RS65985B1 - Vodena kompozicija za tretman izduvnih gasova sa poboljšanim osobinama - Google Patents

Description

Opis

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na kompoziciju za tretman izduvnih gasova na izlazu iz ugrađenih ili stacionarnih termičkih motora, bilo da su motori za teška vozila kao što su teška teretna vozila, transportna vozila, vandrumska takozvana “Off Road” vozila, kao što su poljoprivredne mašine, čamci ili motori za laka i/ili komunalna vozila ili pak motori za stacionarne industrijske primene. Takođe se odnosi na upotrebu takve kompozicije u bilo kom uređaju za tretman izduvnih gasova, kao i na postupak za tretman izduvnih gasova korišćenjem ove kompozicije.

PRETHODNO STANJE TEHNIKE

[0002]. Evropski standardi u vezi sa zagađenjem koje emituju termalni motori, posebno oni sa pogonom na dizel gorivo, a naročito standardi koji se primenjuju na teška teretna vozila, naveli su proizvođače motora da postave sisteme za naknadnu obradu izduvnih gasova. Ovi sistemi uključuju SCR tehnologije (selektivna katalitička redukcija ili selektivni katalitički reduktor na francuskom), EGR (recirkulacija izduvnih gasova ili recirkulacija izduvnih gasova na francuskom), DOC (katalizator dizel oksidacije ili oksidacioni katalizator na francuskom), FAP (filteri čestica) i SCRF ® (SCR kombinovan sa FAP-om). Ovi različiti sistemi za naknadnu obradu mogu se instalirati sami ili u kombinaciji jer ne deluju uvek na iste zagađivače prisutne u izduvnim gasovima.

[0003] Da bi ispunili standarde, posebno evropske standarde (Euro IV i prateći standardi za teška teretna vozila i Euro 6 za laka vozila), većina evropskih proizvođača motornih vozila odlučila se za SCR naknadni tretman izduvnih gasova svojih motora. Ovaj naknadni tretman deluje isključivo na redukciju oksida azota prisutnih u gasovima. Još jedna prednost ove tehnike je što omogućava, kroz optimizovana podešavanja motora, značajno smanjenje potrošnje goriva, posebno u poređenju sa drugim sistemima za naknadni tretman kao što su NOx zamke.

[0004] SCR naknadni tretman se sastoji od redukcije oksida azota NO i NO2 (obično nazvanih NOx) na katalitičkom uređaju koji im omogućava da se dovedu u kontakt sa redukcionim agensom. Ovaj uređaj sadrži katalizator koji se sastoji od nosača uglavnom zasnovanog na zeolitima koji se zamenjuju gvožđem ili bakrom. Ovaj katalizator promoviše redukciju NOx u azot, reakcijom sa redukcionim agensom. Klasično redukciono sredstvo je na primer amonijak (NH3). Da bi se uveo gasoviti amonijak u sistem za tretman izduvnih gasova, poznato je da se proizvodi direktno u cevi koja prenosi ove gasove u SCR sistem isparavanjem vodenog rastvora prekursora ovog redukcionog agensa, kao što je na primer urea. Rastvor uree, ubrizgan na prosečnoj temperaturi izduvnih gasova uglavnom od 150 do 400°C, oslobađa amonijak kroz uzastopne reakcije termolize i hidrolize. Druga jedinjenja prekursora amonijaka mogu se koristiti pod sličnim uslovima. Ubrizgivač se obično koristi za uvođenje vodenog rastvora uree u cev koja prenosi izduvne gasove do SCR katalizatora, uzhodno od njega. Mešalica ili mikser, instaliran između ovog ubrizgivača i SCR katalizatora, može se koristiti za poboljšanje isparavanja vodenog rastvora uree u spreju u protoku izduvnih gasova. Primer miksera je opisan u dokumentu SAE 2015-01-1020 („Advanced Close Coupled SCR Compact Mixer Architecture “, Michelin J. et al.).

[0005] Dva klasična, ali neograničavajuća, primera konfiguracije SCR linije za naknadni tretman opisana su u nastavku. Prva, koja se zove „ underfloor” ili „podpodna” konfiguracija, sastoji se od postavljanja SCR uređaja za naknadni tretman nizhodno od motora, ispod poda vozila (obično više od 50 cm do 1 m od izlaza za sagorevanje komora). Prednost je mogućnost ugradnje uređaja za naknadni tretman u deo gde je dostupno mnogo prostora i na taj način ga postaviti u geometrijske uslove koji su povoljniji za isparavanje vodenog rastvora uree. Druga takozvana „close-coupled” (“blisko spojena”) konfiguracija se sastoji od postavljanja SCR uređaja za naknadnu obradu u neposrednu blizinu motora (obično manje od 50 cm od izlaza iz komore za sagorevanje). U poređenju sa takozvanom „underfloor“ konfiguracijom, ova konfiguracija ima dodatnu prednost jer ima koristi od viših temperatura u SCR katalizatoru, čime poboljšava njegovo punjenje i efikasnost. Sa druge strane, njen nedostatak je što je raspoloživi prostor manji nego u konfiguraciji „underfloor-a“, što podrazumeva da je ubrizgivač vodenog rastvora uree postavljen bliže mikseru i SCR katalizatoru. Ova konfiguracija može dovesti do manje efikasnog isparavanja vodenog rastvora uree. Dokumenti SAE 2014-01-1522 (« Control of a Combined SCR on Filter and Under-Floor SCR System for Low Emission Passenger Cars", Balland J. et al.) i SAE 2015-01-0994 ("Next Génération Allin One Close-Coupled Urea-SCR System", Kojima H. et al.) ili čak WO2014060987A1 opisuju ove dve vrste konfiguracije.

[0006] U određenim konfiguracijama ugradnje SCR uređaja i ubrizgavanja prekursora amonijaka, posebno u slučaju ubrizgavanja uree, proizvođači su primetili pojavu naslaga u izduvnim cevima koje se nalaze između ubrizgivača i SCR uređaja. Ove naslage mogu biti dovoljno značajne da dovedu do delimičnog ili čak potpunog začepljenja izduvnog kanala povezanog sa protivpritiskom u izduvnim gasovima i na taj način stvaraju gubitke u snazi motora. Pri konstantnoj konfiguraciji ubrizgavanja, količina formiranih naslaga je veća na niskim nego na visokim temperaturama. Ove naslage su, prema analizama koje su sprovedene u tehničkoj publikaciji SAE 2016-01-2327, promenljive prirode u zavisnosti od temperature na kojoj su nastale. Tako se na temperaturama ispod 250-300°C sastoje uglavnom od kristalizovane uree, a uglavnom se sastoje od cijanurske kiseline iznad 300°C. Cijanurna kiselina može da sublimiše i ponovo proizvodi gasoviti amonijak. Međutim, ova reakcija se može desiti samo na veoma visokim temperaturama, iznad 450°C. Takva temperatura se retko postiže na ovoj lokaciji u izduvnim cevima.

[0007] Posebno je primećeno da su ove naslage prisutne u cevima sa krivinama zbog nedostatka prostora u vozilu, i kada je razdaljina koja razdvaja ubrizgavanje uree i prvu krivinu prekratka, kao što je prethodno opisano u „ close-coupled “ konfiguracijama. Formulisana hipoteza je da u ovoj vrsti konfiguracije deo kapi uree nema vremena da ispari i potpuno se raspadne u. Kapi uree se talože na zidu cevi koji je na preniskoj temperaturi da bi omogućio potpunu razgradnju u gasovoti amonijak, i samo se delimično razgrađuju, formirajući naslage cijanurinske kiseline zalepljene za zid. Štaviše, takođe je primećeno da bi se u zavisnosti od konfiguracije SCR linije i temperature, urea verovatno kristalizovala u liniji, što bi rezultiralo opstrukcijom linije (videti dokument SAE 2017-26-0132 (« A Study on the Factors Affecting the Formation of Urea Crystals and Its Mitigation for SCR After-Treatment Systems », Jain A. et al.).

[0008] Prijava WO2008/125745 opisuje vodeni rastvor koji sadrži jedinjenje koje je sposobno da oslobodi gasoviti amonijak na temperaturi iznad 200°C i najmanje jedan polifunkcionalni aditiv čiji HLB varira od 7 do 17 da ograniči formiranje naslaga na bazi cijanurske kiseline u naknadnom tretmanu izduvnih gasova, posebno SCR tipa. Polifunkcionalni aditivi koji se koriste su naročito polialkoksilovani etri masnog alkohola i polialkoksilovani estri masnog alkohola.

[0009] Prijava EP2337625 opisuje mešavinu surfaktanata koji omogućavaju smanjenje prečnika kapljica vodenog rastvora uree, i na taj način podstiču njegovo isparavanje i transformaciju uree u gasoviti amonijak u SCR sistemu. Predloženo rešenje se sastoji od mešavine polialkoksilovanih masnih alkohola, sa kontrolisanim stepenom alkoksilacije.

[0010] Prijava EP2488283 opisuje aditive za rastvore uree, posebnog tipa polialkoksilovanih masnih alkohola. Ovi aditivi takođe imaju za cilj da promovišu smanjenje formiranja naslaga koje su rezultat razgradnje uree u SCR sistemima.

[0011] US Patent 5,453,257 poučava smanjenje sadržaja oksida azota u efluentima sagorevanja ugljovodoničnog goriva uvođenjem u navedene efluente emulzije koja redukuje okside azota i ugljovodonično jedinjenje koje ima tačku ključanja nižu od redukcionog sredstva oksida azota.

[0012] Prijava FR3108526A1 podučava kako sprečiti stvaranje naslaga i/ili smanjiti naslage u cevi koja prenosi izduvne gasove koji napuštaju motor do uređaja za selektivnu katalitičku redukciju oksida azota, uvođenjem vodene kompozicije koja sadrži agens za redukciju oksida azota i /ili prekursor takvog agensa i surfaktant.

[0013] Pored toga, konstatovano je da vodeni rastvori prekursora amonijaka koji sadrže surfaktante imaju tendenciju da pene. Ovo pojavljivanje pene posebno se javlja tokom transporta i tokom rukovanja rastvorom, na primer tokom njegovog istovara u rezervoare za skladištenje, zatim kada se kompozicija unosi iz rezervoara za skladištenje u rezervoar vozila, što otežava operaciju punjenja rezervoara i može izazvati njegovo prelivanje. Uobičajena upotreba pištolja pri distribuciji kompozicije takođe pospešuje stvaranje pene. Pored toga, penjenje kompozicije koje se javlja tokom njenog ubrizgavanja u sistem za tretman izduvnih gasova vozila može dovesti do uvođenja manje ili više značajne količine vazduha u navedeni sistem. Ova pojava remeti kontrolu količine ubrizganog rastvora i utiče na efikasnost sistema za tretman.

[0014] Jedno rešenje za ovaj problem je dodavanje jednog ili više sredstava protiv stvaranja pene u vodeni rastvor. Ali efikasnost takvih aditiva često se smanjuje tokom vremena skladištenja kompozicije pre njene upotrebe, još brže se smanjuje kada se kompozicija čuva na relativno visokim temperaturama, iznad 30°C ili čak 35 ili 40°C. U takvim uslovima skladištenja, kompozicija se uglavnom ne može čuvati duže od nekoliko meseci (u proseku 5 meseci), što je veoma restriktivno.

[0015] Stoga ostaje potreba da se formulišu kompozicije za tretman izduvnih gasova u obliku vodenih rastvora na bazi agensa za redukciju NOx, na primer amonijaka, ili prekursora takvog redukcionog sredstva, kao što je urea koja pokazje optimizovane osobine. Očekuje se da će ova kompozicija moći da izbegne ili smanji, prilikom korišćenja, stvaranje naslaga na SCR liniji, uz što je moguće veće smanjenje i izbegavanje pojave stvaranja pene. Takođe se očekuje da ova kompozicija bude stabilna tokom vremena, odnosno da zadržava ista svojstva tokom dugog perioda skladištenja, uključujući I na visokim temperaturama.

[0016] Podnosilac prijave je otkrio da su ovi ciljevi postignuti dodavanjem u vodenu kompoziciju najmanje jednog aditiva izabranog između određenih estara polioksietileniranih masnih kiselina i sorbitana kako je dole definisano.

[0017] Predmet ovog pronalaska je stoga vodena kompozicija koja sadrži:

(1) najmanje jedan agens za redukciju NOx oksida azota i/ili najmanje jedan prekursor takvog agensa, i

(2) najmanje jedan aditiv izabran između mono-estara masnih kiselina koji sadrže 12 do 22 atoma ugljenika i polioksietileniranog sorbitana, u ukupnom sadržaju od 10 do 1500 ppm po masi u odnosu na ukupnu masu kompozicije.

[0018] Ova kompozicija ne sadrži parafine formule CnH2n 2sa n celim brojem u rasponu od 2 do 50, ili ako su takvi parafini prisutni u kompoziciji, njihov sadržaj je manji od 80 ppm po masi u odnosu na ukupnu masu kompozicije.

[0019] Ovaj pronalazak se takođe odnosi na upotrebu takve kompozicije za tretman izduvnih gasova na izlazu iz ugrađenih ili stacionarnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem, tačnije za tretman izduvnih u uređaju za selektivnu katalitičku redukciju oksida azota.

[0020] Motor se posebno može izabrati između dizel motora, motora sa paljenjem svećicom (uključujući benzinske motore i CNG ili motore za vozila na prirodni gas) i motora sa mešanim karburatorom, posebno dizel-gas. Poželjno je da je motor dizel motor.

[0021] Ovaj pronalazak se primenjuje na bilo koji tip motora koji je podložan emtovanju oksida azota, uključujući motore u vozilu i stacionarne motore. Pronalazak se, između ostalog, primenjuje i na brodske motore, motore za teška teretna vozila, transportna vozila, građevinske mašine ili poljoprivredne mašine kao što su na primer traktori, kao i na motore za laka i pomoćna vozila, kao i na motore koji se koriste u stacionarnoj industrijskoj primeni.

[0022] Pod uređajem za selektivnu katalitičku redukciju oksida azota podrazumevamo uređaj sam po sebi poznat pod nazivom SCR uređaj za „Sélective Catalytic Réduction” na engleskom (Selektivnu katalitičku redukciju). Takav uređaj uključuje katalizator selektivne katalitičke redukcije (koji se naziva i SCR katalizator).

[0023] Pronalazak se takođe odnosi na postupak za tretman izduvnih gasova iz motora sa unutrašnjim sagorevanjem, poželjno dizel motora, opremljenih uređajem za selektivnu katalitičku redukciju oksida azota, pri čemu ovaj postupak karakteriše time što obuhvata najmanje jedan korak uvođenja kompozicije kao što je gore definisano u cev koja vodi izduvne gasove od izlaza motora do navedenog uređaja za selektivnu katalitičku redukciju.

[0024] U daljem tekstu takođe označavamo SCR izduvnom linijom ili SCR linijom, na poznat sam po sebi način, cev koja vodi izduvne gasove od izlaza motora do uređaja za selektivnu katalitičku redukciju (SCR uređaj).

[0025] Kompozicija prema pronalasku ima brojne prednosti: može se koristiti na isti način i u istoj opremi kao i rešenja iz prethodnog stanja tehnike. Barem je jednako efikasan, ili čak efikasniji, od rešenja iz prethodnih stanja tehnike, posebno rešenja na bazi uree u smanjenju ili sprečavanju formiranja naslaga u SCR sistemima, posebno u takozvanim „ close-coupled” konfiguracijama. Ne izaziva stvaranje pene ili vrlo malo pene tokom rukovanja, upotrebe, prenosa i/ili transporta, na primer tokom operacija prenosa ili punjenja kontejnera kao što su limenke, rezervoari za vozila, rezervoari za skladištenje ili transportni rezervoari. Posebno, pomaže u sprečavanju prelivanja prilikom punjenja rezervoara za skladištenje vozila.

Takođe omogućava brže punjenje rezervoara za skladištenje i rezervoara vozila, a u poslednjem slučaju ograničavanjem trzaja pištolja za punjenje.

[0026] Ova kompozicija takođe omogućava preciznu kontrolu količine ubrizgane kompozicije, a posebno omogućava izbegavanje grešaka koje su povezane sa oštećenjem senzora prouzrokovanih penom.

[0027] Kompozicija prema pronalasku je stabilna pri skladištenju. Takođe ima performanse protiv stvaranja pene koje se održavaju tokom vremena, posebno tokom perioda do jedne godine, u širokom rasponu temperatura skladištenja, koje idu od 5°C do 40°C.

[0028] Ostali objekti, karakteristike, aspekti i prednosti pronalaska će se još jasnije pokazati čitanjem opisa i primera koji slede.

[0029] U daljem tekstu, i ako nije drugačije naznačeno, granice opega vrednosti su uključene u ovaj opseg, posebno u izrazima „između“ i „u rasponu od ... do ...“.

[0030] Štaviše, izrazi „najmanje jedan” i „najmanje” korišćeni u ovom opisu su, ekvivalentni izrazima „jedan ili više” i „veći ili jednaki”.

[0031] Konačno, na način poznat sam po sebi, terminom CNoznačavamo jedinjenje ili grupu jedinjenja koja sadrže N atoma ugljenika u svojoj hemijskoj strukturi.

DETALJAN OPIS

Redukcioni agens i/ili prekursor takvog agensa

[0032] Kompozicija korišćena u pronalasku sadrži najmanje jedno sredstvo za redukciju oksida azota i/ili najmanje jedan prekursor redukcionog agensa oksida azota (1).

[0033] Pod „sredstvom za redukciju oksida azota“ podrazumeva se jedinjenje koje je sposobno da redukuje barem delimično, ako ne i potpuno, okside azota (koji se takođe nazivaju NOx da bi se označile kompozicije NO i NO2) u azot, pod konvencionalnim uslovima rada SCR linije, odnosno u prisustvu SCR katalizatora i na temperaturi u rasponu od 150 do 400°C. Od sredstava za redukciju NOx posebno izdvajamo amonijak (NH3).

[0034] Pod „prekursorom agensa za redukciju NOx” podrazumevamo jedinjenje koje je sposobno da oslobodi agens za redukciju NOx pod dejstvom temperature i/ili katalitičkom reakcijom.

[0035] Među prekursore amonijaka možemo navesti ureu koja uzastopnim reakcijama termolize i hidrolize proizvodi amonijak po poznatom postupku. SCR izduvni vod može da sadrži, uzhodno od SCR katalitičkog sistema, katalizator čija je funkcija da transformiše prekursor agensa za redukciju NOx u agens za redukciju NOx, posebno gasovitog amonijak.

[0036] Poželjno, redukcioni agens ili prekursor redukcionog agensa se bira sa liste koja se sastoji od uree, amonijaka, formamida, amonijum soli, posebno amonijum formijata, karbamata amonijuma i soli gvanidina, posebno gvanidinijum formijata; i poželjno na listi koja se sastoji od uree i amonijaka.

[0037] U skladu sa poželjnom realizacijom, koristi se urea, koja je prekursor redukcionog sredstva. Zaista, urea ima prednost što je stabilna, neisparljiva, neeksplozivna i nezapaljiva. Može se transportovati bez rizika, skladištiti i rukovati od strane operatera bez posebne obuke.

[0038] U ovoj realizaciji, kompozicija ima sadržaj uree u rasponu, poželjno, od 25% do 42% po masi, poželjnije od 30% do 40% po masi, još poželjnije od 31 do 35% po masi i još bolje od 32% do 33% po masi, u odnosu na ukupnu masu kompozicije. Posebno poželjno, kompozicija sadrži ureu u sadržaju od 32,56 0,7% mase, u skladu sa specifikacijama standarda ISO 22241-1.

[0039] Prema posebno poželjnoj varijanti ovog izvođenja, vodeni rastvor prema pronalasku priprema se od proizvoda koji se prodaje pod registrovanim zaštitnim znakom AdBlue®, koji je vodeni rastvor uree sa 32,5 ± 0,7% mase. Termin AdBlue® se koristi u ovom opisu da indiferentno označi komercijalne proizvode dobro poznate pod sledećim nazivima: AdBlue®, DEF, AUS32, ARLA32. Pod ovim imenom podrazumevamo sve proizvode na bazi uree u vodenom rastvoru uključujući i proizvod koji se prodaje pod imenom AUS40 koji odgovara vodenom rastvoru uree sa približno 40% mase i u suštini je namenjen brodskim motorima.

[0040] Međutim, u okviru ovog pronalaska takođe spada korišćenje vodenih kompozicija koje sadrže ureu sa koncentracijom većom od 32,5%, koja se zatim može razblažiti neposredno pre upotrebe. Ova varijanta omogućava uštede tokom transporta ovakvih kompozicija na bazi uree.

Monoestri masnih kiselina i polioksietileniranog sorbitana

[0041] Kompozicija prema pronalasku sadrži najmanje jedan aditiv (2) izabran među mono-estrima masnih kiselina koji sadrže od 12 do 22 atoma ugljenika i polioksietileniranog sorbitana.

[0042] Ovi estri se poželjno biraju između onih koji imaju HLB u rasponu od 12 do 17, a poželjnije od 12,5 do 16,5. Sa HLB, mi označavamo na način poznat sam po sebi hidrofilno/lipofilni balans navedenog jedinjenja, određen prema metodi koju je definisao Griffin.

[0043] Poželjno, masne kiseline navedenih mono-estara (2) su linearne, zasićene ili mono-nezasićene mono-kiseline. Kao što je ranije navedeno, ove masne kiseline sadrže 12 do 22 atoma ugljenika. Još poželjnije, oni sadrže od 12 do 20 atoma ugljenika, a još poželjnije od 12 do 18 atoma ugljenika. Poželjne su laurinska, miristinska, palmitinska i oleinska kiselina. Laurinska kiselina i oleinska kiselina su posebno poželjne.

[0044] Navedeni mono-estri (2) poželjno sadrže prosečan broj oksietilenskih jedinica (zvanih OE jedinice, formule -CH2-CH2-O-) uključenih u opseg koji ide od 10 do 30, a poželjno od 15 do 25, i još poželjnije 20.

[0045] Naročito poželjni mono-estri (2) se biraju među polioksietileniranog sorbitan mono-laurata sa 20 EO, polioksietileniranog sorbitan mono-oleata sa 20 EO i njihovih smeša. Polioksietilenovani sorbitan mono-laurat sa 20 EO je posebno poželjan.

Ova jedinjenja su obično dostupna komercijalno.

[0046] Monoestar ili monoestri (2) su prisutni u ukupnom sadržaju od 10 do 1500 ppm po masi, poželjno 50 do 1000 ppm po masi i još bolje od 200 do 800 ppm po masi, u odnosu na ukupnu masu kompozicije. Aditivi protiv stvaranja pene

[0047] U skladu sa poželjnom realizacijom, kompozicija prema pronalasku dalje sadrži jedan ili više aditiva protiv stvaranja pene, a poželjno je da su oni odabrani od kalemljenih polidimetilsiloksanskih polimera.

[0048] Poželjno je da se aditiv ili da se aditivi protiv stvaranja pene biraju između kopolimera koji sadrže polidimetilsiloksanski niz sa prosečnim brojem dimetilsiloksanskih jedinica u opsegu od 150 do 300, kalemljenih polioksialkilenskim lancima.

[0049] Ovi kopolimeri su stoga kalemljeni polimeri, sa polidimetilsiloksanskim nizom polioksialkilenskim bočnim lancima (ili kalemovima) kalemljenim na niz.

[0050] Niz ovih polimera sastoji se od polidimetilsiloksanskog lanca (koji se takođe obično naziva PDMS), odnosno lanca formule -[Si(CH3)2-O]n-, sa n brojem uključenim u opseg koji ide od 150 do 300.

[0051] Poželjno, niz polidimetilsiloksana sadrži prosečan broj jedinica dimetilsiloksana u opsegu od 180 do 250. Ovo odgovara vrednosti broja n u opsegu od 180 do 250.

[0052] Poželjno je da polioksialkilenski lanci odgovaraju formuli -(RO)m-gde R označava jednu ili više alkilen grupa u C1 do C4, razgranatih ili linearnih, poželjno u C2 ili C3, i sa m brojem uključenim u opseg koji ide od 10 do 55.

[0053] Poželjno je da prosečan broj m oksialkilenskih jedinica bude uključen u opseg koji ide od 20 do 50, još poželjnije od 30 do 50.

[0054] Takođe je poželjno da R označava jednu ili više C2 i/ili C3 alkilenskih grupa, a poželjnije je da se polioksialkilenski lanci biraju između polioksietilena (EO) formule -(CH2-CH2-O)m-, polioksipropilena (PO) formule -(CH2-CH(CH2)-O)m-, i lanci formirani od oksietilenskih jedinica i oksipropilenskih jedinica (EO/PO).

[0055] U skladu sa posebno poželjnom realizacijom, polioksialkilenski lanci su formirani od oksietilenskih jedinica (EO) i oksipropilenskih jedinica (PO). Poželjno je da odnos prosečnog broja EO jedinica prema prosečnom broju PO jedinica bude uključen u opseg koji ide od 0,2 do 2, poželjno od 0,3 do 1,3. Poželjno je da su ovi lanci formirani od polioksietilenskih blokova i polioksipropilenskih blokova.

[0056] Poželjno je da stopa kalemljenja kopolimera (to znači prosečni udeo u broju jedinica dimetilsiloksana koje nose polioksialkilenski bočni lanac) bude uključena u opseg koji ide od 0,5% do 5%, poželjno od 1% do 2%.

[0057] Osim ako nije izričito drugačije navedeno, svi srednje vrednosti pomenute u ovom opisu su brojčane srednje vrednosti.

[0058] U skladu sa poželjnom realizacijom, kopolimeri koji čine aditiv protiv stvaranja pene su umreženi. Takvo umrežavanje im daje trodimenzionalnu strukturu.

[0059] Aditivi protiv stvaranja pene mogu kao poboljšivači biti prisutni u ukupnom sadržaju u rasponu od 1 do 200 ppm po masi, poželjno od 2 do 100 ppm po masi, poželjnije od 3 do 50 ppm po masi, bolje od 5 do 25 ppm po masi po masi i još bolje od 10 do 15 ppm po masi, u odnosu na ukupnu masu kompozicije.

[0060] Gore opisani kopolimeri su poznati sami po sebi i komercijalno dostupni.

[0061] U komercijalnim proizvodima, ovi kopolimeri mogu posebno biti predstavljeni u razblaženom obliku, u smeši koja ih sadrži.

[0062] U ovom slučaju, sadržaj kopolimera u takvim smešama je generalno u opsegu od 10 do 80 težinskih %, poželjno od 20 do 60 težinskih %, poželjnije od 30 do 50 težinskih % i još bolje 35 do 45% mase.

[0063] Prema tome, prema jednom aspektu, aditivi protiv pene se koriste u smeši sa neorganskim oksidom, kao što je na primer čvrsti hidrofobni silicijum dioksid.

[0064] U skladu sa drugom realizacijom, aditivi protiv pene se koriste u smeši sa jednim ili više emulgatora, koji se naročito mogu birati među polioksialkilenskih polimera kao što je gore opisano, a još poželjnije među kopolimerima. Ovi polimeri generalno potiču iz sinteze kopolimera i odgovaraju proporciji polioksialkilenskih lanaca koji nisu kalemljeni na niz polidimetilsiloksana.

[0065] U skladu sa posebno poželjnom realizacijom, aditivi protiv pene se koriste u smeši sa neorganskim oksidom i emulgujućim agensom, kao što je posebno sa hidrofobnim silicijum dioksidom i jednim ili više polioksialkilen polimera kao što je gore opisano.

[0066] Komercijalni proizvodi koji sadrže aditiv ili aditive protiv stvaranja pene mogu biti u obliku čvrstog proizvoda, posebno anhidrovanog (tj. bez vode), ili u obliku rastvora u rastvaraču koji može biti voda ili organski rastvarač.

Dodatni surfaktanti

[0067] Kompozicija prema pronalasku može dalje da sadrži jedan ili više dodatnih surfaktanata, koji se razlikuju od mono-estara masnih kiselina koji sadrže od 12 do 22 atoma ugljenika i polioksietileniranog sorbitana opisanog gore. Ovi surfaktanti mogu posebno biti izabrani između jonskih, nejonskih ili amfoternih surfaktanata, rastvorljivih u vodi.

[0068] Jonski surfaktanti se mogu birati među katjonskim surfaktanatima i anjonskim surfaktanaima, a poželjno je među katjonskim surfaktanatima. Potonji generalno sadrže katjonsku ili jonizujuću azotnu grupu u katjonskom obliku. Oni se naročito mogu birati među alkilaminima i linearnim alkilamonijumima, linearnih diamina, aromatičnih ili zasićenih heterocikla koji sadrže jedan ili više atoma azota, cikličnih jedinjenja imidazolnog tipa, eteramina i eteramida, oksiamina i etoksiamina, uzetih samostalno ili u smeši.

[0069] Amfoterni surfaktanti se naročito mogu birati među aminokiselinama i njihovih imidnih ili amidnih derivata, uzetih samostalno ili kao smeša.

[0070] Nejonski surfaktanti se poželjno biraju među sledećim jedinjenjima:

a) etrima hidrokarbila I mono ili polialkilen glikola,

b) etrima hidrokarbila i etra poliola,

c) estrima masnih kiselina i mono ili polialkilen glikola,

g) estrima masnih kiselina i mono ili poliglicerola,

e) i smeše ovih jedinjenja.

[0071] Pod "hidrokarbilom" se podrazumeva grupa izabrana među jednog alkila, alkenila, alkinila, arila, aril-alkila ili "aralkila"; a poželjno je da je hidrokarbil C1-C50. grupa.

[0072] Pod " Ci-Cjalkil" se podrazumeva zasićeni, linearni, razgranati ili ciklični ugljovodonični lanac, koji sadrži od i do j atoma ugljenika.

[0073] Pod " Cx-Cyalkenil" se podrazumeva linearni, razgranati ili ciklični ugljovodonični lanac koji sadrži najmanje jednu dvostruku vezu ugljenik-ugljenik, i koji sadrži od x do y atoma ugljenika.

[0074] Pod "Cx-Cyalkinil" se podrazumeva linearni, razgranati ili ciklični ugljovodonični lanac koji sadrži najmanje jednu trostruku vezu ugljenik-ugljenik, i koji sadrži od x do y atoma ugljenika.

[0075] Pod podrazumevamo funkcionalnu grupu koja potiče od aromatičnog ugljovodoničnog jedinjenja koje sadrži od x do y atoma ugljenika. Ova funkcionalna grupa može biti monociklična ili policiklična. Kao ilustracija, C6-C18aril može biti fenil, naftalen, antracen, fenantren i tetracen.

[0076] Pod "Cx-Cyaralkil" se podrazumeva aromatično ugljovodonično jedinjenje, poželjno monociklično, supstituisano sa najmanje jednim linearnim ili razgranatim alkil lancem i čiji se ukupan broj atoma ugljenika aromatičnog prstena i njegovih supstituenata kreće od x do y atoma ugljenika. Kao ilustracija, C7-C18aralkil se može izabrati iz grupe koju čine benzil, tolil i ksilil.

[0077] Za potrebe ovog pronalaska, poliol označava oksigenovano ugljovodonično jedinjenje koje sadrži najmanje dve alkoholne funkcije. Polioli mogu opciono da sadrže jednu ili više drugih oksigeniranih funkcija, kao što je na primer acetalna funkcija, etarski most, estarska grupa.

[0078] Pod masnom kiselinom, na poznat način označavamo karboksilnu kiselinu koja sadrži linearni ili razgranati C4-C30, poželjno C8-C30, alkil ili alkenil lanac.

a) Etri hidrokarbila i mono ili polialkilen glikola

[0079] Etri hidrokarbila i mono ili polialkilen glikola mogu biti mono etri ili dieteri, u zavisnosti od toga da li je lanac polialkilen glikola supstituisan na jednom ili oba kraja hidrokarbil grupom.

[0080] Poželjno je da se hidrokarbil i mono ili polialkilen glikol etri biraju među onima koji sadrže C1-C50hidrokarbil grupu i od 1 do 60 alkilen glikol jedinica.

[0081] Etri hidrokarbila i mono ili polialkilen glikola se poželjnije biraju između sledećih jedinjenja:

• mono- ili poli-alkoksilovani hidrokarbil monoetri formule (I): R-(Y)n-OH;

• mono- ili poli-alkoksilovani hidrokarbil dietri formule (II): R-(Y)m-OR’;

• mono- ili poli-alkoksilovani hidrokarbil di-etri formule (III): HO-(Y)n-R"-(Y’)m-OH;

• i smeše ovih jedinjenja.

[0082] U formulama (I) do (III) iznad R i R' nezavisno predstavljaju C3-C40 alkil ili alkenil ili alkinil ili aril ili aralkil grupe; R" predstavlja alkan diil ili alken diil ili alkin diil grupu ili aril di-radikal ili C3-C40. aralkil diradikal.

[0083] Da bismo olakšali opis, u nastavku ćemo koristiti istu oznaku alkil ili alkenil ili alkinil ili aril ili aralkil radikal za mono radikal (R, R') i za di-radikal (R").

[0084] U formulama (I) do (III) iznad Y i Y' su grupe koje se biraju nezavisno jedna od druge iz sledećih grupa: -(O-CH2-CH2)-, -(O-CH(CH3)-CH2)-et -(O-CH2-CH2-CH2)-.

[0085] U istom jedinjenju formule (I), (II) ili (III), grupe I, odnosno I', mogu sve biti identične ili različite. Na primer, -(I)n- može predstavljati kopolimer sa jedinicama etilen oksida i propilen oksida, kao što je na primer blok kopolimer.

[0086] Poželjno je, u formulama (I) do (III), grupe I, odnosno I', da su sve identične.

[0087] Još je poželjnije, u formulama (I) do (III), grupe I, odnosno I', da su sve etilen oksid formule -(O-CH2-CH2)-.

[0088] U formulama (I) do (III) iznad n, m predstavlja stepen alkoksilacije molekula i nezavisno označava ceo broj u rasponu od 1 do 60, poželjno od 1 do 30, još bolje od 1 do 20. Poželjnije, n i m variraju od 3 do 15, još bolje od 5 do 12.

[0089] Poželjno je da u formuli (III) grupe Y i Y' predstavljaju -(O-CH2-CH2)-i n=m.

[0090] U skladu sa prvom realizacijom, u formulama (I), (II) i (III), poželjno je da se R, R' i R" biraju među alkil i alkenil grupa, linearnih ili račvastih, poželjno linearnih.

[0091] Još bolje, R, R' i R" se biraju između C5-C32 alkil grupa, poželjnije C8-C30.

[0092] Jedinjenja formule (I) naročito se mogu izabrati među linearnim ili razgranatim polialkoksilovanih masnih alkohola koji sadrže od 4 do 30 atoma ugljenika, poželjno 8 do 30 atoma ugljenika, još bolje od 10 do 24 atoma ugljenika; i od 5 do 12 jedinica etilen oksida i/ili propilen oksida, poželjno etilen oksida.

[0093] Među komercijalno dostupnim jedinjenjima formule (I) možemo navesti proizvode iz asortimana Marlipal® i one iz asortimana Surfaline®.

[0094] Prema drugoj realizaciji, u formulama (I), (II) i (III), R, R' i R" se biraju između C4-C50alkinila.

[0095] Povoljno, ova realizacija se odnosi na formulu (III), u kojoj je R" C4-C50alkinil.

[0096] Na primer, prema ovoj realizaciji, jedinjenje formule (III) može biti predstavljeno formulom (IV) ispod:

u kojoj R1, R2, R3, R4 predstavljaju nezavisno jedan od drugog H ili C1-C20alkil grupu i x i y predstavljaju nezavisno jedan od drugog ceo broj u rasponu od 1 do 60, poželjno od 1 do 30.

[0097] Primer komercijalnog proizvoda koji ispunjava ovu formulu je Surfinol 104® koji prodaje kompanija Air Products.

[0098] Prema trećem aspektu, u formulama (I), (II) i (III), R, R' i R" se biraju između aralkil grupa koje sadrže od 9 do 30 atoma ugljenika.

[0099] Poželjno, ova realizacija se odnosi na formulu (I), u kojoj R predstavlja grupu izabranu od aralkila koji sadrže od 9 do 30 atoma ugljenika.

[0100] Poželjnije, R se bira između paraalkilfenila koji sadrže C1-C24alkil grupu, poželjnije C3-C20alkil grupu, i još bolje C5-C18alkil grupu.

[0101] Prema ovoj realizaciji, jedinjenje formule (I) može biti predstavljeno formulom (V) ispod:

u kojoj R5 predstavlja C1-C24alkil grupu, poželjno C3-C20, još bolje C5-C18, i x predstavlja ceo broj u rasponu od 1 do 50, poželjno od 1 do 30.

[0102] Primer takvog jedinjenja je proizvod Dinol 800® koji prodaje kompanija Air Products, a koji odgovara sledećoj formuli:

[0103] Jedinjenja formule (I) mogu poželjno biti smeše dobijene reakcijom R-OH alkohola sa n jedinica etilen oksida i/ili propilen oksida. n predstavlja broj molova alkilen oksida koji je bio u reakciji sa jednim molom alkohola R-OH.

[0104] Jedinjenja formule (II) mogu poželjno biti smeše dobijene reakcijom jedinjenja alkohola R-OH sa m jedinicama etilen oksida i/ili propilen oksida nakon čega sledi reakcija eterifikacije sa jedinjenjem alkohola. m predstavlja broj molova alkilen oksida koji bio u reakciji jednim molom alkohola R-OH.

[0105] Jedinjenja formule (III) mogu se poželjno dobiti reakcijom HO-R"-OH diola sa (n+m) jedinicama etilen oksida i/ili propilen oksida. Poželjno u formuli (III): n=m. (m+n) predstavlja broj molova alkilen oksida koji su bili u reakciji sa jednim molom HO-R"-OH diola.

[0106] Jedinjenja formule (I), (II) i (III) su generalno u obliku smeša jedinjenja koja imaju različite stepene alkoksilacije.

b) Etri hidrokarbila i poliola

[0107] Etri hidrokarbila i poliola poželjno se biraju između etara izvedenih iz alkohola koji sadrži C1-C50alkil ili alkenil grupu, poželjno C3-C40, poželjnije C5-C32, još bolje C8-C30, i poliol.

[0108] Polioli koji se ovde pominju se razlikuju od mono i polialkilen glikola.

[0109] Poželjno, prema prvoj varijanti, poliol se bira među jedinjenjima koja pripadaju porodici ugljenih hidrata i njihovih oligomera. Poliol se naročito bira između cikličnih ugljenih hidrata, kao što su na primer oligomeri glukopiranoze. Pronalazak se posebno odnosi na etre hidrokarbila i ciklične poliglukozidne etre.

[0110] Među etrima hidrokarbila i cikličnih poliglukozidni etara, mogu se pomenuti alkil poliglukozidi kao što je proizvod koji se prodaje pod imenom Triton CG650® od strane kompanije Dow Chemical.

[0111] Poželjno, prema drugoj varijanti, poliol je glicerol ili oligomer glicerola, na primer oligomer koji sadrži 2 do 30 glicerolnih jedinica, poželjno 3 do 20 glicerolnih jedinica.

c) Estri masnih kiselina i mono ili polialkilen glikola

[0112] Estri masnih kiselina i mono ili polialkilen glikola su molekuli koji nastaju kondenzacijom najmanje jedne masne kiseline sa 1 do 60 jedinica alkilen glikola, poželjno 1 do 50 jedinica alkilen glikola. Poželjno je da dolaze iz reakcije masne kiseline sa 1 do 50 jedinica etilen glikola.

[0113] Masne kiseline su generalno molekuli koji sadrže alkil ili alkenil lanac, koji nose funkciju karboksilne kiseline na svom kraju, i koji sadrže 4 do 30 atoma ugljenika, poželjno 8 do 30 atoma ugljenika, poželjnije 8 do 24 atoma ugljenika.

[0114] Grupa masnih kiselina može biti jedan molekul ili smeša koja odgovara distribuciji masnih kiselina životinjskog ili biljnog ulja.

[0115] Među masnim kiselinama, mogu se pomenuti, na neograničavajući način, zasićene masne kiseline kao što su n-kapronska kiselina, kaprilna kiselina, n-kaprinska kiselina, laurinska kiselina, miristinska kiselina, palmitinska kiselina, stearinska kiselina, izostearinska kiselina kiselina, arahidna kiselina ili nezasićena masna kiselina kao što je palmitoleinska kiselina, oleinska kiselina, linolna kiselina, linolenska kiselina, arahidonska kiselina ili dokozaheksaenska kiselina.

[0116] Estri masnih kiselina i mono ili polialkilen glikola poželjno je da sadrže od 3 do 50, još bolje od 5 do 40 alkilen oksidnih jedinica. Još bolje, estri masnih kiselina i mono ili polialkilen glikola treba da sadrže od 3 do 50, poželjno od 5 do 40 jedinica etilen oksida.

[0117] Kao primere estara masnih kiselina i polialkilen glikola možemo navesti proizvod DUB S PEG 30S (PEG-30 stearat) koji komercijalizuje kompanija Stearinerie Dubois.

d) Estri masnih kiselina i mono ili poliglicerola

[0118] Estri masnih kiselina i mono ili poliglicerola su molekuli koji nastaju kondenzacijom najmanje jedne masne kiseline sa 1 do 60 jedinica alkilen glikola, poželjno 1 do 50 jedinica glicerola.

[0119] Masne kiseline su identične onima opisanim u tački c) gore.

[0120] Estri masnih kiselina i mono ili poliglicerola poželjno sadrže od 3 do 50, još bolje od 5 do 40 jedinica glicerola.

[0121] Kao primere estara masnih kiselina i poliglicerola možemo navesti proizvod Polyaldo 10-1-0 KEG® (poliglicerol laurat) koji komercijalizuje kompanija LONZA.

[0122] U skladu sa poželjnom realizacijom, surfaktant ili surfakanti se biraju između nejonskih surfaktanata. Posebno je poželjno koristiti jedan ili više surfaktanata izabranih od etra hidrokarbila i mono ili polialkilen glikola, a poželjnije od mono ili polialkoksilovanih hidrokarbil monoetera formule (I):

R-(Y)n-OH, u kojima:

R predstavlja alkil, alkenil ili alkinil grupu sa C3-C40, poželjno C8-C30, još poželjnije C10-C24;

Y se bira između: -(O-CH2-CH2)-, -(O-CH(CH3)-CH2) i -(O-CH2-CH2-CH2)-; i poželjno je da Y označava -(O-CH2-CH2)-;

n je ceo broj u rasponu od 1 do 60, poželjno od 1 do 30, poželjnije od 1 do 20, bolje od 3 do 15, još bolje od 5 do 12.

[0123] Ukupan sadržaj dodatnih surfaktanata, kada su prisutni, može da se kreće od 5 do 10.000 ppm po masi, poželjno od 50 do 5.000 ppm po masi, poželjnije od 100 do 2.500 ppm po masi, i još bolje od 200 do 1000 ppm po masi, u odnosu na ukupnu masu kompozicije.

Ostali sastojci

[0124] Vodena kompozicija može opciono da sadrži jedno ili više drugih jedinjenja, osim agenasa za redukciju oksida azota i njihovih prekursora, monoestara masnih kiselina i sorbitana, aditiva protiv stvarajna pene i surfaktanata.

[0125] Kompozicija stoga može da sadrži, na neograničavajući način, jednu ili više organskih tečnosti koje se poželjno mešaju sa vodom, kao što su na primer alkoholi, polioli i/ili jedno ili više metalnih jedinjenja.

[0126] U skladu sa poželjnom realizacijom, kompozicija prema pronalasku ne sadrži nijedno jedinjenje ili jedinjenja metala.

[0127] Pod jedinjenjem metala podrazumevamo bilo koje jedinjenje, organsko ili neorgansko, koje sadrži jedan ili više metala. Ova jedinjenja mogu biti jonska ili nejonska. Posebno, kompozicija ne uključuje organometalna jedinjenja ili neorganska jedinjenja metala, bilo jonska ili nejonska.

[0128] Primeri jonskih jedinjenja isključenih prema ovoj realizaciji su posebno jedinjenja koja sadrže jedan metal ili više metala izabranih od sledećih metala: Fe, Cu, Ni, Co, Zn, Mn, Mg, Ti, V, Sr, Pt, Ce, Ca, Li, Na i Nb.

[0129] Pod „ne sadrži jedinjenja metala“ podrazumeva se da kompozicija ne sadrži takva namerno dodata jedinjenja. Dakle, ako su takva jedinjenja prisutna u kompoziciji, ona se smatraju nečistoćama i sadržaj svakog metalnog elementa koji obezbeđuje pomenuta jedinjenja metala je manji od 1 ppm po masi, posebno manji od 0,5 ppm po masi, u odnosu na ukupnu masa kompozicije.

[0130] Kompozicija prema pronalasku ne sadrži parafine. Pod parafinima označavamo alkane formule CnH2n+2, sa n celim brojem u rasponu od 2 do 50, poželjno od 6 do 40, poželjnije od 18 do 35. Pod „ne sadrži parafine” podrazumevamo da kompozicija ne sadrži namerno dodate parafine. Dakle, ako su takvi parafini prisutni u kompoziciji, oni se smatraju nečistoćama i njihov sadržaj je manji od 80 ppm po masi, poželjno manji od 50 ppm po masi, još bolje manji od 20 ppm po masi i još bolje manji od 10 ppm po masi, u odnosu na ukupnu masu kompozicije

[0131] U skladu sa poželjnom realizacijom, kompozicija prema pronalasku ne sadrži tečnu fazu ugljovodonika. Posebno, kompozicija ne sadrži ugljovodoničnu tečnu fazu nerastvorljivu u vodi, uključujući i dispergovani oblik (emulzija ulja u vodi).

[0132] Pod tečnom fazom označavamo fazu koja je u tečnom stanju na 25°C i atmosferskom pritisku (1,013.10<5>Pa).

[0133] Pod nerastvorljivom u vodi označavamo fazu čija je rastvorljivost u vodi na 25°C i atmosferskom pritisku (1,013.10<5>Pa) manja od 2% po težini, a poželjno je manja od 1% po težini, još poželjnije manja od 0,5% po težini.

[0134] Posebno, kompozicija prema pronalasku nije u obliku emulzije. Pod emulzijom, na sam po sebi poznat način označavamo kompoziciju koja se sastoji od najmanje dve tečne faze, pri čemu je jedna od faza dispergovana u obliku kapljica u drugoj fazi.

Kompozicija i načini njene realizacije

[0135] Kompozicija koja se koristi u ovom pronalasku je vodena kompozicija, što znači da je njena glavna komponenta voda. Sadržaj vode u kompoziciji je poželjno u opsegu od 50 do 90% po masi, poželjno od 60 do 80% po masi, a još bolje od 65 do 70% po masi, u odnosu na ukupnu masu.

[0136] Kompozicija se može pripremiti na uobičajen način mešanjem njenih sastojaka, poželjno na sobnoj temperaturi, tipično u temperaturnom opsegu koji se uglavnom kreće od 10 do 60°C.

[0137] U skladu sa poželjnom realizacijom, vodena kompozicija se priprema iz prethodno formulisanog vodenog rastvora uree, kao što je na primer komercijalna kompozicija poznata pod imenom AdBlue® koja sadrži 32,5 težinskih % uree.

[0138] Prvo izvođenje se sastoji od dodavanja monoestra ili monoestara masnih kiselina i polioksietileniranog sorbitana ili polioksietiliranih sorbitana (2) i opciono aditiva ili opcionih aditiva protiv stvaranja pene u ovaj vodeni prethodno formulisani rastvor uree, u količini potrebnoj da se postigne definisani gorenaveden sadržaj.

[0139] Druga realizacija se sastoji od dodavanja u ovaj prethodno formulisani vodeni rastvor uree koncentrovane vodene kompozicije aditiva uree. U skladu sa ovom realizacijom, koncentrovana vodena kompozicija aditiva uree sadrži monoestar ili monoestre masnih kiselina i polioksietileniranog sorbitana ili polioksietileniranih sorbitana i opciono aditiv ili opcione aditive protiv stvaranja pene u mnogo većem sadržaju nego konačne vodene kompozicije uvedene u SCR liniji, u vodenom rastvoru uree, poželjno u sadržaju od 32,5% težinski uree. Mešanje dve kompozicije u odgovarajućem odnosu da bi se dobio željeni konačni sadržaj vrši se neposredno pre ubrizgavanja u SCR liniju.

[0140] Isti načini realizacije se mogu primeniti iz prethodno formulisanog vodenog rastvora prekursora koji nije urea.

Upotreba

[0141] Vodena kompozicija prema pronalasku koristi se za tretman izduvnih gasova motora sa unutrašnjim sagorevanjem u uređaju za selektivnu katalitičku redukciju oksida azota ili SCR uređaja.

[0142] U tu svrhu se uvodi u SCR izduvni vod, nizhodno od motora i uzhodno od SCR uređaja. Ovo uvođenje se obično izvodi pumpanjem kompozicije iz jednog ili više rezervoara i ubrizgavanjem pomoću jednog ili više ubrizgivača, koji omogućavaju da se kompozicija rasprši u struju izduvnih gasova. Ovi uređaji su poznati sami po sebi.

[0143] Upotreba prema pronalasku takođe omogućava sprečavanje ili smanjenje naslaga u cevi koja usmerava izduvne gasove od izlaza motora sa unutrašnjim sagorevanjem do navedenog uređaja za selektivnu katalitičku redukciju.

[0144] Ove naslage su tipično naslage azotnih jedinjenja, koje sadrže redukciono sredstvo ili redukciona sredstva oksida azota i/ili njihov prekursor ili njihove prekusore, i/ili proizvode za raspadanje navedenih prekursora. Pronalazak omogućava naročito sprečavanje i/ili smanjenje naslaga, posebno naslaga uree i/ili cijanurinske kiseline, još tačnije naslaga cijanurinske kiseline u SCR izduvnoj cevi.

[0145] Kao što je gore navedeno, pronalazak omogućava smanjenje ili izbegavanje stvaranja ovih naslaga bez obzira na konformaciju SCR linije. Pronalazak je posebno pogodan, ali nije ograničen na “closecoupled” i "underfloor " SCR izduvne linije kao što je gore opisano.

[0146] Konkretno, pronalazak omogućava smanjenje takvih naslaga, uz izbegavanje stvaranja pene u kompoziciji.

[0147] Kao što je gore predstavljeno, kompozicija koja se ubrizgava u SCR liniju pumpa se iz jednog ili više konvencionalnih rezervoara za skladištenje, samih po sebi poznatih.

[0148] Prema prvoj varijanti, sve komponente kompozicije prema pronalasku, posebno agens ili agensi za redukciju oksida azota i/ili njihov prekusor ili njegovi prekursori (1), ili monoestar ili monoestri masnih kiselina i polioksietilenovanog sorbitana ili polioksietilenovanih sorbitana (2) i opcioni aditiv ili aditivi protiv stvaraja pene formulisani su u istoj vodenoj kompoziciji sa željenim sadržajem, i ova kompozicija se unosi u jedan rezervoar.

[0149] Prema drugoj varijanti, formulisana je prva intermedijerna vodena kompozicija koja sadrži agens ili agense za redukciju oksida azota i/ili njegov precursor ili njegove prekusore (1), željenog sadržaja u konačnoj smeši intermedijera. Ova prva intermedijerna kompozicija se unosi u prvi rezervoar. Druga koncentrovana vodena kompozicija sa aditivima je takođe formulisana, koja sadrži agens ili agense za redukciju oksida azota i/ili njegov prekursor ili njegove prekusore (1) na željenim nivoima u dobijenoj konačnoj smeši dve intermedijerne kompozicije kao i monoester ili monoestre masnih kiselina i polioksietilenovanog sorbitana ili polioksietilenovanih sorbitana (2) i opcioni aditiv ili opcione aditive protiv stvaranja pene u većem koncentrovanom sadržaju od željenog sadržaja u navedenoj konačnoj kompoziciji.

[0150] Ova druga kompozicija se unosi u drugi rezervoar, odvojen od prvog rezervoara. Dva rezervoara napajaju isti sistem za ubrizgavanje, omogućavajući mešanje dve intermedijarne kompozicije. Vozilo koje se sastoji od dva rezervoara za implementaciju takve varijante je posebno opisano u EP2541012.

Postupak

[0151] Postupak (ili metod) prema pronalasku omogućava tretiranje izduvnih gasova koji dolaze iz motora sa unutrašnjim sagorevanjem, poželjno dizel motora, opremljenog SCR sistemom.

[0152] Ovaj postupak obuhvata korak uvođenja vodene kompozicije kao što je gore opisano u cev koja vodi izduvne gasove koji napuštaju motor do uređaja za selektivnu katalitičku redukciju oksida azota. Ovo uvođenje se obično izvodi pumpanjem kompozicije iz jednog ili više rezervoara i ubrizgavanjem u pomenutu cev pomoću jednog ili više ubrizgivača, kao što je gore opisano.

[0153] Primeri u nastavku dati su kao ilustracija pronalaska i ne mogu se tumačiti na način koji bi ograničio njegov obim.

PRIMERI

Testirane kompozicije:

[0154] Kao osnov kompozicije, korišćen je komercijalni vodeni rastvor koji sadrži 32,5% po težini AdBlue® uree, u skladu sa standardom ISO 22241. Ova osnovna kompozicija se zove C0.

[0155] Dodati su sledeći aditivi:

- A1: polioksietilenovani sorbitan mono-laurat sa 20 EO;

- A2: polioksietilenovani sorbitan mono-oleat sa 20 EO:

- A3: umreženi kopolimer koji sadrži PDMS niz sa prosečnim brojem dimetilsiloksanskih jedinica od 200, kalemljeni lancima formiranim od blokova polioksietilena i blokova polioksipropilena koji imaju prosečan broj OE jedinica = 16 i prosečan broj OP jedinica = 30; Stopa kalemljenja od 1,57%; ovaj kopolimer je u obliku smeše koja dodatno sadrži hidrofobni silicijum dioksid i EO/OP kopolimere, koja sadrži 40% po masi navedenog kopolimera.

[0156] Kompozicije aditiva C1 do C4 su pripremljene, dodavanjem u kompoziciju C0 aditiva definisanih gore, sa sadržajem navedenim u tabeli 1 ispod (sadržaji naznačeni u ppm po masi aktivnog sastojka, u odnosu na ukupnu masu kompozicije).

[Tabela 1]

Test za određivanje količine naslaga:

[0157] Kapacitet smanjenja naslaga kompozicija aditiva C1 do C4 u poređenju sa referentnom kompozicijom C0 je procenjen korišćenjem ECTO-Lab™ Sistema (“Exhaust Composition Transient Operation Laboratory<™>). Ovi testovi su sprovedeni u laboratorijama South West Research Institute (SwRI, San Antonio, Teksas, SAD). Sistem takođe ima katalizator oksidacije i uređaj za filter čestica (uređaj koji se zove „DOC/DPF“ od engleskog „Diesel Oxydation Catalyst /Diesel Particle Filter“ ( “Dizel katalizator za oksidaciju / Filter za čestice dizela”) uzhodno od injektora za uklanjanje čađi iz gasa. Korišćen je Bosch Denoxtronix 2.2 ubrizgivač. Statički mikser je ugrađen 5 cm nakon ubrizgivača. Na kraju testa kvantifikuju se masene količine naslaga u mikseru i u prevoju koji se nalazi posle miksera.

[0158] Uslovi testiranja su sledeći:

-Pritisak ubrizgivača: 8 bara;

-Protok ubrizgane kompozicije: 920 g/h;

-Protok vazduha: 660 kg/h;

-Trajanje testa: 1 sat;

-Temperatura izduvnih gasova na ubrizgivaču: 180 -215°C.

[0159] Dobijeni rezultati su detaljno prikazani u tabeli 2 ispod.

[Tabela 2]

[0160] Ovi rezultati pokazuju da kompozicije prema pronalasku omogućavaju da se postigne značajno smanjenje naslaga nastalih kristalizacijom i/ili slabim razlaganjem uree u SCR sistemu.

Testovi stvaranja pene:

[0161 Nivo stvaranja pene ovde datih različitih kompozicija je određen korišćenjem DFA100 klupe za stvaranje pene komercijalizovane od strane kompanije Kruss.

[0162] U ovom sistemu, stvaranje pene se generiše dovodom vazduha nagore, uvedenim kroz sinterovano staklo koje se nalazi na dnu kolone koja sadrži kompoziciju koja se testira. Uređaj omogućava direktno očitavanje zapremine pene koja se formira tokom vremena.

[0163] Merenja su vršena na sobnoj temperaturi (25°C), svaki put nakon ubrizgavanja vazduha od 30 s, pri brzini protoka od 0,3 L/min. Zapremina kompozicije koja se unosi u kolonu za svaki test je 40 ml. Zapremine pene su merene 60 s nakon početka testa.

[0164] Svaka kompozicija je testirana odmah nakon pripreme

[0165] Dobijeni rezultati su detaljno prikazani u tabeli 3 ispod.

[Tabela 3]

[0166] Gore navedeni rezultati pokazuju da kompozicije C3 i C4 takođe omogućavaju značajno smanjenje stvaranja pene.

Claims (16)

Patentni zahtevi

1. Vodena kompozicija koja sadrži:

(1) najmanje jedan agens za redukciju oksida azota i/ili najmanje jedan prekursor takvog agensa, i

(2) najmanje jedan aditiv izabran od mono-estara masnih kiselina koji sadrže 12 do 22 atoma ugljenika i polioksietileniranog sorbitana, u ukupnom sadržaju od 10 do 1500 ppm po masi u odnosu na ukupnu masu kompozicije, gde ova kompozicija ne sadrži parafine formule C<n>H<2n+2>sa n celim brojem u rasponu od 2 do 50, ili ako su takvi parafini prisutni u kompoziciji, njihov sadržaj je manji od 80 ppm po masi u odnosu na ukupnu masu kompozicije.

2. Kompozicija prema prethodnom zahtevu, naznačena time što je redukcioni agens ili prekursor redukcionog agensa (1) izabran sa liste koja se sastoji od uree, amonijaka, formamida, amonijum soli i soli gvanidina; i poželjno sa liste koja se sastoji od uree i amonijaka; a dodatno je poželjno da je prekursor redukcionog agensa urea.

3. Kompozicija je prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačena time što kompozicija sadrži ureu, u sadržaju u rasponu od 25% do 42% po masi, poželjno od 30% do 40% po masi, poželjnije od 31 do 35% po masi, a još bolje od 32% do 33% po masi, u odnosu na ukupnu masu kompozicije; a još poželjnije još 32,5 0,7% po masi u odnosu na ukupnu masu kompozicije.

4. Kompozicija prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačena time što masne kiseline navedenih mono-estara (2) sadrže od 12 do 20 atoma ugljenika, poželjno od 12 do 18 atoma ugljenika.

5. Kompozicija je prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačena time što navedeni mono-estri (2) uključuju prosečan broj oksietilenskih jedinica (OE jedinica) u opseg koji ide od 10 do 30, a poželjno od 15 do 25, a poželjnije od 20.

6. Kompozicija prema prethodnom zahtevu, naznačena time što je/su monoestar(i) (2) izabran(i) između polioksietilenirannog sorbitan mono-laurata sa 20 OE, polioksietileniranog sorbitan mono-oleata sa 20 OE i njihovih smeša, a poželjno je estar (2) polioksietilenirani sorbitan mono-laurat sa 20 OE.

7. Kompozicija je prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačena time što je/su monoestar(i) (2) prisutan(ni) u ukupnom sadržaju od 50 do 1000 ppm po masi, poželjno 200 do 800 ppm po masi, u odnosu na ukupnu masu kompozicije.

8. Kompozicija je prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačena time što dalje sadrži jedan ili više aditiva protiv stvaranja pene, poželjno odabranih od kalemljenih polidimetilsiloksanskih polimera, a poželjnije od kopolimera koji sadrže polidimetilsiloksanski niz sa prosečnim brojem jedinica dimetilsiloksana u opsegu od 150 do 300, kalemljenih polioksialkilenskim lancima.

9. Kompozicija prema prethodnom zahtevu, naznačena time što polidimetilsiloksanski niz navedenih kopolimera sadrži prosečan broj dimetilsiloksanskih jedinica u opsegu od 180 do 250.

10. Kompozicija prema bilo kom od zahteva 8 i 9, naznačena time što polioksialkilenski lanci navedenih kopolimera odgovaraju formuli (RO)<m>-sa R koja označava jednu ili više C1 do C4 alkilen grupa i m je broj u rasponu od 10 do 55, gde je poželjno da se polioksialkilenski lanci biraju među polioksietilena (EO), polioksipropilena (PO) i lanaca formiranih od oksietilenskih jedinica i oksipropilenskih jedinica (EO/PO), a još poželjnije među lancima formiranim od oksietilenskih jedinica (EO) i oksipropilenskih jedinica (PO) sa odnosom prosečnog broja EO jedinica prema prosečnom broju PO jedinica poželjno uključenig u opseg koji ide od 0,2 do 2, a još poželjnije od 0,3 do 1,3.

11. Kompozicija prema bilo kom od zahteva 8 do 10, naznačena time što je navedeni kopolimer umrežen.

12. Kompozicija prema bilo kom od zahteva 8 do 11, naznačena time što su aditivi protiv stvaranja pene prisutni u ukupnom sadržaju u rasponu od 1 do 200 ppm po masi, poželjno od 2 do 100 ppm po masi, poželjnije od 3 do 50 ppm po masi, još bolje od 5 do 25 ppm po masi i još bolje od 10 do 15 ppm po masi, u odnosu na ukupnu masu kompozicije.

13. Kompozicija je prema bilo kom od patentnih zahteva 8 do 11, naznačena time što ne sadrži organska ili neorganska jedinjenja koja sadrže jedan ili više metala, ili ako su takva jedinjenja prisutna u kompoziciji, sadržaj svakog metalnog elementa od pomenutog jedinjenja je manji od 1 ppm po masi u odnosu na ukupnu masu kompozicije.

14. Upotreba kompozicije prema bilo kom od prethodnih zahteva za tretman izduvnih gasova iz ugrađenih ili stacionarnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem

15. Upotreba kompozicije prema bilo kom od zahteva 1 do 13 za sprečavanje ili smanjenje naslaga u cevi koja prenosi izduvne gasove od izlaza motora sa unutrašnjim sagorevanjem do uređaja za selektivnu katalitičku redukciju oksida azota.

16. Postupak za obradu izduvnih gasova iz motora sa unutrašnjim sagorevanjem opremljenim uređajem za selektivnu katalitičku redukciju oksida azota, naznačen time, što podrazumeva najmanje jednan korak uvođenja kompozicije prema bilo kom od zahteva 1 do 13 u cev koja vodi izduvne gasove iz izlaza motora do navedenog uređaja za selektivnu katalitičku redukciju.

Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Kneginje Ljubice 5, 11000 Beograd