Новый подход к прогнозированию эксплуатационных свойств топливных композиций на примере дизельных топлив разного углеводородного состава

Объекты исследования: образцы базового летнего и зимнего дизельного топлива, вырабатываемые 9 различными НПЗ России, композиции депрессорно-диспергирующих присадок. Методы исследования: газожидкостная хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография, двумерная газовая хроматография с времяпролетной масс-спектрометрией, ИК-спектрометрия, гель-проникающая хроматография, оптическая микроскопия. Цель работы: формирование новых подходов к определению взаимосвязи между углеводородным составом дизельных топлив и эффективностью действия депрессорно-диспергирующих присадок на основе применения комплекса современных инструментальных методов исследования. Основные результаты: 1. С использованием современных инструментальных методов исследования (ГЖХ, ВЭЖХ, двумерной газовой хроматографии с времяпролетной масс-спектрометрией, ИК-спектрометрии) показано влияние отдельных групп углеводородов в составе дизельного топлива (н-алканов, с учетом их ММР, изо-алканов, нафтенов, моно- и полициклических аренов) на эффективность действия композиций депрессорно-диспергирующих присадок, включающих депрессоры на основе СЭВ и диспергаторы разного химического состава. 2. Отмечено, что данные, получаемые на основе анализа физико-химических свойств и определения группового углеводородного состава летних и зимних сортов ДТ методами ГЖХ и ВЭЖХ, не позволяют однозначно объяснить различия в эксплуатационных характеристиках ряда топлив, таких как цетановое число, смазывающая способность. Наиболее заметно эта проблема проявляется в летних дизельных топливах. 3. Проведено детальное исследование углеводородного состава ДТ с применением двумерной газовой хроматографии с времяпролетной масс-спектрометрией, позволившее объяснить причины различий в эксплуатационных свойствах (ПТФ, Тз, ЦЧ, смазывающая способность) для топлив с одинаковыми физико-химическими характеристиками. 4. Проанализированы низкотемпературные свойства образцов летних ДТ различного углеводородного состава в присутствии трех депрессорных и трех диспергирующих присадок в концентрациях от 150 ppm до 750 ppm и от 75 ppm до 300 ppm, соответственно. Установлено, что наиболее эффективными для снижения ПТФ дизельного топлива являются концентрации: депрессора – 300 ppm, диспергатора – 100 ppm. 5. Установлено, что в топливе, характеризующемся наибольшим содержанием средне- и высокомолекулярных н-алканов (10,1%), и моноциклических аренов (29,5%), диспергаторы значительно увеличивают депрессию ПТФ (на 5–12°С) за счет более эффективного взаимодействия с депрессором и кристаллизующимися парафинами. 6. Показано, что при прогнозировании эффективности действия ДДП в дизельных топливах необходимо учитывать взаимосвязь между углеводородным составом ДТ (прежде всего содержание и ММР н-алканов, содержание и состав аренов), молекулярными характеристиками депрессорных присадок (молекулярная масса, соотношение «этилен/винилацетат»), удельной электрической проводимостью ДТ в присутствии композиций ДДП.