Print

Aditivace pohonných hmot

-- 30.11.2015

Pod pojmem aditivace se v palivářském a mazivářském průmyslu obecně rozumí přídavky tzv. zušlechťujících přísad do ropných produktů, pro které je charakteristické, že dokáží ve velmi malých koncentracích specificky a pozitivně ovlivnit některé vlastnosti produktů, do nichž jsou přidávány. Buď tím, že některé vlastnosti zlepšují, nebo tím, že projevy jiných, nežádoucích vlastností, potlačují.

Již tradiční je aditivace mazacích olejů; u moderních olejů si nedokážeme jejich funkci bez aditiv vůbec představit. Absence aditiv např. v motorovém oleji by zcela znemožnila jeho používání v současných motorech – kromě podstatného snížení životnosti by olej při nízkých teplotách rychle zhoustnul, v motoru by se hromadily pevné úsady, olej by se stal agresivní vůči materiálům, se kterými přichází do styku a v konečném důsledku by se podstatně snížila životnost celé olejové náplně.

U pohonných hmot je situace s aditivací poněkud odlišná. Benzíny i nafty, které se regulérně nabízejí na trhu, musejí svou kvalitou odpovídat určitým standardům, jenž jsou stanoveny normativně i prakticky bez aditiv. Pro automobilové benzíny a motorové nafty v České republice platí, stejně jako ve všech zemích EU, normy ČSN EN 228, resp. ČSN EN 590, které předepisují kvalitativní parametry těchto pohonných hmot tak, že jejich používání ve všech provozovaných vozidlech nepřináší žádná rizika. K dosažení potřebné kvality nejsou v podstatě třeba žádná aditiva zlepšující vlastnosti benzínů a naft, pomineme-li aditiva, která se do pohonných hmot přidávala již tradičně pro jejich stabilizaci při dlouhodobém skladování, při manipulaci s nimi nebo v minulosti aditiva typu tetraalkylolova, jež umožňovala dosažení potřebných oktanových čísel u výšeoktanových benzínů. Proto lze chápat aditivaci pohonných hmot, kterou v současné době provádí řada výrobců a distributorů operujících na našem trhu, jako způsob nadstandardního vylepšení vlastností pohonných hmot.

Výjimkou z tohoto tvrzení je tzv. aditivum AdBlue, které se používá ve vozidlech s naftovými motory od zavedení emisních limitů Euro 4. Toto aditivum se nepřidává do nafty k vylepšení jejích vlastností, ale nastřikuje se ze zvláštní nádrže do výfukového systému vozidla, kde likviduje nežádoucí oxidy dusíku obsažené ve výfukových plynech. V některých případech se používají i aditiva, jež sice nezlepšují vlastnosti pohonných hmot, ale jsou schopna nahradit složky benzínů nebo naft, které nejsou v rafinérii k dispozici, nebo jsou k dispozici pouze v omezeném množství.

Při aditivaci pohonných hmot je třeba mít na zřeteli, že jakékoliv aditivum se musí v motoru beze zbytku spálit na produkty, které nezhorší složení emitovaných výfukových plynů.

1 JAKÉ DRUHY ADITIV SE TEDY POUŽÍVAJÍ?

1.1 Antidetonátory

Jde o aditiva zvyšující oktanová čísla benzínů a chránící některé části motorů před nadměrným opotřebením. Zhruba od 50. let 20. století se používaly převážně prudce jedovaté sloučeniny olova – tetraethylolovo či tetramethyolovo, ve formě rozpustné v benzínech. Toxické účinky sloučenin olova obsažené ve výfukových plynech byly hlavním důvodem zákazu těchto aditiv v mnoha zemích, mj. také v České republice. V některých benzínech určených pro starší typy vozidel (u nás Speciál 91), která vyžadují ochranu před opotřebením, se sloučeniny olova nahradily sloučeninami draslíku. Tato draselná aditiva chrání motory před opotřebením,

neovlivňují však oktanová čísla, která se v současné době dosahují výhradně vysokooktanovými uhlovodíkovými, popř. kyslíkatými benzinovými složkami vyráběnými v rafinériích, nikoliv prostřednictvím antidetonátorů.

1.2 Čisticí aditiva – detergenty

Velmi jemné prachové částice z nasávaného vzduchu, těžko odpařitelné podíly paliva a oleje vytvářejí úsady ve vstřikovačích ventilech (popř. v karburátorech), v sacím potrubí a na sacích ventilech. To má negativní vliv na přípravu a složení směsi palivo – vzduch.

Důsledkem tvorby úsad v motorech je zvýšení obsahu škodlivin ve výfukových plynech, zvýšení spotřeby paliva a také poruchy v provozním chování motoru způsobené přítomností úsad. Úkolem detergentů je odstraňovat již vzniklé úsady (clean up efekt) a zároveň účinně bránit jejich usazování (keep clean efekt).

Na obr. 1 je uveden příklad, který dokládá míru snížení množství úsad na sacích ventilech po přidání detergentního aditiva do benzínu Super Plus 98. Moderní detergentní aditiva jsou obvykle na bázi aminických sloučenin, které se spolu s palivem spálí, aniž by zanechávaly pevné zbytky (popel). Různé aminy ale mají různé čisticí účinky, které samozřejmě souvisejí také s jejich dozací v palivu (obr. 2). Při opakovaných měřeních množství úsad na ventilech dochází k určitému rozptylu v naměřených výsledcích (měření množství úsad se provádí gravimetricky na ventilech vyjmutých z motoru). Tuto skutečnost je třeba brát v úvahu při hodnocení účinnosti různých detergentních aditiv, dokládá to obr. 3.

Detergenty jsou považovány za nejdůležitější složky aditivačních paketů do pohonných hmot. Používají se jak v palivech určených pro zážehové motory, tak také v palivech pro vznětové motory.

1.3 Aditiva proti zamrzání

Při odpařování benzínu ve zplynovači nebo vstřikovacím systému dochází k silnému ochlazování okolí, takže za určitých podmínek, např. při nasávání chladného a vlhkého vzduchu, vymrzne voda obsažená ve vzduchu v okolí škrticí klapky. Vzniklý led negativně ovlivňuje tvorbu palivové směsi v důsledku změn průchodnosti palivové cesty. Aditiva proti zamrzání (aminy, amidy, alkoholy) brání tvorbě ledu. Je také možné předehřívání palivové směsi v okolí vstřikovací jednotky; pak není nutné tato aditiva používat.

1.4 Antioxidanty

Stárnutím a oxidací paliv vznikají v palivových cestách lepivé pryskyřičnaté úsady, které zhoršují průchodnost palivových cest a v extrémních případech, např. obsahuje-li benzín větší množství nenasycených olefinických komponent, může dojít také k zalepení a znehybnění sacích ventilů. Tomu brání aditiva typu antioxidantů na bázi fenolů, aminofenolů či aminů, která se používají v benzínech i v naftách.

1.5 Deaktivátory kovů

Některé kovy, s nimiž přichází benzín do styku, mohou působit jako katalyzátory jeho oxidace, a tím potlačit účinek antioxidantů. K takovým kovům patří zejména měď. Aby se zabránilo katalytickému působení kovů, přidávají se do paliva aditiva, která deaktivují jejich účinek tím, že s kovy vytvářejí katalyticky neaktivní kovové komplexy.

1.6 Aditiva proti korozi

Čisté pohonné hmoty sestávající z uhlovodíkových směsí nejsou korozivní. Avšak v přítomnosti již nepatrného množství vody kondenzující ve vozidlové nádrži dochází ke korozi. Vzniklá rez narušuje palivové cesty a ucpává filtry, trysky aj. Inhibitory (zpomalovače) koroze do benzínů i do naft jakožto povrchově aktivní látky nejenom účinně brání korozi, ale díky svým mazacím schopnostem také přimazávají vstřikovací čerpadla naftových motorů.

1.7 Zlepšovače vznětu

Jedná se o aditiva, která zvyšují cetanové číslo naft tím, že snižují teplotu vznícení nafty a zvyšují reakční rychlost spalování. K těmto účelům se používají organické dusíkaté sloučeniny obsahující kyslík, jako je například nejčastěji používaný 2-ethylhexylnitrát.

1.8 Mazivostní aditiva

Původně se tato aditiva používala v naftách. Jejich funkce spočívá ve zlepšení mazivosti nafty, která maže pohyblivé části palivových cest, hlavně vysokotlaká čerpadla, ventily a jehly vstřikovačů. Účinnými mazivostními aditivy jsou zejména estery vyšších mastných kyselin, kterými je tvořena v současnosti nejpoužívanější, povinně přidávaná biosložka do motorových naft – FAME. Nafty obsahující FAME tak dosahují výborných mazivostních parametrů. S aditivací mazivostními přísadami se lze setkat už i v prémiových benzínech, kde je úkolem těchto aditiv snižovat tření ve válcích motoru, tím umožnit jeho snadnější otáčení a snížení spotřeby paliva.

1.9 Antistatika

Používají se převážně v benzínech, výjimečně i v naftách, pokud hrozí hromadění statického elektrického náboje při vysokých rychlostech čerpání paliva. Tato aditiva zvyšují elektrickou vodivost paliv, jejichž uhlovodíkové složení jinak vykazuje vysoký elektrický odpor. Vhodnými aditivy jsou soli, rozpustné v uhlovodících.

1.10 Biocidy

Některé mikroorganismy, zejména bakterie a houby, se živí uhlovodíky obsaženými v pohonných hmotách, hlavně n-alkany. Působí na fázových rozhraních mezi uhlovodíky a vodou; to znamená, že jejich výskyt hrozí u paliv, zejména u motorových naft, které obsahují vodu. Produktem činnosti mikroorganismů jsou kaly a slizovité úsady v palivu, které navíc bývají korozivní. Biocidy jsou schopny mikroorganismy ničit.

1.11 Protipěnivostní aditiva

Tato aditiva se používají v naftách, které mají oproti benzínům podstatně větší sklon k pěnění. To znepříjemňuje tankování, protože pěna předčasně vypíná tankovací pistoli, nafta vystřikuje z hrdla nádrže a plnění nádrže trvá delší dobu. Protipěnivostní aditiva potlačují tvorbu pěny a již vzniklá pěna se v jejich přítomnosti rychleji rozrušuje. 

1.12 Zlepšovače tekutosti

Tyto přísady zlepšují tekutost naft při nízkých teplotách tím, že mění strukturu krystalků parafinů, které se tvoří při nízkých teplotách. Krystaly nemohou růst a nafta lépe prochází filtry, aniž by je ucpávala. Zimní nafty mohou dosahovat normou požadovaných nízkoteplotních vlastnosti i bez aditivace těmito aditivy. Je však také možné vyrobit zimní naftu s nízkoteplotními parametry (filtrovatelností) horšími než stanoví norma a aditivací zlepšovači tekutosti nastavit požadované nízkoteplotní parametry. V případě těchto aditiv se jedná o polymetakryláty nebo nejrůznější kopolymery.

1.13 Dispergátory parafinů – wax anti settling additive (wasa)

Pevné parafiny krystalizující v naftách při nízkých teplotách mají větší hustotu než jejich kapalné prostředí, a proto sedimentují na spodu nádrží. Vytváří se tak tuhá, nečerpatelná parafinická vrstva, která znemožňuje tok nafty, ucpává palivové filtry a palivové cesty. Tzv. aditiva WASA sice nezabraňují vzniku krystalů parafinů, ale jsou schopna tyto krystaly „obalit“, nadlehčovat je, a tím je udržovat vzájemně izolované a ve vznosu, bez tendence k usazování. Nafta se snáze udržuje homogenní a při zvýšení teploty se izolované parafiny mnohem rychleji rozpouštějí než kompaktní parafinické vrstvy.

1.14 Barviva

Nezlepšují vlastnosti pohonných hmot, ale slouží k jejich rozlišení. V České republice se v minulosti barvily olovnaté benziny – Speciál 91 červeně, Super 96 zeleně, na Slovensku benzín UNI modře. U nás se donedávna barvil pouze rychle dosluhující benzín Speciál 91 obsahující draselnou přísadu proti opotřebení ventilových sedel – a to červeně. Ostatní pohonné hmoty se, až na výjimky, nebarví.

1.15 Spalovací katalyzátory

Spalování nafty se oproti spalování benzínu vyznačuje vyšší tvorbou pevných částic, tvořených převážně sazemi. Použitím spalovacích katalyzátorů rozpustných v naftě je možné tvorbu sazí významně omezit. K tomu se nejčastěji používají organokovové sloučeniny na bázi ceru či železa, jejichž určitou nevýhodou je, že sice zlepší spalovací proces s ohledem na produkci sazí, ale samotné se spálí na kovové oxidy, které mají abrazivní účinky. Čistě organické katalyzátory neobsahující kovy se doposud nepodařilo nalézt. Organokovové katalyzátory se proto obvykle používají pouze v některých fázích běhu motoru, např. ve fázi regenerace filtrů pevných částic, kdy se dávkují do nafty ze zvláštní nádržky a umožňují vypalování sazí z filtrů při nižších teplotách.

1.16 AdBLUE

Nejedná se o aditivum do pohonných hmot, ale o pomocnou provozní látku, kterou je vodný roztok močoviny. AdBlue umožňuje redukci oxidů dusíku obsažených ve výfukových plynech z naftových motorů na dusík a vodu, a přispívá tak ke splnění stávajících emisních eurolimitů pro naftová vozidla. Roztok močoviny se ve vozidle plní do separátní nádrže, z níž je dávkován do výfukového traktu vozidla, přímo do proudu výfukových plynů. Na speciálním katalyzátoru se močovina nejprve rozloží na amoniak, který v další sekci katalyzátoru reaguje s oxidy dusíku, a tím je likviduje. Vodný roztok močoviny se nesmí v žádném případě dostat do nafty, se kterou je nemísitelný.

ZÁVĚR

Pravidelné používání aditivovaných pohonných hmot přináší řadu výhod. Spočívají ve větší čistotě motorů, která se dlouhodobě projeví vyšším výkonem, nižší spotřebou paliva, jeho dokonalejším spalováním a příznivějším složením emitovaných výfukových plynů. Dalšími efekty jsou spolehlivější provoz motorů i za nepříznivých klimatických podmínek, menší opotřebení (větší životnost) a lepší kondice motorů a také větší komfort při manipulaci s palivy. To vše za cenu přidání řádově setin procent směsí výše diskutovaných aditiv. Je vhodné také připomenout, že individuální dodatečné přidávání dostupných aditiv do již aditivovaných pohonných hmot zpravidla nepřináší pozitivní efekt. Může se dokonce stát, že při předávkování některých aditiv může dojít i k poruchám – k váznutí ventilů, ucpávání palivových filtrů nebo i ke zhoršení nízkoteplotních vlastností paliv.

Recenzent: Vladislav Marek, TRIFOSERVIS, vedoucí odborné skupiny tribodiagnostika při ATD ČR, z. s., certifikovaná osoba na funkci Technik diagnostik tribodiagnostik – kategorie III

Autor: Petr Kozák, OMV Česká republika, s. r. o.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Moderní technologie ve farmacii
2019-09-24 - 2019-09-24
Místo: Brno
Factory Tour 2019
2019-09-24 - 2019-09-26
Místo: ČR, SK
Moderní technologie v potravinářství
2019-09-25 - 2019-09-25
Místo: Brno
Konference DOCURIDE 2019 „Nejlepší mix pro Váš úspěch"
2019-10-03 - 2019-10-03
Místo: Hotel Park Holiday, Praha
Mezinárodní strojírenský veletrh 2019
2019-10-07 - 2019-10-11
Místo: Výstaviště Brno

Katalog

Panasonic Electric Works Europe AG
Panasonic Electric Works Europe AG
Veveří 3163/111
616 00 Brno
tel. +420 541 217 001

Brady s.r.o
Brady s.r.o
Na Pantoch 18
831 06 Bratislava
tel. +421 2 3300 4862

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

ABB s.r.o.
ABB s.r.o.
Vyskočilova 1561/4a
14000 Praha 4
tel. +420739552216

všechny firmy
Reklama



Tematické newslettery






Anketa


Na horách/u moře
Na chalupě/chatě v tuzemsku
Co je to dovolená?

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   Partneři   |   Blogy   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI