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생성 날짜 2025.04.17

디젤 저온 유동성 개선: 유동점 강하제와 고효율 HA806 복합 조성물 메커니즘

유동점 저하제와 고효율 HA806 복합 처방을 이용한 디젤 저온 유동성 개선 메커니즘
디젤의 조성 및 특성
디젤은 주로 C10~C22 범위의 탄소수를 가진 n-알칸(파라핀), 이소알칸, 시클로알칸 및 소량의 방향족 화합물로 구성된 탄화수소 혼합물입니다. n-알칸은 저온 유동성에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 온도가 낮아지면 n-알칸은 용해도 감소로 인해 결정화되어 왁스 결정을 형성하고 유동성을 저해합니다. 예를 들어:
  • ​​A형 경유​​: 낮은 n-알칸 함량 (평균 탄소수: 15.6)과 넓은 탄소수 분포.
  • ​​B형 경유​​: 높은 n-알칸 함량 (평균 탄소수: 16.8)과 고탄소수 파라핀이 지배적인 좁은 분포.
경유의 저온 성능은 ​​응고점(SP)​​ 및 ​​냉점(CFPP)​​으로 평가됩니다. SP는 경유가 완전히 유동성을 잃는 온도를 나타내며, CFPP는 저온 조건에서 필터를 통과하는 능력을 반영합니다. 예를 들어, 0# 경유는 일반적으로 +4°C에서 -5°C의 CFPP를 가집니다. CFPP 개선에 실패하면 추운 기후에서 엔진 연료 시스템 고장을 초래할 수 있습니다.
​​경유 유동점 강하제의 메커니즘​​
유동점 강하제(PPD)는 다음과 같은 메커니즘을 통해 왁스 결정의 형태와 응집을 변경하여 저온 유동성을 개선합니다:
  1. 공결정화: PPD(예: 에틸렌-비닐 아세테이트, EVA)의 긴 사슬 알킬 세그먼트는 왁스 분자와 공결정화되어 정렬된 배열을 방해하고 시트형 결정체를 구형 또는 방추형 구조로 변환시킵니다.
  2. 흡착 및 분산: PPD의 극성 그룹(예: 에스터 또는 아민 그룹)은 왁스 결정 표면에 흡착되어 정전기적 반발력을 생성하여 응집을 방지합니다. 예를 들어, 질소 함유 화합물은 왁스 결정의 표면 전하 밀도를 향상시킵니다.
  3. 핵 생성 유도: PPD는 왁스 침전 전에 미세 결정 핵을 형성하여 큰 응집체 대신 미세하게 분산된 결정을 촉진합니다. 계면활성제 복합 PPD는 추가적인 불균일 핵 생성 부위를 제공합니다.
  4. 용해도 향상: 특정 PPD는 디젤유에서의 왁스 용해도를 증가시켜 결정화를 지연시킵니다.
유동점 강하제의 종류 및 성능
1. 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 공중합체
  • 특징: 분자량 12,000–12,500 및 비닐 아세테이트(VA) 함량 29–32%에서 최적의 성능을 발휘합니다.
  • 효능: Type A 디젤(왁스 함량 낮고 분포 넓음)의 경우 최대 15°C까지 CFPP를 감소시키지만, 왁스 함량이 높은 디젤에는 효과가 덜합니다.
2. 폴리아크릴레이트
  • 특징: 빗살 모양의 긴 알킬 측쇄가 왁스 분자와 정렬하고, 극성 그룹이 분산을 향상시킵니다.
  • 효과: 계면활성제와 배합 시 CFPP 감소율이 20-30% 향상됩니다.
3. 말레산 무수물 공중합체
  • 특징: 비용 효율적이며, 극성 그룹(예: 아민)을 접목하면 흡착력이 향상됩니다.
  • 효과: 고탄소수 왁스(C20+)를 현저하게 억제하여 CFPP를 8-10°C 감소시킵니다.
4. 복합 PPD
  • 특징: 공결정화, 핵생성 및 분산 메커니즘을 결합한 시너지 다성분 시스템(예: EVA + 계면활성제 + 질소 화합물).
  • 효과: 더 넓은 적용 범위로 15-20°C의 CFPP 감소를 달성합니다.
실험 데이터:
  • 0# 경유(CFPP +4°C)의 경우, EVA 300 ppm만 첨가해도 CFPP가 -1°C로 낮아졌으며, 계면활성제와 혼합하면 -6°C까지 더 낮아졌습니다.
  • 고왁스 경유(CFPP +15°C)의 경우, 말레산 무수물-아민 공중합체 500 ppm이 CFPP를 +3°C로 낮추었습니다.
HA806 복합 유동점 저하제의 장점 및 권장 사항
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제품 특징 HA806은 다양한 경유 조성에 맞춰 설계된 다성분 PPD로 다음과 같은 특징을 제공합니다:
  1. 고효율: 100 ppm에서 0# 경유의 SP를 -12°C에서 -28°C로, CFPP를 -6°C에서 -15°C로 낮추어 -10# 경유 표준을 충족합니다(그림 1).
  2. 광범위한 적용성: 조절 가능한 폴리머 비율은 넓은 탄소수 분포와 좁은 탄소수 분포 모두에 적합합니다. 실험 결과에 따르면 B형 경유(고왁스)는 CFPP가 13°C 감소했고, A형 경유(저왁스)는 15°C 감소했습니다.
  3. 비용 효율성: 1:9 (PPD:희석제, 예: 디젤 또는 방향족)로 희석 시, 유효 투여량은 0.1%이며, 톤당 약 30 RMB의 비용만 증가합니다.
실험적 검증
  • 기유: 0# 디젤 (SP: -12°C, CFPP: -6°C).
  • 성능:
    • 100 ppm HA806: SP -28°C, CFPP -15°C.
    • 500 ppm HA806: SP -35°C, CFPP -20°C.
  • 안정성: -20°C에서 48시간 후, 처리된 디젤은 45 μm 필터를 막힘 없이 통과했습니다.
사용 지침
  1. 사전 희석: 균일한 분산을 위해 HA806을 디젤 또는 방향족 용매와 1:9로 혼합하십시오.
  2. ​​투여량 조절​​: 왁스 함량에 따라 투여량(100–500 ppm)을 최적화하십시오. 고왁스 디젤의 경우 500 ppm을 권장합니다.
  3. ​​호환성​​: 항산화제 또는 분산제와 간섭 없음; 장기 보관 중 안정적입니다.
​​결론​​
디젤 유동점 저하제의 효능은 ​​표적 분자 설계​​와 ​​다중 메커니즘 시너지​​에 달려 있습니다. HA806은 이러한 접근 방식을 예시하며, 공결정화, 흡착 및 분산을 균형 있게 조절하여 비용 효율성을 유지하면서 CFPP를 크게 개선합니다. 정유사, 물류 운영사 및 최종 사용자에게 HA806은 디젤의 저온 성능을 향상시켜 왁스 관련 운영 위험을 완화합니다. 이는 혹독한 환경과 복잡한 디젤 조성에 대한 강력한 솔루션입니다.
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