Evaluation of the effect of the fatty acid esterification product of tall oils on the properties of diesel fuel

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In conformity with a constant tightening of environmental requirements, sulfur compounds are removed from the composition of diesel fuel using the hydrotreating method. However, this has led to a significant deterioration in the anti-wear properties of diesel fuel. To restore the lubricity, oxygen-containing compounds are added to diesel fuel, including carboxylic acids and their amide derivatives, as well as esters, polyamines and other organic compounds. The recommended concentration of the additive, which ranges from 0.015 to 1.0 wt %, is dependent on its specific properties. In addition to anti-wear additives, cetaneenhancing, depressant-dispersing and other additives are added to diesel fuel to correct the properties of the fuel. A method for producing an esterification product for improving the properties of diesel fuel is described. It is shown that an esterification product containing up to 65% fatty acid esters can be obtained at a temperature of 110–115 °С and a process duration of 120–240 minutes when using 3–5 wt % ion-exchange resins for fatty acids. The effect of the additive content on the lubricating properties of diesel fuel is investigated. When 0.5 wt % or more is added, the corrected wear spot diameter is reduced from 615 to 420 µm; when 1.5 wt % is added, it is further reduced to 230 µm. The addition of esterification product to the diesel fuel is shown to result in an increase in the cetane number of initial fuel. When adding 6.0 wt % of the esterification product under development, the cetane number of the fuel is increased from the original 43.0 units to 51.6. In this case, the esterification product can be used as a component for preparing a mixture of biodiesel fuel B6-B20, according to GOST 33131-2014.

About the authors

A. S. Govorin

Irkutsk National Research Technical University

Email: govorin.aleksandr@yandex.ru

N. P. Konovalov

Irkutsk National Research Technical University

Email: knp@istu.edu

N. D. Gubanov

Irkutsk National Research Technical University

Email: gubanov_nd@istu.edu

O. V. Rybarchuk

Irkutsk National Research Technical University

Email: Oklim89@mail.ru

N. A. Ishchuk

Irkutsk National Research Technical University

Email: nickish83@mail.ru

References

  1. Спиркин В. Г., Мурашев С. В. Противоизносные свойства дизельных топлив с улучшенными экологическими характеристиками // Химия и технология топлив и масел. 1999. N 3. С. 29–30.
  2. Митусова Т. Н. Современное состояние производства дизельных топлив. Требования к качеству // Мир нефтепродуктов. 2009. N 9-10. С. 6–9.
  3. Махмудова Л. Ш., Ахмадова Х. Х., Хадисова Ж. Т., Абдулмежидова З. А., Пименов А. А., Красников П. Е. Производство низкозастывающих дизельных топлив на российских НПЗ: состояние и перспективы // Российский химический журнал. 2017. Т. 61. N 2. С. 75–97.
  4. Туманян Б. П., Щербаков П. Ю., Шарин Е. А., Матин М. Е., Матвеева О. А. Исследование эффективности жирных кислот растительных масел в качестве противоизносных присадок к дизельным топливам // Химия и технология топлив и масел. 2020. N 4. С. 3–11.
  5. Короткова Н. П., Ярмолюк Б. М., Любинин И. А., Кочирко Б. Ф. Противоизносные присадки к дизельным топливам. Аналитический обзор литературы // Вопросы химии и химической технологии. 2013. N 3. С. 61–66.
  6. Шевченко Е. Б., Суханберлиев А. И., Аббасов М. М., Данилов А. М. Жирные кислоты растительных масел как компоненты противоизносных присадок к дизельному топливу // Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. N 1. С.133–136.
  7. Данилов А. М., Паронькин В. П., Меркин А. А. О задачах по созданию отечественного ассортимента присадок для дизельных топлив // Мир нефтепродуктов. 2008. N 2. C. 20–22.
  8. Митусова Т. Н. Современное состояние производства присадок к дизельным топливам. Требования к качеству // Мир нефтепродуктов. 2009. N 9-10. С. 10–16.
  9. Данилов А. М. О совместимости присадок к топливам // Химия и технология топлив и масел. 1998. N 5. С. 14–16.
  10. Данилов А. М. Разработка и применение присадок к топливам в 2006–2010 гг. // Химия и технология топлив и масел. 2011. N 6. С. 41–51.
  11. Зиннатуллина Г. М., Алипов Д. Е., Баулин О. А., Шахова Ф. А., Мухамадеева А. И., Карпенко Е. М.. Влияние присадок на эксплуатационные и экологические характеристики дизельных топлив // Нефтегазовое дело. 2014. Т. 12. N 2. С. 92–99.
  12. Гришин Д. Ф. Депрессорные, противоизносные и антиокислительные присадки к гидроочищенным дизельным топливам с низким и ультранизким содержанием серы (обзор) // Нефтехимия. 2017. Т. 57. N 5. С. 489–502. https://doi.org/10.7868/S0028242117050094.
  13. Митусова Т. Н., Калинина М. В., Сафонова Е. Е. О нежелательных побочных эффектах противоизносных присадок к дизельным топливам // Мир нефтепродуктов. 2010. N 5. С. 51–53.
  14. Данилов А. М., Овчинников К. А., Бартко Р. А. Задачи и практические результаты импортозамещения в области присадок к топливам и смазочным маслам // Экспозиция Нефть Газ. 2017. Т. 54. N 1. С. 17–19.
  15. Зинина Н. Д., Тимашова А. Л., Павловская М. В., Гришин Д. Ф. Противоизносная присадка к дизельному топливу с ультранизким содержанием серы // Нефтехимия. 2014. Т. 54. N 5. С. 399–404.
  16. Дубровский Д. А., Семёнов И. А., Кузора И. Е., Старикова О. В., Артемьева Ж. Н., Дьячкова С. Г.. Расширение ассортимента присадок к базовым топливам в АО «АНХК». Проблемы и перспективы // Мир нефтепродуктов. 2018. N 12. С. 6–15.
  17. Бочаров А. П., Левина Л. А., Резниченко И. Д. Испытания и внедрение противоизносной присадки Байкат, разработанной ОАО «АЗКиОС» // Мир нефтепродуктов. 2010. N 1. С. 14–15.
  18. Govorin A. S., Gubanov N. D., Konovalov N. P. Esterification of tall oil fatty acids using ion exchange resins in order to produce energy-efficient engine oil // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 408. P. 012074. https://doi.org/10.1088/1755-1315/408/1/012074.
  19. Кэ Пэн, Якупов Н. В., Гаеткулова Г. К., Рахимов М. Н., Давлетшин А. Р., Хамзин Ю. А.. Получение перспективных кислородосодержащих компонентов моторных топлив // Нефтегазовое дело. 2019. N 3. С. 164–176.
  20. Shakoor Z. M., Sukkar K. A., Baqer M. S. Reaction kinetics of acetic acid and n-butanol esterification catalyzed by Dowex 50 catalyst // Engineering and Technology Journal. 2011. Vol. 29, no. 10. Р. 2060–2072.
  21. Govorin A. S., Konovalov N. P., Gubanov N. D. Study in fatty acids of tall oils and their products of esterification by the method of IR spectrometry for analytical control of preparation of esters // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1942. P. 012018. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1942/1/012018.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».