Автомобильные присадки и добавки

Антигели (депрессорные присадки к дизтопливу)

На российском рынке среди всех присадок, применяемых к дизельному топливу, наибольшее распространение имеют депрессорные присадки и диспергаторы парафинов. Использование депрессорных присадок является наиболее эффективным и перспективным путем повышения низкотемпературных свойств дизельного топлива и более рациональным и безопасным методом, чем добавление в них керосина или тем более бензина. Депрессорные присадки позволяют снизить допустимую температуру эксплуатации любого дизельного топлива, лимитируемую предельной температурой фильтруемости, на 10…20 °C, а также повысить эффективность топлива за счет вовлечения в состав более тяжелых фракций.

Следует отметить, что зимняя эксплуатация дизельного двигателя начинается с тех пор, как температура окружающей среды опускается до +5 °C. С этой температуры, если не предпринять соответствующих мер, появляются сложности с его запуском и эксплуатацией.

Условия эксплуатации дизельной техники в России дополнительно сопряжены с рядом особенностей, накладываемых качеством производимого и поставляемого на заправочные станции отечественного дизельного топлива. Из экономических соображений нефтеперерабатывающие заводы выпускают в основном летнее дизтопливо, составляющее около 90 % общего объема производства. На зимнее дизтопливо приходится менее 10, а на арктическое вообще около 1 %.

Поэтому в холодное время года нельзя быть абсолютно уверенным, что на АЗС под видом зимнего топлива не продается смесь зимнего и летнего или вообще чистое летнее топливо, что наиболее вероятно в осенний период (табл. 21).

Таблица 21. Фракционный состав (%) различных видов дизтоплива

Летнее дизтопливо отличается от зимнего большей концентрацией так называемых длинноцепочных молекул парафинов, которые начинают кристаллизоваться уже при положительных температурах (табл. 22). Помутнение дизельного топлива свидетельствует о том, что парафины начали выпадать в осадок.

Таблица 22. Характерные температуры дизельного топлива

Однако для дизельного двигателя наиболее важным является параметр предельной фильтруемости, так как при помутнении топливо еще способно проходить через фильтры. В этих условиях двигатель, хотя и с некоторыми перебоями, но продолжает работать до тех пор, пока не начнется агломерация — соединение молекул парафинов. Как только парафиновые агломераты достигнут размеров, сопоставимых с диаметром микропор фильтра тонкой очистки топлива, он будет заблокирован белым парафиновым гелем (рис. 29).

Рис. 29. Топливный фильтр дизеля, заблокированный парафинами

Дальнейшее охлаждение топлива до температуры застывания приведет к тому, что все содержащиеся в дизтопливе парафины полностью кристаллизуются и лишат его жидкотекучести (рис. 30).

Рис. 30. Блокировка парафинами топливного фильтра

В результате, горючее не будет поступать в цилиндры, двигатель перестанет работать, а все попытки запустить его будут безуспешны. Температуру, при которой фильтр перестает пропускать топливо, называют температурой предельной фильтруемости.

Значительно уменьшить содержание в дизтопливе длинномерных парафинов можно еще при перегонке нефти, когда для отгонки дизтоплива вместо температуры 180…360 °C применять температуру около 320 °C. В этом случае длинноцепочные парафины в топливо не попадут, но такого дизельного топлива получится почти в полтора раза меньше, а по стоимости оно окажется значительно дороже.

Также можно применять технологию депарафинизации, при которой с помощью карбамида или специальных молекулярных фильтров — цеолитов, происходит механическое отделение длинномерных парафинов.

Наиболее распространен в России более дешевый способ — применение специальных депрессорных присадок (антигелей). Молекулы депрессора оседают на кристаллах парафина (рис. 31) и не позволяют им срастаться в агломераты с размерами более 3…5 мкм, которые будут задерживаться топливными фильтрами и приводить к отказу топливной системы двигателя. С понижением температуры, наоборот, молекулы депрессорной присадки создают искусственные очаги кристаллизации парафинов, притягивая их к себе. В обоих случаях кристаллов парафина оказывается больше, чем в солярке без депрессора (рис. 32). При этом размеры кристаллов намного меньше, и они не так быстро забивают фильтр тонкой очистки (рис. 33).

Рис. 31. Кристалл парафина, покрытый защитным, антиагломератным депрессорным веществом антигельной присадки

Рис. 32. Прохождение через топливный фильтр мелких частиц парафина, обработанных депрессорной присадкой

Присадка — антигель препятствует замерзанию топлива в топливопроводе и не дает забиваться фильтрам тонкой очистки. Кроме этого, эта присадка связывает воду из топлива.

Рис. 33. Дизельное топливо до (а) и после (б) применения антигеля

Депрессорные присадки (депрессия — понижение) к дизельному топливу (антигели) в основном состоят из алифатических и ароматических дистиллятов нефти, полимеров метакриловой кислоты или сополимеров этилена с винилацетатом.

Например, компания BASF поставляет на российский рынок депрессоры, основой которых являются сополимеры этилена с винилацетатом (торговая марка Keroflux).

Часто продаются топливные препараты с несколькими функциональными возможностями (например, diesel antigel & conditioner), что подразумевает наличие в присадке специальной добавки — кондиционера, способствующей нормализации и других свойств топлива, например цетанового числа.

Встречаются и более универсальные присадки (diesel fuel treatment), содержащие в себе обширный пакет функциональных возможностей. Они способны препятствовать превращению топлива в гель, очищают фильтры и форсунки двигателя, улучшают пуск двигателя при отрицательных температурах, снижают дымность, обеспечивают сепарацию воды и т. д.

Для улучшения стабильности топлива в процессе хранения при низких температурах вместе с депрессорными присадками используют также диспергаторы парафинов. Их применение, за счет взаимодействия с «модифицированными» парафинами, обеспечивает образование еще более мелких кристаллов с низкой склонностью к осаждению.

Ассортимент депрессорных присадок, представленных на отечественном рынке автохимии, очень разнообразен и при покупке необходимо ориентироваться не столько на название или производителя, сколько на описание или инструкцию по их применению.

При использовании антигелей следует помнить о следующем:

− универсальные присадки для улучшения низкотемпературных свойств дизтоплива менее эффективны, чем специальные антигели, так как снижается концентрация депрессорной присадки;

− оптимальная концентрация антигеля указана в инструкции, увеличение концентрации не улучшает свойства дизтоплива и положительного эффекта не обеспечивает;

− температура фильтруемости дизтоплива важнее температуры его замерзания;

− эффективность антигеля в значительной степени зависит от качества используемого дизтоплива (цетанового числа, температурных параметров и т. д.). При одновременном использовании сразу нескольких топливных препаратов необходимо учитывать их совместимость, чтобы избежать возможного антагонистического эффекта составляющих их различных поверхностно — активных веществ.

Вопрос. Можно ли с помощью антигеля растопить застывшее дизельное топливо?

Ответ. Антигели способны модифицировать лишь растворенные парафины, поэтому антигели следует вводить перед заправкой топлива, вызывающего сомнение, или до того, пока оно еще не успело загустеть. Они должны добавляться при температуре, как минимум на 10 °C превышающей температуру помутнения.

В случае сомнений по поводу качества заправленного дизельного топлива можно использовать смесь летнего топлива и керосина. Например, при температуре воздуха от —20 до —30 °C рекомендуется применять смесь, состоящую из 80…90 % летнего топлива и 10…20 % керосина. При этом не стоит особенно опасаться за износ деталей, так как даже длительная эксплуатация дизеля на такой смеси не опасна.

В экстренном случае вместо керосина в дизельное топливо можно добавить и бензин, но тогда следует иметь в виду, что дизтопливо является еще и смазкой для деталей топливного насоса и форсунок, а долив бензина снижает его смазывающие свойства.