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Erstellt 2025.04.17

Verbesserung der Mechanismen der Niedertemperaturfließfähigkeit von Dieselkraftstoffen durch Pour-Point-Depressoren und die hocheffiziente HA806-Verbundformel

Verbesserung der Tieftemperaturfließfähigkeit von Diesel: Mechanismen von Stockpunktserniedrigern und die hocheffiziente HA806-Verbundformel
Zusammensetzung und Eigenschaften von Diesel
Diesel ist eine Kohlenwasserstoffmischung, die hauptsächlich aus -Alkanen (Paraffine), Isoalkanen, Cycloalkanen und geringen Mengen aromatischer Verbindungen besteht, mit Kohlenstoffzahlen von C10 bis C22. Die -Alkane sind der Schlüsselfaktor, der die Tieftemperaturfließfähigkeit beeinflusst. Wenn die Temperaturen sinken, kristallisieren die -Alkane aufgrund der reduzierten Löslichkeit und bilden Wachskristalle, die die Fließfähigkeit beeinträchtigen. Zum Beispiel:
  • ​​Typ A Diesel​​: Geringerer n-Alkan-Gehalt (durchschnittliche Kohlenstoffzahl: 15,6) mit einer breiten Verteilung der Kohlenstoffzahlen.
  • ​​Typ B Diesel​​: Höherer n-Alkan-Gehalt (durchschnittliche Kohlenstoffzahl: 16,8) mit einer engen Verteilung, die von Paraffinen mit hoher Kohlenstoffzahl dominiert wird.
Die Tieftemperaturleistung von Diesel wird durch seinen ​​Stockpunkt (SP)​​ und den ​​Kaltfilter-Verstopfungspunkt (CFPP)​​ bewertet. Der SP gibt die Temperatur an, bei der Diesel vollständig seine Fließfähigkeit verliert, während der CFPP seine Fähigkeit widerspiegelt, unter kalten Bedingungen Filter zu passieren. Zum Beispiel hat 0# Diesel typischerweise einen CFPP von +4°C bis -5°C. Eine Nichtverbesserung des CFPP kann in kalten Klimazonen zu Ausfällen des Kraftstoffsystems des Motors führen.
​​Mechanismen von Diesel-Stockpunkt-Senkern​​
Stockpunkt-Senker (PPDs) verbessern die Tieftemperaturfließfähigkeit, indem sie die Morphologie und Aggregation von Wachskristallen durch die folgenden Mechanismen verändern:
  1. Co-Kristallisation: Langkettige Alkylsegmente in PPDs (z.B. Ethylen-Vinylacetat, EVA) kristallisieren mit Wachsmolekülen gemeinsam, stören geordnete Anordnungen und wandeln plattenförmige Kristalle in kugelförmige oder spindelförmige Strukturen um.
  2. Adsorption und Dispersion: Polare Gruppen (z. B. Ester- oder Amingruppen) in PPDs adsorbieren an Wachskristalloberflächen und erzeugen elektrostatische Abstoßung, um Aggregation zu verhindern. Zum Beispiel erhöhen stickstoffhaltige Verbindungen die Oberflächenladungsdichte auf Wachskristallen.
  3. Nukleationsinduktion: PPDs bilden mikrokristalline Kerne vor der Wachsausscheidung und fördern fein dispergierte Kristalle anstelle von großen Aggregaten. Mit Tensiden versetzte PPDs bieten zusätzliche heterogene Nukleationsstellen.
  4. Löslichkeitsverbesserung: Bestimmte PPDs erhöhen die Wachslöslichkeit in Diesel und verzögern die Kristallisation.
Typen und Leistung von Fließpunktverbesserern
1. Ethylen-Vinylacetat (EVA)-Copolymere
  • Eigenschaften: Optimale Leistung bei einem Molekulargewicht von 12.000–12.500 und einem Vinylacetat (VA)-Gehalt von 29–32 %.
  • Wirksamkeit: Reduziert den CFPP um bis zu 15°C für Diesel Typ A (geringer Wachsgehalt, breite Verteilung), ist aber bei Diesel mit hohem Wachsgehalt weniger wirksam.
2. Polyacrylate
  • Eigenschaften: Kammartige lange Alkylseitenketten richten sich an Wachsmolekülen aus, während polare Gruppen die Dispersion verbessern.
  • Wirksamkeit: In Verbindung mit Tensiden verbessert sich die CFPP-Reduktion um 20–30%.
3. Maleinsäureanhydrid-Copolymere
  • Eigenschaften: Kostengünstig; Pfropfen polarer Gruppen (z.B. Amin) verbessert die Adsorption.
  • Wirksamkeit: Hemmt signifikant hochmolekulare Wachse (C20+), wodurch der CFPP um 8–10°C reduziert wird.
4. Komposit-PPDs
  • Eigenschaften: Synergistische Mehrkomponentensysteme (z.B. EVA + Tenside + Stickstoffverbindungen), die Co-Kristallisation, Keimbildung und Dispersionsmechanismen kombinieren.
  • Wirksamkeit: Erzielt CFPP- Reduktionen von 15–20°C mit breiterer Anpassungsfähigkeit.
Experimentelle Daten:
  • Für 0# Diesel (CFPP +4°C) senkte die Zugabe von 300 ppm EVA allein den CFPP auf -1°C; die Compoundierung mit Tensiden reduzierte ihn weiter auf -6°C.
  • Für Diesel mit hohem Wachsgehalt (CFPP +15°C) reduzierte 500 ppm eines Maleinsäureanhydrid-Amin-Copolymers den CFPP auf +3°C.
Vorteile und Empfehlung des HA806 Verbund-Pourpoint-Depressors
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Produktmerkmale HA806 ist ein Mehrkomponenten-PPD, der für verschiedene Dieselzusammensetzungen entwickelt wurde und Folgendes bietet:
  1. Hohe Effizienz: Bei 100 ppm senkt er den SP von 0# Diesel von -12°C auf -28°C und den CFPP von -6°C auf -15°C, was den Standards für -10# Diesel entspricht (Abbildung 1).
  2. Breite Anpassungsfähigkeit: Einstellbare Polymerverhältnisse eignen sich sowohl für breite als auch für schmale Kohlenstoffzahlverteilungen. Experimentelle Ergebnisse zeigen CFPP-Reduzierungen von 13°C für Diesel Typ B (hoher Wachsgehalt) und 15°C für Diesel Typ A (niedriger Wachsgehalt).
  3. Kosteneffizienz: Verdünnt im Verhältnis 1:9 (PPD:Verdünnungsmittel, z. B. Diesel oder Aromaten) beträgt die effektive Dosierung 0,1 %, was die Kosten um nur ca. 30 RMB pro Tonne erhöht.
Experimentelle Validierung
  • Basisöl: 0# Diesel (SP: -12°C, CFPP: -6°C).
  • Leistung:
    • 100 ppm HA806: SP -28°C, CFPP -15°C.
    • 500 ppm HA806: SP -35°C, CFPP -20°C.
  • Stabilität: Nach 48 Stunden bei -20°C passierte der behandelte Diesel 45 μm Filter ohne Verstopfung.
Anwendungshinweise
  1. Vordünnung: Mischen Sie HA806 mit Diesel- oder aromatischen Lösungsmitteln im Verhältnis 1:9 für eine gleichmäßige Dispersion.
  2. ​​Dosierungsanpassung​​: Optimieren Sie die Dosierung (100–500 ppm) basierend auf dem Wachsgehalt; 500 ppm empfohlen für hochwachsige Dieselkraftstoffe.
  3. ​​Kompatibilität​​: Keine Beeinträchtigung durch Antioxidantien oder Dispergiermittel; stabil während der Langzeitlagerung.
​​Fazit​​
Die Wirksamkeit von Dieselpourpunktvermittlern hängt von ​​zielgerichtetem molekularem Design​​ und ​​Multi-Mechanismus-Synergie​​ ab. HA806 veranschaulicht diesen Ansatz, indem es Ko-Kristallisation, Adsorption und Dispersion ausbalanciert, um die CFPP erheblich zu verbessern und gleichzeitig die Kosteneffizienz zu wahren. Für Raffinerien, Logistikbetreiber und Endverbraucher verbessert HA806 die Leistung von Diesel bei niedrigen Temperaturen und mindert betriebliche Risiken im Zusammenhang mit Wachs. Es stellt eine robuste Lösung für raue Umgebungen und komplexe Dieselzusammensetzungen dar.
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