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Créé le 2025.04.17

Amélioration des mécanismes de fluidité à basse température du diesel par les abaisseurs de point d'écoulement et la formule composite HA806 à haute efficacité

Amélioration de la fluidité à basse température du diesel : Mécanismes des abaisseurs de point d'écoulement et formule composite HA806 à haute efficacité
​​Composition et caractéristiques du diesel​​
Le diesel est un mélange d'hydrocarbures composé principalement d'​​n-alcanes (paraffines)​​, d'​​iso-alcanes​​, de ​​cycloalcanes​​ et de composés aromatiques mineurs, avec des nombres de carbone allant de C10 à C22. Les ​​n-alcanes​​ sont le facteur clé affectant la fluidité à basse température. À mesure que la température baisse, les n-alcanes cristallisent en raison de la réduction de la solubilité, formant des cristaux de cire qui altèrent la fluidité. Par exemple :
  • ​​Gazole de Type A​​ : Teneur plus faible en n-alcanes (nombre moyen de carbones : 15,6) avec une large distribution de nombres de carbones.
  • ​​Gazole de Type B​​ : Teneur plus élevée en n-alcanes (nombre moyen de carbones : 16,8) avec une distribution étroite dominée par des paraffines à nombre de carbones élevé.
La performance à basse température du gazole est évaluée par son ​​point de solidification (PS)​​ et son ​​point de trouble (PT)​​. Le PS indique la température à laquelle le gazole perd complètement sa fluidité, tandis que le PT reflète sa capacité à passer à travers les filtres dans des conditions froides. Par exemple, le gazole 0# a généralement un PT de +4°C à -5°C. L'incapacité d'améliorer le PT peut entraîner des défaillances du système d'alimentation en carburant du moteur dans les climats froids.
​​Mécanismes des abaisseurs de point d'écoulement du gazole​​
Les abaisseurs de point d'écoulement (PPD) améliorent la fluidité à basse température en modifiant la morphologie et l'agrégation des cristaux de cire par les mécanismes suivants :
  1. Co-cristallisation : Les segments alkyles à longue chaîne dans les PPD (par exemple, éthylène-acétate de vinyle, EVA) co-cristallisent avec les molécules de cire, perturbant les arrangements ordonnés et transformant les cristaux en feuillets en structures sphériques ou fusiformes.
  2. Adsorption et Dispersion : Les groupes polaires (par exemple, les groupes ester ou amine) dans les PPD s'adsorbent sur les surfaces des cristaux de cire, créant une répulsion électrostatique pour empêcher l'agrégation. Par exemple, les composés contenant de l'azote augmentent la densité de charge de surface sur les cristaux de cire.
  3. Induction de Nucléation : Les PPD forment des noyaux microcristallins avant la précipitation de la cire, favorisant des cristaux finement dispersés au lieu de grands agrégats. Les PPD formulés avec des tensioactifs fournissent des sites de nucléation hétérogène supplémentaires.
  4. Amélioration de la Solubilité : Certains PPD augmentent la solubilité de la cire dans le diesel, retardant la cristallisation.
Types et Performances des Dépresseurs de Point d'Écoulement
1. Copolymères Éthylène-Acétate de Vinyle (EVA)
  • Caractéristiques : Performance optimale à un poids moléculaire de 12 000–12 500 et une teneur en acétate de vinyle (VA) de 29–32 %.
  • ​​Efficacité​​ : Réduit le CFPP jusqu'à 15°C pour le diesel de type A (faible teneur en cire, large distribution) mais moins efficace pour le diesel à haute teneur en cire.
​​2. Polyacrylates​​
  • ​​Caractéristiques​​ : Les longues chaînes latérales alkyles en forme de peigne s'alignent avec les molécules de cire, tandis que les groupes polaires améliorent la dispersion.
  • Efficacité : Lorsqu'ils sont mélangés avec des tensioactifs, la réduction du CFPP s'améliore de 20 à 30 %.
3. Copolymères d'anhydride maléique
  • Caractéristiques : Rentable ; la greffe de groupes polaires (par exemple, amine) améliore l'adsorption.
  • Efficacité : Inhibe significativement la cire à nombre élevé de carbones (C20+), réduisant le CFPP de 8 à 10 °C.
4. PPD composites
  • Caractéristiques : Systèmes synergiques multi-composants (par exemple, EVA + tensioactifs + composés azotés) combinant les mécanismes de co-cristallisation, de nucléation et de dispersion.
  • Efficacité : Permet des réductions de CFPP de 15 à 20 °C avec une adaptabilité plus large.
Données expérimentales :
  • Pour le diesel 0# (CFPP +4°C), l'ajout de 300 ppm d'EVA seul a abaissé le CFPP à -1°C ; le mélange avec des tensioactifs l'a encore réduit à -6°C.
  • Pour le diesel à haute cire (CFPP +15°C), 500 ppm d'un copolymère d'anhydride maléique-amine a réduit le CFPP à +3°C.
Avantages et Recommandation du Dépresseur de Point de Congélation HA806
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Caractéristiques du Produit HA806 est un PPD multi-composants conçu pour des compositions de diesel diverses, offrant :
  1. Haute Efficacité : À 100 ppm, il abaisse le SP du diesel 0# de -12°C à -28°C et le CFPP de -6°C à -15°C, répondant aux normes du diesel -10# (Figure 1).
  2. Large Adaptabilité : Les ratios de polymère ajustables conviennent à la fois aux distributions de nombres de carbone larges et étroites. Les résultats expérimentaux montrent des réductions de CFPP de 13°C pour le diesel de Type B (haute cire) et de 15°C pour le diesel de Type A (basse cire).
  3. Rentabilité : Dilué à 1:9 (PPD:diluant, par exemple, diesel ou aromatiques), le dosage effectif est de 0,1%, augmentant les coûts d'environ 30 RMB par tonne seulement.
Validation expérimentale
  • Huile de base : 0# diesel (SP : -12°C, CFPP : -6°C).
  • Performance :
    • 100 ppm HA806 : SP -28°C, CFPP -15°C.
    • 500 ppm HA806 : SP -35°C, CFPP -20°C.
  • Stabilité : Après 48 heures à -20°C, le diesel traité a passé les filtres de 45 μm sans obstruction.
Directives d'utilisation
  1. Pré-dilution : Mélanger le HA806 avec du diesel ou des solvants aromatiques à 1:9 pour une dispersion uniforme.
  2. Ajustement de la posologie : Optimiser la posologie (100–500 ppm) en fonction de la teneur en cire ; 500 ppm recommandés pour le diesel à haute teneur en cire.
  3. Compatibilité : Aucune interférence avec les antioxydants ou les dispersants ; stable pendant le stockage à long terme.
Conclusion
L'efficacité des dépresseurs de point d'écoulement du diesel repose sur une conception moléculaire ciblée et une synergie multi-mécanismes. Le HA806 illustre cette approche, équilibrant la co-cristallisation, l'adsorption et la dispersion pour améliorer significativement le CFPP tout en maintenant la rentabilité. Pour les raffineries, les opérateurs logistiques et les utilisateurs finaux, le HA806 améliore les performances à basse température du diesel, atténuant les risques opérationnels liés à la cire. Il constitue une solution robuste pour les environnements difficiles et les compositions de diesel complexes.
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