resulting solution. Mix to a homogeneous mass and the finished additive samples are added to the kerosene fraction obtained by hydrogenation processes at a concentration of 0.0035-0.0045% of the mass.
Приготовленные образцы противоизносной присадки в максимально допустимой концентрации 0,0045% масс. были испытаны в керосиновой фракции процесса гидрокрекинга (таблица 2). Противоизносные свойства образцов присадки оценивали по единственному общепризнанному методу испытаний - ГОСТ Р 53715 (ASTM D 5001) «Топлива авиационные для газотурбинных двигателей. Метод определения смазывающей способности на аппарате шар-цилиндр (BOCLE)». Согласно этому методу неподвижный стальной шар диаметром 12,7 мм прижимается к вращающемуся цилиндру, смазываемому тонкой пленкой топлива при постоянных условиях нагрузки, скорости скольжения, температуры и влажности. Образующееся пятно износа на испытательном шарике, являющееся показателем уровня противоизносных свойств топлива, замеряют по двум диаметрам (по направлению движения и поперек) и вычисляют среднее. Критерием оценки эффективности присадки служит величина отклонения полученных результатов от статистических данных величины диаметра пятна износа (0,56-0,65 мм) для топлив марки РТ, полученных в ходе квалификационных испытаний опытно-промышленных образцов топлив (5 - Шаталов К.В., Лихтерова Н.М., Серегин Е.П. Проблемы применения зарубежных методов контроля качества топлив для реактивных двигателей // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний, 2014, №4, с. 24-27).Prepared samples of antiwear additives in the maximum allowable concentration of 0.0045% of the mass. were tested in the kerosene fraction of the hydrocracking process (table 2). The antiwear properties of the additive samples were evaluated according to the only universally recognized test method - GOST R 53715 (ASTM D 5001) “Aviation fuels for gas turbine engines. Method for determining lubricity on a ball-cylinder apparatus (BOCLE). " According to this method, a fixed steel ball with a diameter of 12.7 mm is pressed against a rotating cylinder lubricated with a thin film of fuel under constant conditions of load, sliding speed, temperature and humidity. The resulting wear spot on the test ball, which is an indicator of the level of antiwear properties of the fuel, is measured by two diameters (in the direction of movement and across) and the average is calculated. The criterion for assessing the effectiveness of the additive is the deviation of the obtained results from statistical data on the diameter of the wear spot (0.56-0.65 mm) for fuels of the RT brand obtained during the qualification tests of pilot industrial samples of fuels (5 - K. Shatalov, Likhterova N.M., Seregin E.P. Problems of the application of foreign methods of fuel quality control for jet engines // World of Petroleum Products.Vestnik of Oil Companies, 2014, No. 4, pp. 24-27).
Как видно из результатов испытаний (таблица 2), керосиновые фракции, содержащие образцы №№2, 3, 4 присадки, не имеют отклонений в диаметре пятна износа от статистических данных (0,63; 0,59; 057 мм). Содержание олеиновой кислоты от 60 до 80% масс. является наиболее оптимальным. При меньшей концентрации олеиновой кислоты в присадке (образец №1) ее эффективность снижается - диаметр пятна износа имеет наибольшее отклонение от статистических данных. При повышении концентрации олеиновой кислоты в присадке (образец №5) ее эффективность изменяется незначительно, поэтому увеличение концентрации олеиновой кислоты нецелесообразно из-за повышения себестоимости.As can be seen from the test results (table 2), kerosene fractions containing samples No. 2, 3, 4 of the additive have no deviations in the diameter of the wear spot from the statistical data (0.63; 0.59; 057 mm). The content of oleic acid from 60 to 80% of the mass. is the most optimal. With a lower concentration of oleic acid in the additive (sample No. 1), its effectiveness decreases - the diameter of the wear spot has the greatest deviation from the statistical data. With an increase in the concentration of oleic acid in the additive (sample No. 5), its effectiveness changes insignificantly; therefore, an increase in the concentration of oleic acid is impractical due to an increase in cost.
Разработанная противоизносная присадка представляет собой раствор с заданным соотношением компонентов и используется при производстве топлив для реактивных двигателей для улучшения их смазывающей способности. Противоизносная присадка может готовиться непосредственно на нефтеперабатывающем заводе и вводиться в керосиновую фракцию, полученную гидрогенизационными процессами. Как показали научные исследования, противоизносная присадка может храниться без изменения своего химического состава не менее 1 года на складах при температуре окружающей среды не менее 16°С.The developed antiwear additive is a solution with a given ratio of components and is used in the manufacture of fuels for jet engines to improve their lubricity. The antiwear additive can be prepared directly at the refinery and introduced into the kerosene fraction obtained by hydrogenation processes. As scientific studies have shown, the antiwear additive can be stored without changing its chemical composition for at least 1 year in warehouses at an ambient temperature of at least 16 ° C.
Для подтверждения достижения технического результата были приготовлены опытные образцы топлива для реактивных двигателей на базе керосиновой фракции процесса гидрокрекинга с различным содержанием образца присадки №3. Присадку по образцу №3 вводили в оптимальной концентрации противоизносной присадки в топливах для реактивных двигателей 0,0035% масс. и максимально допустимой концентрации противоизносной присадки в топливах для реактивных двигателей 0,0045% масс. Приготовленные образцы были исследованы на основные физико-химические свойства (кислотность, йодное число) и эксплуатационные свойства (коррозионная активность, термоокислительная стабильность). Результаты испытаний представлены в таблице 3.To confirm the achievement of the technical result, pilot samples of jet fuel were prepared based on the kerosene fraction of the hydrocracking process with different contents of additive sample No. 3. The additive sample No. 3 was introduced in the optimal concentration of antiwear additives in fuels for jet engines 0.0035% of the mass. and the maximum allowable concentration of antiwear additives in fuels for jet engines 0.0045% of the mass. The prepared samples were investigated for the main physicochemical properties (acidity, iodine number) and performance properties (corrosion activity, thermo-oxidative stability). The test results are presented in table 3.
Как видно из результатов испытаний (таблица 3), разработанная противоизносная присадка не только не ухудшает основные физико-химические и эксплуатационные свойства топлива, но и улучшает такие показатели как йодное число и коррозионную активность.As can be seen from the test results (table 3), the developed antiwear additive not only does not worsen the basic physicochemical and operational properties of the fuel, but also improves such indicators as the iodine number and corrosion activity.
Таким образом, противоизносная присадка эффективна только в том соотношении компонентов, как представлено в формуле изобретения, что подтверждает достижение технического результата - расширение номенклатурного ряда присадок, улучшающих противоизносные свойства и не ухудшающих эксплуатационные и физико-химические свойства топлив для реактивных двигателей, на отечественной сырьевой базе при невысоких затратах на их производство. Кроме того, заданное содержание компонентов обеспечивает хранение присадки не менее 1 года с неизменностью состава компонентов.Thus, the anti-wear additive is effective only in that ratio of components, as presented in the claims, which confirms the achievement of the technical result - the expansion of the range of additives that improve anti-wear properties and do not impair the operational and physico-chemical properties of fuels for jet engines, based on domestic raw materials at low cost of their production. In addition, the specified content of the components provides storage of the additive for at least 1 year with a constant composition of the components.
Заявляемая присадка к топливам для реактивных двигателей имеет отечественную товарно-сырьевую базу всех компонентов в достаточном количестве и не требует сложного оборудования и технологического процесса для ее получения, имеет относительно небольшую стоимость (≈250 руб./кг).The inventive additive for fuels for jet engines has a domestic commodity base of all components in sufficient quantities and does not require sophisticated equipment and the technological process for its production, has a relatively low cost (≈250 rubles / kg).
Предложенное сочетание компонентов противоизносной присадки позволит улучшать противоизносные свойства топлив для реактивных двигателей и при максимально допустимой концентрации не ухудшать другие эксплуатационные свойства топлива.The proposed combination of anti-wear additive components will improve the anti-wear properties of fuels for jet engines and at the maximum allowable concentration not to worsen other operational properties of the fuel.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123489A RU2649396C1 (en) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | Anti-wear additive for jet fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123489A RU2649396C1 (en) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | Anti-wear additive for jet fuel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2649396C1 true RU2649396C1 (en) | 2018-04-03 |
Family
ID=61867537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017123489A RU2649396C1 (en) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | Anti-wear additive for jet fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2649396C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2704799C1 (en) * | 2019-05-06 | 2019-10-31 | Вячеслав Валентинович Пащенко | Composition of anti-wear additive to diesel fuel |
| RU2705197C1 (en) * | 2019-05-06 | 2019-11-06 | Вячеслав Валентинович Пащенко | Composition of anti-wear additive for jet fuel |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2009176C1 (en) * | 1992-09-18 | 1994-03-15 | Акционерное общество "Сигма-Гикон" | Multifunctional additive for liquid fuels |
| RU2138540C1 (en) * | 1998-12-30 | 1999-09-27 | Государственный научный центр РФ Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений | Multifunctional motor fuel additive |
| US6086645A (en) * | 1996-05-17 | 2000-07-11 | Ethyl Petroleum Additives, Ltd | Fuel additives and compositions |
| RU2410414C2 (en) * | 2007-09-25 | 2011-01-27 | Афтон Кемикал Корпорейшн | Lubricant additives and method of producing lubricant additives |
| CN102703136A (en) * | 2012-05-29 | 2012-10-03 | 刘鹏 | Environment-friendly and energy-saving synthetic methanol gasoline |
| US9447342B2 (en) * | 2005-12-02 | 2016-09-20 | The Lubrizol Corporation | Low temperature stable fatty acid composition |
-
2017
- 2017-07-04 RU RU2017123489A patent/RU2649396C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2009176C1 (en) * | 1992-09-18 | 1994-03-15 | Акционерное общество "Сигма-Гикон" | Multifunctional additive for liquid fuels |
| US6086645A (en) * | 1996-05-17 | 2000-07-11 | Ethyl Petroleum Additives, Ltd | Fuel additives and compositions |
| RU2138540C1 (en) * | 1998-12-30 | 1999-09-27 | Государственный научный центр РФ Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений | Multifunctional motor fuel additive |
| US9447342B2 (en) * | 2005-12-02 | 2016-09-20 | The Lubrizol Corporation | Low temperature stable fatty acid composition |
| RU2410414C2 (en) * | 2007-09-25 | 2011-01-27 | Афтон Кемикал Корпорейшн | Lubricant additives and method of producing lubricant additives |
| CN102703136A (en) * | 2012-05-29 | 2012-10-03 | 刘鹏 | Environment-friendly and energy-saving synthetic methanol gasoline |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2704799C1 (en) * | 2019-05-06 | 2019-10-31 | Вячеслав Валентинович Пащенко | Composition of anti-wear additive to diesel fuel |
| RU2705197C1 (en) * | 2019-05-06 | 2019-11-06 | Вячеслав Валентинович Пащенко | Composition of anti-wear additive for jet fuel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US1815022A (en) | Hydrocarbon oil and process for manufacturing the same | |
| US2387501A (en) | Hydrocarbon oil | |
| US3180832A (en) | Oil compositions containing anti-wear additives | |
| US2638450A (en) | Reaction products of nu-alkylated polyalkylenepolyamines and alkenyl succinic acid anhydrides | |
| US3287273A (en) | Lubricity additive-hydrogenated dicarboxylic acid and a glycol | |
| US2805203A (en) | Addition agent for oil compositions and the like | |
| US2174248A (en) | Stabilized lubricating composition | |
| RU2649396C1 (en) | Anti-wear additive for jet fuel | |
| US2563609A (en) | Lubricating oil additives | |
| US2349785A (en) | Corrosion inhibitor for lubricating oils | |
| CN113195691A (en) | Aminoalkanediols and carboxylates as fuel efficiency improving additives | |
| RU2401861C1 (en) | Anti-wear additive for low-sulphur diesel fuel | |
| RU2641736C1 (en) | Anti-wear additive for ultra-low sulfur fuel | |
| US2759894A (en) | Rust inhibitor | |
| US2320287A (en) | Lubricating oil | |
| US2404871A (en) | Lubricating compositions | |
| US2623887A (en) | Rust inhibiting composition | |
| RU2705197C1 (en) | Composition of anti-wear additive for jet fuel | |
| US2239534A (en) | Polymerization and condensation products | |
| RU2694884C1 (en) | Antiwear fuel additive for gt-2017 jet engines | |
| Tumanyan et al. | Effectiveness of vegetable-oil fatty acids as antiwear additives for diesel oils | |
| US2214379A (en) | Extreme pressure lubricant | |
| US2165324A (en) | Stable blended oil | |
| US2691572A (en) | High sulfur diesel fuel containing organic lead salts | |
| US2170665A (en) | Voltolized oils and products |