Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 1 Многофункциональные пакеты присадок BASF для дизельных топлив Доктор. - презентация

1 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 1 Многофункциональные пакеты присадок BASF для дизельных топлив Доктор Йорн КАРЛ Департамент топливных присадок БАСФ АГ

2 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 2 Что ожидает водитель от своего дизельного топлива? сепарация воды пеногашение моющая способность защита от коррозии смазывающие свойства цетановое число вредные выбросы экономия топлива работа с топливом шум технических специалистов широкой общественности предотвращение поломок маркетинговые аргументы для:

3 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 3 Присадки для дизельного топлива Моющие свойства Важны для поддержания системы впрыска топлива в чистом состоянии Оказывают влияние на экономию топлива и эмиссию Ингибирование коррозии Защищает систему подачи топлива от коррозии Сепарация воды Предотвращает загрязнение топливной системы водой Смазывающие свойства Защищают дизельные насосы от износа Повышение цетанового числа Влияет на холодный старт, выброс выхлопных газов и шум при работе двигателя Контроль пенообразования

4 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 4 Моющие свойства топлива (тест на закоксовывание форсунок) Моющие свойства базового топлива и топлива с пакетом присадок определяются на моторе Peugeot XUD9 A/L (1.9 л, 4-тактный, 4-цилиндровый) по методике наиболее распространенного 10 часового теста в соответствии со стандартом CEC-F23-A-01 на моторном стенде БАСФ в Людвигсхафене. Воспроизводимость результатов теста обеспечивается постоянной калибровкой мотора с помощью специально предназначенного для этих целей стандартного топлива фирмы «Haltermann». Стандартный минимум согласно требованиям «Всемирной топливной хартии» составляет 85% (ограничение потока при подъеме иглы форсунки 0,1 мм).

5 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 5 Без присадки С присадкой Моющие свойства... Инжекторные иглы двигателя Peugeot XUD 9 10 ч тест по стандарту CEC F-23-A-01

6 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 6 Загрязненный инжектор Чистый инжектор Моющие свойства… Очень важны размер капель и характер распыления!

7 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 7 Моющие свойства… XUD 9 установка – на моторном стенде BASF

8 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 8 [%] ограничение потока Kerocom PIBSI дозировка Kerocom PIBSI [мг/кг] 85% ограничение потока Хороший чистящий эффект при повышении дозировки топливо (DIN EN 590, < 50 ppm S) Моющие свойства… Kerocom PIBSI - Peugeot XUD9 (10ч): определение оптимальной дозировки

9 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 9 Моющие свойства… Тест на эмиссию твердых частиц современного двигателя Common Rail Пробег, км Тв.ч., г/км

10 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 10 Ингибирование коррозии Коррозионная активность топлив (базового и с присадкой) определяется на металлических «пальцах» по стандарту ASTM D 665A. Оценка результатов теста проводится по методике NACE TM Степень коррозии : A 100% отсутствие ржавчины B++ 0.1% или менее всей поверхности B % всей поверхности B % всей поверхности C % всей поверхности D % всей поверхности E % всей поверхности По требованию стандарта не должно наблюдаться коррозии.

11 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 11 Kerocom ® PIBSI Ингибирование коррозии ASTM D665 A: дистиллированная вода оценка С А А А АА мг/кг

12 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 12 Сепарирование воды Сепарирование воды в базовом и присадочном топливе определяется по стандарту ASTM D Отсутствие негативного влияния на сепарирование воды по сравнению с базовым топливомl является общим целевым требованием. Это соответствует требованиям большинства ведущих нефтехимических компаний. Приведенные результаты теста получены при значении рН 7. Количество отделившейся воды замеряется через 5 мин и далее определяется изменение через 240 мин.

13 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion базовое только моющий пакет Keropur DP топливо компонент Сепарация воды (ASTM D 1094) Перед тестом:

14 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion базовое только моющий пакет Keropur DP топливо компонент Сепарация воды (ASTM D 1094) Результат теста после 0 мин:

15 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion базовое только моющий пакет Keropur DP топливо компонент Сепарация воды (ASTM D 1094) Результат теста после 1 мин:

16 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion базовое только моющий пакет Keropur DP топливо компонент Сепарация воды (ASTM D 1094) Результат теста после 2 мин:

17 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion базовое только моющий пакет Keropur DP топливо компонент Сепарация воды (ASTM D 1094) Результат теста после 3 мин:

18 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 18 базовое только моющий пакет Keropur DP топливо компонент Сепарация воды (ASTM D 1094) Результат теста после 4 мин:

19 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion базовое только моющий пакет Keropur DP топливо компонент Сепарация воды (ASTM D 1094) Результат теста после 5 мин:

20 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion базовое только моющий пакет Keropur DP топливо компонент Сепарация воды (ASTM D 1094) Результат теста после 4 час:

21 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion Принцип –трение шарик-пластинка. Измеряется пятно износа на шарике по осям x и y. Проводится расчет диаметра пятна износа WSD. Воспроизводимость метода WS1.4 = прим. 100 µm. Тест на определение смазывающей способности = HIGH FREQUENCY RECIPROCATING RIG (Test method: ISO ) В межлабораторных тестах тест HFRR при 60°C показал наилучшую корреляцию со стендовыми испытаниями насосов.

22 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 22 WS 1.4 [ m] Дозировка Keropur DP 604 T [мг/кг] 548 черезмерный износ насоса хорошая защита инжекторного насоса с пом. DP 604 Смазывающая способность ДТ с типичными дизельными пакетами BASF к полному разрушению насоса при недостаточной см. сп-ти HFRR (ASTM D , CEC F-06-A-96) может привести 460 m minimum pass

23 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion Kerobrisol EHN –цетаноповышающая присадка на базе 2-этилгексилнитрата ЦЧ Kerobrisol EHN дозировка Kerobrisol EHN [мг/кг] The BASF cetane motor

24 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion Kerobrisol EHN –цетаноповышающая присадка на базе 2-этилгексилнитрата

25 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion Цетановое число – качество воспламенения Время Давление в цилиндре Впрыск топлива Самовоспламенение Задержка воспламенения Цетановое число Высокое Низкое Повышение КПД Лучше холодный старт Чище выхлопные газы Тише работа двигателя Качество воспламенения – основной параметр дизельных топлив Измеряется временем между впрыском топлива и его самовоспламенением Выражается цетановым числом и измеряется в стандартизированных двигателях Короткая задержка воспламенения соответствует высокому цетановому числу Минимальное требование по стандарту EN 590 – 49, а с 2000 года – 51 Цетановое число может быть повышено за счет присадки, ускоряющей воспламенение

26 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 26 Влияние ЦЧ на эмиссию оксидов азота NO x Позитивное влияние на: холодный старт шумность двигателя

27 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion Контроль пенообразования Пенообразование исследуется по тесту BNPé в соответствии со стандартом NF M Определяется объем пены и время ее осаждения. Используется среднее значение объема из трех измерений для каждой дозировки присадки Используется стеклянная посуда с силиконовым покрытием для исключения влияния стеклянных поверхностей результат теста. BNPé foam test

28 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 28 Пеногасящая эффективность, тест BNP Без пеногасителя: С пеногасителем:

29 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 29 Аналитическое определение Keropur DP в дизельном топливе

30 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 30 Аналитическое определение Keropur DP в дизельном топливе Специальные реагенты добавляются в дизельное топливо (с присадкой и без присадки) Поглощение определяется при длине волны 600 нм Поглощение показывает количество присадки в топливе Дизельное топливо без присадки: Дизельное топливо с присадкой:

31 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 31 Калибровочная кривая для определения присадки Keropur DP

32 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 32 Двигатель DC OM 646Проблема цинка

33 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 33 DC OM 646 DE 22LA Двигатель для испытаний 2.2 литра 4 цилиндра прямой впрыск топлива турбонадув / дополнительное охлаждение Последняя разработка инжектора, давление в камере1.600 бар

34 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 34 Двигатель DC OM стенд для тестовых испытаний DC OM646 двигатель для определения отложений на инжекторах

35 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 35 XUD 9 CEC F-23-A-01 углеродистые отложения пористая структура отложений отложения зависят от состава базового топлива измерения снижения пропускной способности форсунок DC OM 646 твердый лакообразный нагар образование отложений за счет металлов в топливе и моторном масле под действием высокой температуры иглы инжектора наиболее критичным из известных металлов является цинк цинк на уровне 0,6 мг/кг может попасть в нефть на нефтепромысле, в топливо при транспортировке и хранении производители автомобилей обозначила проблему в данной области измеряется снижение мощности двигателя

36 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 36 Впускное отверстие чистого инжектора Впускное отверстие с отложениями

37 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 37 Двигатель DC OM 646 – Тестовый цикл Последовательность работы: 8 раз стадии от 1 до 12 (8 часов ) плюс 8 часов перерыва, а затем 8 часов стадии от 1E до 12E (8 часов), в результате получаем 24 часа или 56 часов для расширенной версии, когда все повторяется снова после 8 часов остановки. Время (мин)

38 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 38

39 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 39 Двигатель DC OM Выводы Потеря мощности составляет до 8.5 % при 4000 об/мин (полная нагрузка) после 56 часов работы при содержании 0.6 мг/кг цинка в топливе Температура выхлопных газов снижается вместе с мощностью двигателя Не происходит существенного снижения мощности при использовании топлива, не содержащего металлы Применение специальных пакетов присадок может ограничить снижение мощности двигателя до 2-5 %

40 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion т Европа: крупнейший в мире рынок пакетов моющих присадок для дизельного топлива Присадки к дизельным топливам Дизельное топливо 540 мил. т т

41 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 41 Структура Европейского рынка ДТ Общее диз. топливо (взаимозаменяемое) в соответствии с EN 590 ABC Brand A Brand B Brand C Базовое топливо Депрессорно- диспергирующие присадки смазывающие присадки цетаноповышающие присадки Марочное топливо (депрессор/диспергатор) (смазывающая присадка) (цетаноповышающая присадка) моющее средство дегазатор ингибитор коррозии антипенная присадка дезодорант … ~ 50 % Розничная торговля (индивидуальные покупатели) Оптовая торговля (корпоративные покупатели)

42 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 42 Обзор рынка дизельного топлива Обзор рынка сделан в 2003 Обзор сделан для ДТ, продаваемого в розничной торговле Все исследования для удобства были проведены в лабораториях БАСФ Конфиденциальная информация клиентов не приводится

43 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 43 Цетановое число. Базовое топливо Обзор рынка ДТ – Цетановое число

44 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 44 Обзор рынка – Моющая способность Двигатель Peugeot XUD9 – длительность испытания 10 часов [%] ограничение потока при подъеме иглы 0,1мм Базовое топливо

45 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 45 Обзор рынка – Пенообразование Базовое топливо

46 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 46 Обзор рынка ДТ: диз. топливо категории Premium В 2004 Shell и BP/Aral выпустили на рынок Германии ДТ категории Premium Shell V-Power –спец. пакеты присадок– специальная логистика –смесь с 5 % GTL (сжиженного газа) Aral Ultimate –спец. пр-во на НПЗ – специальная логистика –соотв.ВТХ, раздел 4 – полностью бесцветное –спец. пакеты присадок Обе компании заявляют о повышении мощности, экономии топлива и снижении эмиссии вредных веществ Несмотря на более 10 % высокую цену по сравнению с «нормальным» дизелем, потребность в этом топливе высшего качества превосходит производственные возможности обеих компаний

47 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 47 Обзор рынка ДТ: Aral Ultimate

48 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 48 Обзор рынка ДТ: Aral Ultimate СвойстваDIN EN 590ВТХ, разд. 4Ultimate Diesel Внешний вид---Чистое/прозрачноебесцветное Цетановое числомин. 51,0мин. 55,0>61 Сод.серымакс. 105 to 103 Общ. сод. ароматики---макс. 158,2 Полиароматикамакс. 11макс. 2,00,4 T 90макс T 95макс. 360макс Кон. кипения-макс Сод. МЭЖКмакс. 5отсутствуют Коксовый остатокмакс. 0,30макс. 0,200,03 TAN---макс. 0,080,03 Смазыв. способностьмакс. 460макс

49 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 49

50 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 50 Бензин и дизельное топливо EcoForce – брэнд фирмы «Гелиос» ( Алматы, Казахстан) с использованием пакета присадок БАСФ

51 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 51 Бензин и дизельное топливо с пакетами присадок БАСФ в Украине

52 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 52 Альтернативные топлива H 2 O/Дизель EtOH/Дизель Биодизель ДМЭ

53 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 53 Дизельные эмульсии - Белый дизель Эмульсионные топлива – в основном смеси ДТ с обl% воды Снижение эмиссии: до 60% ТЧ, 30% NO X, 5% CO 2 Не требуется технической модификации мотора Новый стандарт: CEN Workshop Agreement (CWA 15145: 2004) На рынке представлен не широко Shell отозвал присадку Aquazole (выпуск 2003) в Австралии в 2004 (жалобы потребителей:потея мощности) Применяется в 10,000 городских автобусов в 5 странах ЕС: Франции, Италии (8500 автобусов), Великобритании Большие расходы на эмульгатор (Aquazole: 2 %) Стабильность в моторах с прямым впрыском приводит к высокой температуре топлива

54 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 54 Дизельные эмульсии - EtOH/Дизель В основном эмульсия смеси ДТ с 10 обl% EtOH Снижение эмиссии: Не требуется технической модификации мотора На рынке представлен нешироко Т. вспышки < 23 °C, Большие расходы на эмульгатор, смазывающую и цетаноповышающую присадки

55 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 55 DME - Dimethylether Сходен с сжиженным нефтяным газом (LPG) Двухстадийный синтез из природного газа через метанол, разработан процесс «прямой конверсии» Снижение эмиссии: отсутствие тв. частиц, 90 % NO X, короткое время полураспада в тропосфере Международная ассоциация ДМЭ (IDA) Образована в начале 2001, как некоммерческая организация для информирования общественности о ДМЭ и его применении. Отсутствует на рынке Необходимость модификации мотора Необходимость новой инфраструктуры

56 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 56 Биодизель: лимиты 2005 по смешению с ДТ

57 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 57 Биодизель: производство

58 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 58 Биодизель/биодизельные смеси в ЕС/Германии Директива ЕС по биодизелю (Biofuels Directive 2003/30/EC): В 2005 не менее 2% (по сод. энергии) всего объема ДТ должны содержать биодизель. Это количество увеличится до 5,75 % in 2010 Не обязательный показатель Стимулы: поддержка с/хозяйства, энергетическая безопасность, изменения климата Производство и применение напрямую зависят от уровня снижения налогов или субсидий Большинство государств-членов ЕС опаздывают с отчетами и законодательными актами по вводу норм В Европе избыток бензина и недостаток ДТ, поэтому биодизель более привлекателен, чем этанол. Сырьем для биодизеля являются в основном метиловые эфиры жирных кислот (FAME) напр., эфиры рапсового масла (RME)

59 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 59 DIN EN 14214, ноябрь 2003, Спецификация на метиловые эфиры жирных кислот (FAME)

60 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 60 Окислительная стабильность Два изменения на немецком рынке дизельного топлива 2003: безсернистое диз. топливо (< 10 мг/кг) 2004: смеси 5% биодизеля с безсернистым ДТ (Б5-смеси) Оценка окислительной стабильности топлив ДТ: определение потенциала шламообразования (EN 12205) Биодизель: определение резерва окислительной стабильности топлива (EN 14112, Rancimat-тест) EN не определяет различий между безсернистым ДТ и Б5-смесями EN определяет понижение окислительной стабильности большинства Б5 смесей Рекомендация: ввести Rancimat-метод в EN 590

61 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 61 Окислительная стабильность – Rancimat-тест

62 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 62 Окислительная стабильность БАСФ выпускает антиоксидант Kerobit TP 26 Рекомендуемые дозировки: ppm зависит в значительной степени от качества биодизеля концентрации природных антиоксидантов содержания ненасыщенных соединений технологических процессов (перегонка?) условий хранения (кислород) Светложелтая жидкость, простая в обращенгии Широко известен и применяется для стабилизации диз.топлив

63 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 63 Биодизель – данные лабораторных исследований Смазывающая способность (HFRR-тест) ДТ (EN 590): 385 m Б2-смесь: 250 m Добавление RME значительно улучшает смазывающую способность отсутствует необходимость в смазывающих присадках Эффективность водоотделения(ASTM D1094) Сепарирование воды после 5 мин в некоторых случаях улучшается дизельная фаза более мутная после 4 ч

64 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 64 Биодизель – лабораторный тест BNPe NF M контроль пенообразования

65 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 65 Биодизель – лабораторный тест BNPe NF M Пенообразование через 14 дней хранения

66 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 66 Ингибирование коррозии ASTM D665A ДТ B2 B5 B2 B5 B2 B5 (три различных смеси ДТ/биодизель с одним базовым ДТ)

67 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 67 Моторный тест XUD-9 : смеси со стандартным топливом Топливо A: EN 590 дизельное топливо из стран Бенелюкса (сера < 50 мг/кг) Топливо B: EN 590 дизельное топливо из Скандинавии Смесь А: топливо A + 5 % стандартного итальянского биодизеля Смесь B: топливо B + 5 % биодизеля (LAME)

68 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 68 Ограничение потока [%] при 0.1 мм подъеме иглы Моющие свойства топлива - закоксовывание форсунок по CEC-F23-A-01 Kerocom PIBSI Дозировка моющей присадки Kerocom PIBSI [мг/кг]

69 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 69 Ограничение потока [%] при 0.1 мм подъеме иглы Моющие свойства топлива - закоксовывание форсунок по CEC-F23-A-01 Kerocom PIBSI Дозировка моющей присадки Kerocom PIBSI [мг/кг]

70 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 70 DPF (Diesel Particulate Filter) –фильтры твердых частиц для дизельных моторов Параметры Евро V по эмиссии могут быть достигнуты только при применении фильтров твердых частиц DPF Большинство автопроизводителей сечйас оснащает дизельные моторы фильтрами DPF Германское правительство планирует поддержать введение фильтров DPF путем снижения налогов

71 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 71 SCR – Селективное каталитическое восстановление Согласуется с новыми стандартами по эмиссии (Euro IV) с 2005, которые предусматривают введение систем поствыхлопной обработки отработанных газов на тяжелых коммерческих автомобилях. Все производители тяжелых грузовиков в Европе ** выбрали технологию селективного каталитического восстановления (SCR) в комбинации с использованием реагента, называемого AdBlue. AdBlue и машины с SCR вводятся постепенно начиная с AdBlue - 32,5% водный раствор мочевины высокой чистоты и качества. AdBlue специфицируется стандартом DIN V 70070, обеспечивающим качество продукта на месте ревлизации. AdBlue разработан на БАСФ **(DAF, Mercedes-Benz, IVECO, MAN Nutzfahrzeuge, Renault, Scania and Volvo)

72 Performance Chemicals for the Automotive and Oil Industry Adding value to motion 72 Как работают SCR и AdBlue ?