इंजन ऑयल्स में डिटर्जेंट एडिटिव्स को समझना: एक अवलोकन

अंतर्वस्तु

आंतरिक दहन इंजन तेलों के लिए डिटर्जेंट क्या है?

डिटर्जेंट के कार्य

एसिड न्यूट्रलाइजेशन क्षमता

डिटर्जेंस क्षमता

फैलाव

solubilization

मुख्य डिटर्जेंट की प्रदर्शन तुलना

स्नेहक के लिए डिटर्जेंट के प्रकार।

सल्फ़ोनेट

अल्काइल फ़िनेट्स और सल्फ्यूराइज़्ड एल्काइल फ़ेनेट्स

 

आंतरिक दहन इंजन तेलों के लिए डिटर्जेंट क्या है?

 

 

डिटर्जेंट (आंतरिक दहन इंजन ऑयल के लिए) एक रसायन है जो इंजन के पुर्जों को साफ कर सकता है और इंजन के पुर्जों को साफ रख सकता है, और इंजन के तेल में अवांछित ठोस कणों को निलंबित करने में मदद करता है। डिटर्जेंट के चार कार्य होते हैं: एसिड न्यूट्रलाइज़ेशन, डिटर्जेंस, डिस्पर्सन और सॉल्यूबिलाइज़ेशन।

इंजन ऑयल फॉर्मूलेशन में, अधिकांश डिटर्जेंट ऑक्सीकरण या दहन के दौरान उत्पन्न कार्बनिक या अकार्बनिक एसिड को बेअसर करने के लिए क्षारीय धातु साबुन का उपयोग करते हैं।

डिटर्जेंट आमतौर पर किसके साथ संयुक्त होते हैंफैलाने वालेऔरजेडडीडीपीऔर मुख्य रूप से आंतरिक दहन इंजन तेलों में उपयोग किया जाता है।

 

• 1943 में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने पाया कि डीजल इंजन तेल कार्बनिक कार्बोक्जिलिक एसिड धातु साबुन के साथ जोड़ा जाता है, जैसे कि तेल में घुलनशील फैटी एसिड या नैफ्थेनिक एसिड, पिस्टन रिंग खांचे में बढ़े हुए कार्बन जमा की समस्या को हल कर सकते हैं, लोग इसे डिटर्जेंट कहते हैं क्योंकि इस प्रकार का तेल में घुलनशील धातु साबुन में पानी में घुलनशील साबुन के समान सफाई की क्षमता होती है।
• डिटर्जेंट पर शोध के साथ शुरू हुआधातु साबुन, और फैटी एसिड और नैफ्थेनिक एसिड साबुन के साथ लोकप्रिय हो गए। अधिकांश फैटी एसिड धातु के लवण और नैफ्थेनिक एसिड धातु के लवण भी स्नेहक तेल के ऑक्सीकरण उत्प्रेरक हैं, उन्हें स्नेहक उद्योग के विकास के साथ सल्फोनेट्स, फ़िनेट्स और फॉस्फेट द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।
• आधुनिक स्नेहक योजक में, सबसे लोकप्रिय डिटर्जेंट शामिल हैंसल्फोनेट्स, सल्फ्यूराइज्ड अल्काइलफेनेट्स, फॉस्फोनोथिओलेट, अल्काइलसैलिसिलेट्सऔर नेफ्थेनेट्स। पाँच प्रकार के अपमार्जकों को प्रारंभ में उदासीन लवणों के साथ प्रयोग किया जाता है।
• 1940 के दशक के अंत और 1950 के दशक की शुरुआत में, उच्च शक्ति वाले सुपरचार्ज डीजल इंजनों की वृद्धि और सल्फर युक्त ईंधन की वृद्धि के साथ-साथ डिटर्जेंट के बेअसर होने की अधिक समझ के साथ, लोगों ने विकसित करना शुरू किया।बेस डिटर्जेंटऔरओवर-बेस डिटर्जेंट.
• 1950 के दशक के अंत में, 250 mg KOH/g के आधार मूल्य वाले डिटर्जेंट उत्पाद विकसित किए गए थे।
• वर्तमान में, उत्पादों की उच्च आधार संख्या की मात्रा अधिकांश आधुनिक स्नेहक योजक लेती है, और आधार मूल्य 400 ~ 500mgKOH / g तक पहुंच सकता है। गैसोलीन इंजन ऑयल और डीजल इंजन ऑयल में 75 प्रतिशत से अधिक डिटर्जेंट का उपयोग किया जाता है। ऑटोमोबाइल इंजन तेल में डिटर्जेंट की खुराक 3 प्रतिशत ~ 15 प्रतिशत तक पहुंच सकती है, और समुद्री इंजन तेल में सामग्री और भी अधिक होगी। समुद्री सिलेंडर तेल (TBN 100) में 30 प्रतिशत तक योजक होते हैं, इनमें से अधिकांश योजक डिटर्जेंट होते हैं।

 

 

डिटर्जेंट के कार्य

 

एसिड न्यूट्रलाइजेशन क्षमता
अधिकांश डिटर्जेंट का आधार मूल्य होता है, और कुछ का उच्च आधार मूल्य होता है, जिसे कहा जाता हैकुल आधार संख्या (टीबीएन), और TBN एसिड को बेअसर करने की क्षमता का प्रतिनिधित्व करता है. अलग-अलग धातु के लवणों में अलग-अलग एसिड-न्यूट्रलाइजेशन क्षमताएं होती हैं।

क्षारीय सल्फोनेट और फॉस्फेट डिटर्जेंट मजबूत एसिड-मजबूत क्षार लवण हैं, और डिटर्जेंट का केवल अति-क्षारीय हिस्सा, यानी कार्बोनेट और हाइड्रॉक्साइड, एसिड की क्षमता को बेअसर कर सकते हैं, जबकि तटस्थ सल्फोनेट्स और फॉस्फेट साबुन हैं और एसिड को बेअसर करने की कोई क्षमता नहीं है . हालांकि, बुनियादी कार्बोक्सिलेट्स, सैलिसिलेट्स और फ़िनेट मजबूत आधार-कमजोर एसिड लवण हैं, जो उन्हें लुईस बेस बनाते हैं। न केवल अति-क्षारीय भाग में तटस्थ करने की क्षमता होती है, बल्कि साबुन में एसिड को बेअसर करने की क्षमता भी होती है।

उच्च आधार मूल्य वाले डिटर्जेंट आमतौर पर कार्बोनेट (CaCO3) का एक संयोजन होते हैं₃, बाको₃, एमजीसीओ₃, ना₂सीओ₃, ली₂सीओ₃, आदि) और धातु हाइड्रॉक्साइड्स [Ca(OH)]₂, बा(ओएच)₂, एमजी (ओएच)₂, NaOH, LiOH] और अन्य सुपरपार्टिकल स्टेट कोलाइड तटस्थ धातु-आधारित डिटर्जेंट में फैले हुए हैं।

उच्च क्षार भंडार के साथ ओवरबेस्ड डिटर्जेंट स्नेहन तेल और ईंधन तेल के ऑक्सीकरण-व्युत्पन्न एसिड को लगातार बेअसर कर सकते हैं, उन्हें आगे ऑक्सीडेटिव संघनन से रोक सकते हैं, और इस तरह इंजन में राल के जमाव को कम कर सकते हैं। साथ ही, यह सल्फर युक्त ईंधन के दहन के बाद उत्पन्न सल्फर ऑक्साइड को भी बेअसर कर सकता है, इसे सल्फोनिंग स्नेहन तेल से रोकता है;

यह गैसोलीन दहन के बाद उत्पादित कार्बोक्जिलिक एसिड, सल्फ्यूरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड आदि को भी बेअसर कर सकता है और उन्हें हाइड्रोकार्बन पर आगे कार्य करने से रोक सकता है।

इन अकार्बनिक अम्लों और कार्बनिक अम्लों के निष्प्रभावीकरण के कारण, इंजन के धातु भागों पर इन अम्लीय पदार्थों के क्षरण को रोका जाता है, जो विशेष रूप से डीजल इंजन तेलों और समुद्री तेलों के लिए महत्वपूर्ण है जो उच्च-सल्फर ईंधन का उपयोग करते हैं।

 

डिटर्जेंस क्षमता

डिटर्जेंट तेल में मिसेल के रूप में होता है और इसमें अवांछनीय राल वाली फिल्म और कार्बन जमा पर मजबूत सोखना होता है। यह राल वाली फिल्म और पिस्टन का पालन करने वाले कार्बन जमा को धो सकता है और उन्हें तेल में फैला सकता है।

सामान्य तौर पर, फैलाने वाले गुण जितने मजबूत होते हैं, गुण उतने ही मजबूत होते हैं।

 

फैलाव

डिटर्जेंट छोटे ठोस कणों जैसे कि कोलाइड और कार्बन कणों को अवशोषित कर सकता है जो उत्पन्न हुए हैं और उन्हें तेल में फैलाते हैं, उन्हें बड़े कणों को बनाने से रोकते हैं जो सिलेंडर का पालन करते हैं या कीचड़ में बस जाते हैं।

 

solubilization

विलेयकरण वह परिघटना है जिसमें तरल विलेय जो मूल रूप से तेल में अघुलनशील होते हैं, सर्फेक्टेंट की थोड़ी मात्रा मिलाने के कारण घुल जाते हैं।

डिटर्जेंट कुछ सर्फेक्टेंट होते हैं, जो अक्सर तेल में मिसेल के रूप में फैले होते हैं, जो ऑक्सीजन युक्त यौगिकों को हाइड्रॉक्सिल और कार्बोनिल समूहों, नाइट्रो युक्त यौगिकों, कीचड़, कालिख और पानी में घोल सकते हैं। ये पदार्थ पेंट फिल्म बनाने के लिए मध्यवर्ती हैं। वे मिसेल के केंद्र में घुल जाते हैं और मिसेल बनाने वाले योगात्मक अणुओं से घिरे होते हैं, जिससे आगे ऑक्सीकरण और संघनन को रोका जा सकता है, और पेंट फिल्मों और कार्बन जमा के गठन को कम किया जा सकता है। दरअसल, डिटरजेंट द्वारा डिपॉजिट अग्रदूतों का विलेयकरण, यानी इन अत्यधिक प्रतिक्रियाशील कार्यात्मक समूहों को कम सक्रिय बनाने की क्षमता, जिससे डिपॉजिट में उनके परिवर्तन को रोका जा सकता है, कई ऐशलेस डिस्पर्सेंट्स की तुलना में बहुत कम सॉल्यूबिलाइजिंग है।

 

मूल रूप से, डिटर्जेंट के होते हैंलिपोफिलिक समूह, ध्रुवीय समूह और हाइड्रोफिलिक समूह।निम्न तालिका के रूप में:

 

वस्तु	लिपोफिलिक समूह	ध्रुवीय समूह	हाइड्रोफिलिक समूह	आणविक संरचना
सल्फ़ोनेट	अल्काइलेरिल	सल्फोनिक एसिड समूह	सीए, एमजी, बा, ना
अल्काइलफेनोल्स और सल्फ्यूराइज्ड अल्काइलफेनेट्स	अल्काइलेरिल	फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल	सीए, बा
अल्काइल सैलिसिलेट्स	अल्काइलेरिल	सैलिसिलेट	सीए, एमजी, बा
थियोफॉस्फेट	पॉलीआइसोब्यूटिलीन n=17-20	फॉस्फोरोथियोएट या फॉस्फोरिक एसिड	सीए, बा

 

मुख्य डिटर्जेंट और डिस्पर्सेंट्स का डिटर्जेंट और फैलाव प्रदर्शन

स्नेहक योजक	घुलनशीलता क्षमता		फैलाव क्षमता			डिटर्जेंस क्षमता
	ठोस / प्रतिशत	पाइरूवेट / (मिमीोल / किग्रा)	कार्बनिक अम्ल अपघटन उत्पाद / प्रतिशत	डामर / प्रतिशत	कार्बन ब्लैक / प्रतिशत	कार्बन ब्लैक सोखना / प्रतिशत रोकें	सोखे गए कार्बन ब्लैक/प्रतिशत को साफ करें	विद्युत क्षेत्र/प्रतिशत के तहत कार्बन ब्लैक सोखना रोकें
कैल्शियम एल्काइल सैलिसिलेट	0-3	37	——	30-60	10	10	2-4	90-100
एल्काइल फेनेट	3.6	32	30-70	30-50	20-30	——	3	90
बेरियम थायोफॉस्फेट	——	346	——	——	40	——	——	90
कैल्शियम एल्काइल फिनोल सल्फाइड	——	24	——	——	38	——	——	50
मैग्नीशियम सल्फोनेट	——	——	70	——	90	——	——	20
कैल्शियम सल्फोनेट	6-10	20	60-100	70-90	100	34	6	10
सक्सीनिमाइड	8-20	360	——	80-100	100	85	53	0

 

 

मुख्य डिटर्जेंट की प्रदर्शन तुलना

वस्तु	फैलाव	एसिड न्यूट्रलाइजेशन	solubilization	जंग रोधी	ऑक्सीकरण
तटस्थ, बेस सल्फोनेट	मध्य	मध्य	मध्य	हाँ	नहीं
हाई बेस सल्फोनेट्स	मध्य	उच्च	मध्य	हाँ	नहीं
तटस्थ, बेस फ़िनेट	कम	मध्य	कम	नहीं	हाँ
हाई बेस एल्काइल फ़िनेट	कम	उच्च	कम	नहीं	हाँ
अल्काइलसैलिसिलेट	कम	मध्य	कम	नहीं	हाँ
थियोफॉस्फेट	मध्य	मध्य	मध्य	नहीं	हाँ

 

स्नेहक के लिए डिटर्जेंट के प्रकार।

 

कच्चे माल के स्रोत के अनुसार, सल्फोनेट डिटर्जेंट में विभाजित किया जा सकता है:

• पेट्रोलियम सल्फोनेट;
• सिंथेटिक सल्फोनेट।

 

आधार संख्या के अनुसार, सल्फोनेट्स को इसमें विभाजित किया गया है:

• तटस्थ सल्फोनेट;
• मध्य आधार संख्या सल्फोनेट;
• उच्च आधार संख्या सल्फोनेट;
• सुपर हाई बेस नंबर सल्फोनेट।

 

धातु के प्रकार के अनुसार:

• कैल्शियम सल्फोनेट;
• मैग्नीशियम सल्फोनेट;
• सोडियम सल्फोनेट;
• और लिथियम सल्फोनेट।

 

सल्फ़ोनेट

 

कैल्शियम सल्फोनेटसबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला सल्फोनेट डिटर्जेंट है।

 

राख की मात्रा कम होने के कारणमैग्नीशियम सल्फोनेट, यह कम राख स्नेहन तेल की आवश्यकताओं को पूरा करता है और इसमें अच्छा जंग प्रतिरोध होता है। यह ज्यादातर उच्च ग्रेड गैसोलीन इंजन तेल में प्रयोग किया जाता है, और एमएस Ⅱ डी जंग परीक्षण पास करना अपेक्षाकृत आसान है।

 

चूंकि बेरियम नमक एक भारी धातु है और विषैला होता है, इसलिए इसका उपयोग कम और कम होता जा रहा हैबेरियम सल्फोनेटस्नेहन तेल डिटर्जेंट के रूप में लगभग पूरी तरह से समाप्त हो गया है। लेकिन बेरियम सल्फोनेट का विभिन्न धातुओं पर उत्कृष्ट जंग-रोधी प्रदर्शन है और यह एक के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त हैजंग रोधी योजक.

 

ओवर-बेस्ड सल्फोनेट बनाने के लिए कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO3) के रूप में मिसेल में अतिरिक्त बेस को फैलाकर ओवर-बेस्ड कैल्शियम सल्फोनेट बनाया जाता है। सल्फोनेट (एन) के कैल्शियम नमक के कैल्शियम कार्बोनेट के रूप में कैल्शियम नमक (एम) का अनुपात 30: 1 से अधिक है।

 

न्यूट्रल या लो बेस सल्फोनेट्स का कालिख और अन्य पदार्थों पर बेहतर फैलाव प्रभाव पड़ता है, जबकि ओवर बेस्ड सल्फोनेट्स में बेहतर न्यूट्रलाइजेशन क्षमता और उच्च तापमान डिटर्जेंसी होती है।
एक अभेद्य सुरक्षात्मक फिल्म बनाने के लिए सल्फोनेट को लोहे की धातु की सतह पर मजबूती से सोख लिया जा सकता है, जो इसकी सुनिश्चित करता हैअच्छा विरोधी जंग प्रदर्शन.

सैलिसिलेट और फेनेट की तुलना में, सल्फोनेट सैलिसिलेट और फेनेट की तुलना में घुलनशीलता और फैलाव के मामले में बेहतर है, लेकिन कठोर उच्च तापमान स्थितियों के तहत, सैलिसिलेट और फेनेट से तटस्थता गति और डिटर्जेंसी खराब होती है।
विशेष रूप से, सभीसल्फोनेट एडिटिव्स में खराब एंटी-ऑक्सीडेशन और एंटी-जंग गुण होते हैं, औरउच्च-बुनियादी मूल्य सल्फोनेट योजक भी ऑक्सीकरण को बढ़ावा देते हैं.
एंटी-ऑक्सीडेशन की कमी को पूरा करने के लिए, आधुनिक इंजन ऑयल में अलग-अलग हाई और लो बेस सल्फोनेट्स को कंपाउंड करने के अलावा, सल्फ्यूराइज्ड एल्काइल साल्ट, डिस्पर्सेंट्स और एंटी-ऑक्सीडेंट्स और एंटी-ऑक्सीडेंट्स के साथ संयोजन में सल्फोनेट्स का उपयोग करना अधिक महत्वपूर्ण है। -जंग योजक।

आम तौर पर, सल्फोनेट होता हैअच्छा उच्च तापमान डिटर्जेंसी, मजबूत तटस्थता क्षमता,अच्छा जंग प्रतिरोध, औरकुछ फैलाव. इसका कच्चा माल प्राप्त करना आसान है और कीमत सस्ती है। विभिन्न आंतरिक दहन इंजन तेल तैयार करने के लिए इसे अन्य योजक के साथ मिश्रित किया जा सकता है। इसका उपयोग समुद्री सिलेंडर और इंजन ऑयल के लिए भी किया जाता है।

 

अल्काइल फ़िनेट्स और सल्फ्यूराइज़्ड एल्काइल फ़ेनेट्स

 

Alkylphenplte डिटर्जेंट इंजन ऑयल डिटर्जेंट में से एक है जो 1930 के दशक के अंत में दिखाई दिया। शुरुआत से, इस प्रकार के योजक को जल्दी से विभिन्न डेरिवेटिव्स में बनाया गया था, जैसे कि सल्फ्यूराइज्ड एल्काइलफेनेट, फॉर्मलाडेहाइड कंडेनसेशन एल्काइलफेनेट, एमाइन फॉर्मलाडेहाइड कंडेनसेशन एल्काइल फेनेट।

1950 के दशक के बाद से, विभिन्न उच्च-शक्ति वाले डीजल इंजनों के विकास और उच्च-सल्फर ईंधन के अनुप्रयोग के साथ, पिस्टन पर बढ़ी हुई कार्बन जमा की समस्याओं को प्रभावी ढंग से हल करने के लिए और सिलेंडर लाइनरों के क्षरण और पहनने के लिए, अल्काइलफेनोल डिटर्जेंट धीरे-धीरे विकसित हुए हैं। टीबीएन 200 ~ 250 के साथ उच्च आधार उत्पाद।

सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले अल्काइलफेनोल लवण कैल्शियम लवण और मैग्नीशियम लवण हैं, और सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले कैल्शियम लवण हैं।
हालांकि, शुद्ध एल्किल फेनेट का प्रदर्शन खराब है, और उच्च-मूल उत्पादों का उत्पादन करने के लिए धातु बनाना मुश्किल है, इसलिए सल्फ्यूराइज्ड साल्ट अल्काइल फेनेट और एल्काइल फेनेट लगभग एक ही समय में दिखाई देते हैं और आज दुनिया में सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इसकी प्रजातियों की एक विस्तृत श्रृंखला है, और इसकी खपत सल्फोनेट्स के बाद दूसरे स्थान पर है, और क्षारीय फ़िनेट्स में स्नेहक डिटर्जेंट योज्य बाजार का एक तिहाई हिस्सा है।

 

आधार संख्या के अनुसार, सल्फ्यूराइज्ड एल्काइल फ़िनेट्स में शामिल हैं:

 

 

• लो बेस सल्फ्यूराइज्ड एल्काइल फेनेट (TBN100);
• मीडियम बेस सल्फ्यूराइज़्ड एल्काइल फ़िनेट (TBN150);
• हाई बेस सल्फ्यूराइज़्ड एल्कीफ़ेनेट (TBN250);
• सुपर-हाई बेस सल्फ्यूराइज़्ड अल्काइल फ़िनेट कैल्शियम (TBN300).

 

 

सल्फ्यूराइज्ड फेनेट के लक्षण:

 

• सल्फ्यूराइज्ड एल्काइलफेनेट को तेल माध्यम में अलग करना आसान है, इसलिए इसमें विशेष रूप से हैअच्छी तटस्थता क्षमताऔरउत्कृष्ट विरोधी ऑक्सीकरण और विरोधी जंगगुण।

• सल्फ्यूराइज्ड अल्काइलफेनेट में विशेष रूप से होता हैअच्छा उच्च तापमान डिटर्जेंसी, और सुपरचार्ज्ड डीजल इंजन ऑयल के टॉप रिंग ग्रूव में कार्बन जमा को दबाने में विशेष रूप से प्रभावी है। यह सुपरचार्ज्ड डीजल इंजन ऑयल के लिए अपरिहार्य एडिटिव्स में से एक है;

• सल्फ्यूराइज्ड एल्काइलफेनेट का व्यापक रूप से इसके कारण आंतरिक दहन इंजन तेल के विभिन्न ग्रेड में उपयोग किया जाता हैअच्छी क्षार प्रतिधारण और जल पृथक्करण क्षमता, और अभी भी समुद्री स्नेहन तेल के मुख्य योजकों में से एक है।

 

फेनेट डिटर्जेंट और सल्फोनेट डिटर्जेंट के बीच अंतर:

 

हाई-बेस सल्फोनेट और हाई बेस एल्काइल फ़िनेट दोनों में अच्छा हैएसिड न्यूट्रलाइजेशन क्षमता।

उच्च-बेस सल्फोनेट स्नेहक में एंटीऑक्सीडेंट प्रदर्शन को कम कर सकता है। लेकिन हाई-बेस एल्काइल फेनेट में एंटीऑक्सीडेंट गुण होते हैं।

 

सल्फ्यूराइज्ड एल्काइलफेनेट को अन्य डिटर्जेंट, डिस्पर्सेंट्स और ZDDP के साथ मिश्रित किया जाता है, और व्यापक रूप से विभिन्न आंतरिक दहन इंजन तेलों में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से कार्बन जमा को कम करने के लिए सुपरचार्ज डीजल इंजन तेलों में। यह अच्छी क्षारीयता बनाए रखता है और समुद्री सिलेंडर तेल में अच्छी तरह से उपयोग किया जाता है, इसलिए इसे पश्चिमी देशों में बड़े पैमाने पर विकसित किया गया है और यह वर्तमान में सबसे महत्वपूर्ण स्नेहक योजकों में से एक बन गया है।