591
ResearchBib IF - 11.01, ISSN: 3030-3753, Volume 2 Issue 5
SINTETIK DIZEL YOQILG‘ILARINING TRIBOLOGIK (ISHQALANISHGA QARSHI)
XOSSALARINI OSHIRISHDA INNOVATSION QO‘SHIMCHALARNING ROLI
Yulduz Tuxtayeva
Qarshi Davlat Texnika Universiteti magistri,
Universitet ko‘chasi, 225,180100, Qarshi, O‘zbekiston.
https://doi.org/10.5281/zenodo.15400991
Annotatsiya. Hozirgi kunda sintetik suyuq yoqilgʻilar (SSY) global miqyosda ekologik
tozaligi, yuqori yonish samaradorligi va past emissiya darajasi tufayli anʼanaviy neft
mahsulotlariga muqobil sifatida keng e’tirof etilmoqda. Jumladan, GTL (gas-to-liquid)
texnologiyasi orqali tabiiy gazdan olinadigan yoqilgʻilar transport, sanoat va harbiy sohalarda
tobora koʻproq qoʻllanilmoqda. Biroq, SSYlar tarkibida tabiiy neftdan olingan yoqilgʻilarda
mavjud boʻlgan aromatik birikmalar va ogʻir fraksiyalarning yetishmasligi ularning moylash
xususiyatlarining sust boʻlishiga olib kelmoqda. Bu esa, dvigatellar va mexanizmlarning ish
faoliyatiga salbiy taʼsir koʻrsatishi, ishqalanish va eskirish darajasining oshishiga sabab boʻlishi
mumkin. Ushbu maqolada sintetik yoqilgʻilarning moylash xususiyatlarini oshirish bo‘yicha olib
borilayotgan ilmiy-tadqiqot ishlariga e’tibor qaratiladi. Xususan, mahalliy xomashyo asosida
sintez qilingan qoʻshimchalar yordamida SSY ning tribologik xossalarini yaxshilashga oid
mavjud yondashuvlar, texnologik usullar va ularning afzalliklari tahlil qilinadi. Tadqiqot
natijalari sintetik yoqilgʻilar samaradorligini oshirish, ularni amaliyotga joriy qilish jarayonini
tezlashtirish hamda energetik xavfsizlikni taʼminlashda muhim ilmiy-amaliy ahamiyatga ega
boʻlishi mumkin.
Kalit so‘z: Sintetik suyuq yoqilgʻi, GTL, moylash xususiyati, mahalliy xomashyo,
molibden oksidi, oltingugurt, HFRR.
THE ROLE OF INNOVATIVE ADDITIVES IN IMPROVING TRIBOLOGICAL (ANTI-
FRICTION) PROPERTIES OF SYNTHETIC DIESEL FUELS
Abstract. Currently, synthetic liquid fuels (SLF) are widely recognized globally as an
alternative to traditional petroleum products due to their environmental friendliness, high
combustion efficiency and low emission levels. In particular, fuels obtained from natural gas
through GTL (gas-to-liquid) technology are increasingly used in transport, industry and military
sectors. However, the lack of aromatic compounds and heavy fractions present in fuels obtained
from natural oil in the composition of SLFs leads to poor lubricating properties. This can
negatively affect the performance of engines and mechanisms, and cause increased friction and
wear. This article focuses on research and development work on improving the lubricating
properties of synthetic fuels. In particular, existing approaches, technological methods and their
advantages for improving the tribological properties of SLFs using additives synthesized from local
raw materials are analyzed. The research results may have important scientific and practical
significance in increasing the efficiency of synthetic fuels, accelerating their implementation, and
ensuring energy security.
Keywords: Synthetic liquid fuel, GTL, lubricant, domestic raw materials, molybdenum
oxide, sulfur, HFRR.
РОЛЬ ИННОВАЦИОННЫХ ПРИСАДОК В УЛУЧШЕНИИ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ
(АНТИФРИКЦИОННЫХ) СВОЙСТВ СИНТЕТИЧЕСКИХ ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ
Аннотация. В настоящее время синтетические жидкие топлива (СЖТ) широко
признаны в мире как альтернатива традиционным нефтепродуктам благодаря своей
592
ResearchBib IF - 11.01, ISSN: 3030-3753, Volume 2 Issue 5
экологичности, высокой полноте сгорания и низкому уровню выбросов. В частности,
топлива, получаемые из природного газа по технологии GTL (gas-to-liquid), все чаще
используются в транспорте, промышленности и военной сфере. Однако отсутствие в
составе СЖТ ароматических соединений и тяжелых фракций, присутствующих в
топливах, получаемых из природной нефти, приводит к плохим смазочным свойствам.
Это может негативно влиять на работу двигателей и механизмов, вызывать
повышенное трение и износ. В данной статье рассматриваются научно-
исследовательские и опытно-конструкторские работы по улучшению смазочных свойств
синтетических топлив. В частности, анализируются существующие подходы,
технологические приемы и их преимущества для улучшения трибологических свойств
СЖТ с использованием присадок, синтезированных из местного сырья. Результаты
исследований могут иметь важное научное и практическое значение для повышения
эффективности синтетических топлив, ускорения их внедрения и обеспечения
энергетической безопасности.
Ключевые слова: Синтетическое жидкое топливо, GTL, смазывающая
способность, местное сырье, оксид молибдена, сера, HFRR.
Kirish
XXI asrda energetika resurslariga boʻlgan talabning ortib borishi va ekologik
muammolarning keskinlashuvi fonida alternativ, ekologik toza va samarador yoqilg‘ilarga
bo‘lgan ehtiyoj tobora oshib bormoqda. Shu munosabat bilan sintetik suyuq yoqilg‘ilar (SSY),
xususan, tabiiy gaz asosida GTL (Gas-to-Liquid) texnologiyasi orqali olingan yoqilg‘ilar global
bozorda katta qiziqish uyg‘otmoqda. SSYlar yuqori tozalik darajasi, past oltingugurt miqdori,
yuqori setan soni va yonish jarayonida hosil bo‘ladigan zararli moddalarning kamayganligi bilan
ajralib turadi. Biroq, ushbu yoqilg‘ilar tarkibida aromatik uglevodorodlarning yo‘qligi yoki
nihoyatda kamligi ularning moylash xususiyatlarini tabiiy neft mahsulotlariga nisbatan sezilarli
darajada pasaytiradi. Bu esa, dvigatellar va boshqa ishqalanuvchi mexanizmlarda ish
faoliyatining yomonlashuvi, eskirish jarayonining tezlashuvi hamda texnik xizmat koʻrsatish
xarajatlarining oshishiga olib keladi.
Shu sababli, sintetik suyuq yoqilg‘ilarning tribologik
(ishqalanishga qarshi) xossalarini yaxshilash, ya’ni ularning moylash qobiliyatini oshirish,
zamonaviy yoqilg‘i texnologiyalari oldida turgan dolzarb vazifalardan biri hisoblanadi. Bugungi
kunda bu yo‘nalishda bir qator yondashuvlar, jumladan, samarali qo‘shimchalar ishlab chiqish,
mahalliy xomashyolardan foydalanish hamda yangi kompozitsion tarkiblarni shakllantirish
bo‘yicha izlanishlar olib borilmoqda. Mazkur maqolada SSY ning moylash xususiyatlarini
oshirish zaruriyati, mavjud muammolar, ularni bartaraf etish yo‘llari hamda mahalliy xomashyo
asosida sintezlangan qo‘shimchalarning istiqbollari tahlil qilinadi.
Mavzu bo'yicha adabiyotlarni tahlili
So‘nggi yillarda sintetik suyuq yoqilgʻilar (SSY), ayniqsa, GTL (Gas-to-Liquid)
texnologiyasi asosida olingan mahsulotlar, nafaqat ekologik tozaligi, balki energiya xavfsizligini
ta’minlashdagi roli bilan ham ilmiy va amaliy izlanishlar markazida turibdi. Xorijiy olimlar (J.B.
Fang, K. Seddon, M. Dry va boshqalar) tomonidan olib borilgan tadqiqotlar natijasida GTL
yoqilg‘ilarining yuqori setan soni, past aromatik tarkibi va nolga yaqin oltingugurt miqdori
tufayli ichki yonuv dvigatellarida samarali yonishini ta’minlashi isbotlangan [1,2].
Biroq, ushbu yoqilg‘ilarning asosiy kamchiliklaridan biri ularning moylovchanlik
darajasining pastligidir.
593
ResearchBib IF - 11.01, ISSN: 3030-3753, Volume 2 Issue 5
Tadqiqotlar shuni ko‘rsatmoqdaki, tabiiy neft mahsulotlarida mavjud bo‘lgan aromatik va
og‘ir fraksiyalar moylash qobiliyatini oshirishga xizmat qiladi, sintetik yoqilg‘ilarda esa bu
komponentlar mavjud emas [3]. Shu sababli SSY tarkibiga maxsus qo‘shimchalar kiritish orqali
tribologik xossalarni yaxshilash zamonaviy yoqilg‘i kimyosining dolzarb yo‘nalishlaridan biri
hisoblanadi.
A.A. Zolotov va S.V. Dronov [4] tomonidan olib borilgan tadqiqotlarda
estefikatsiyalangan o‘simlik moylari asosida yaratilgan bioqo‘shimchalarning GTL yoqilg‘ilari
uchun samarali moylovchi komponent sifatida ishlatilishi ko‘rsatilgan. Bundan tashqari,
O‘zbekistonlik tadqiqotchilar tomonidan (N.A. Karimov, B.M. Shukurov va boshqalar) mahalliy
xomashyo – paxta moyi, neftni qayta ishlash chiqindilari va tabiiy uglevodorodlar asosida
sintezlangan qo‘shimchalarning amaliy samaradorligi haqida ma’lumotlar berilgan [5].
SSY ning moylash xususiyatlarini oshirish bo‘yicha quyidagi yondashuvlar keng
o‘rganilmoqda:
•
Esterlar, alkanolamidlar, sulfonatlar kabi birikmalarni qo‘shimcha sifatida qo‘llash [6];
•
Biomoylar va ularning modifikatsiyalangan hosilalari yordamida SSY tarkibini boyitish
[7];
•
Nanotexnologik
yondashuvlar
– masalan, dispers nanozarrachalar asosidagi
qo‘shimchalarning ta’siri [8].
Shuningdek, xalqaro ISO va ASTM standartlarida SSY moylovchanligini baholash
bo‘yicha qator test uslublari (Ball-on-disk, HFRR – High Frequency Reciprocating Rig va
boshqalar) tavsiya etilgan bo‘lib, ushbu metodikalar yordamida sinovlar o'tkazish keng
qo‘llanilmoqda [9].
Yuqorida keltirilgan tahlillar shuni ko‘rsatadiki, SSYning moylash xususiyatlarini
yaxshilash bo‘yicha ilmiy-texnik yondashuvlar mavjud bo‘lsa-da, ularning ko‘pchiligi chet el
xomashyolari asosida amalga oshirilgan. Shu sababli, mahalliy xomashyo manbalaridan
foydalanish orqali arzon, samarali va ekologik xavfsiz qo‘shimchalar ishlab chiqish istiqbolli
ilmiy yo‘nalish hisoblanadi.
Tadqiqot metodologiyasi
Sintetik suyuq yoqilgʻi, xususan, GTL (Gas-to-Liquid) texnologiyasi asosida olingan
yoqilgʻilar tarkibida oltingugurt, va boshqa tabiiy moylashni taʼminlovchi komponentlarning
kamligi sababli past moylovchanlikka ega. O‘zbekiston Gtl dezilida oltingugurt miqdori deyarli
yo’q (5 mg/kg). Bu esa dvigatel va yoqilgʻi tizimidagi ishqalanish kuchayishi, eskirish
jarayonlarining tezlashishi va samaradorlikning pasayishiga olib keladi. Bunday noqulayliklarni
oldini olish uchun moylash xususiyatini oshiruvchi kimyoviy qo’shimchalar qo’shiladi.
Moylovchanlikni oshiruvchi kimyoviy qo’ndirmalar asosan efirlar, karbon kislotalar,
yuqori yog’ kislotalar, spirtlar, sirt faol moddalar, kolloid va polimer qo’shimchalardan iborat
bo’ladi. Ishqalanishni kamaytirish, sirtlar orasidagi kontaktni himoya qilish, qattiq
zarrachalarning cho‘kishini oldini olib, ularning yoqilg‘ida yoki moyda bir tekis taqsimlanishi,
qo‘shimchaning uzoq muddatli barqarorligini ta’minlashi, oksidlanishdan himoya qilish va
kimyoviy reaksiyalarni muvozanatlash yoki muayyan sharoitlarga moslash vazifalarini bajaradi.
Molibden sulfid asosida sintetik yoqilg‘ining moylash xususiyatini oshirish borasida
yondashuvlarimni bayon qiladigan bo’lsam, Molibden sulfid (MoS₂) yuqori moylash qobiliyatiga
ega qattiq modda boʻlib, nano oʻlchamdagi dispersiyalari sintetik yoqilgʻilarga qoʻshilganda
ishqalanishni kamaytiradi va dvigatel qismlarining yemirilishini sekinlashtiradi[10].
594
ResearchBib IF - 11.01, ISSN: 3030-3753, Volume 2 Issue 5
Molibden sulfidni suyuq fazada sintez qilish uchun quyidagi xomashyolar ishlatiladi:
Molibden oksidi (MoO₃) – Olmaliq kon-metallurgiya kombinati (OKMK) dan olinadi. Granulali
oltingugurt (S) – Shoʻrtan gaz-kimyo majmuasidan olinadi. Bu ikki kimyoviy reagentlar
mahalliy xomashyo hisoblanib, samaradorlikka erishishimizda asosiy rol o’ynaydi. MoO₃ va S
ning ishqoriy muhitdagi reaksiyasi natijasida MoS₂ sintez qilinadi. Bu jarayonda MoS₂ mayda
zarrachalar shaklida hosil boʻlib, uni stabilizatsiya qilish uchun dispersantlar qoʻshiladi. MoS₂
nanozarrachalarining yoqilgʻida teng taqsimlanishi uchun dispersantlar va stabilizatorlar
tanlanadi. Olein kislotasi – Tabiiy yogʻ kislotasi boʻlib, MoS₂ zarrachalarining dispersiyalangan
holatda qolishiga yordam beradi. Polimer qoʻshimchalar (PMA, PIB) – Polimetakrilatlar yoki
polibutendiamin asosidagi qoʻshimchalar nanozarrachalar agregatsiyasini oldini oladi. Sintetik
yoqilgʻiga qoʻshilgan MoS₂ dispersiyasining moylash samaradorligi quyidagi HFRR (High-
Frequency Reciprocating Rig) Testi bilan baholanadi. ISO 12156-1 (HFRR)[11] va ASTM
D6079 standartlariga mos holda sinov amalga oshiriladi.Sinov 50 Hz chastotada va 200 µm
amplitudada 75 daqiqa davomida sinov kamerasiga solingan namuna yoqilg‘ida po‘lat sharcha
va diskning ishqalanish harakati ta’minlanadi. Jarayonda ishqalanish koeffitsienti (COF) va
qirilish izining diametri (Wear Scar Diameter, WSD) avtomatik qayd qilinadi. Optik mikroskop
yordamida WSD o‘lchanadi.Ishqalanish koeffitsienti solishtiriladi. Agar MoS₂ dispersiyasi
qo‘shilganda WSD kamaygan bo‘lsa → moylash xususiyati yaxshilangan[12].
1-rasm. Optik mikroskop yordamida ishqalanish izlarining ko‘rinishi.
Xulosa.
MoS₂ nanozarrachalaridan iborat dispersiyalar GTL yoqilgʻisining moylash
xususiyatini oshirish uchun samarali qoʻshimcha hisoblanadi. Molibden oksidi va oltingugurt
asosida sintez qilingan MoS₂ dispersiyasining barqarorligi olein kislotasi va polimer
dispersantlar yordamida taʼminlanadi. Bu yondashuv yoqilgʻi tizimlarining ishonchliligini
oshirish va dvigatelda ishqalanishini kamaytirish uchun innovatsion yechim sifatida tavsiya
etiladi. Shuni koʻrsatadiki, Mahalliy xomashyolardan foydalangan holda ishlab chiqilgan
qoʻshimchalar SSY ning texnik va ekologik afzalliklarini saqlab qolgan holda uning
moylovchanligini oshirish imkonini beradi. Xususan, Oʻzbekistonda ishlab chiqarilgan
molibden oksidi va oltingugurt asosidagi modifikatorlar istiqbolli yoʻnalishlardan biri bo‘lib,
ularning samaradorligini oshirish bo‘yicha qoʻshimcha tadqiqotlar olib borish lozim.
Kelajakda yanada samarali va ekologik toza qoʻshimchalar ishlab chiqish yoʻnalishida
tadqiqotlarni davom ettirish muhim ahamiyat kasb etadi.
REFERENCES
1.
Fang, J., & McCormick, R. L. (2006).
Spectroscopic Study of Lubricity Additives in Diesel
Fuels
. Energy & Fuels, 20(1), 48–53.
595
ResearchBib IF - 11.01, ISSN: 3030-3753, Volume 2 Issue 5
2.
Dry, M. E. (2002).
The Fischer–Tropsch process: 1950–2000
. Catalysis Today, 71(3-4),
227–241.
3.
Seddon, K. R. (2003).
Ionic Liquids for Clean Technology
. Journal of Chemical
Technology and Biotechnology, 68(4), 351–356.
4.
Золотов А.А., Дронов С.В. (2018).
Биоразлагаемые присадки на основе
растительных масел для синтетических дизельных топлив
. Вестник Томского
политехнического университета, №5, с. 66–71.
5.
Каримов Н.А., Шукуров Б.М., Усманов Ф.Б. (2020).
Исследование эффективности
местного сырья в качестве добавок к синтетическим топливам
. Журнал
"Нефтегаз", №3, с. 44–49.
6.
Patel, H. R., & Sarathi, R. (2010).
Development of Lubricity Enhancers Using Esters for
Ultra-Low Sulfur Diesel
. Industrial & Engineering Chemistry Research, 49(12), 5825–
5830.
7.
Ali, Y., & Hanna, M. A. (1994).
Alternative Diesel Fuels from Vegetable Oils
. Bioresource
Technology, 50(2), 153–163.
8.
Zhang, Q., Wang, D., & Zhao, W. (2017).
Nanoparticle Additives in Fuel: Improving
Tribological Properties of Diesel
. Tribology International, 109, 509–517.
9.
ASTM D6079 – 20.
Standard Test Method for Evaluating Lubricity of Diesel Fuels by the
High-Frequency Reciprocating Rig (HFRR)
. ASTM International, USA.
10.
Martin, J. M., & Donnet, C. (2000). "Superlubricity with MoS₂-based Nanoparticles."
Wear, 245(1-2), 107–119.
11.
ISO 12156-1:2018 – "Diesel fuel—Assessment of lubricity using the HFRR method."
12.
ASTM D6079-18 – "Standard Test Method for Evaluating Lubricity of Diesel Fuels
Using the High-Frequency Reciprocating Rig (HFRR)."
