Az antigél ( fr. antigel - nem fagyos, fagyálló, fagyálló adalék) a dízel üzemanyag depresszív adalékainak általános elnevezése. Az antigéleket a dízel üzemanyag alacsony hőmérsékleti jellemzőinek javítására használják.
A különféle kőolajtermékekhez , főleg olajokhoz használható depresszív adalékok fejlesztésének története 1931-ig nyúlik vissza, amikor is előállítottak egy szintetikus olajadalékot, a paraflow-t. A 20. század 60-as éveinek közepén megkezdődött a dízel üzemanyagok depresszív adalékanyagainak létrehozása . A kutatók ilyen késői fordulása a probléma felé azzal magyarázható, hogy a dermedéspont-csökkentők, miközben jelentősen csökkentik az üzemanyag dermedéspontját, gyakorlatilag nincs hatással annak zavarosodási pontjára. Ugyanis régóta ezt a hőmérsékletet tartják a fő kritériumnak az üzemanyagok téli használatra való alkalmasságának meghatározásában. Később kiderült, hogy nem a zavarosodási pont a meghatározó az üzemanyagok alacsony hőmérsékleten történő felhasználásának eldöntésében, hanem olyan mutatók, mint az üzemanyag dermedéspontja és szivattyúzhatósága, a korlátozó szűrhetőségi hőmérséklet. Csak ezt követően kezdtek intenzíven fejlődni a dízel üzemanyagok depresszív adalékanyagainak szintézisével kapcsolatos kutatások. Körülbelül 1965-1969. csak 10 szabadalmat kaptak a dízel üzemanyagok depresszív adalékaira, és 1975-1984. meghaladta a 110-et. A szabadalmak túlnyomó többsége (kb. 90%) dermedéspont-csökkentőként írja le a polimer anyagokat, amelyek között a különböző monomereket tartalmazó etilén kopolimerek az uralkodó típusok. Ráadásul ezek 83%-a etilén és vinil-acetát kopolimerje.
A jelenleg ismert dízel üzemanyagok depresszív adalékai kémiai jellegük szerint a következők szerint osztályozhatók:
A dermedéspont-csökkentőknek ez a csoportja etilén és poláris monomerek, például vinil-éterek, vinil-észterek, telítetlen ketonok, telítetlen sav-észterek és amidok különböző bináris és tercier kopolimerjeiből áll. Általában egy polimetilén láncot képviselnek, melynek oldalágai különféle funkcionális (leggyakrabban oxigéntartalmú) csoportok. A különböző külföldi cégek által a világpiacra ma szállított depresszáns adalékanyagok széles választéka között az etilén-vinil-acetát kopolimer alapú adalékok még mindig nagy helyet foglalnak el.
A depresszáns tulajdonságok a legegyszerűbb poliolefinek - kis molekulatömegű elágazó polietilén (LMPE), amely a nagynyomású polietilén gyártása során melléktermék. Az ilyen polietilén fűtőolajok depresszánsaként használható. Az NMPE a nyári dízel üzemanyagokban is hatásos, 0,1-0,2 tömeg% tartalom mellett 120 °C-ra csökkenti dermedéspontjukat és szűrhetőségüket. Sajnos LMPE jelenlétében a gázolaj szűrhetőségi tényezője romlik. Megállapítást nyert, hogy az LMPE (1800-4200 molekulatömegű) dízel üzemanyagok depresszív tulajdonságai a nagy molekulatömegű frakciók centrifugálással történő eltávolítása következtében javulnak.
Egyre nagyobb az érdeklődés a dízel üzemanyagokhoz használt polimetakrilát depresszáns adalékok iránt, bár az egyik első komoly publikáció a polialkil-metakrilátok mint depresszánsok szintéziséről és tanulmányozásáról egy 1964-ben megjelent munka volt. Jelenlegi trendek a dízel üzemanyagokhoz használt polialkil-metakrilát DP-k területén. magasabb szénatomszámú alkil-(met)-akrilátok és vinil-monomerek, például vinil-acetát kopolimereinek előállításán alapulnak. Ennek az iránynak a kilátásai megjegyezhetők, mivel egyrészt az ebbe az osztályba tartozó vegyületeken alapuló adalékok rendkívül hatékonyak a dízelüzemanyagban (képesek csökkenteni a dízel üzemanyagok téli minőségének zavarosodási pontját), másrészt, megkülönböztetik őket egy egyszerű technológiai eljárás használatával a kézhezvételkor (légköri nyomás, alapfelszereltség, alacsony hőmérséklet - 1000 Celsius-fok alatt).
Az alkil-naftalinok és alkil-fenolvegyületek, amelyeket olyan jól ismert olajlenyomó szerek képviselnek, mint az AzNII és az AzNII-CIATIM-1 adalékok, hatástalannak bizonyultak, ha dízel üzemanyagokhoz adták. Ezek az adalékok azonban felhasználhatók más dermedéspont-csökkentő anyagokkal együtt. A nem polimer depresszánsok közül a legelterjedtebbek az észteres (oxigéntartalmú) és amid (nitrogéntartalmú) adalékok, amelyeket észterezési és amidálási reakciókkal nyernek.
Táblázat adatelemzés. Az 1. táblázat azt mutatja, hogy a fogyasztás szempontjából a polimer és kopolimer depresszáns adalékok - oxigéntartalmú funkciós csoportokat tartalmazó antigélek - felülmúlják a többi osztályba tartozó adalékanyagot. A dermedéspont depressziója szerint minden adalékanyag azonos szinten van. A szűrhetőségi határhőmérséklet csökkentésének hatása a poliolefin adalékok kivételével szintén megközelítőleg minden adalék esetében azonos. Az utolsó két mutató szerint a poliolefin adalékok rosszabbak, mint az összes többi. Amikor a zavarosodási pont csökken, a polimetakrilát és a polikondenzációs adalékok különösen hatékonyak. Ráadásul ez utóbbiak a nyári dízel üzemanyagoknál is ezt a hatást mutatják. A technológiai paraméterek szempontjából a kétségtelen előnyök a polimetakrilát és a kondenzációs adalékok esetében maradnak. Az etilén-vinil-acetát kopolimerek, amelyek a fő alacsony hőmérsékleti paraméterek tekintetében bizonyos előnyökkel rendelkeznek más adalékanyagokkal szemben, a legkedvezőtlenebb szintéziskörülmények jellemzik. Ez az oka annak, hogy nem kaptak elegendő forgalmazást Oroszországban. Megjegyzendő, hogy a polimetakrilát és a kondenzációs adalékanyagok közel azonos kiindulási helyzete mellett az utóbbiak előállítására szolgáló technológia szintézisére és fejlesztésére nem fordítottak kellő figyelmet. A főként polimer dermedéspont-csökkentő anyagokkal kapcsolatos kutatások során figyelmen kívül hagyták a kondenzációs adalékanyagok előnyeit, mint a gyártási technológiájuk egyszerűsége, a gyártás során keletkező hulladék hiánya és a nyersanyagok rendelkezésre állása, a kellő rugalmasság a kémiai szerkezetük tervezésében, valamint a korlátozások hiánya a bevezetéskor. bármilyen heteroatomot beilleszteni az összetételükbe. És talán a legfontosabb, hogy ezek az adalékok jó kilátásokkal csökkentik a dízel üzemanyagok zavarosodási pontját.
| Adalékanyag típus | Molekulatömeg | Adalékanyag fogyasztás, tömeg%. | Maximális (optimális) depresszió, 0С | ||
|---|---|---|---|---|---|
| t | tf | tp | |||
| egy | 2 | 3 | négy | 5 | 6 |
| Etilén-vinil-acetát kopolimerek | 2000-3000 | 0,01-0,1 | 30 vagy több | tizenöt | ots. |
| Poli(met)akrilátok és kopolimerjeik | 26000-35000 | 0,05 | 19-24 | 8-19 | 0-tól 10-ig |
| Poliolefin (etilén és propilén kopolimerjei) | 2000-től 90000-ig | 0.3 | 26-29 | — | - |
| Poliolefin (polietilén) | — | 0,05 | 19 | 7 | - |
| Kondenzáció (nem polimer) | körülbelül 1000 és 5000-10 000 között | 0,1-0,3 | 22-35 | 12-18 | 7-ig |
A depresszív adalékok hatásmechanizmusának vizsgálata nemcsak elméleti, hanem közvetlen gyakorlati jelentőséggel is bír az adalékanyagok céltudatos szintéziséhez, ésszerű felhasználásához. Számos tanulmány és különféle elméletek ellenére nincs egységes általánosan elfogadott nézet a dermedéspont-csökkentő szerek hatásmechanizmusáról.
A depresszív adalékok hatása:
Az olajokban lévő paraffinkristályok nagy része 1-3 mikron nagyságrendű. A paraffinkristályok felületaktív anyagok hiányában meglehetősen anizodiaméterek: átlagosan 14÷26 µm hosszúságú, 0,1-0,2 µm vastagságú és 2-3 µm szélességű lemezek. Néhány kristály hossza 7÷8 µm, szélessége 1÷2 µm. Nagyon lassú hűtéssel, például 1 fok/óra sebességgel, 100 μm-nél nagyobb méretű n-alkán kristályokat lehet előállítani. A paraffin tartalmú rendszerek azonban kolloid méretű részecskéket is tartalmaznak. A röntgenvizsgálatok 5 10-6 cm méretű paraffin és cerezin részecskék létezését mutatták ki.
A paraffinos szénhidrogénekkel kölcsönhatásba lépő depresszánsok megváltoztatják a kristályok alakját és méretét, ezért gyakran a kristályszerkezet módosítóinak tekintik őket. A legtöbb esetben antigélek jelenlétében a paraffinkristályok mérete csökken. Ráadásul a kristályok lekerekítettnek tűnnek, vagyis anizodiametriásuk mértéke csökken. Ennek az az oka, hogy a kristályok oldalfelületeit az adszorbeált adalékok blokkolják, és a kristályok növekedése a felületük mentén bekövetkező elmozdulások miatt következik be. A depresszív adalékok tüzelőanyagban való alkalmazása a paraffinkristályok méretének csökkentésén alapul, hogy javítsák azok szűrhetőségét alacsony hőmérsékleten.
A dízel üzemanyagokban lévő depresszív adalékok hatékonyságát a dermedéspont, zavarosodási pont csökkenése, a jelenlétükben elért korlátozó szűrhetőségi hőmérséklet, valamint az adalékanyagok maximális depresszív hatását biztosító koncentrációja határozza meg. A depresszáns adalékok hatékonyságát a következő tényezők befolyásolják: szerkezet, az adalékanyagok koncentrációja és molekulatömege; a dízel üzemanyagok viszkozitása és kémiai összetétele; a bennük lévő szilárd szénhidrogének és aszfaltkátrány anyagok tartalma és jellege.
Már kis mennyiségű depresszáns bevitele az üzemanyagba a legtöbb esetben hozzájárul a dermedéspontjuk meglehetősen meredek csökkenéséhez. Ha az üzemanyagban a depresszáns bizonyos határkoncentrációját elérjük, az üzemanyag dermedéspontjára gyakorolt hatása csökken, és a depresszáns tartalom további növelése a dermedéspont növekedéséhez vezethet. Hasonló mintázat figyelhető meg a dízel üzemanyagok korlátozó szűrhetőségi hőmérsékleténél. A nafténes alapüzemanyagokban az optimális depresszív koncentráció általában alacsonyabb, mint a paraffinos üzemanyagoknál. A depresszánsok hatékonysága nagymértékben függ az üzemanyagok jellegétől és összetételétől, és kevéssé függ dermedéspontjuk kezdeti értékétől és a korlátozó szűrhetőségi hőmérséklettől. A dermedéspont-csökkentő szerek hatékonyságát mind a dízel üzemanyag összes n-paraffintartalma, mind azok eloszlása határozza meg. A molekulatömegük alapján széles n-paraffin-eloszlási tartományú és az n-paraffinok alacsony összkoncentrációjával rendelkező dízel üzemanyagok érzékenyebbek a dermedéspont-csökkentő anyagokra, mint a szűk eloszlású és magas összkoncentrációjú n-paraffinok.
Napjainkban a dízelmotorokkal felszerelt modern autóknak számos üzemanyag-követelmény van. Például az Euro 4, Euro 5 üzemanyagnak számos hátránya van. Az alacsony és rendkívül alacsony kén és származékai miatt az üzemanyag kenőképessége meredeken csökken. Az üzemanyag befecskendező szelepeken és rendszerelemeken keresztül történő, gyakran mikrométerben mért minimális hézagokkal történő szivattyúzási körülményei között az üzemanyag kenési tulajdonságai fontos szerepet játszanak az üzemanyagrendszer ezen elemeinek erőforrásának fenntartásában. Ezért az egyszerű dermedéspont-csökkentő szerek használata a jó minőségű kompozíciók helyett az üzemanyag-elemek és a rendszer egészének csökkenéséhez vezethet. Ezért sok gyártó a közelmúltban többfunkciós kompozíciókat hozott a piacra, a következő követelményekkel:
2013 októberében elkészült a dízel üzemanyag-adalékanyagok kiskereskedelmi piacának elemzése. A vizsgálatot az NPD Group szakemberei végezték. Körülbelül 25 000 kiskereskedelmi egységet elemeztek.
| TÖMEGES/NAGYKERESKEDELEM | AUTÓ ALKATRÉSZEK | ||
|---|---|---|---|
| BJ-k | 186 | Előleg | 3.434 |
| Fred Meyer | 125 | Autozone | 4.526 |
| Kmart | 1.306 | CARQUEST | 2.311 |
| Meijer | 190 | O'Railly | 3.717 |
| Pamida | 185 | Alkatrészek Szövetsége | 443 |
| Sam's Club | 602 | Uni-Select | 241 |
| Sears | 929 | VIP | 56 |
| shopko | 143 | ||
| cél | 1.742 | ||
| walmart | 3.656 | ||
| 9.064 | 14.728 |
Az amerikai piac a következőképpen oszlott meg:
| márkacsalád | 12 hónap vége 2013. szeptember | Brand Share Rank | márka részesedése |
|---|---|---|---|
| teljes összeg | 1982469 | 100 | |
| áramszolgáltatás | 1866750 | egy | 94.2 |
| Gumout | 45234 | 2 | 2.3 |
| Heet | 29658 | 3 | 1.5 |
| Stabil | 20654 | négy | egy |
| Gunk | 9966 | 5 | 0.5 |
| Hogy van | 4697 | 6 | 0.2 |
| CRC | 2007 | 7 | 0.1 |
| Lucas | 1771 | nyolc | 0.1 |
| STP | 1387 | 9 | 0.1 |
| Star Brite | 159 | tíz |