CC BY
8
AZ9RBAYCAN KIMYA JURNALI № 1 2012
13
UOT 665.753.4:547.7.033.23
AZKÜKÜRDLÜ DÍZEL YANACAQLARININ YAGLAMA V3 ANTÍSTATÍK XASS3L3RlNlN YÜKSeLDÍLMeSÍ
T.A.Mammadova, V.M.Abbasov, X.R.Valiyev, X.H.K3S3manH, N.R.Abdullayeva
Azsrbaycan Milli EA Y.H.Msmmsdsliyev adina Neft Kimya Proseslsri institutu
Neft turgularinin 260-310 va 310-3600C fraksiyalari va etilenqlikol asasinda monoetilenqlikol efirlari sintez olunmgdur. Alinan monoetilenqlikol efirlarinin dizel yanacaqlarinin yaglama va antistatik xassalarina tasiri tadqiq olunmugdur. Malum olmugdur ki, neft turgulari asasinda alinmig monoetilenqlikol efirlari dizel yanacaqlarinin yaglama va antistatik xassalarini yaxgilagdiran alava kimi tatbiq oluna bilar.
Agar sozlzr: neft tur§ulari, etilenqlikol, monoefirhr, dizel yanacagi.
Hazirda yanacaqlarin ekoloji zararsizliyi problemi yanacaqlarin ozüna va onlarin yanma mahsullari-na qoyulan ekoloji standartlarin daha da sartlagdirilmasini labüd edir. Yanma mahsullarina qoyulan talablar isa avtomobillarin konstruksiyasinin mükammalagdirilmasi va yanacagin tarkibinin yaxgilagdirilmasi ila tamin edila bilar. Yaxgilagdirilmig ekoloji gostaricilara malik dizel yanacaginin istehsali üzra aparilan iglarin bir istiqamati da hidrogenlagdirma proseslari hesabina yanacaqlarda kükürd, azot va politsiklik aromatik karbohidrogenlarin miqdarinin azaldilmasina yonaldilmigdir [1]. Bununla da hidrogenlagdirilmig dizel yanacaqlarinin yanmasi naticasinda atmosfera atilan kükürd va azot oksidlarinin miqdarinin, hamfinin iglanmig qazlarda bark hissaciklarin va yanacaq sisteminda foküntü amala galmanin azalmasina nail olunur.
Bütün bunlara baxmayaraq, dizel yanacaqlarindan heteroatomlarin fixarilmasi onlarin bir sira key-fiyyat gostaricilarinin - yaglama va elektrikkefirma xassalarinin agagi dügmasi ila naticalanir. Yanacaqlarda olan kükürd, oksigen va azot birlagmalari sabit dipol momentina malik oldugundan metalin sathi tarafindan cazb olunaraq yaglayici tabaqa amala gatirir va yeyilmanin qargisini alaraq müharrikin faydali ig amsalini artirir. Hamfinin, yanacaqlarda olan heteroatomlu birlagmalar yanacaqlarin elektrik kefirmasini yaxgilagdiran tabii antistatiklar kimi ozlarini aparirlar.
Hal-hazirda azkükürdlü dizel yanacaqlarinin yaglama va elektrikkefirma xassalarini artirmaq üfün bir sira agqarlardan istifada olunur.
Sürtünmaya qargi agqarlarin tasir prinsipi metalin sathinda mexaniki, kimyavi fevrilmalar naticasinda alinan mahsullardan ibarat mohkam qoruyucu qatin amala galmasina asaslanir. Demali sürtünma aleyhina agqar kimi yüksak sathi aktivliya va metal sathlara qargi yaxgi adgeziya xüsusiyyatlarina malik birlagmalarin istifadasi daha maqsada uygundur.
Elmi adabiyatda sürtünmaya qargi agqarlar kimi bitki yaglari [2], karbon turgularinin amidlari [3, 4], bir va foxatomlu spirtlarin karbon turgulari ila mürakkab efirlari [4, 5], borat turgusu va onun karbon turgulari ila efirlari [6-8] va s. istifada olunur.
Antistatik agqarlar isa yanacagin hacmi elektrik kefiriciliyini artirir ki, bununla da yanacaqlarda sürtünma ila alaqadar olan kofürma, qarigdirma va s. kimi proseslar zamani statik elektrik yüklarinin amalagalma tahlükasi azalir. Kefiricilik antistatik molekulun elektrik disosiasiyasi zamani amala galan elektron, proton va ya ionlarla tamin edilir. Yanacaqlarda elektrostatik yüklanmanin qargisini müvaffaqiyyatla aradan qaldiran alavalar tarkibinda müxtalif funksional qruplar -CH, -OH, -Cl, -Br, -NO2 va -SO3H sax-layan üzvi birlagmalardir [9-12].
Bunlara baxmayaraq yanacaqlara va onlarin yanma mahsullarinin keyfiyyatlarina qargi qoyulan talablar yanacaqlarin keyfiyyatini yüksaldan müxtalif qatqilar üfün xammal bazasinin sefilmasini mah-dudlagdirir. Birinci novbada faligmaq lazimdir ki, sintez olunmug qatqilarda heteroatom (kükürd, azot) va aromatik birlagmalar olmasin. Genig xammal bazasi va qisman agagi dayari olan qatqilarin sintezi fox aktual masaladir.
Bildiyimiz kimi, neft va neft mahsullarinin emal proseslarindan alinan neft turgulari hal-hazirda genig miqyasda olmasa da bir sira sanaye mahsullarinin alinmasi üfün ucuz xammal manbayidir.
Yanacaqlar üfün agqarlarin alinmasi neft turgulari va onlarin toramalarinin perspektiv tatbiq saha-larindan biridir. Bela ki, neft turgulari va onlarin duzlari asasinda alinan birlagmalar yanacaqlara antistatik va antikorroziya alavalari kimi tatbiq olunmugdur [13-15].
Hamfinin digar tadqiqat iglarindan malum olur ki, bilavasita neft turgulari va onlarin (tarkibinda C8-C60 karbon atomu saxlayan mono- va politsiklik neft turgulari) qliserinla [Ri-C(O)-O-CH2-CHO-CH2OH va ya R1-C(O)-O-CH(CH2OH)2] va amin qrupuna malik C1-C18 alifatik spirtlarla mürakkab efirlari az kükürdlü (50 ppm) dizel yanacaqlarina yaglama xassasini yüksaldan alava kimi tatbiq olunmugdur [16].
14 AZKÛKÛRDLÛ DiZEL YANACAQLARININ YAGLAMA УЭ ANTISTATIK
Çoxatomlu spirtlar va yag turçulari ils qariçigi yanacaqlar uçun donmaya qarçi qatqi kimi [17] istifada edilir. Tsikloheksanol va tsiklopentanolun neft turçulari ils murakkab efirlari kerosin va dizel yana-caqlari uçun muharrik çamlari va yanma kamerasinda yaniq amalagalmanin qarçisini almaq uçun açqar kimi istifada edila bilar [18].
Aparilmiç tadqiqat içinin maqsadi neft turçularinin muxtalif fraksiyalari (260-310 va 310-3600C) va etilenqlikol asasinda sintez olunmuç monoetilenqlikol efirlarinin az kukurdlu dizel yanacaqlarinin yag-lama va antistatik xassalarina tasirinin ôyranilmasidir.
TecRûBi Hisse
Neft turçularinin monoetiloenqlikol efirlari adabiyyatdan malum efirlaçma metodu ila sintez olunmuçdur.
Malum olnmuçdur ki, efirlaçma reaksiyasi zamani neft turçularinin monoetilenqlikol efirlarini yuk-sak çiximla (86-88%) almaq uçun efirlaçma reaksiyasi neft turçulari va etilenqlikolun 1:(4-4.5) mol nis-batinda 140-1600C temperaturda, Seokar-600 katalizatorunun neft turçularinin kutlasina gôra hesablan-mi§ 3-3.5% miqdarinda va 9-10 saat muddatinda aparilmalidir.
NeTiceLeR ve onlarin MûzAKiResi
Sintez olunmuç efirlarin hidrotamizlanmiç dizel yanacaqlarinin yaglama va antistatik xassalarina tasirini tadqiq etmak uçun bu efirlarin dizel yanacagi ila muxtalif faiz nisbatlarinda hazirlanmiç kompozi-siyalarin yanacaq kimi istifadasi zamani yeyilma lakasinin diametri (YLD) va elektrikkeçirma qabiliyyat-lari ôyranilmiçdir.
§akil 1-da YLD-nin neft turçularinin monoetilenqlikol efirlarinin azkukurdlu (0.012%) dizel yanacagindaki qatiligindan asililiq ayrisi gôstarilmiçdir.
Monoefirlarin dizel yanacagindaki qatiligi, %
§akil 1. YLD-nin neft turçularinin monoetilenqlikol efirlarinin dizel yanacagindaki qatiligindan asililigi: I - neft turçularinm 260-3100C fraksiyasinin monoetilenqlikol efirlari, II - neft turçulannin 310-3 600C fraksiyasinin monoetilenqlikol efirlari.
Tadqiqatlar gôstarmiçdir ki, hidrotamizlanmiç va tarkibinda 0.012% kukurd olan dizel yanacaginin istifadasi zamani YLD 0.595 mm olmuçdur. Lakin dizel yanacagina 0.005% (50 ppm) neft turçulannin 260310 va 310-3600C fraksiyalarinin monoetilenqlikol efirlarinin alava olunmasi naticasinda YLD 4-5.7% azalaraq 0.546 va 0.561 mm olmuçdur. §akil 1-dan gôrunduyu kimi, monoefirlarin tasiri ila YLD-nin maksimum azalmasi onlarin dizel yanacagindaki 0.02% (200 ppm) qatiliginda muçahida olunmuçdur. Monoefirlarin dizel yanacagindaki 200 ppm qatiliginda YLD tamiz dizel yanacagi ila muqayisada 27-29% azalaraq 0.418-0.432 mm olmuçdur. Bu naticalar muasir dizel yanacaqlarinin YLD-na qoyulmuç normadan (0.460 mm) kifayat qadar açagidir va musbat naticalardir. §akil 1-dan hamçinin gôrûnduyu kimi, alavalarin 200 ppm-dan yuxari qatiliqlarinda YLD-da nazara çarpacaq azalma muçahida olunmur. Ona gôra da neft turçularinin fraksiyalarinin (260-310 va 3 1 0-3600C) etilenqlikol efirlarinin dizel yanacaginin yaglama xassasini yaxçilaçdiran alava kimi istifada olundugu optimal qatiliq 200 ppm taçkil edir.
Neft turçularinin monoetilenqlikol efirlarinda murakkab efir va sarbast hidroksil qruplari oldugu uçun bu efirlarin antistatik alava kimi tatbiqinin musbat natica vermasi nazari cahatdan mum^ndur. Bu-nu nazara alaraq sintez olunmuç efirlarin dizel yanacagina antistatik alava kimi istifada olunmasi yoxla-nilmiçdir.
Bunun uçun 0.001-0.05% monoefirlar alava olunmuç dizel yanacaginin xususi elektrikkeçiriciliyi (XEK) ô^ulmusdur. XEK ЕЛ-4М cihazinda DÛiST 25950-83 asasan tayin edilmiçdir.
§akil 2-da neft turçularinin monoetilenqlikol efirlarinin qatiligindan asili olaraq dizel yancaginin XEK verilmiçdir. Qeyd etmak lazimdir ki, dizel yanacaginin XEK monoefirlarin qatildiqlari gun ôl^musdur.
T.A.M9MM9DOVA уэ b. 15
Monoefirlsrin dizel yanacagindaki qatiligi, %
§akil 2. Neft tur§ularinin monoetilen-qlikol efirbrinin qatiligindan asili ola-raq dizel yanacaginin XEK-nin dsyi§-mssi: I - neft tur§ularinin 260-3100C fraksiyasinin monoetilenqlikol efirlsri, II - neft tur§ularinin 310-3600C fraksiyasinin monoetilenqlikol efirlsri.
Tsdqiqatlar gostsrmi§dir ki, neft tur§ulannm monoetilenqlikol efirlsrinin dizel yanacaginadaki qa-tiliginin artmasina müvafiq onun XEK-ds artir. Mslum olur ki, 50 ppm-ds kompozisiyalarin XEK (165173 pSm/m) müasir dizel yanacaqlarinin XEK-пэ qoyulmu? tslsbi (150 pSm/m) a§digi ü?ün (§skil 2) monoefirlsrin daha yükssk qatiliginda XEK-nin ol^ülmssi tovsiys olunmur.
Aparilmi§ tsdqiqatlar zamani mslum olmu§dur ki, neft tur§ulannm monoetilenqlikol efirlsri qatil-mi§ dizel yanacaginin saxlanma müddstindsn asili olaraq elektrikke^irms xassssi dsyi§ir. Bu asililigi tsd-qiq etmsk ü?ün 0.005% neft tur§ulannm monoetilenqlikol efirlsri qatilmi§ dizel yanacaqlarinin XEK ha-zirlandigi gün, 30, 60, 90 уэ 120 gün sonra ol^ülmü^dür. Alinmi§ nsticslsrs ssassn §skil 3-ds gostsrilmi§ qrafiki asililiq qurulm§dur.
600
1 500i 400
зоон o.
м л
w
§akil 3. 0.005% neft tur§ularinin monoetilenqlikol efirlsri qatilmiíj dizel yanacaginin XEK-nin onun saxlanma müddstindsn asililigi: I - neft tur§ularinin 260-3100C fraksiyasinin monoetilenqlikol efirlsri, II -neft tur§ularinin 310-3600C fraksiyasinin monoetilenqlikol efirlari.
I
II
§skil 3-dsn goründüyü kimi, 0.005 % neft tur§ulannm monoetilenqlikol efirlsri qatilmi§ dizel yanacaqlarinin saxlanma müddstinin artmasina müvafiq olaraq XEK artmi§dir. Mssslsn, neft tur§ulannm 260-3 1 00C farksiyasinin monoetilenqlikol efirlsrinin qatildigi gün dizel yanacaginin XEK 165 pSm/m ol-dugu halda 30, 60, 90 уэ 120 gün sonra XEK uygun olaraq 276, 358, 427, 522 pSm/m olmu§dur. Eyni vsziyyst neft tur§ulannm 260-3 1 00C fraksiyasinin monoetilenqlikol efirlsrinin qatildigi dizel yanacginda da yaranm§dir. Bunun ssbsbini zaman ke^dikcs monoefir molekullarinin dizel yanacaginin bütün hscmin-ds daha yax§i bsrabsr paylanmasi ils izah etmsk olar.
Bundan ba§qa neft tur§ulannm verilmi§ fraksiyalarinin (260-310 уэ 310-3600C) monoetilenqlikol efirlsri slavs olunmu§ dizel yanacaqlarinin XEK-nin müqayisssindsn goründüyü kimi, 260-3 1 00C fraksi-yanin monoetilenqlikol efirlsri qatilmi§ dizel yanacaginin XEK 310-3600C fraksiyasinin monoetilenqlikol efirlsri qatilmi§ dizel yanacaginin XEK-dsn daha yüksskdir. Bunun ssbsbini bels izah etmsk olar ki, fraksiyanin qaynama temperaturu yükssldikcs onun orta molekul kütlssi ds artir уэ buna müvafiq olaraq tur§unun bir moluna dü§sn karboksil (COOH) qruplarinin sayi azalir. Bununla bu tur§ular ssasinda alin-mi§ monoetilenqlikol efirlsrinds vahid mola dü§sn hidroksil (OH) qruplarinin sayi azalir уэ buna müvafiq olaraq XEK-ds azalir. XEK-nin azalmasinin digsr bir ssbsbi ds molekul kütlssi artdiqca efir molekulunun mütshsrrikliyinin azalmasi ils izah oluna bilsr.
Alinmi§ nsticslsrin müzakirssindsn bels nsticsys gslmsk olar ki, neft tur§ulannm müxtslif fraksi-
16 AZKUKURDLU DIZEL YANACAQLARININ YAGLAMA УЭ ANTISTATIK
yalari (260-310 va 310-3600C) asasinda alinmi§ monoetilenqlikol efirlari dizel yanacaqlan u?un ham yaglama, ham da antistatik xassalarini yax§ila§diran alava kimi tatbiq oluna bilar.
9D9BIYYAT SIYAHISI
1. Баулин О.А., Рахимова З.Ф., Рахимов М.Н. // Нефтегазовое дело. 2007. № 2. С.1.
2. Pat. 7468539 B2 USA. 2010.
3. Pat. 6562086 B1 USA. 2003.
4. Pat. 2006/0213118 A1 USA. 2006.
5. Сидрачева И.И. Дисс. ... канд. техн. наук. Уфа: Уфимск. гос. ун-т, 2009. 117 с.
6. Pat. 2010/0162616 A1 USA. 2010.
7. Pat. 7547330 B2 USA. 2009.
8. Pat. 7972393 B2. 2011.
9. Pat. 2009/0077869 A1 USA. 2009.
10. Вишнякова Т.Н., Паниди И.С., Крылов И.Ф., Соколова Г.И. // Химия и технология топлив и масел. 1980. № 17. С. 33.
11. Pat. 6391070 B2 USA. 2002.
12. Pat. 7520906 B2 USA. 2009.
13. Абдуллаева Н.Р., Аббасов В.М., Исмаилов Т.А. и др. // Процессы нефтехимии и нефтепереработки. 2010. № 11. С. 24.
14. Deineko P.S., Vasileva E.N., Popova O.V. et al. // Chemistry and technoloji of fuels and oils. 1994. V. 30. № 9-10. P. 343.
15. Аббасов В.М., Исмаилов Т.А., Абдуллаева Н.Р. и др. // Азерб. нефт. хоз-во. 2009. № 12. C. 124.
16. Пат. 2167919 РФ. 2001.
17. Pat. 2891089 USA. 1959.
18. Pat. 2918360 USA. 1559.
УЛУЧШЕНИЕ СМАЗЫВАЮЩИХ И АНТИСТАТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАЛОСЕРНИСТЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ
Т.А.Мамедова, Х.Р.Велиев, Х.Г.Касаменли, Н.Р.Абдуллаева, В.М.Аббасов
Определены оптимальные условия синтеза моноэтиленгликолевых эфиров, полученных на основе этилен-гликоля и фракций нефтяных кислот 260-310, 310-3600С. Исследованы антистатические и противоизносные характеристики композиций дизельных топлив с моноэтиленгликолевыми эфирами фракций нефтяных кислот. Полученные эфиры рекомендованы в качестве добавок, улучшающих антистатические и противоизносные характеристики малосернистых дизельных топлив.
Ключевые слова: нефтяные кислоты, этиленгликоль, моноэфиры, дизельное топливо.
ENHANCING LUBRICATING AND ANTISTATIC PROPERTIES OF LOW SULFUR
CONTAINING DIESEL FUELS
T.A.Mammadova, K.R.Valiyev, Kh.H.Kasamanli, N.R.Abdullayeva, V.M.Abbasov
The optimum conditions for synthesis of monoethylene glycol esters, obtained on the basis of ethylene glycol and oil acid fractions of 260-310, 310-3600C have been determined. Antistatic and antiwear characteristics of compositions of diesel fuels with monoetyhlene esters of oil acid fractions have been studied. Obtained esters are recommended as additives improving antistatic and antiwear characteristics of low sulfur containing diesel fuels.
Keywords: petroleum acids, ethylene glycol, monoesters, diesel fuel.
