Присадки к реактивным топливам

Для отечественных реактивных топлив допущено ограниченное число присадок: антиокислительная (Агидол-1), противоизносные ДНК — дистиллированные нефтяные кислоты и Хайтек-580 фирмы «Этил»), антистатическая (Сигбол), противоводокристаллизационные ПBK) — жидкости И-М. Это объясняется высокими требованиями, предъявляемыми к присадкам, и чрезвычайно дорогостоящими и длительными испытаниями присадок для принятия решения о допуске.

Основные требования, предъявляемые к присадке для реактивных топлив: она должна быть высокоэффективной, т.е. вводиться в малых концентрациях и при этом не ухудшать качество топлива по остальным показателям, сохранять свою эффективность длительное время как в чистом виде, так и в растворе топлива.

Антистатические и противоводокристаллизационные присадки общего назначения допущены практически для всех топлив, антиокислительные и противоизносные — только для топлив РТ, Т-8В, Т-6, полученных гидрогенизационными процессами, для сохранения высокого уровня эксплуатационных свойств.

Противоводокристаллизационные присадки вводятся топливо для предотвращения образования кристаллов льда и растворения инея (до 0,3 % в зависимости от температуры топлива) непосредственно на местах при заправке самолета. В качестве таких присадок широко пользуют 50 %-ные смеси этилцеллозольв (жидкость «И») по ГОСТ 8313—88, и метанола (присадки И-М). Их вводят преимущественно в зимнее время, а летом — в тех случаях, когда продолжительность пета самолета превышает 5 ч и топливо успевает охладиться до отрицательных температур.

Антиокислительные присадки(ингибиторы окисления) вводят только в гидроочищенные топлива, поскольку при гидрогенизационной обработке из топлив удаляются природные антиокислители — гетероатомные соединения. Для повышения химической стабильности гидрогенизационных топлив (РТ, Т-8В, Т-6) антиоксиданты вводят в топлива на местах производства. В России для этих целей применяют присадку Агидол-1 (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол) по ТУ 38 5901237-90 в концентрации 0,003-0,004 % (мае. доля) . В таких концентрациях он полностью предотвращает окисление гидрогенизационных топлив, в том числе при повышенных температурах (до 150-160 °С).

Антиокислительные присадки широко применяют за рубежом. В соответствии с сертификатом на топливо допущен к применению боль­шой перечень антиоксидантов, в том числе аналог присадки Агидол-1 — присадка «ионол». По эффективности действия они равнозначны.

Противоизносные присадкипредназначены для восстановления «азочных свойств топлив, подвергнутых гидрогенизационной обработке. Их вводят в топлива на НПЗ вместе с антиокислительной присадкой Агидол-1.

В качестве противоизносных рекомендованы присадки Сигбол 38.101741-78) и композиция присадок Сигбол и ПМАМ-2 .

Присадка Сигбол по эффективности значительно превосходит присадку ПМАМ-2. Противоизносные свойства присадки Сигбол за­то проявляются уже при ее содержании в топливе, равном 0,0005 %м ас. доля)

Однако повышенное содержание [св. 0,0005 % (мае. доля)] присадки 1гбол приводит к возрастанию электропроводности (> 1000 пСм/м) влияет на работу топливоизмерительной аппаратуры на борту самолета.

Композиция присадок: 0,008 % ПМАМ-2 и 0,0005 % Сигбол обеспечивает хорошие противоизносные свойства гидроочишенных топлив при отсутсвии электризации, свойственной присадке ПМАМ-2. Реактивное топливо с такой композицией присадок было принято как резервное.

В качестве противоизносной применяется присадка «К» кислотного типа (ГОСТ 13302-77), которая по эффективности противоизносных свойств соответствует присадке Сигбол .

Присадка «К» допущена в реактивные топлива в содержании 0,001—0,004 % (мае. доля). При таком содержании кислотность топлив, полученных с использованием гидрогенизационных процессов, не превышает 0,7 мг КОН/100 см³, что не влияет отрицательно на другие эксплуатационные свойства топлив. Топливо РТ (ГОСТ 10227-86) с этой присадкой нашло широкое применение как в нашей стране, так и за рубежом.

В последние годы для улучшения противоизносных свойств топлив РТ, Т-6 и Т-8В ввиду временного дефицита противоизносной присадки «К» допущена в качестве альтернативной в содержании 0,003—0,0035 % (мае. доля) зарубежная присадка Хайтек-580 фирмы «Этил».

Наличие в топливе присадки «К» косвенно контролируется регламентированным в ГОСТах на топлива нижним пределом кислот­ности. Так, установленные в ГОСТ 10227-86 на топливо РТ нижние пределы кислотности 0,4 мг КОН/100 см³ и 0,2 мг КОН/100 см³ гарантируют обеспечение требуемых противоизносных свойств топлива в случае применения присадки «К» соответственно в содержании 0,004 и 0,001 % (мае. доля).

Антистатические присадки.Существование реальной опасности воспламенения в результате разрядов статического электричества при эаправке товарных авиационных топлив, не защищенных специальными присадками, подтверждено отечественной и зарубежной практикой эксплуатации авиационной техники. Непредсказуемость процесса создает Потенциальную возможность взрыва при перекачке в любой момент.

Антистатические присадки, повышая электропроводность топлива не просто уменьшают опасность от возникновения зарядов, а всецело исключают ее.

Эти присадки уникальны тем, что обеспечивают и гарантируют эффект ничтожно малыми количествами — до 10⁴ % (мас. доля).

Применение антистатических присадок позволяет снять ограничения по скорости налива. По зарубежным данным она может быть увеличена с 1000 до 9000 л/мин в один бак, что принципиально при обслуживании международных авиалиний (аэропортов) с большой пропускной способностью. Не менее важно это и при заправке танкеров реактивным топливом и другими светлыми нефтепродуктами. Если присадка не добавлялась в топливо на заводах, то она добав­ится непосредственно в порту при осуществлении погрузочно-разгрузочных операций в емкости танкера или берегового резервуара.

Введение антистатических присадок в углеводородные жидкости повышает общий уровень пожаровзрывобезопасности при любых сливо-наливных работах с ними, поэтому антистатические присадки широко используют и при работе с легкими растворителями во многих от­раслях промышленности

В качестве антистатических присадок для авиационных топлив за рубежом нашли широкое применение присадки ASA-3 (фирма «Шелл») и Стадис-450 (фирма «Дюпон»)

С 1983 г зарубежными спецификациями предусмотрено обязательное введение антистатической присадки в топлива ДЖЕТ А-1 и ДЖЕТ-В

В нашей стране разработана антистатическая присадка Сигбол (ТУ 38 101741—78) Это единственная присадка, допущенная к приме­нению в отечественных реактивных топливах. Топливо с присадкой Сигбол прошло широкомасштабные испытания на авиационных двигателях Многолетняя практика эксплуатации авиатехники при использовании топлива с присадкой Сигбол не выявила каких-либо особенностей в эксплуатации, либо неисправностей авиатехники связанных с применением присадки Присадка Сигбол допущена в качестве антистатической в концентрации не более 0,0005 % (мас доля) практически во все топлива. РТ, ТС-1, Т-2 (ГОСТ 10227—86) и топливо Т-8В (ТУ 38 101741—78) Такая концентрация обеспечивает необходимый уровень электропроводности топлива

Для топлив, содержащих присадку Сигбол, установлена норма по электропроводности от 50 (при температуре заправки) до 600 пСм/м (при 20 °С) Для зарубежных топлив, содержащих антистатические присадки, этот диапазон составляет 50-300 пСм/м Нижний предел гарантирует безопасность перекачки, верхний — нормальную работу топливоизмерительной аппаратуры

Присадка Сигбол представляет комплексное соединение на основе соли органической кислоты и полимерного компонента в растворе толуола или ксилола . Антистатическая присадка Сигбол не оказывает отрицательного воздействия на какие-либо физико-химические и эксплуатационные свойства реактивных топлив в содержании до 0,01 % (мас доля) и при этом помимо антистатических значительно улучшает противоизносные и коррозионные свойства

Антистатическое действие присадки основано на повышении электропроводности топлива, что неизбежно приводит к снижению до нуля всех электрических параметров, характеризующих электризуемость топлива (величину заряда, перенесенного в разряде, электрический ;потенциал поверхности топлива и др ).

Присадка Сигбол и топливо с этой присадкой являются стабильными структурами и имеют гарантийный срок хранения в металлических емкостях (резервуарах) не менее 5 лет.

Таким образом, применение топлив с антистатическими присадками является для потребителей самым дешевым способом обеспечения гарантированной безопасности от проявления статического электричества при всех заправочных и перекачивающих операциях

47. Противокристализационные (ПВК) жидкости. Марки, составы, технология применения.

При наличии в топливе свободной воды переохлажденной при низких температурах может вызвать обледенение фильтров в результате чего нарушается или даже прекращается подача топлива в камеру сгорания. Поэтому в топливо вводятся присадки образующие со свободной водой растворы, незамерзающие при самых низких возможных температурах эксплуатации. В качест­ве присадок, предотвращающих образование кристаллов льда в авиационных топливах, исследованы спирты, эфиры и другие жидкости имеющие в своей молекулярной структуре ОН группу, с которой взаимодействует вода. Широкое применение нашли жидкости: этилцеллозольв (жидкость И), тетрагидрофурфуриловый спирт (жидкость ТГФ) и метанол (жидкость М). Добавление этих присадок в топливо позволяет резко понизить температуру, при которой в топливе образуются кристаллы льда.

В промышленности этилцеллозольв получают на специальных установках по следующей схеме:

окись этилена + этиловый спирт = моноэтиловый эфир этиленгликоля (этилцеллозольв).

По внешнему виду это бесцветная прозрачная жидкость со сла­бым эфирным запахом, плотностью ρ₄²⁰ = 0,930 … 0,953 и коэффици­ентом преломления n_D²⁰= 1,4070…1,4090. Выкипает данная жид­кость в температурном пределе 128—138° С. Она гигроскопична. Если в ее составе содержится более 2% воды, то при введении в топливо она расслаивается с ним. Предельно допустимое содер­жание воды в жидкости 0,5% (по объему). Этилцеллозольв обладает слабыми наркотическими и раздра­жающими свойствами, низкой летучестью.

ТГФ представляет собой бесцветную или со слабо-желтым от­тенком

от­тенком жидкость плотностью ρ₄²⁰ =1,05 — 1,06 и коэффициентом преломления n_D²⁰=1,450 — 1,454. Жидкость гигроскопична. При содержании в ней воды более 1% (по объему) происходит расслаи­вание с топливом. Предельно допустимое содержание воды в жид­кости 0,25% (по массе). По своим свойствам и механизму дейст­вия, по предупреждению кристаллообразования в авиатопливах жидкость ТГФ идентична жидкости И, поэтому они взаимо­заменяемы.

Количество жидкости И или ТГФ, добавляемое к топливам, зависит от температуры наружного воздуха в порту заправки са­молета, типа самолета и продолжительности полета и регламен­тируется соответствующими инструкциями Министерства граждан­ской авиации в количествах от 0,1 до 0,2% (по объему).

В настоящее время в качестве противокристаллообразующих присадок используются жидкости И-М , которые представ­ляют собой жидкости И и М, смешанные в пропорции 1 : 1 (по массе). Использование этих жидкостей обусловливает­ся их лучшей растворимостью в топливе. К тому же плотность присадки И-М ρ₄²⁰ =0,858…0,866 близка к плотности керосина, что способствует стабильности раствора. При дозировании в топливо жидкости И-М в количестве 0,1—0,2% возможно понижение температуры вспышки топлива на 8—12°С, что не считается браковочным признаком. Ранее допускалась концентрация ПВК жидкостей до 0,3%, однако в процессе эксплуатации выявились случаи взаимодействия водных растворов ПВК жидкостей с материалами фильтроэлементов наземных складов ГСМ и некоторыми другими конструкционными материалами.

Жидкость И-М является токсичным (3 класс опасности) и взрывопожароопасным материалом. Опасность представляет не только сама жидкость, но ее пары. Поэтому при работе с ней должны соблюдаться повышенные меры безопасности.

Смешение противокристаллизующей присадки с топливом производится на складах с помощью специальных дозаторов. Перед введением присадки топливо отстаивается, проходит фильтры тонкой очистки и фильтры-водоотделители. Добавление присадки непосредственно в баки самолета запрещается.