logo1

logoT

 

Состав дизельного топлива химический


Состав и характеристики дизтоплива

Дизельное топливо (ДТ) — это нефтепродукт, состоящий из смеси углеводородов, которые получают методом перегонки и отбора из них определенных фракций. Сейчас ДТ широко применяется в качестве горючего для ДВС сельскохозяйственных и строительных машин, тепловозов, судов, легковых авто.

Особенность углеводородов в высоком пороге температуры кипения — от 300°С, а производство и переработка дизельного горючего предполагает его соответствие установленным стандартам, по которым определяются марки и классы. Основные (базовые) виды дизельного топлива:

  1. Летнее
  2. Зимнее
  3. Арктическое

В этих трех марках заложены ключевые характеристики и свойства дизельного топлива:

  • температурный порог воспламенения от давления;
  • температурный предел применения;
  • температура загустевания.

Важный параметр дизтоплива — цетановое число, характеризующее качество горючей смеси. По нему определяют, как быстро происходит возгорание смеси в цилиндрах силового агрегата. Чем меньше цетановое число, тем больше требуется времени на возгорание. Следовательно, чем число больше, тем эффективнее будет работа двигателя. Если говорить по-другому, то цетановым числом отображается задержка по времени между поступлением смеси в цилиндры и зажиганием ее от сжатия.


Часто возникает вопрос — дизельное топливо и солярка одно и то же? Состав дизельного топлива с числом меньше 40 считается низкокачественным, и работа мотора с таким горючим будет неустойчивой: падение мощности, детонация. В народе такое топливо еще называют соляркой. Это слово произошло из немецкого языка, что означает Solaröl (солнечное масло). В XIX столетии так называли получаемую от перегонки нефти тяжелую фракцию желтого цвета. Несмотря на то, что использование солярки в ДВС малоэффективно, сфера ее применения не менее обширна: это различные нагревательные приборы, используемые в быту, строительстве и на производствах, электрогенераторы.

Для ДВС легковых автомобилей в Европе цетановое число дизеля должно быть 54-56 единиц. В России же, эти стандарты менее жесткие, по сравнению с европейскими. У нас допускаются характеристики дизельного топлива для ДВС тяжелой техники с числом 48 (для зимнего ДТ). Существуют исключения для летних марок с депрессорными присадками, где это число может быть снижено до 42 единиц.

Но и ДТ с повышенным цетановым числом — тоже нехорошо. Если этот показатель выше 60, то такое горючее не успевает сгорать в цилиндрах, следствие — чрезмерная дымность выхлопов, повышенный расход.

Состав и плотность

Летнее дизтопливо (ДТЛ), согласно ГОСТу, предназначается для применения при температуре внешней среды выше 0° Цельсия, так как ниже этой отметки летний дизель начинает густеть, а при t° -10 — застывать. Зимний дизель (ДТЗ) рассчитан на применение в холодный период или в северных регионах до нижнего температурного предела – 20-30°С в зависимости от добавок. Арктическое горючее (ДТА) сохраняет свои свойства даже при температуре -55°С.

Основные составляющие сырья для производства дизтоплива включают сероводороды, щелочь, кислоты, воду и прочие примеси в меньшем процентном соотношении. Этих включений не должно быть в готовом продукте, так как они не позволяют использовать его в ДВС безопасно. Каждый из этих компонентов по-своему влияет на узлы и различные части, из которых состоит мотор, вызывает коррозию и изменение физико-химических свойств стали, чугуна, меди, алюминия, резины, пластика.


Свойства дизельного топлива отличаются также и по содержанию в их составе серы (количество единиц на определенный объем). В ДТЛ этот показатель составляет 0,2% на 1 л, в ДТЗ — 0,5%, в ДТА — 0,4%. Благодаря включениям серы в составе дизельного горючего, улучшается его смазывающее свойство, однако слишком большая сернистость является причиной повышенной токсичности отработанных выхлопов. На нефтеперегонных заводах процент включения серы снижают до указанных выше значений, получая, таким образом, основу для дальнейшего производства определенных марок ДТ.

Все марки топлива имеют отличия по плотности в килограммах на кубический метр (или в граммах на куб. см) с коэффициентом от 0,76 до 0,9. Чем выше температура окружающей среды, тем больший объем приобретает любая жидкость, но если говорить о нефтепродуктах в сравнении с водой, то этот показатель расширения объема выше на 15-25%. Но увеличенный объем не означает повышение массы, она остается неизменной при любых температурах.

В процессе перегонки нефти, фракции дизеля нагревают до высоких температур: ДТЛ — до 345°С; ДТА — не выше 335°С. Чем больше нагрев, тем выше будет плотность дизеля на выходе, а следовательно и предел температуры замерзания готового продукта.

Виды дизтоплива: параметры

Нередко водители или операторы техники забывают о таком недостатке ДТ, как способность его загустевания даже при незначительном морозе. Поэтому возникают ситуации, когда двигатель не запускается, и приходится решать проблему методами нагрева топливных баков открытым огнем, что довольно небезопасно. Чтобы избежать подобных проблем, следует заблаговременно и правильно приобретать соответствующую марку дизтоплива в зависимости от погодных условий и знать ее особенности. Ниже рассмотрим характеристики ДТ по его классам.

Летние марки

Особенность ДТЛ — сохранение рабочего жидкого состояния требуемой плотности при t°= 0 и больше градусов. Основные параметры летнего дизеля следующие:

  • цетановое число — больше 51 ед. при температуре использования до 45°С окружающего воздуха;
  • плотность — 845-865 кг/м3 при t использования 20-25°С;
  • вязкость — 4-6,1 кв. мм/ с при t°=19-25°С;
  • порог замерзания — -10°С.

Однако следует учесть, что в действительности, несмотря на то, что двигатель и работает, при незначительных температурах ниже «нуля», летние марки ДТ уже теряют свои эксплуатационные качества.

К недостаткам летнего ДТ можно отнести повышенную способность образования водяного конденсата, вода внутри бака с топливом отслаивается и скапливается внизу. Сбои в работе ДВС по большей части происходят именно по причине водяных пробок, которые блокируют ТНВД. Некоторые водители, чтобы избежать проблем с забором образовавшейся воды, располагают всасывающую трубку в баке несколько выше и время от времени отвинчивают пробку на его дне для слива конденсата. Специалисты рекомендуют водителям еще задолго до наступления холодов полностью сливать летнее ДТ и даже при умеренных температурах начинать пользоваться качественными зимними сортами.

Зимнее

ДТЗ — это наиболее популярный вид горючего в России, в средней полосе его используют преимущественно всесезонно. Нижний предел замерзания ДТЗ — минус 30. Однако для полярных регионов в зимний период рисковать применять этот вид ДТ не нужно. Главные характеристики зимнего горючего следующие:

  • цетановое число — 48 единиц при t использования от минус 30°С окружающего воздуха;
  • плотность — 825-845 кг/м3 при t использования от -30 до +15°С;
  • вязкость — от 1,8 до 5.1 кв. мм/с максимум при t от -20 до +15°С.

Параметры вязкости для ДТЗ здесь имеют более широкий диапазон ввиду его использования не только в мороз, но при плюсовых весенне-осенних температурах.

Арктическое

ДТА — это незаменимый вид топлива в регионах, где температура окружающего воздуха часто опускается ниже тридцати. Этот дизель способен выдерживать даже антарктические условия зимы, а со специальными присадками сохранять рабочие свойства при температуре минус 55°С. Характерные показатели арктического топлива следующие:

  • цетановое число — 40 единиц при t использования от -30°С;
  • плотность — 760-820 кг/м3 при t использования от -30 до 0°С;
  • вязкость — от 1,45 до 4,6 кв.мм/с максимум при t -30 — 0°С.

Указанные параметры не приводятся для плюсовых температур, так как горючее данного вида нецелесообразно использовать в моторах при t выше «нуля» и по свойствам, и по цене.

Разница стоимости марок дизтоплива

Арктическое дизтопливо, в сравнении с летним, стоит на 20% больше, и на 30% выше в сравнении с зимним ДТ. Использовать летнее горючее при температуре ниже допустимой нельзя. Состав дизельного топлива моментально парафинизируется и загустевает, топливный насос ДВС просто не будет работать, а иногда и просто может выйти из строя, после чего потребуется недешевый ремонт. Однако ДТЗ, ДТА летом допускается кратковременно использовать, при условии, если на данный момент нет летнего варианта горючего. При плюсовых температурах зимние марки ДТ негативно влияют на мотор: появляется детонация, снижается мощность, увеличивается токсичность выхлопных газов.

Отличия в стоимости различных типов ДТ объясняется также затратами на их выработку, наличием пакетов добавок и моторных присадок, которые необходимы для улучшения характеристик ДТ по сезонам. Каждая определенная присадка может повысить цетановое число, понизить температурный порог застывания, умерить токсичность, увеличить смазывающие свойства и ресурс элементов топливного насоса и ДВС в целом.

Биодизель

Этот вид дизельного продукта заслуживает особого внимания. Это инновационная разработка европейских инженеров. Технология производства биологического дизтоплива подразумевает использование и переработку растительных масел. Главное отличие биодизеля от обычных марок ДТ — экологичность. Полный распад его продуктов сгорания без вредных последствий в природной среде происходит уже через 30 суток после попадании в почву, воду или атмосферу.

Получение биодизеля

В борьбе за экологию сейчас вынуждены выступать правительства индустриально развитых стран и специально созданные по этому вопросу международные организации. К этому времени были введены новые стандарты в производстве и эксплуатации биотоплива.

Биодизель предназначен, в первую очередь, для использования в ДВС легкового транспорта, далее — для грузовиков и в промышленности. На его основе изготавливаются обычно летние марки высококачественного ДТ. Цетановое число биодизеля 58 единиц, а температура возгорания — 100°C, у него отличные смазывающие свойства, пониженный процент выброса в атмосферу СО2. Благодаря совокупности таких характеристик, разработчики продукта предоставили возможность автолюбителям и предприятиям не только значительно увеличить ресурс ДВС и уменьшить затраты на обслуживание, ремонт, но и существенно снизить риски взрывов и пожаров.

Особенность биологического ДТ — наличие в массе растительных и животных жиров. Структура биотоплива натуральна, а сам продукт есть результат переработки таких сельскохозяйственных культур как рапс, соя и прочие маслосодержащие виды растений, жир крупного рогатого скота. Отличительные характеристики дизельного топлива данного типа в том, что его можно применять в качестве добавок к традиционным видам горючего.

Биодизель имеет специальные обозначения. К примеру, в Соединенных Штатах Америки биологическое топливо в названии включает литеру «B», за которой идет цифровое значение, указывающее на процент содержания биодобавки в общей массе топлива. Цетановое число не ниже 50 ед.

Биодизель производят по технологии, аналогичной изготовлению дизтоплива из нефти. Сегодня существуют марки биодизеля не только летние, но для условий межсезонья и зимы в умеренных широтах.

Летнее дизельное биотопливо используется только при плюсовых температурах, промежуточные марки — до -10° ниже нуля, зимний биодизель — до минус 15-20°С. Морозоустойчивость зимних марок достигается благодаря применению специальных присадок, изначально разработанных для улучшения свойств ДТ.

Стандарты экологичности

Евро 3

Несмотря на инновационность разработки, этот стандарт ДТ уже устарел, он был актуальным в странах Европейского Союза до 2006 года. С того времени третий стандарт постепенно был вытеснен с производства. Международные организации ввели и утвердили новые требования, из-за которых стандарт Евро 3 перестал удовлетворять усовершенствованным нормам.

Евро 4

Этот стандарт постепенно приходил на смену Euro 3, начиная с 2005 года. Все ввозимые транспортные средства на территорию России с 2013 г. должны соответствовать этому стандарту, исключение — автомобили до 2012 г. выпуска, для которых еще допустимы требования стандарта Евро 3. Здесь следует акцентировать внимание автовладельцев на том, что в ближайшем времени международное сообщество намерено совсем запретить эксплуатацию ТС с двигателями стандарта экологичности ниже Евро 4.

Евро 5

Этот стандарт введен с 2009 г. Он обязателен для всех транспортных средств, выпускаемых мировой промышленностью с 2010 года. В Российской Федерации этот стандарт также введен в действие, как в отечественном автомобилестроении, так и для ввозимого автотранспорта из-за границы.

Евро 6

Новый стандарт Евро 6 был введен в странах ЕС осенью 2015 г. Он подразумевает доработку под него ДВС с новой схемой рециркуляции выхлопов EGR, системой селекции газов SCR, сажевых фильтров. Благодаря применению катализаторов и дополнительных химических присадок в обновленных двигателях эффективнее нейтрализуются вредные выбросы, в выхлопе присутствуют только вода и безвредные газы.

В РФ этот стандарт пока не действует, ввиду необходимости перестройки производств автопрома и НПЗ. Однако сейчас действуют нормы Евро 5.

Содержание вредных веществ в экологических классах

Главные эксплуатационные характеристики дизтоплива

Устойчивость к низким температурам — это основной параметр дизельного топлива, которым определяются условия его использования и особенности хранения.

Другим основным показателем качества ДТ является вышеупомянутое цетановое число. Чем выше его значение, тем увереннее можно судить о более продолжительном ресурсе ДВС. Двигатель равномерно работает, исключена детонация, повышена динамика машины.

По показателю температуры воспламенения определяется степень безопасности использования дизтоплива в ДВС. По фрикционному составу в ДТ определяется, полностью ли будет в цилиндрах сгорать смесь, уровень дымности и степень токсичности выхлопов.

От плотности ДТ зависит, насколько эффективной будет подача горючего по каналам топливной системы, его фильтрация и распыление в форсунках.

Содержание серы. Ее отсутствие в составе делает горючее слишком «пресным» — возникает нехватка в смазке элементов топливной аппаратуры. Однако повышенное содержание серы приводит к преждевременному появлению коррозии на деталях ДВС, быстрому накоплению нагара, повышенному уровню износа ТНВД.

В число основных характеристик ДТ, особенно в современных условиях, вошел показатель чистоты продукта. Это не только продление ресурса узлов и элементов транспортных средств, но и поддержание в норме экологии в местах промышленного производства.

Вывод

Дизельное топливо сравнительно недавно вышло на позиции второго основного горючего для легковых автомобилей, хотя для тяжелых машин и в промышленности оно используется уже многие десятилетия. По причине широкого распространения ДТ в легковом транспорте, вырос на него спрос, следовательно, и рынок отреагировал повышением стоимости.

И если в недалеком прошлом было выгодно приобретать дизельные автомобили только из-за экономии на цене дизтоплива, то теперь целесообразность использования дизельных авто основана на экологичности, продолжительности ресурса ДВС и всё той же экономии. ДТ по-прежнему остается, хоть и не намного, но дешевле бензина.

И если вы сделали выбор в пользу приобретения автомобиля с дизельным мотором, то очень важно знать о горючем для него как можно больше. Только так вам удастся избежать сложностей в эксплуатации техники, связанных с особенностями этого вида топлива.

Дизельное топливо и его химические свойства | Моторное масло - ГСМ

Дизельное топливо – это вязкая горючая жидкость, которая трудно испаряется. Получается путем перегонки нефтяных керосино-газойлевых фракций. Применяется в основном в качестве топлива для железнодорожного транспорта, грузовых автомобилей, сельскохозяйственной техники и водного транспорта. Область применения дизельного топлива широка.

Химический состав:

  • 10-40% — парафиновые углероды;
  • 20-60% — нафтеновые углероды;
  • 14-30% — ароматические углероды.

Разброс процентного содержания говорит о многообразии видов ДТ. От состава напрямую зависят антиокислительные свойства топлива, период задержки воспламенения, а также износ двигателя.

 

Цетановое число ДТ

 

Цетановое число – характеристика топлива в цилиндре. Определяется согласно ГОСТ 31322-52 на установке типа ИТ9-3. Первичный эталон – смесь цетана (чистой СН группы парафинового ряда, чье цетановое число взято за 100 единиц) с альфа-метилнафталином (ароматическим углеводородом, цетановое число которого принято за 0).

К примеру, во время испытаний топлива его воспламеняемость оказалась идентичной смеси, содержащей 45% цетана, следовательно, цетановое число сырья — 45. Жесткость работы дизеля и удельный расход топлива зависят от величины цетанового числа.

 

Если применяется топливо с невысоким цетановым числом, то возрастает период задержки самовоспламенения, ДТ скапливается в камере сгорания и сгорает мгновенно. Давление в цилиндре скачет, дизель работает жестко, можно слышать металлический стук. Повышается износ коренных подшипников, они быстро выходят из строя.

 

Если цетановое число топлива нормальное, то период запаздывания воспламенения мал, давление в цилиндре увеличивается планомерно, двигатель не стучит, топливо в цилиндре сгорает нормально.

 

Высокое цетановое число топлива также негативно сказывается на дизеле, жидкость не успевает смешиваться с воздухом и воспламеняется преждевременно. Вследствие этого экономичность дизеля уменьшается, нагар образовывается в большом количестве.

 

Также цетановое число напрямую зависит от химического состава ДТ.

Свойства ДТ при низких температурах, вязкость

 

Кинематическая вязкость определяется при 20°С. Для высокооборотных дизелей значение вязкости топлива – 1,5-6 мм2/с (сСт). Если вязкость топлива снижается, то уменьшается и цикловая подача из-за потерь в плунжерной паре и перетечек. Подтекание через форсунки повышает нагарообразование. Также маловязкое топливо увеличивает износ топливного насоса высокого давления, его детали хуже смазываются во время работы.

 

Слишком вязкое ДТ трудно распылить, кроме того оно плохо прокачивается через фильтры. Чем выше вязкость при 20°С, тем сильнее изменяется топливо при низких температурах. Летние сорта густеют уже при -3°С, для них это температура помутнения, когда парафины начинают кристаллизироваться. При -10°С и ниже летнее топливо застывает, что может привести к необратимой поломке поршней. В таких случаях следует изначально использовать зимнее дизельное топливо, у которого вязкость меньше, что обеспечит правильную работу двигателя.

Зависимость вязкостидизельного топлива от температуры

 

Топливо со средней вязкостью, 2,5-4 мм2/с при 20°С, обладает лучшими свойствами. Оно будет сохранять свои свойства при низких температурах, так как его текучесть не будет меняться.

Применение топлива должно полностью зависеть от его марки. Для:

  • летнего дизельного топлива вязкость – 3,0-6,0 мм2/с;
  • зимнего ДТ – 1,8-5,0 мм2/с;
  • арктического дизтоплива – 1,5-4,0 мм2/с.

Из этого следует, что кинематическая вязкость дизельного топлива определяет рабочий процесс в цилиндрах двигателя, а значит, его экономичность и эффективность.

В межсезонный период целесообразно применять депрессорные присадки, если нет уверенности в том, что на АЗС летнее топливо уже заменили на зимнее.

Фракционный состав

 

Характеристика испарения ДТ, перехода из жидкости в газообразное состояние при определенных температурах, называется фракционным составом.

 

Топливо с меньшим содержанием фракций с достаточно высокой температурой кипения должно использоваться для быстроходных тепловозных двигателей, когда на смесеобразование и испарение приходится очень мало времени. Если фракционный состав топлива утяжелен, ухудшается смесеобразование, топливо испаряется медленно, неиспарившиеся капельки догорают во время расширения такта, сгорание происходит не полностью. Следовательно, не только образуется дымный выхлоп, но и повышается нагарообразование, увеличивается расход топлива, происходит закупоривание форсунок, а также не реализуется вся мощность дизеля.

 

Если использовать топливо с облегченным фракционным составом, то снижается цетановое число, вязкость жидкости уменьшается, происходит быстрый износ оборудования. Также происходит резкое нарастание давления в цилиндре, дизель работает жестко, может быть слышен стук. А все из-за того, что подготовленная смесь быстро испаряется.

Механические примеси дизельного топлива

 

Основная масса топлива добывается из сернистых нефтей. Основное количество сернистых соединений при переработке нефти перегоняется вместе с фракциями, которые идут на получение дизельного топлива. После этого снижение количества серы происходит более дорогостоящими и сложными способами. Самый распространенный способ очистки – гидроочистка, поэтому получение малосернистого дизеля не выгодно для производителя, так как весьма затруднено. Но с другой стороны при повышенном содержании серы очень быстро происходит износ двигателя и топливной системы, которые подвержены сернистой коррозии и окислению масла. Статистика гласит, если содержание серы увеличить с 0,2 до 0,5%, что является пределом в соответствии с ГОСТ 305-82, то износ двигателя возрастет на четверть.

 

Высокофорсированные современные дизели гораздо больше подвержены сернистой коррозии, нежели старых конструкций. В новых моделях образуется большее количество твердого нагара. Поэтому увеличивают количество моющих присадок в моторном масле. Если работа происходит на высокосернистых топливах, то и масло окисляется быстро, оно требует частой замены. По сравнению с европейскими инструкциями срок службы масла в наших широтах стоит сокращать в два раза.

 

Сернистые соединения ДТ условно делят на активные и неактивные. Активные вызывают коррозию при контакте с металлом, это свободная сера, меркаптаны, сероводород. Неактивные не вызывают коррозии, это сульфиды, дисульфиды и т.д. Но ряд исследований установил, что любые сернистые соединения в дизельном топливе при попадании в двигатель становятся активными, а, следовательно – вызывают коррозию цилиндропоршневой системы дизеля.

 

В период запуска и прогрева двигателя из продуктов сгорания происходит наибольшее образование воды и конденсация. Также конденсат выступает при понижении температуры охлаждающей воды, а также, если дизель работает на малых оборотах.

 

Частая работа на режимах переменных нагрузок или же при холостом ходе является характерной особенностью дизелей маневровых и магистральных тепловозов. Именно данные режимы работы чаще всего влекут за собой коррозию, лакоотложение и нагарообразование. Поэтому если для работы двигателей используют сернистое ДТ, то следует принимать меры по минимализации таких условий труда в холодном состоянии, а также с низкой температурой охлаждающих жидкостей. К примеру, после опытных испытаний двигателей тепловозов ТЭЗ дизеля с содержанием серы 0,8-1% и масла Д-11 (ГОСТ 5304-54) без использования присадок было установлено, что при сравнении с использованием во время эксплуатации малосернистого топлива с содержанием серы 0,1-0,2% объем ремонта поршней увеличивается в четыре раза, поршневых колец – в 1,2-2 раза, цилиндровых втулок почти в 2 раза, шатунных и коренных вкладышей – в 1,4-1,7 раза. Кроме этого, увеличивается еще и нагароотложение, масло окисляется и т.д.

 

В последние годы проводились исследования по снижению процентного содержания серы в топливе дизелей тепловозов на железнодорожном транспорте, разрабатывалось дизельное масло с присадками для нейтрализации влияния серы. Результатом исследований стал ГОСТ 10489-63 на топливо с серой в 0,5% для тепловозных дизелей.

У нас также выпускается высококачественное топливо по ТУ 38.401-58-110-94, содержание серы в котором не превышает 0,1%.

 

Но самым страшным врагом дизеля по праву считается вода. Если она присутствует в топливе, то это быстро приведет к выводу из строя топливного насоса. Согласно ГОСТу никакой воды в топливе быть не должно. Но она все же появляется из-за неправильных условий хранения и транспортировки ДТ, а также из-за повышенной гигроскопичности сырья.

 

Практически та же история происходит и с механическими примесями. Они появляются в топливе из-за неправильной транспортировки. Поэтому даже импортное дорогое дизтопливо не лишено загрязнений. Но вода и грязь все же не так страшны как сера.

 

Как же бороться с этими неудобствами? Следует чаще мыть топливный бак и, если позволяет конструкция, сливать отстой из фильтра. Это будет лучшей профилактикой неисправностей двигателя, нежели применение присадок.

 

ДТ и его коксуемость

 

Чистота двигателя и топливоподающей аппаратуры является одним из важных эксплуатационных свойств дизельного топлива. Когда топливо сгорает, на стенках камеры сгорания, а также на впускных клапанах двигателя образуется темный твердый нагар, а на распылителях и их иглах – светло-коричневый смолистый. Это приводит к ухудшению теплоотвода в систему охлаждения, а выпускные клапаны и вовсе закоксовываются. В результате тарелка клапана не правильно садится на седло, утекают раскаленные газы, и поверхности клапана и седла обгорают. Можно сделать вывод, что нагарообразование в двигателе напрямую зависит от таких показателей дизтоплива, как коксуемость, содержание серы и смол, фракционный состав, количество ароматических и непредельных углеводородов, зольность.

Процент содержания кокса, который получается при нагревании ДТ до 800-900°С в безвоздушном пространстве, в дизельном топливе называется его коксуемостью. Это характеристика очистки нефтепродуктов от асфальтосмолистых веществ, по которой можно судить о склонности топлива к закоксовыванию форсунок и нагарообразованию. Предел коксуемости для топлива – 0,005-0,10%.

 

Фракции дизельного топлива, имеющие наибольшую температуру кипения, обладают высоким содержанием коксующих продуктов. Коксуемость согласно ГОСТу определяется по 10% остатку ДТ, который остается после фракционной перегонки. Коксуемость дизельного топлива для тепловозов не должна превышать 0,5%.

 

Коррозийность топлива

 

Коррозийность топлива зависит от наличия в нем воды, сернистых соединений, щелочей и кислот, содержание которых жестко ограничено в соответствии с ГОСТом или техническими условиями.

 

Водорастворимые кислоты (серная, азотная и соляная), щелочи (едкий натр и едкое кали) и сернистые соединения должны отсутствовать, так как именно они вызывают коррозию металлов.

 

Количеством мг едкого калия (КОН), который нужен для нейтрализации кислот в 100 мл топлива, определяется кислотное число топлива. Не более 5 мг КОН на 100 мл топлива – допустимое кислотное число для дизельного топлива для тепловозов.

 

Органические кислоты в пределах нормы не приносят вреда двигателям и таре для хранения топлива. Они безвредны для черных металлов, а цветные всего немного поддаются коррозии. Если же содержание выше нормы, но увеличивается нагарообразование в двигателе.

 

Фактические смолы также влияют на эксплуатационные свойства топлива. Их количество зависит от химического состава и качества очистки ДТ в процессе его производства. Наличие смол приводит к нагарообразованию в двигателе и закоксовыванию форсунок. Топливо с большим содержанием смол не может долго хранится. Чтобы определить наличие смол достаточно посмотреть на цвет топлива – он будет гораздо темнее, чем обычно.

Свойства и виды дизельного топлива – petrolcards.ru

Дизельное топливо (ДТ) – одно из наиболее популярных видов горючего, что используется для двигателей внутреннего сгорания. Оно более экономичное, чем бензин, к тому же стоит дешевле. Поэтому все больше автомобилей – не только грузовых, но и легковых, сегодня используют разные виды дизельных топлив. Какие характеристики у этого горючего и что надо знать, выбирая топливо, читайте далее.

Виды дизельного топлива

Качественно-количественный состав и физико-химические характеристики топлива для дизельных двигателей обуславливают его классификацию. Различают три основных марки ДТ:

  • Л – летнее, используется преимущественно в теплый сезон, когда температура окружающей среды выше 0С;
  • Е – межсезонное, которое может использоваться круглогодично, если температура окружающей среды не ниже -15С;
  • З – зимнее, применяемое в холодное время года, когда температура воздуха выше -20С;
  • А – арктическое, которое можно использовать в особо суровых условиях при температуре окружающего воздуха до -50С. 

Эти виды топлива различаются между собой фракционным составом, вязкостью, плотностью, температурой испарения и застывания, а также иными характеристиками, о которых мы поговорим ниже.

Также существует подразделение топлива на экологические классы, что определяется содержанием соединений серы в выхлопе. Используемые у нас в стране классы – от К2 до К5 – соответствуют европейской маркировке. То есть топливо К4 – это Евро 4 и т.д.

Цетановое число дизельного топлива

Это основное свойство дизельного топлива, аналогичное октановому числу бензина. Цетановое число определяет воспламеняемость горючего. Чем оно выше, тем более качественным считается топливо, так как сгорает оно более равномерно и с низкой скоростью нарастания давления в двигателе. Это положительно сказывается на ходовых характеристиках авто, эксплуатационных свойствах и долговечности ДВС.

Но повышение цетанового числа сверх рекомендованного для конкретного двигателя может наоборот привести к возрастанию нагрузки на него и снижению характеристик, падению экономичности и повышению уровня дымности отработанных газов.

Цетановое число топлива определяется опытным путем как объемная доля количества цетана в смеси с альфа-изомером метилнафталина в топливе. Для сравнения используют эталонную смесь с известным содержанием цетана и метилнафталина. Этот показатель топлива напрямую зависит от углеводородного состава горючего и определяет мощность, экономические показатели работы двигателя. Цетановое число дизельного топлива связано линейной зависимостью с его температурой кипения.

У топлива для дизельных автомобилей, реализуемого на отечественном рынке показатель цетанового числа колеблется в пределах от 30 до 80. Для горючего, идущего на экспорт, а также иностранного ДТ применяют другой показатель – дизельный индекс, который может иметь значение от 20 до 80. Численно эти характеристики примерно соизмеримы.

Фракционный состав топлива

Этот показатель определяет качественно-количественный состав горючего, а также влияет и на цетановое число. Чем больше легких углеводородных фракций содержится в топливе, тем меньше кислорода необходимо для образования горючей смеси. Соответственно, тем быстрее топливо воспламеняется и тем полнее идет процесс его сгорания. Таким образом, ДТ, богатое легкими углеводородами, более экономично в использовании и имеет высокие экологические показатели.

Влияние фракционного состава у дизельного топлива не столь велико для двигателей с предкамерным и вихрекамерным смесеобразованием. А вот ходовые и экономические показатели ДВС с непосредственным впрыском в силу конструктивных особенностей сильно зависят от фракционного состава топлива.

Вязкость и плотность топлива

Это очень близкие физические показатели, находящиеся в прямой зависимости. Чем ниже вязкость топлива (и, соответственно, его плотность), тем лучше оно испаряется и распыляется, что способствует лучшему и более простому смесеобразованию. Наоборот, повышение плотности и вязкости горючего ведет к росту диаметра капель в топливной смеси, что негативно сказывается на качестве и препятствует полному сгоранию.

Но и слишком низкий показатель вязкости топлива имеет негативные последствия. Такое горючее, вследствие своей высокой текучести, просачивается между движущимися элементами топливной системы и не обеспечивает требуемого внутреннего давления, что снижает производительность насоса и увеличивает нагрузку на него.

Нормальной вязкостью дизельного топлива считается показатель в пределах 1,8-7,0 мм/с. Изменение вязкости в этих границах практически не сказывается на мощности, экономичности и долговечности дизельного мотора.  

Чистота топлива

Этот качественный показатель определяется коэффициентом фильтруемости горючего. Для его измерения используют специализированные бумажные фильтры, через которые несколько раз пропускают порции топлива, измеряя время полной фильтрации. Чем меньше в ДТ примесей, тем быстрее оно фильтруется. Негативное влияние на свойства топлива оказывают содержащиеся в нем:

  • Вода. Она может составлять 0,002-0,008% топлива по объему. Этот показатель считается нормальным и не влияет на характеристики горючего. Повышение его до 0,01% приводит к падению мощности, росту расхода топлива и снижению долговечности движущихся элементов.
  • Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Основными соединениями этого типа являются мыла нафтеновых кислот, которые повышают вязкость топлива и негативно сказываются на его эксплуатационных свойствах.
  • Смолистые соединения. Они снижают цетановое число и препятствуют полному сгоранию топлива. Использование горючего с эфирными и смолистыми примесями влечет образование нагара на свечах и стенках цилиндров.
  • Мелкодисперсные твердые примеси. В качественном топливе их содержание составляет не более 0,002-0,004%. Больший показатель – это потенциальная опасность повреждения движущихся элементов топливной системы.

Работа на дизельном топливе с большим количеством примесей – воды, грязи, ПАВ – снижает не только мощностные и экономические показатели, но и увеличивает износ основных элементов топливной системы. 

Другие важные характеристики дизеля 

Еще одно важное свойство ДТ – температура вспышки. Для дизельных двигателей (особенно, с непосредственным впрыском) очень важно, при какой температуре воспламеняются топливная смесь. Подбор оптимальной температуры способствует полному сгоранию дизельного горючего. Если же температура слишком низкая (или наоборот высокая), то некоторые составные вещества – в основном непредельные углеводороды – сгорают не полностью, образуя на поверхности цилиндров, свечах и других элементах двигателя нагар.

Не менее важны и низкотемпературные характеристики топлива, что определяет климатическую зону его использования. На этот показатель влияет углеводородный состав. Легкие фракции низкой плотности и высокой текучести замерзают (загустевают) при более низких температурах. Но производство таких топлив более затратно. Для снижения стоимости к топливу обычно добавляют так называемые депрессорные присадки – вещества, понижающие температуру застывания горючего. Такое топливо отличается меньшим расходом и повышенными мощностными характеристиками при низкой температуре окружающей среды. Кроме того, на таком горючем дизельные автомобили лучше и стабильнее работают, быстрее заводятся.   

Еще немного о дизельном топливе

Как видим, качественные характеристики и состав топлива очень важны для работы топливной системы и общих характеристик двигателя в целом. В основном это касается мощности и расхода. Но даже если эти показатели не столь существенны для вас, следует помнить, что некачественным топливом очень просто загубить двигатель – в результате повышенной нагрузки и износа движущихся элементов.


Основные физико-химические свойства дизельного топлива и их влияние на работу дизеля

Основными свойствами дизельного топлива, применяемого в двигателях с воспламенением от сжатия, является его самовоспламеняемость (цетановое число), фракционный состав, вязкость, коксуемость, зольность и т. п.

Цетановое число - показатель, характеризующий самовоспламенение дизельного топлива в цилиндре дизеля. Цетановое число определяют на специальной одноцилиндровой малолитражной моторной установке типа ИТ9-3 (ГОСТ 3122-52). В качестве первичного эталона используют топливо, состоящее из смеси цетана и альфа-метилнафталина.

Цетан - чистый углеводород Ch4-(Ch3)14-Ch4 парафинового ряда, который обладает очень хорошими воспламенитель-ными свойствами и обеспечивает мягкость работы дизеля. Его цетановое число условно принято за 100 единиц.

Альфа-метилнафталин -ароматический углеводород (СцНю), трудно воспламеняющийся, имеет большой период задержки самовоспламенения. Его цетановое число условно принято за нуль. Смешивая цетан с альфа-метилмафгалижш в разных пропорциях, получают эталонную топливную смесь с цетановыми числами от 0 до 100.

Склонность испытываемого дизельного топлива к воспламенению оценивают сравнением его с эталонным топливом. Так, например, если при испытании дизельного топлива воспламеняемость его оказалась равноценной эталонной смеси, состоящей из 45% цетана и 55% альфа-метилнафталина, значит, цетановое число испытываемого топлива равно 45. Следовательно, цетановым числом называется показатель воспламеняемости дизельного топлива, численно равный такому процентному (по объему) содержанию цетана в смеси с альфа-метилнафталином, который по характеру сгорания, по самовоспламеняе, мости соответствует испытываемому топливу. От величины цетанового числа зависит жесткость работы дизеля и удельный расход топлива.

Применение топлива с низким цетановым числом приводит к увеличенному периоду задержки или запаздыванию самовоспламенения. В этом случае в камере сгорания накапливается большая масса топлива, которая затем мгновенно сгорает (взрывное горение). При этих условиях давление в цилиндре нарастает скачкообразно, происходит жест кая работа дизеля (слышится металлический стук), вследствие этого происходит большая нагрузка на коренные подшипники, повышается их износ и выход из строя.

Зависимость жесткости (нарастания давления) работы дизеля от величины цетанового числа топлива

На рис. 3 показана зависимость жесткости (нарастания давления) работы дизеля от величины цетанового числа топлива. Замеченный стук в дизеле тепловоза связан не только с низким цетановым числом дизельного топлива, но и может зависеть от уменьшения степени сжатия, понижения температуры воды в системеохлаж-дения и т. д. В зимнее время при пуске холодного дизеля также может наблюдаться работа дизеля со стуком, однако по мере прогрева дизеля стук в нем пропадает. Жесткая работа дизеля также может наблюдаться при большом опережении впрыска топлива, а при уменьшении опережения впрыска, наоборот, работа дизеля становится мягче.

При нормальном цетановом числе период запаздывания воспламенения топлива мал, оно воспламеняется сразу же при входе в камеру сгорания. Давление в цилиндре нарастает плавно, двигатель работает мягко, без стуков и процесс сгорания топлива в цилиндре идет нормально. Дизельное топливо с чрезвычайно высоким цетановым числом (выше 70-75) не успевает полностью перемешиваться с воздухом, в результате чего оно преждевременно воспламеняется в цилиндре дизеля. Сам процесс сгорания происходит при недостаточном количестве воздуха, вследствие чего топливо догорает на линии расширения; от этого падает экономичность дизеля, появляется дымный выхлоп, увеличивается нагарообразование и т. д.

Дизельное топливо, используемое на тепловозах железнодорожного транспорта, имеет цетановое число не ниже 40. Это обеспечивает нормальное сгорание топлива и мягкую работу дизеля. Проведенными работами на автотракторных дизелях установлено, что применение топлива с большим цетановым числом значительно уменьшает его удельный расход (рис. 4) и сокращает время на запуск дизеля. Так, например, при использовании топлива с цетановым числом 53 дизель можно запустить через 3 сек, а топлива с цетановым числом 38 - через 45-50 сек. Цетановое число зависит также от химического состава топлива, т. е. от соотношения в топливе основных групп углеводородов.

В табл. 4 приведено цетановое число некоторых углеводородов.

Таблица 4

Углеводороды

Химическая формула

Цетановое число

Парафиновые

Н-гексадекаи (цетан) . .

СівНзі

100

Нафтеновые

С40Н20

48

Ароматические

Альфа-метилнафталии . .

С10Н7СН3

0

Из табл. 4 видно, что самым высоким цетановым числом обладают парафиновые углеводороды, а самым низким - ароматические. Цетановое число, как правило, повышают путем введения в состав топлива специальных присадок, а также за счет улучшения технологии его изготовления.

Фракционный состав-показатель, характеризующий свойство топлива испаряться

Фракционный состав-показатель, характеризующий свойство топлива испаряться, т. е. переходить из жидкого состояния в газообразное при каких-то определенных температурах. Фракционный состав топлива определяют на специальной аппаратуре (рис. 5) следующим образом.

Аппаратура для определения фракционного состава дизельного топлива
Рис. 5. Аппаратура для определения фракционного состава дизельного топлива: 1 - штатив; 2 - термометр; 3 -масляная трубка; 4 - холодильник; 5 - кожух; в - мерным цилиндр; 7 - горелка; 8 - защитный кожух; 9 - колба В стандартную колбу заливают 100 мл* испытываемого топлива и нагревают горелкой. Пары топлива по отводной трубке попадают в холодильник, где конденсируются и стекают в мерный цилиндр. Падение первой капли топлива из трубки холодильника в мерный цилиндр принимают за температуру начала перегонки топлива. Затем по мере перегонки отмечают по термометру температуру, при которой в мерном цилиндре собираетсяопределенный процент отгона топлива (50; 90; 98%) или же процент отгона топлива, соответствующий определенным температурам (290; 340; 370°С).

Дизельное топливо для двигателей тепловозов, выпускаемое по ГОСТ 10489-63, должно иметь следующий фракционный состав:

50% зимнего (ТЗ) и летнего топлива (ТЛ) перегоняется соответственно при температуре не свыше 275 и 290°С, а 98% зимнего и летнего топлива должно перегоняться соответственно при температуре не свыше 340 и 360°С. Чем ниже температура перегонки топлива (98%), тем меньше в нем фракций, которые трудно испаряются.

Для быстроходных тепловозных дизелей, где очень мало времени приходится на процессы смесеобразования и испарения, должно применяться топливо с меньшим содержанием фракций с высокой температурой кипения. Дизельное топливо утяжеленного фракционного состава ухудшает смесеобразование, медленно испаряется, в смеси остаются недоиспарившиеся капельки, в результате чего догорание топлива происходит во время такта расширения, сгорание получается неполным, наблюдается дымный выхлоп, повышается нагарообразование, закок-совывание форсунок, увеличивается расход топлива, не реализуется полная мощность дизеля.

Использование топлива с чрезмерно облегченным фракционным составом снижает цетановое число, уменьшает вязкость, увеличивает износ топливной аппаратуры. За счет быстрого испарения большого количества подготовленной смеси вызывается резкое нарастание давления в цилиндре и жесткая работа дизеля.

Вязкость - показатель, характеризующий внутреннее трение жидкости, т. е. трение, возникающее между молекулами жидкости (слоями) при их перемещении под действием внешней силы. Величина вязкости выражается в единицах динамической или кинематической вязкости и в условных единицах.

Динамической вязкостью, или коэффициентом внутреннего трения жидкости, называется сила сопротивления двух слоев жидкости площадью 1 см2, нахо дящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся один относительно другого под влиянием внешней силы в 1 дину со скоростью 1 см!сек.

Динамическая вязкость обозначается греческой буквой г] (эта) и выражается в системе единиц СГС (сантиметр-грамм-секунда) в честь французского ученого Ж- Пуазейля, в пуазах (сокращенно пз). Величина в 100 раз меньше пуаза называется сантипуазом (сокращенно спз). В единицах технической системы МКС (метр-килограмм-секунда) динамическая вязкость имеет размерность кг-сек1м2.

Существует следующее соотношение между динамической вязкостью, выраженной в системе СГС и МКС:

1 пз = 0,0102 кг сек/м2.

В настоящее время введена новая Международная система единиц -СИ. В этой системе за единицу силы принят ньютон (н), а за единицу динамической вязкости:

(1 «) (1 сек) : (1 м3).

Соотношения между новыми и старыми единицами вязкости следующие:

1 кг сек/м2 = 9,80665 м сек/м2=9,80665 кг сек/м2;

1 пз=1 дин сек! см2 = 0,1 н- сек/м2.

Кинематическая вязкость представляет собой отношение динамической вязкости данной жидкости к ее плотности при температуре определениягде V-кинематическая вязкость; - динамическая вязкость; (1 - плотность.

За единицу кинематической вязкости в системе СГС принят «стоке (ст)» (по имени английского ученого Дж. Стокса), а сотая часть называется сантистоксом (ест). Кинематическая вязкость в Международной системе единиц (СИ) измеряется квадратным метром на секунду и обозначается м2/сек. Для того чтобы реально представить себе величину вязкости в сантистоксах, следует иметь в виду, что вязкость дистиллированной воды при температуре плюс 20,2°С равна 1 ест. Если дизельное топливо поступает на тепловозы с вязкостью 3,5 ест при температуре плюс 20,2°С, то, следовательно, оно будетпочти в 3,5 раза медленнее, чем вода, вытекать через капиллярную трубку вискозиметра.

Динамическую и кинематическую вязкость определяют капиллярными вискозиметрами. Тип такого вискозиметра изображен на рис. 6. Он представляет собой У-об разную изогнутую стеклянную трубку с коленами А и Б. Колено А имеет два расширения, переходящие в капиллярную трубку 1. Между расширениями сделаны отметки а и б. В колене Б имеются отводной отросток 3 и расширенная емкость 2.

Для определения кинематической вязкости в вискозиметр путем засасывания вводят топливо и помещают его в ванну с жидкостью (глицерином, водой, прозрачным маслом и пр.). Температуру ванны доводят до 20±0,2°С (вязкость дизельного масла определяют при температуре 100°С). Засасывание топлива производят несколько выше деления а при помощи резинового шланга, надетого на отводную трубку вискозиметра, после чего измеряют (между отметками а и б) время истечения топлива через капиллярную трубку 1 и по формуле вычисляют его вязкость.

Условной вязкостью (ВУ) называется отношение истечения через калиброванное отверстие вискозиметра типа ВУ 200 мл топлива при определенной температуре ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при температуре плюс 20°С. Величина этого отношения принимается за число условных градусов. Вязкость является очень важным эксплуатационным показателем качества дизельного топлива. От нее зависят процессы испарения и сгорания топлива, а также долговечность и надежная работа топливной аппаратуры.

В табл. 5 приведен удельный расход топлива в зависимости от вязкости для четырехтактного двигателя У,и = 145 (поданным проф. Лосикова).

Капиллярный вп скозиметр для определе ния кинематической вязкости
Рис. 6. Капиллярный вп скозиметр для определе ния кинематической вязкости: 1 - капиллярная трубка; 2 -расширенная емкость; 3-огводной отросток Таблица 5

Вявкость условная при температуре 50°С

Показатели

1,58

1,70

2,33

5,4

8,55

Удельный расход топлива в

246

250

247

260

328

Дымность (условные единицы) .

77

76

82

85,6

98

Дизельное топливо с малой вязкостью обладает плохими смазывающими свойствами. Так как смазкой для плунжеров топливного насоса служит само топливо, то при применении топлива с малой вязкостью будет происходить повышенный износ форсунок и плунжерных пар. С понижением вязкости уменьшается объемная подача топлива, увеличивается при этом подтекание через неплотности в прецизионных парах насосов и форсунок, что приводит к уменьшению производительности насоса высокого давления, снижению давления впрыска и падению мощности дизеля.

Дизельное топливо, применяемое для тепловозов, имеет следующие пределы вязкости в ест при температуре 20°С:

ГОСТ 4749-49

Нижний предел

Верхний предел

Летнее (ДЛ) ..

3,5

8,0

Зимнее (713) ..

3,5

6,0

ГОСТ 10489-63

Летнее (ТЛ) ..

3,5

6,5

Зимнее(ТЗ) ..

2,2

5,0

Практика эксплуатации тепловозных дизелей показывает, что указанные пределы вязкости дизельного топлива обеспечивают нормальное сгорание и удовлетворительную работу топливной аппаратуры.

Зольность. После сгорания дизельного топлива в цилиндрах двигателя в незначительных количествах может образоваться зола, наличие которой может вызватьувеличенный износ деталей цилиндро-поршневой группы дизеля. Кроме того, она способствует увеличению прочности нагара в системе дизеля. Для дизельного топлива, применяемого на тепловозах, зольность топлива допускается не более 0,02%.

Коксуемость. Коксуемостью дизельного топлива называется процент содержания в топливе кокса (углистого остатка), полученного нагреванием топлива при высокой температуре (800-900°С) без доступа воздуха. Коксуемость характеризует очистку нефтепродуктов от асфаль-тосмолистых веществ и является показателем, по которому косвенным образом можно судить о склонности топлива к нагарообразованию и закоксовыванию форсунок. Коксуемость дизельного топлива допускается в пределах 0,005-0,10%.

Наибольшее количество коксующихся продуктов находится в фракциях дизельного топлива, имеющих более высокую температуру кипения. Поэтому ГОСТом предусматривается определение коксуемости по 10%-ному остатку топлива, который получается при фракционной перегонке. В дизельном топливе для тепловозов коксуемость 10%-ного остатка должна составлять не более 0,5%.

Коррозийные свойства топлива. Коррозийность топлива характеризуется наличием в нем воды, кислот, щелочей и сернистых соединений, содержание которых в топливе ГОСТом и техническими условиями строго ограничено.

Во всех топливах не должно быть водорастворимых кислот (серной, соляной, азотной) и щелочей (едкое кали, едкий натр), так как эти вещества вызывают сильную коррозию металлов. Для определения содержания водорастворимых кислот и щелочей в топливе берут в делительную воронку 50 мл топлива и такое же количество дистиллированной воды, подогретой до температуры 70-80°С, тщательно их перемешивают (взбалтывают). Если в топливе имеются кислоты или щелочи, они растворяются в воде.

После отстаивания воду через краник спускают в две пробирки. В одну пробирку с водой добавляют в качестве индикатора две-три капли метилоранжа, а в другую - три-четыре капли фенолфталеина. Если метилоранж окрасит воду в красный цвет, то в топливе имеется кисло та. Если во второй пробирке после добавления фенолфталеина появится малиновая окраска, то в топливе есть щелочь. Если в топливе нет водорастворимых кислот и щелочей, то цвет воды в пробирках при введении индикаторов не меняется.

Дизельное топливо также испытывают на отсутствие в нем активных сернистых соединений (сероводорода, меркаптановых соединений, свободной серы), которые вызывают сильную коррозию металла. Для этого берут пластинку из электролитической меди стандартных размеров и погружают ее в топливо на 3 ч при температуре 50°С. Если пластинка покроется темным налетом или пятнами (черными, бурыми, серыми, коричневыми и т. п.), топливо бракуют. Кислотное число топлива определяется количеством миллиграммов едкого калия (КОН)*, потребного для нейтрализации кислот, содержащихся в 100 мл топлива. В дизельном топливе для тепловозов кислотность допускается не более 5 мг КОН на 100 мл топлива.

Наличие в топливе органических кислот (нафтеновых и др.) в пределах норм особого вреда двигателям и таре, где хранится топливо, не приносит. Они почти не вызывают коррозии черных металлов, а с цветными металлами (в первую очередь со свинцом и цинком) дают лишь незначительную коррозию. Однако при содержании органических кислот выше норм, предусмотренных ГОСТом, возрастает коррозийная агрессивность топлива, что способствует увеличенному нагарообразованию в двигателе.

Сера. Дизельное топливо, изготовляемое из малосернистых нефтей по ГОСТ 4749-49, и гидроочищенное дизельное топливо из сернистых нефтей, содержит серы до 0,2%. Такое топливо называется малосернистым. Дизельное топливо, изготовляемое из восточных сернистых нефтей по ГОСТ 305-62, содержит серы до 1%. Такое топливо относится к сернистым.

Сернистые соединения, входящие в состав дизельного топлива, принято подразделять на активные и неактивные. Активные сернистые соединения (свободная сера, сероводород, меркаптаны) при контакте с металлом вызывают коррозию. Неактивные сернистые соединения

(сульфиды, дисульфиды и другие) при обычных условиях не вызывают коррозии металлов.

Однако ряд исследователей установили, что сернистые соединения активной и неактивной серы, входящие в состав дизельного топлива, в условиях двигателя становятся активными. Это происходит вследствие того, что при сгорании серы образуется сернистый газ (БОг) и серный ангидрид (ЭОз), которые, вступая в реакцию с сконденсировавшейся водой, образуют сернистую (Н2503) и серную кислоту (НгБО^. Эти кислоты вызывают сильную коррозию деталей цилиндро-поршневой группы дизеля.

Наибольшая конденсация и образование воды из продуктов сгорания могут происходить в период запуска и прогрева двигателя, а также при работе дизеля на малых оборотах и при понижении температуры охлаждающей воды.

Характерной особенностью эксплуатационной работы дизелей магистральных и маневровых тепловозов является их частая работа на режимах переменных нагрузок и холостом ходе, т. е. в тех условиях, при которых создаются наиболее благоприятные условия для коррозии, нагарообразования и лакоотложений. Поэтому в условиях эксплуатации при использовании в двигателях тепловозов сернистого топлива необходимо принимать меры для сокращения работы дизелей в холодном состоянии и с низкой температурой охлаждающей воды.

При опытном эксплуатационном применении в двигателях тепловозов ТЭЗ дизельного топлива с содержанием серы 0,8-1,0% и масла Д-11 (ГОСТ 5304-54) без присадки было установлено, что по сравнению с использованием малосернистого топлива (0,1-0,2%) увеличивается объем ремонта поршней в 4 раза, цилиндровых втулок в 1,5-2, поршневых колец в 1,2-2, коренных и шатунных вкладышей в 1,4-1,7 раза. Кроме того, увеличивается нагароотложение в каналах масляного охлаждения поршней, на продувочных и выпускных окнах цилиндровых гильз; повышается кислотность масла и т. д.

Для увеличения срока работы дизелей тепловозов в последние годы на железнодорожном транспорте проводился ряд исследований по снижению процентного содер-

кания серы в составе топлива (до 0,2-0,5%) и разработке, испытанию и применению в двигателях дизельного масла с эффективными присадками, нейтрализующими вредное влияние серы. В результате проведенных исследований был разработан и утвержден ГОСТ 10489-63 на топливо для тепловозных дизелей с содержанием серы до 0,5%.

Фактические смолы. Этот показатель характеризует эксплуатационные свойства дизельного топлива. Оценивается он количеством миллиграммов смол, содержащихся в 100 мл топлива. Смолы в топливе являются сложными продуктами окисления, полимеризации и конденсации непредельных углеводородов, а также других нестабильных соединений. Количество смол зависит от химического состава и качества очистки топлива при производстве.

В крекинг-продуктах их находится значительно больше, чем в соответствующих прямогонных топливах. Наличие смол в топливе увеличивает отложения и на-гарообразования в двигателях.

Кроме того, смолы способствуют закокшвыванию отверстий у форсунок.

При длительном хранении дизельного топлива с большим содержанием смол из него выделяются смолистые вещества, которые, перемешиваясь с водой, от-стоями, ржавчиной и свежим топливом, могут образовывать стойкую эмульсию. Попадание такой эмульсии в топливную систему тепловоза может привести к засорению топливных фильтров, к коррозии и ухудшению состояния плунжерных пар и даже к перебоям работы дизеля.

Характерными внешними признаками наличия смол в топливе является изменение цвета. Чем больше смол в топливе, тем оно становится темнее. По данным канд. хим. наук Н. С. Чурилина, увеличение содержания смол в дизельном топливе сопутствует увеличению его удельного веса, содержанию кокса, кислотности, вязкости и т. д На рис. 7 показано влияние содержания фактических смол на кислотность топлива. При наличии в топливе 200 мг фактических смол на 100 мл кислотность топлива возрастает до 7 мг КОН на 100 мл топлива, что значительно выше количества, предусмотренного техническиминормами на стандартное дизельное топливо. В технических условиях на дизельное топливо для транспортных дизелей содержание фактических смол на 100 мл установлено не более 40 мг для зимнего сорта топлива и не более 60 мг для летнего.

Влияние содержания фактических смол на кислотность топлива
Рис. 7. Влияние содержания фактических смол на кислотность топлива Йодное число. Йодным числом дизельного топлива называется количество йода (в г), присоединившегося к 100 г топлива в определенных условиях, йодное число характеризует содержание в топливе непредельных углеводородов, которые способны осмоляться. Для топлива, применяемого в тепловозных дизелях, йодное число установлено на 100 г топлива не более 6.

Температура вспышки, помутнения и застываиия; Температурой вспышки называется та температура, при которой пары топлива образуют с воздухом горючую смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Температура вспышки является показателем, гарантирующим пожарную безопасность при применении и хранении топлива.

Для двигателей тепловозов температура вспышки топлива имеет очень важное значение, так как в дизельном помещении тепловоза в летнее время года температура окружающего воздуха бывает от 60 до 70°С, в результате чего концентрируется большое количество паров топлива, которые при определенных условиях могут вызвать пожар.

По температуре вспышки косвенно можно судить о вязкости и фракционном составе топлива. Так, например, понижение против предусмотренной ГОСТом температуры вспышки дизельного топлива указывает на наличие керосиновых и бензиновых фракций, т. е. наиболее легких нефтепродуктов, которые при сгорании повышают жесткость работы дизеля.

Температурой помутнения называется та температура, при которой в топливе начинается выделение твердых углеводородов или микроскопических капелек воды. При таких условиях дизельное топливо из прозрачного становится мутным. Помутнение топлива является сигналом к закупорке топливных фильтров, а в дальнейшем и к прекращению подачи топлива. Летние сорта дизельного топлива имеют температуру помутнения минус 5°С, а зимние минус 25°С.

Температурой застывания топлива называется та температура, при которой налитое в пробирку топливо загустевает настолько, что уровень его остается неподвижным в течение 1 мин при наклоне пробирки на 45°. Температура застывания имеет важное эксплуатационное значение для оценки подвижности топлива при низких температурах окружающей среды. Зимнее дизельное топливо имеет температуру застывания минус 35-45°С, а летнее - минус 10°С.

Механические примеси и вода. По техническим условиям механические примеси и вода в дизельном топливе не допускаются. Однако в условиях эксплуатации топливо засоряется пылью, песком и т. д. Это явление наблюдается особенно в летнее время года в районах с сухим и жарким климатом, а также на складах топлива, где заправка тепловозов топливом и песком производится одновременно в непосредственной близости друг от друга.

Наличие механических примесей в топливе приводит к засорению фильтров, сопел форсунок, к усиленному износу плунжерных пар и даже к выходу их из строя. Исследованиями ЦНИИ МПС установлено, что 84% прецизионной (особо точной) поверхности плунжерных пар в дизелях 2Д100 бракуются в эксплуатации за счет абразивного взноса инородными твердыми частицами. Следовательно, долговечность и нормальная работа топливной аппаратуры в значительной степени зависят от чистоты топлива.

Для того чтобы предохранить дизельное топливо от загрязнения, оно перед подачей на тепловоз и в топливную систему проходит через целую систему фильтров. Так, например, при заправке тепловоза топливо проходит через сетчатые фильтры, вставленные в заправочный пистолет и горловины топливных баков. Кроме того, перед подачей в топливную аппаратуру оно дважды проходит через хлопчатобумажный фильтр грубой очистки, задерживающий попавшие механические примеси размером от 80 до 120 мк (микрон), и войлочный фильтр тонкой очистки, задерживающий частицы размером 20-25 мк.

Присутствие воды в дизельном топливе ухудшает процесс сгорания топлива и приводит к коррозии топливной аппаратуры (рис. 8). Большую опасность вода представляет в зимнее время, так как при пониженных температурах окружающей среды она превращается в лед, забивает топливные фильтры и в конечном счете приводит к перебоям подачи топлива. В летнее время вода из топлива выпадает в осадок на дно бака, и если ее не спускать, она может также привести к перебоям работы дизеля. Поэтому на период с 1 мая до 1 октября допускается в пунктах сдачи дизельного топлива марки ДЛ содержание «следов»1 воды. В зимних дизельных топливах содержание воды не допускается.

Систематический спуск из топливных баков отстоявшейся грязи и воды надо производить после стоянки тепловоза не менее 4-5 ч. При ремонтах топливные баки следует очищать и промывать чистым дизельным топливом.

Присутствие в топливе большого количества воды можно определить на глаз. Это делается так. Набирают топливо в бутылку и закрывают ее пробкой. Вода как более тяжелая будет оседать на дно бутылки в виде отдельного слоя. Незначительное количество воды и механических примесей можно обнаружить, если дизельное топливо в бутылке привести в быстрое вращательное движение, тогда частицы примеси и капли воды будут сразу заметны.

Основные физико-химические свойства дизельного топлива и их влияние на работу дизеля

Удельный вес и плотность. Удельным весом нефтепродукта принято условно называть отношение веса определенного объема топлива, взятого при температуре плюс 20°С, к весу такого же объема воды, имеющей температуру ниже 4°С. Удельный вес топлива - 20 , имеет обозначение -у- (читается этотак: испытываемый нефтепродукт взят при температуре 20°С, а вода-при 4°С).

Вместо понятия удельный вес пользуются понятием плотность, которая измеряется массой тела, заключенной в единице его объема. Плотность имеет размерность г/см3 и обозначается греческой буквой Р (ро).

Плотность и удельный вес определяют при помощи нефтеденсиметра (ареометра). Для этого нефте-денсиметр (рис. 9) опускают в стеклянный цилиндр, куда залито испытываемое топливо, и отмечают на шкале 3 деление, до которого он погрузился. По верхнему краю мениска а-б ведут отсчет. Ввиду того что плотность топлива, как и всякой жидкости, зависит от температуры, то по шкапе 2 термометра определяют температуру топлива. Вес топлива определяется умножением удельного веса топлива на его объем. Если удельный вес топлива был определен при температуре выше или ниже 20°С, то его нужно привести к температуре 20° по формуле Г'4°-р4 + Т(<-20°), где р*и- плотность испытываемого топлива при температуре 20СС;

Основные физико-химические свойства дизельного топлива и их влияние на работу дизеля

Р4 - плотность топлива, замеренная при температуре испытания Г; 7 - средняя температурная поправка плотности топлива, которая определяется по специальной таблице (для дизельного топлива плотностью 0,780-0,850 эта поправка равна 0,0008 - 0,0007). Пример. Предположим, что удельный вес дизельного топлива при температуре плюс 1б°С равен 0,850, а при температуре плюс 20°С его удельный вес будет меньше 0,850. Это уменьшение будет равно температурной поправке на ГС, умноженной на разницу температур между 16 и 20°С, т. е. будет равно 0,0007X4 = 0,028. Вычитая найденную поправку из удельного веса топлива при температуре плюс 16°С, получим удельный вес дизельного топлива при температуре плюс 20°С (0,850 - 0,028 = = 0,822). Если удельный вес замерен при температуре выше плюс 20°С, вычисленную температурную поправку нужно прибавить к замеренному удельному весу. При измерении количества дизельного топлива в баках или емкостях удельный вес следует определять при температуре замера.

⇐ | Общие сведения о топливе | | Г. Д. Меркурьев. Тепловозной бригаде о топливе и смазке | | Деповской контроль за качеством дизельного топлива | ⇒

Топливо: элементарный состав топлива - MirMarine

Основным топливом для судовых дизелей являются продукты перегонки нефти. Физико-химические свойства топлива характеризуют следующие показатели.

Элементарный состав топлива определяется химическим анализом и показывает, из каких элементов и в каком процентном содержании по массе состоит топливо. Жидкое топливо содержит (% ): углерод С = 84÷88, водород Н = 11÷14, кислород О = 0,005÷3, серу S = 0,01÷5.

Теплота сгорания топлива показывает, какое количество тепла (В ккал) выделяется при сгорании 1 кг топлива. Теплоту сгорания топлива определяют лабораторным путем или, приближенно, по данным элементарного состава. Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива.

Высшая теплота сгорания топлива - это все количество тепла, которое выделяется при сгорании топлива.

Низшая теплота сгорания топлива это количество тепла, выделяющееся при сгорании топлива, за вычетом тепла, расходуемого на испарение воды, содержащейся в топливе. При расчетах экономичности и рабочих процессов дизелей пользуются низшей теплотой сгорания топлива, которая лежит в пределах дж/кг: (42,5÷44) 106 - для дизельных топлив; (41÷43)106 для моторных топлив; (40÷41,5) 106 для мазутов.

Плотность является косвенной характеристикой свойств топлива. Топливо с большой плотностью (тяжелое топливо) может содержать значительное количество трудносжигаемых остатков переработки нефти, плохо сгорает, оставляя в цилиндре большое количество кокса. Плотность топлива измеряют в г/см3 при 20°C; она составляет: для дизельного топлива 0,84 - 0,90, для моторного 0,92 - 0,97, для мазутов - 0,95 - 1,01.

Фракционный состав определяется процентным содержанием фракций, выкипающих при определенной температуре, и характеризует однородность топлива. Повышенное содержание легких и тяжелых фракций ухудшает качество топлива. Значительное количество легких фракций в топливе сопровождается более резким повышением давления в цилиндре в начальный момент сгорания. Если в топливе содержится много тяжелых фракций, то процесс сгорания удлиняется и топливо догорает в период расширения газов, что приводит к неполному сгоранию и к повышению температурного режима двигателя. Топливо, используемое в дизелях, должно состоять из фракций, выкипающих при температуре 200÷350°C.

Цетановое число (ЦТ) характеризует период задержки воспламенения топлива и зависит от его фракционного состава. При малом ЦЧ период задержки воспламенения увеличивается. Это влечет за собой резкое нарастание давления в цилиндре при сгорании топлива и приводит к жесткой работе дизеля. Чем выше ЦЧ, тем быстрее воспламеняется топливо, тем равномернее нарастает давление в цилиндре и мягче работа дизеля. Цетановое число топлива для дизелей должно быть менее 40-50.

Вязкость характеризует качество распыливания и, следовательно, полноту сгорания топлива. От вязкости зависит также скорость протекания топлива в трубопроводах и работа топливной аппаратуры.

Вязкость измеряется в условных единицах вязкости (°ВУ) градусах Энглера или в единицах кинематической вязкости сантистоксах (сСт). Условная вязкость определяется отношением времени истечения из вискозиметра 200 см 3 топлива при заданной температуре ко времени истечения такого же количества воды при температуре 20°C. При слишком низкой вязкости топлива (ниже 1,1° ВУ) ухудшаются условия смазки плунжерных пар топливных насосов, что может привести к их заклиниванию.

Температура вспышки топлива это температура, при которой находящиеся над поверхностью топлива пары вспыхивают при поднесении огня. Температура вспышки характеризует пожарную безопасность топлива. При необходимости подогрева топлива максимальная температура подогрева должна быть на 15-20°C ниже температуры вспышки.

Температура самовоспламенения это температура, при которой топливо воспламеняется без постороннего источника огня. Для топлив, применяемых в дизелях, температура самовоспламенения при давлении 30 бар составляет 200-250°C.

Температура застывания это температура, при которой топливо теряет подвижность и его перекачка становится невозможной. При температуре застывания выше + 5÷ для подачи топлива к двигателю предусматривают подогрев топлива в танках.

Кислотность характеризует содержание в топливе кислот. Повышенная кислотность топлива оказывает влияние на износ топливной аппаратуры и увеличивает нагарообразование в цилиндрах дизеля. Кислотность (кислотное число) измеряется в мг КОН, потребного для нейтрализации содержащихся в топливе кислот. Кислотное число используемого в дизелях топлива не должно превышать 5 мг КОН на 100 мл топлива.

Коксуемость показывает содержание в топливе смолистых веществ, образующих при сгорании отложения кокса. Для дизельных топлив коксуемость не должна превышать 0,1%, для моторных - 3÷10%.

Зольность характеризует минеральный остаток, образующийся после сгорания топлива. Зола способствует износу трущихся деталей цилиндро- поршневой группы (ЦПГ) и приводит к засорению сопел форсунок дизелей. Предельное содержание золы составляет для дизельных топлив 0,02, для моторных 0,15%.

Содержание механических примесей в топливе приводит к повышенному износу деталей топливной аппаратуры и цилиндро-поршневой группы дизеля. Содержание механических примесей в дизельном топливе не допускается, в моторном топливе не должно превышать 0,2%.

Содержание воды в топливе снижает его теплоту сгорания и способствует коррозии. Содержание воды в дизельном топливе не допускается, в моторном топливе не более 1,5 %.

Содержание cepы в топливе приводит к вредному воздействию ее на детали двигателя. Химическое воздействие серы проявляется в виде газовой коррозии стенок камеры сгорания и кислотной коррозии газовыпускного тракта дизеля. У тронковых двигателей повышенное содержание серы в топливе вызывает увеличение скорости старения масла.

При использовании топлива с содержанием серы более 0,2% для быстроходных и свыше 0,5 % для тихоходных дизелей должна производиться специальная подготовка топлива, включающая введение в него специальных присадок. Сорт топлива (табл. 1) для каждого дизеля указывается в инструкции завода-изготовителя или устанавливается службой судового хозяйства (ССХ) пароходства.

Использование для судовых дизелей моторного и нефтяного топлив или соответствующих им топлив иностранных марок допускается при наличии системы подготовки топлива, включающей подогрев, отстой, фильтрацию, сепарацию, с введением в топливо специальных многофункциональных присадок. В этом случае для обеспечения безотказного пуска и работы на переменных режимах дизель оборудуется дополнительной системой легкого дизельного топлива. При использовании тяжелого топлива цилиндры смазываются специальными цилиндровыми маслами, обладающими высокими моющими свойствами.

Похожие статьи

Состав бензинов и дизельных масел, способы их производства.

Газойли

Дизельное топливо - топливо, предназначенное для использования в дизельных двигателях с воспламенением от сжатия, то есть в дизельных двигателях. Дизельные масла получают путем перегонки сырой нефти, их называют нефтедизельным топливом. Температуры кипения жидких дизельных дистиллятов находятся в диапазоне от 250 ° С до 350 ° С, процесс перегонки проводят при атмосферном давлении.Дизельное масло также получают из растительных масел, так называемого биодизеля, и из таких сырьевых материалов, как природный газ или уголь.

Дизельное топливо

Petrodiesel представляет собой смесь жидких парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов. Плотность масла составляет около 0,85 кг / л, а его теплотворная способность составляет около 44 МДж / кг.

Биодизельное масло - это топливо, произведенное из возобновляемого сырья, такого как растительные масла. Он намного экологичнее обычного бензинового дизельного топлива, поскольку при его сжигании выделяются менее вредные для окружающей среды соединения серы, а выбросы оксидов азота (NO x ) увеличиваются.Этот вид топлива обычно включает метиловые эфиры и этиловые эфиры ненасыщенных жирных кислот. Это масло используется в чистом виде как топливо, с примесями бензин-дизель или как присадка к бензиново-дизельному топливу.

Производство
  • Биодизель - этот вид топлива производится очень простыми методами. Вся процедура заключается в переэтерификации растительных жиров (чаще всего растительных, рапсовых, соевых, подсолнечных масел) метанолом или этанолом, а вторым продуктом является глицерин (1,2,3-пропантриол).Наиболее распространенными катализаторами этого процесса являются такие соединения, как:

  1. KOH - гидроксид калия
  2. NaOH - гидроксид натрия

На рисунке ниже показано уравнение реакции переэтерификации метанола с использованием катализатора КОН для получения триолеата глицерина.

Количество катализатора зависит от исходной кислотности субстратов, и от их количества очень важно выбрать правильные пропорции, чтобы эффективность процесса была как можно более высокой.Эта реакция чаще всего проводится при температуре около 35 градусов Цельсия. Разделение продуктов реакции происходит в специальных центрифугах, в которых глицерин с более высокой плотностью отделяется на дне центрифуги, а сложный эфир с более низкой плотностью остается наверху емкости. В любительских условиях часто используется гравитация, что также связано с разделением из-за разницы в плотности. Этот метод основан на том, что смесь продуктов реакции оставляют на 24 часа в большой емкости с клапаном на дне.По истечении времени жидкости разделятся, и вы можете слить глицерин через клапан. Следующий этап производства - очистка топлива от катализатора и других примесей. Для этого используется дистиллированная вода, топливо смешивается с водой, а затем вещества отделяются друг от друга так же, как на стадии отделения сложного эфира от глицерина. Полоскание происходит несколько раз. Во время очистки в него добавляют различные добавки, увеличивающие водопоглощение загрязняющих веществ.

Промышленное производство биодизеля осуществляется в специальных реакторах. Однако принцип их действия очень прост. Они состоят из одного контейнера большой емкости, в котором смешиваются ингредиенты и в котором происходит собственно реакция переэтерификации. Кроме того, такой реактор состоит из ряда емкостей и насосов, в которых происходит очистка и откачка полученной смеси. Между отдельными контейнерами проложена сеть фильтров, труб и клапанов.

  • Petrodiesel - Дизельное топливо, полученное путем перегонки сырой нефти, включает такие компоненты, как:

  1. керосин, легкое дизельное топливо (ЛОН), представляет собой жидкую фракцию сырой нефти плотностью 0,78-0,81 г / см. 3 представляет собой смесь углеводородов с числом атомов углерода в молекуле от 9 к 16,
  2. Среднее дизельное топливо (SON) - это фракция масла, имеющая среднее количество атомов углерода в молекуле.
  3. тяжелое дизельное топливо (CON), это фракция масла с большим количеством атомов углерода в молекуле, поэтому масса отдельной молекулы относительно велика по сравнению с молекулами LON, отсюда и название «тяжелое»,
  4. гидроочищенное дизельное топливо (HON) - дизельное топливо, очищенное от соединений серы, азота, кислорода и непредельных углеводородов с использованием водорода в присутствии катализаторов,
  5. Дизельное топливо гидрокрекинга (HCON) - дизельное топливо, полученное термическим разложением высококипящих фракций сырой нефти с одновременным гидрированием продуктов реакции.Это каталитический процесс, проводимый при высоких температурах от 350 до 500 * C,
  6. дизельное топливо для каталитического крекинга (LCO), масла, полученные в процессе каталитического крекинга, то есть разложения высококипящих нефтяных фракций, имеют молекулы с меньшим числом атомов углерода в молекуле. Катализаторами могут быть алюмосиликаты или цеолиты,
  7. присадок, улучшающих зимние свойства, присадки - различные виды присадок, предотвращающих осаждение твердых парафинов, забивающих фильтры и топливопроводы.Также используются присадки, увеличивающие цетановое число топлива, ускоряющие процесс окисления компонентов топлива.

Качество дизельного топлива определяется так называемым цетановым числом, которое является мерой способности дизельного топлива воспламеняться. Цетановое число равно 100 для топлива, соответствующего характеристикам чистого цетана, сжигаемого в специальном эталонном двигателе. А цетановое число, равное 0, присваивается топливу со свойствами чистого α-метилнафталина, сжигаемому в эталонном двигателе.Масла с цетановым числом ниже 40 вызывают тяжелую работу двигателя, мощность двигателя снижается, а выхлопные газы имеют повышенное количество несгоревших углеводородов, а дизельные топлива с цетановым числом, близким к 60, вызывают ухудшение качества сгорания. и увеличение расхода топлива.

Основным методом производства дизельного топлива и бензина является так называемый метод перегонки в трубно-башенном аппарате (DRW). Метод основан на фракционной перегонке сырой нефти из-за разницы температур кипения отдельных дистиллятов.Продукты DRW подходят для непосредственного использования или для дальнейшей обработки (крекинг, очистка, риформинг и т. Д.). Процесс DRW проходит в несколько этапов:


  1. Первая стадия заключается в быстром нагревании сырой нефти до температуры, при которой ее компоненты с наивысшей точкой кипения переходят в парообразное состояние.
  2. Следующим шагом является введение нагретой дистиллятной смеси в испарительную камеру, откуда выгружаются все компоненты, летучие при заданной температуре.
  3. Пары, полученные на предыдущих стадиях, затем разделяются на фракции в ректификационной колонне.
  4. Последний шаг - охладить дистилляты до температуры, при которой они будут храниться.

Процесс DRW - это консервативный процесс, а это означает, что во время его реализации обычно не происходит никаких химических превращений сырья. Однако на практике это выглядит немного иначе. Сырая нефть представляет собой очень сложную смесь различных соединений, в которой при температуре получения наиболее тяжелых дистиллятов происходят определенные изменения химической структуры молекул.Одним из побочных процессов является термическое разложение сырья на газы, так называемые очищающие газы, и образование жидких ненасыщенных соединений. Также образуются тяжелые продукты конденсации, такие как асфальт и смолы.


Бензин

Бензин - его название происходит от латинского слова бензоэ, что означает название смолы экзотического дерева. Бензин - это фракция сырой нефти, которая кипит при температуре от 40 до 200 градусов по Цельсию.Это топливо, используемое для работы карбюраторных двигателей. Бензин состоит преимущественно из алифатических (связанных) углеводородов с числом атомов углерода в цепи примерно от 6 до 12. Есть также некоторые ароматические и ненасыщенные углеводороды, но их меньшая часть в составе бензина. Бензины также используются в качестве различных растворителей. Бензин бывает нескольких видов:


  • Бензин со свинцом (этилен) - это бензин, который использовался до середины 1980-х годов, в качестве антидетонационного агента он содержал тетраэтил свинца, вещество, которое при сгорании в двигателе приводит к образованию токсичных оксидов свинца,
  • 95 бензин - более дешевый неэтилированный бензин с октановым числом 95,
  • 98 бензин - более дорогой вид неэтилированного бензина с октановым числом 98.

К неэтилированному бензину в настоящее время добавляют присадки, повышающие октановое число, в том числе ароматические углеводороды и простые эфиры, содержащие ароматические группы. Октановое число - это число, определяющее качество бензина. Он описывает сопротивление топлива самовозгоранию и детонационному сгоранию при сжатии смеси и во время уже начатого процесса сгорания смеси в цилиндре двигателя. Для топлива с такими же характеристиками сгорания, что и у эталонного двигателя, как изооктан (2,2,4-триметилпентан), октановое число равно 100, а для топлива со свойствами, идентичными н-гептану, октановое число равно 0.Для промежуточных значений октановое число берется как процент от смеси н-гептана и изооктана. Для смеси, сохраняющей свойства смеси н-гептана и изооктана 50:50, октановое число равно 50. Слишком низкое октановое число приводит к «детонации» при сжигании топлива в двигателе, это вызвано слишком быстрой (детонацией) ) топливовоздушной смеси, что может привести к повреждению двигателя.

Производство

Производство бензина происходит в той же ректификационной колонне, что и производство дизельного топлива.Его в основном получают в процессе дистилляции в трубчатой ​​колонне.Основное отличие в производстве бензина заключается в том, что он кипит при другой температуре, чем дистилляты дизельного топлива. Температурный диапазон для бензиновых дистиллятов 40-200 * С.

Бензин также может производиться синтетическим путем. Однако стоимость этого процесса слишком высока, а синтетический бензин дороже бензина, полученного из сырой нефти. Наиболее популярны три метода производства синтетического бензина:


  1. Метод Берегиуса - это метод, основанный на каталитическом гидрировании при высоком давлении (300-700 атмосфер) и в условиях высоких температур (около 410-460 * C) высококипящих органических масел, гудрона и бурого угля.С помощью этого процесса 97% углерода из сырья можно преобразовать в синтетический бензин. Наиболее часто используемые катализаторы - это сульфиды вольфрама и молибдена. Полученный продукт затем следует разделить на фракции.
  2. Алкилирование газообразных углеводородов - это метод присоединения алкильных радикалов к газообразным углеводородам, который приводит к удлинению их цепей и увеличению числа атомов углерода в молекуле, благодаря чему жидкие углеводороды с числом атомов углерода в молекуле от 6 до 12, т.е. бензин.
  3. Синтез Фишера-Тропша - это способ получения жидких алканов и алкенов из синтез-газа (смеси оксида углерода (II) и водорода). Это сложный многоступенчатый процесс, общая запись реакции образования углеводородов которого выглядит следующим образом:

nCO + (n + ) H 2 -> C n H m + nH 2 O

В процессе синтеза Фишера-Тропша, помимо желаемых жидких углеводородов, в небольших количествах получают такие побочные продукты, как изомеры углеводородов, спирты, альдегиды, кетоны, сложные эфиры и органические кислоты.Основной побочный продукт синтеза - вода. Эта реакция катализируется оксидами металлов: железа, кобальта, рутения и никеля. В промышленности соединения железа и кобальта чаще всего используются по экономическим причинам.

Важным процессом, заслуживающим упоминания, является риформинг бензина. Это процесс, в котором изомерные формы с разветвленными цепями образуются из простых парафиновых цепей. Риформинг направлен на повышение октанового числа бензина. Этот процесс необходимо проводить при высоких температурах и с использованием подходящих катализаторов.При соблюдении вышеуказанных условий протекают реакции изомеризации, дегидрирования, циклизации, гидрокрекинга и ароматизации.


В статье написано:
Kein

Литература:
- Таневский М. Промышленный органический синтез - направления развития. Издательство Силезского технологического университета, Гливице, 1999.
- Веб-сайт http://wikipedia.pl
- Веб-сайт http://drewnozamiastbenzyny.pl
- Веб-сайт http: // zto.pw.plock.pl/zichich/mp/benzyny.pdf
- Данные в таблице взяты с сайта http://zto.pw.plock.pl/zichich/mp/benzyny.pdf, с сайта Института Химия Плоцкого технологического университета

"Предыдущий следующий "
.

Параметры дизельного топлива (стандарты) 9000 1



Таблица - Общие требования
(Стандарт PN-EN590: 2013)

Параметр Единица
Цетановое число мин. 51 макс.
Цетановый индекс мин. 46 макс.
Плотность при 15 St. C кг / м3 мин. 820,0 макс. 845,0
Содержание полициклических ароматических углеводородов % (м / м) мин. макс. 11
Содержание серы мг / кг мин. макс. 10
Температура вспышки градусов Цельсия мин. 55 макс.
Остаток коксования (из 10% остатка перегонки) % (м / м) мин. макс. 0,3
Зольный остаток % (м / м) мин.- макс. 0,01
Содержание воды мг / кг мин. - макс. 200
Содержание твердых примесей мг / кг мин. - макс. 24
Испытание коррозионного воздействия на медь (3 часа, при 50 ° C) рейтинг Класс 1
Метиловые эфиры жирных кислот (FAME) % (об / об) мин.- макс. 7
Устойчивость к окислению
г / м3 мин. - макс. 25
ч мин. 20 макс. -
Вязкость при 40 ° C мм2 / с мин. 2,00 макс. 4,50
Фракционный состав
до температуры 250 градусов ЦельсияC дистиллы % (об / об) мин. - макс. 65
до температуры 350 ° С перегоняет % (об / об) мин. 85 макс. -
95% (об. / Об.) Перегоняется до градусов Цельсия мин. - макс. 360
Температура блока холодного фильтра CFPP
Марка Б (летняя) градусовC мин. - макс. 0
Марка D (переходная) градусов Цельсия мин. - макс. -10
Марка F (зима) градусов Цельсия мин. - макс. -20

Требования в зависимости от климатических условий
В соответствии с национальными климатическими условиями определены три периода:

  1. с 16 апреля по 30 сентября - класс Б (летний)
  2. с 1 марта по 15 апреля и с 1 октября по 15 ноября - класс D (переходный)
  3. с 16 ноября до конца февраля - сорт F (зима)

Словарь используемых терминов

Цетановое число -

Цетановое число

является мерой способности топлива к самовоспламенению под действием сжатой топливовоздушной смеси и зависит от многих факторов, включая фракционный состав.Цетановое число влияет на легкость запуска холодного двигателя, выброс выхлопных газов и «громкое» сгорание топлива в цилиндре. Чем выше в LC заданное топливо, тем лучше его способность к самовоспламенению и тем эффективнее и регулярнее процесс сгорания. Величина ЖК топлив тесно связана с их химической структурой. Наивысшие цетановые числа имеют парафиновые углеводороды с большим количеством атомов углерода, имеющие длинные прямые цепи. Ароматические углеводороды имеют самое низкое цетановое число.Обычно можно сказать, что чем легче топливо, чем ниже цетановое число и чем тяжелее топливо, тем выше цетановое число. Фактическое цетановое число в топливе всегда ниже расчетного цетанового индекса.

Цетановый индекс -

Цетановый индекс

- это параметр, тесно связанный с цетановым числом, он рассчитывается математически и, упрощенно, используется для определения мощности дизельного топлива. Чем выше цетановый индекс, тем сильнее топливо.

Плотность -

Плотность

- это величина, характеризующая качество топлива и позволяющая различать разные виды топлива.Это масса единицы объема, выраженная в кг на кубический метр при температуре 15 ° C и давлении 101,325 кПа. Плотность масла влияет на качество распыления топливовоздушной смеси
и, как следствие, на качество сгорания.

Углеводороды ароматические -

Ароматические углеводороды

имеют длительный период задержки воспламенения, для них характерно взрывное горение, вызывающее так называемое жесткий ход двигателя. Следовательно, они нежелательны в составе дизельного топлива.Также по причинам защиты окружающей среды их присутствие в топливе крайне нецелесообразно. При сгорании ароматических углеводородов, особенно полициклических углеводородов, образуются высокомолекулярные продукты с канцерогенными свойствами, которые выбрасываются в атмосферу вместе с выхлопными газами. Проще говоря, чем ниже содержание ароматических углеводородов, тем лучше топливо.

Содержание серы -

Сера

оказывает большое влияние на размер и тип выхлопных газов автомобиля, а также на коррозионные свойства топлива.Сера разрушает катализатор, снижая его эффективность и действенность. За счет снижения его содержания уменьшается количество вредных веществ в выхлопных газах автомобиля.

Температура вспышки -

Температура вспышки дается в основном для обозначения пожарной безопасности при использовании топлива. Температура вспышки характеризует склонность к образованию легковоспламеняющихся смесей и представляет собой значение, при котором нагретый продукт в смеси с воздухом воспламеняется при контакте с пламенем.

Остаток кокса -

Топливо

при сгорании не должно образовывать отложений в камере сгорания, на клапанах, поршневых кольцах, элементах форсунок. Склонность к образованию отложений связана с химическим составом топлива. Количество углеродистых отложений увеличивается, когда топливо содержит ненасыщенные углеводороды, высокомолекулярные смолы, соединения серы и органические кислоты. В целом, можно предположить, что чем ниже уровень коксования, тем меньше вероятность накопления нагара в двигателях.

Остаток золы -

при сжигании топлива помимо нагара может образовываться зола. Образование золы зависит от наличия в топливе неорганических соединений: случайных минеральных примесей или растворимых мыл от процесса нейтрализации органических кислот щелочами. Большая часть золы проходит через камеру сгорания, не вызывая никаких вредных воздействий, но некоторая часть оседает в камере сгорания.

Содержание воды -

Вода в дизельном топливе может растворяться или образовывать эмульсию. Вода, диспергированная в топливе в виде эмульсии, не представляет серьезной угрозы для работы ТНВД и форсунок летом. С другой стороны, использование пропитанного водой топлива зимой при температуре ниже 0 ° C особенно опасно, поскольку вода затвердевает, образуя кристаллы льда, которые оседают на сетке фильтра и забивают ей глаза. Как следствие, подача топлива в цилиндры прерывается.

Содержание твердых частиц -

, механические примеси могут попасть в топливо, если не будут приняты надлежащие меры предосторожности при транспортировке, хранении и перевалке топлива. Песок и глина являются особенно вредными загрязнителями из-за их абразивных свойств и твердости. Как правило, твердые загрязнения загрязняют фильтры и забивают отверстия форсунок, и, если они не попадут на фильтры, они могут поцарапать и повредить элементы насосов высокого давления и форсунок.

Метиловые эфиры жирных кислот -

Метиловые эфиры

жирных кислот (FAME) получают каталитической этерификацией метанолом жиров, содержащихся в растительных маслах (например, рапсовом масле). FAME используется как биокомпонент в дизельном топливе или как самостоятельное топливо, так называемое биодизель.

Стойкость к окислению -

, на практике некоторые компоненты дизельного топлива окисляют его, что вызывает потемнение топлива и образование смолистых отложений в баке и топливной системе.Для защиты от этих неблагоприятных явлений количество отложений смолы, образующихся в результате насыщения пробы кислородом в течение 16 часов, не должно превышать 25 г / м3 в стандарте для дизельного топлива.

Вязкость -

степень распыления топлива и качество его сгорания зависят от вязкости дизельного топлива. Если он слишком большой, при распылении образуются большие капли. Топливо со слишком низкой вязкостью также нарушает процесс смесеобразования.При распылении образуются мелкие капли, которые быстро выпадают в осадок. Тогда струя распыленного топлива заполняет только часть камеры сгорания. В части камеры, близкой к форсунке, наблюдается локальный избыток топлива и неполное сгорание. Чем выше вязкость топлива, тем труднее проходит через фильтры, магистрали и другие элементы топливной системы, что отражается на снижении мощности двигателя. Слишком низкая вязкость топлива также нежелательна, поскольку топливо в двигателях с воспламенением от сжатия действует как смазка для поршней топливных насосов.Из-за низкой вязкости смазка этих элементов недостаточна, что приводит к их более быстрому износу.

Фракционный состав -

является очень важным показателем для оценки пусковой способности топлива, способности топлива к самовоспламенению (цетановый индекс), регулярности процесса сгорания и - в результате неполного сгорания - тенденции к так называемому нагар в камере сгорания, на клапанах, поршневых кольцах, элементах форсунок и т.п. нанесены на наконечники форсунок.Слишком мало легкой фракции в топливе затрудняет запуск двигателя при низких температурах.

Температура блока холодного фильтра -

Этот параметр проверяется следующим методом. Проба топлива, охлажденная в строго определенных условиях, втягивается в пипетку в контролируемом вакууме через стандартный фильтр. Процедура повторяется при охлаждении топлива после каждого понижения температуры на 1 ° C, начиная с температуры первого определения.Определение проводится до тех пор, пока количество кристаллов парафина, высвободившееся из раствора, не приведет к остановке или замедлению потока топлива, так что время наполнения пипетки превысит 60 секунд или топливо не потечет полностью обратно в мерную емкость, прежде чем снова охладить на 1 ° C. Точка засорения холодного фильтра (CFPP) - это качественный параметр, который имеет различные допустимые значения в зависимости от климатических условий, преобладающих в отдельных странах.Польша была включена в число стран с умеренным климатом, для которых параметр, который гораздо важнее, точка помутнения (CP) не стандартизирован.

Более подробную информацию об основных параметрах дизельного топлива зимой можно найти во вкладке Дизельное топливо зимой.

.

Что ВКЛЮЧЕНО - Дизельное топливо

Дизельное топливо - это вид топлива , используемый в дизельных двигателях (дизели). Дизельное топливо состоит из углеводородов (нафтеновых, парафиновых и ароматических). По сравнению с бензином эта смесь имеет более высокую температуру кипения (180 - 350 ° C).

Дизельное топливо - откуда оно берется?

Дизельное топливо получают путем перегонки сырой нефти. Продукты процессов дистилляции (дистилляты) характеризуются высоким содержанием серы, поэтому ее необходимо удалять в процессах гидроочистки (каталитический процесс с водородом).

В случае дизельного топлива наиболее важным параметром является цетановое число, которое определяет склонность данного типа дизельного топлива к самовозгоранию. Как и в случае с бензином, для его определения исследуемый тип дизельного топлива сравнивается с двумя эталонными маслами (смесью цетана с очень коротким временем воспламенения и метилнафталина с длительным временем воспламенения). На основании экспериментов, проведенных на опытном двигателе с анализируемым дизельным топливом, определяется его цетановое число.

Польские стандарты определяют минимальное цетановое число продаваемого дизельного топлива, которое гарантирует правильную работу двигателя, на уровне примерно 51. Дизельное топливо с более низким цетановым числом отрицательно влияет на работу приводного агрегата (более высокий расход топлива, меньшая экономичность, более высокая эмиссия вибрации, шума и копоти). Более высокое цетановое число, чем заявлено стандартами, положительно сказывается на рабочих параметрах приводного агрегата (меньший расход топлива, более легкий запуск, более тихая работа).

Среди углеводородов, входящих в состав дизельного топлива, наилучшими параметрами характеризуются линейные парафиновые углеводороды, которые горят равномерно во всем объеме, а их цетановое число находится в пределах 70 - 110.Несколько худшие параметры имеют разветвленные парафиновые углеводороды и нафтены, цетановое число которых колеблется от 20 до 70. Наихудшие параметры имеют простые ароматические углеводороды, цетановое число которых колеблется от 0 до 60, а в случае полициклических. ароматических углеводородов (кроме нафтенов) это значение составляет всего около 20,

.

Испытания нефтепродуктов и рабочих жидкостей

. . .
PN-EN ISO 20884 Нефтепродукты. Определение содержания серы в автомобильном топливе. Рентгенофлуоресцентная спектрометрия с дисперсией волн
ASTM D5185 Определение присадок, изнашиваемых металлов и загрязняющих веществ в отработанных смазочных маслах и определение отдельных элементов в базовых маслах с помощью ICP-OES
DIN 51399-1 Испытания смазочных материалов - Определение содержания элементов в присадках, износа и других загрязнений - Часть 1: Прямое определение методом оптического эмиссионного спектрального анализа с индуктивно связанной плазмой (ICP OES)
БОСМАЛ / И-7-43 Анализ материалов методом ICP-OES
PN-EN ISO 3104 Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости
ASTM D445 Стандартный метод определения кинематической вязкости прозрачных и непрозрачных жидкостей
PN ISO 2909 Нефтепродукты - Расчет индекса вязкости по кинематической вязкости
ASTM D2270 Стандартная практика расчета индекса вязкости на основе кинематической вязкости при 40 ° C и 100 ° C
ASTM D4739 (TBN) Стандартный метод определения щелочного числа потенциометрическим титрованием соляной кислотой
ASTM D664 (TAN) Стандартный метод определения КИСЛОТНОГО числа нефтепродуктов потенциометрическим титрованием
PN ISO 3771 (TBN) Нефтепродукты. Определение щелочного числа. Метод потенциометрического титрования хлорной кислотой
PN-C-04049 (TAN и TBN) Нефтепродукты. Определение кислотного и щелочного числа потенциометрическим титрованием
ASTM D3524 Стандартный метод определения разбавителя дизельного топлива в отработанных маслах для дизельных двигателей с помощью газовой хроматографии
ASTM D3525 Стандартный метод определения бензинового разбавителя в отработанных маслах для бензиновых двигателей с помощью газовой хроматографии
DIN 51380 Испытания смазочных материалов. Испытание топливного разбавителя в отработанных автомобильных моторных маслах. Метод газовой хроматографии
DIN 51454 Испытания смазочных материалов. Определение низкокипящих компонентов в отработанных моторных маслах. Газовая хроматография
DIN 51452 Испытание смазочных материалов; определение содержания сажи в отработанных маслах для дизельных двигателей; инфракрасная спектрометрия
ASTM E2412 Стандартная практика мониторинга состояния отработанных смазочных материалов с помощью анализа тенденций с использованием инфракрасной спектрометрии с преобразованием Фурье (FT-IR)
ASTM D7844 Стандартный метод контроля состояния сажи в смазочных материалах при эксплуатации путем анализа тенденций с использованием инфракрасной спектрометрии с преобразованием Фурье (FT-IR)
ASTM D7414 Стандартный метод контроля состояния окисления в эксплуатационных нефтяных и углеводородных смазочных материалах путем анализа тенденций с использованием инфракрасной спектрометрии с преобразованием Фурье (FT-IR)
ASTM D7624 Стандартный метод контроля состояния нитрования в эксплуатационных нефтепродуктах и ​​смазочных материалах на углеводородной основе путем анализа тенденций с использованием инфракрасной спектрометрии с преобразованием Фурье (FT-IR)
PN-EN ISO 2719 Определение температуры вспышки - метод в закрытом тигле Пенски-Мартенса
ASTM D93 Стандартные методы определения температуры вспышки с помощью прибора для измерения температуры в закрытых чашках Пенски-Мартенса
PN-C-04139 Нефтепродукты - Определение точки каплепадения пластичных смазок
PN ISO 2137 Нефтепродукты и смазочные материалы - Определение конуса проникновения пластичных смазок и петролатума
PN-C-04152 Нефтепродукты. Определение свободных оснований и свободных органических кислот в твердых смазочных материалах
PN ISO 6293-2 Нефтепродукты. Определение числа омыления. Часть 2: Метод потенциометрического титрования
PN-EN ISO 3675 Сырая нефть и нефтяные жидкости. Лабораторное определение плотности. Ареометр.
PN-EN ISO 238 Жидкие нефтепродукты. Бензин. Определение бензола с помощью инфракрасной спектрометрии
PN-EN 14078 Жидкие нефтепродукты. Определение содержания метиловых эфиров жирных кислот (МЭЖК) в средних дистиллятах. Метод инфракрасной спектрометрии
PN-EN ISO 3405 Нефтепродукты - Определение фракционного состава атмосферной перегонкой
PN-EN ISO 6246 Нефтепродукты. Содержание смол в топливе. Метод струйного испарения
PN-C-04064 Предметом стандарта является определение реакции водной вытяжки нефтепродуктов, остатков перегонки и присадок.Определение производится двумя способами: А - pH-метрическим и Б - визуальным. (моторные топлива)
PN-C-40008-04 Антифриз для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Определение pH (охлаждающие жидкости)
PN-C-40005 стр. 5,6 Тормозные жидкости для автомобилей: - Реакция (значение pH) Диапазон: 3 - 12
PN-EN ISO 2160 Нефтепродукты. Коррозионное воздействие на медь. Испытание на медной пластине
PN-C-40005 стр.5,7 Тормозные жидкости для автомобилей: - Термоокислительная стабильность
PN-C-40005 стр. 5.10 Жидкости тормозные для автотранспортных средств: - Испарение тормозной жидкости
PN-C-40008-02 Антифриз для систем охлаждения ДВС: - Зольный остаток
PN-EN 14538 Продукты переработки масел и жиров. Метиловые эфиры жирных кислот (FAME). Определение содержания Ca, K, Mg и Na с помощью спектрального анализа эмиссии индукционной плазмы (ICP OES)
PN-EN 16136 Автомобильные топлива. Определение содержания марганца и железа в неэтилированном бензине. Метод оптической эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP OES)
PN-EN 16476 Жидкие нефтепродукты
PN-EN 15944 Жидкие нефтепродукты. Определение содержания никеля и ванадия. Прямой метод с использованием оптико-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP OES)
PN-EN ISO 14596 Нефтепродукты. Определение содержания серы. Метод волновой дисперсионной рентгенофлуоресцентной спектроскопии.
PN-EN ISO 14597 Терморегуляторы и ограничители в системах теплогенерации
PN-EN 15485 Этанол как компонент автомобильного бензина. Определение содержания серы. Рентгенофлуоресцентная спектрометрия с дисперсией волн
PN-V-04030 Нефтепродукты - Определение элементов в жидком топливе и аналогичных продуктах с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно возбужденной плазмой
ASTM D7111 Стандартный метод определения микроэлементов в среднедистиллятных топливах с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES)
ASTM D5708 Стандартные методы испытаний для определения содержания никеля, ванадия и железа в сырой нефти и остаточном топливе с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП)
ASTM D4951 Стандартный метод испытаний для определения присадок в смазочных маслах с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой
ASTM D4927 Стандартные методы испытаний для элементного анализа компонентов смазочных материалов и присадок - бария, кальция, фосфора, серы и цинка с помощью рентгеновской флуоресцентной спектроскопии с дисперсией по длине волны
ASTM D6443 Стандартный метод определения содержания кальция, хлора, меди, магния, фосфора, серы и цинка в неиспользованных смазочных маслах и присадках с помощью спектрометрии рентгеновской флуоресцентной дисперсии с дисперсией по длине волны (процедура математической коррекции)
БОСМАЛ / И-7-41 ИК-Фурье спектрометрический анализ материалов
БОСМАЛ / И-7-90 Анализ материалов методом WD-XRF
.

Что происходит с дизельным топливом при низких температурах?

Бензин и дизельное топливо: то же самое, но разные

И дизельное топливо, и бензин представляют собой очищенное нефтяное топливо, представляющее собой смесь углеводородов. Также возможно получить заменитель бензина и дизельного топлива, например, производя их из каменного угля и растительных масел. Однако, если смотреть сквозь призму автомобильного двигателя, эти топлива кардинально различаются, в основном, по химическому составу и физико-химическим параметрам, таким как теплотворная способность, температура воспламенения, вязкость и т. Д.

Одним из основных параметров бензина является октановое число (RON). Октановое число определяет, насколько устойчив бензин к детонационному сгоранию. В двигателях с искровым зажиганием чаще всего используется бензин с октановым числом 95 и 98.

Дизельное топливо является единственным подходящим жидким топливом для двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных). Он также определяется специальным параметром, но отличается от топлива для двигателей SI, в данном случае это цетановое число. Это склонность топлива к самовоспламенению, то есть воспламенению от температуры и давления, а не от источника искры.

Бензин является «сухим» топливом по отношению к дизельному топливу и не имеет смазывающих свойств, которые частично проявляются у дизельного топлива. Поэтому даже кратковременная работа дизельного двигателя может привести к выходу из строя ТНВД и, как следствие, форсунок.

Замерзание дизельного топлива

В период низких температур окружающей среды в дизельном топливе выпадает парафин. Он принимает форму хлопьев или крошечных кристаллов, которые попадают в топливный фильтр, блокируя его , блокируя поток дизельного топлива в камеру сгорания.

Дизельное топливо - топливо, очень чувствительное к низким температурам. Когда температура падает, она сначала достигает точки помутнения. Это температура, при которой топливо становится молочного цвета. При дальнейшем понижении температуры белый цвет становится интенсивно насыщенным и появляется взвесь, которую мы видим «невооруженным глазом». Затем кристаллы сливаются в более крупные структуры и падают на дно топливного бака, образуя осадок, напоминающий переваренную крупу. Это явление вызвано химическими веществами, называемыми парафиновыми углеводородами.По причинам, связанным с двигателями, парафиновые углеводороды являются очень желательным компонентом дизельного топлива, поскольку они увеличивают цетановое число. В то же время эти же парафиновые углеводороды являются причиной большинства проблем с дизельным топливом зимой.

В связи с этим производители дизельного топлива сталкиваются с трудным выбором, с одной стороны, они стараются ограничить количество парафиновых углеводородов в топливе, чтобы уменьшить влияние их осаждения при низких температурах и на с другой стороны, они должны обеспечивать его оптимальный состав, чтобы получить наилучший возможный эффект полезности.

Roz Вязки БГ для дизельного топлива!

BG предлагает ряд продуктов для дизельных двигателей.

Лучшим решением для зимнего периода являются продукты, содержащие, в том числе, ингредиент, понижающий температуру CFPP (температуру блокировки холодного фильтра). Ниже приведен список препаратов BG для снижения CFPP, предназначенных как для легковых автомобилей, так и для автомобилей с топливными баками большего размера.

Для легковых автомобилей:

- BG DFC Plus Easy Treat, № 2476 - Подготовка для всех типов топливных систем в дизельных двигателях. Препарат также обладает очищающими и поддерживающими свойствами для топливной системы.

BG DFC Plus HP Extra Cold Weather Performance, № 23711 - Продукт рекомендуется для экстремально низких температур, даже с большим количеством биокомпонентов в дизельном топливе. Препарат интенсивно очищает всю топливную систему.

BG DFC Plus с улучшителем цетанового числа, № 248 - Продукт очищает и смазывает всю топливную систему.Повышает цетановое число дизельного топлива.

Для грузовиков, автобусов и других транспортных средств с большими топливными баками:

BG Diesel Fuel Pour Depressant, No. 215 - Препарат содержит только ингредиенты, снижающие температуру блокировки холодного фильтра. Увеличивает расход топлива при низких температурах.

BG DFC Plus, № 230 - Препарат обладает очищающими и смазывающими свойствами. Имеет стабилизатор, предотвращающий старение топлива при хранении.

BG DFC Plus HP, № 232 - Препарат интенсивно очищает всю топливную систему. Предотвращает появление сажевого фильтра в системах высокого давления высокого давления.

Что делать, если замерзло дизельное топливо?

Раньше единственным решением было просто подогреть топливо, например, отбуксировав автомобиль в теплый гараж.

BG предлагает решение «под ключ»!

BG Diesel Thaw, № 256 - Препарат растворяет застывшее топливо на фильтре и в топливном баке.Работает до -50 o C. Просто заполните топливный фильтр и вылейте остаток продукта в бак. Восстанавливает ликвидность дизельного топлива. Не забудьте после этого использовать один из продуктов для опускания CFPP, чтобы топливо не замерзло снова.

.

Химикаты в топливной промышленности - PCC Group

Это сырье перерабатывается на нефтеперерабатывающих заводах в различные продукты, такие как:

(а) Сжиженный углеводородный газ (СНГ),

(б) Моторные топлива (бензин, керосин, дизельное топливо),

(c) Мазут,

(г) Дорожный и промышленный асфальт,

(e) Углеводородное сырье для различных синтезов,

(е) Кокс нефтяной,

г) Твердые углеводороды нефти (например,парафин).

Кроме того, продукты топливной промышленности играют роль сырья для производства различных химических продуктов , включая фармацевтические препараты (парафин, получаемый из тяжелых фракций сырой нефти и используемый как слабительное), удобрения (фенол, используемый в производстве). химикатов для защиты растений), растворителей (экстракционный бензин и ацетон) и пластмасс (полиолефины).

Переработка сырой нефти

В промышленности более 90% сырой нефти перерабатывается в бензин, масла и асфальт.Большое значение в этом процессе имеет раствор гидроксида натрия, т. Е. Содовой щелочи. Он используется для удаления загрязняющих веществ, таких как соединения серы и углекислый газ. Их устранение является ключевым этапом в процесса переработки нефти , необходимым для соответствия законодательным требованиям к содержанию этих соединений. Содовый щелок также используется при очистке конечных продуктов, полученных после переработки сырой нефти. Для его обработки существует несколько основных процессов:

а) Дистилляция - процесс разделения сырой нефти на фракции, кипящие в различных диапазонах температур.Таким способом получают несколько видов сырья, таких как сухой и влажный газ, бензин, керосин, дизельное топливо, мазут и гудрон.

б) Каталитический крекинг - заключается в разложении тяжелых фракций сырой нефти на более легкие под действием катализатора (в основном цеолитов). Таким способом получается относительно большое количество качественного бензина.

в) Каталитический риформинг - основан на каталитической конверсии низкооктанового бензина в высокооктановый бензин в присутствии платинового катализатора.Основными продуктами риформинга являются: водород, нефтеперерабатывающий газ, сжиженный нефтяной газ, изо- и н-бутан.

г) Гидрокрекинг - каталитическая переработка тяжелых нефтяных фракций, а также мазута и гудрона под давлением водорода в более легкие виды топлива. Таким образом получаются бензиновые, керосиновые и дизельные фракции.

д) Пиролиз - процесс, основанный на разложении тяжелых фракций сырой нефти в присутствии водяного пара. Таким образом получают пиролизный бензин, масло и гудрон.

е) Алкилирование - представляет собой реакцию олефинов с изобутаном, приводящую к образованию изопарафинов с более высокой молекулярной массой и октановым числом.Этот процесс включает реакции, проводимые при низкой температуре и в присутствии катализатора. Наиболее часто используемый катализатор - серная кислота. В Группе РСС серную кислоту получают контактным способом, что обеспечивает ее очень высокую чистоту. Полученная таким образом серная кислота может быть использована в процессах очистки масел, керосина, парафина и осушающих газов .

Виды топлива

Топливо можно разделить по происхождению (природное и искусственное), теплотворной способности (высокая и низкая теплотворная способность), а также по состоянию вещества (жидкое, газообразное и твердое).Каждый тип имеет разные свойства и область применения.

Жидкое топливо - бензин

Наиболее важные жидкие топлива, получаемые из сырой нефти: бензин, керосин, дизельное топливо и мазут. Бензин - это фракция сырой нефти, которая кипит при температуре примерно от 40 до 200 ° C. Это топливо в основном используется для двигателей с искровым зажиганием. Он также может действовать как растворитель (например, экстракционная нафта). Бензин состоит в основном из алифатических углеводородов, а также содержит некоторые ароматические и ненасыщенные углеводороды. Наиболее важными свойствами бензина являются: октановое число (то есть устойчивость к детонации), способность создавать легковоспламеняющиеся смеси и склонность к образованию отложений смолы. Есть несколько видов:

(а) Бензин свинец - этилен. Он использовался до середины 1980-х годов. Он содержал тетраэтил свинца, который при сжигании в двигателе приводил к образованию токсичных оксидов свинца.

б) Бензин 95 - более дешевый вид неэтилированного бензина с октановым числом 95.

в) бензин 98 - более дорогая версия, с октановым числом 98.

Для того, чтобы бензин стал товарным продуктом, необходимо также ввести в его состав ряд присадок, цель которых - предотвратить неблагоприятные и нежелательные явления при хранении, эксплуатации и транспортировке топлива.

Присадки к бензину

Самыми важными присадками к бензину являются ингибиторы окисления . Поскольку бензин как продукт представляет собой смесь углеводородов, он может подвергаться окислению при хранении.Это приводит к ухудшению свойств топлива из-за снижения его октанового числа. Обычно ингибиторы окисления включают ароматические амины и фенолы.

Вторая группа добавок - дезактиваторы металлов. Их задача - поддерживать ингибиторы окисления, противодействуя каталитическому влиянию металлов на реакции окисления бензина. Они работают, создавая защитные слои на поверхности металлов.

Необходимыми добавками являются также диспергирующие и эмульгирующие составы, задача которых - поддерживать дисперсность отложений и продуктов коррозии.ROKAmers - это группа продуктов, которая может выполнять такие функции. Эти продукты относятся к группе неионных блок-сополимерных поверхностно-активных веществ окиси этилена и пропилена. Эта особенность отличает группу ROKAmer от других неионных поверхностно-активных веществ и определяет их противопенные свойства.

Еще одна группа присадок - это смазочные материалы . Они предотвращают быстрый износ компонентов топливного насоса, требующий надлежащей смазки. Примеры таких соединений могут быть, например,карбоновые кислоты, сложные эфиры или амины. С другой стороны, вода из бензина удаляется с помощью деэмульгаторов, благодаря которым она отделяется в резервуаре как отдельная фаза. Это особенно важно, например, при перекачке топлива. Чтобы противодействовать этому явлению, используются добавки, называемые деэмульгаторами.

Большинство установок в нефтяной промышленности изготовлено из стали, которая в присутствии воды может вызвать коррозию и, как следствие, риск утечки и утечки. Поэтому для этой цели используются ингибиторы коррозии.Они взаимодействуют с металлической поверхностью, создавая защитный барьер, предотвращая, таким образом, воздействие коррозионных агентов. Обычно это соединения на основе аминов, амидов или солей аммония.

Последней, но не менее важной особенностью современных бензинов является их способность поддерживать в чистоте топливную систему (особенно систему впуска) и камеры сгорания двигателя. Для этого используются добавки, называемые моющими средствами. Для этого идеально подойдет продукт PCC Petrotex DF30 Group.Это желтая маслянистая жидкость, используемая в качестве ингредиента в диспергирующих и эмульгирующих композициях. Самая главная особенность этого продукта - его моющая способность. Petrotex DF30 в основном используется как моющее средство для очистки впускных и выпускных клапанов цилиндров. Додецилфенол также отлично подойдет для топливной системы в качестве добавки к приготовлению чистящих средств. Это густая вязкая жидкость желтого цвета с фенольным запахом. Додецилфенол используется в производстве пропоксилатов, которые являются синтетическими компонентами пакетов присадок к топливу.

Жидкое топливо - дизельное топливо

Дизельное топливо - топливо, предназначенное в основном для дизельных двигателей с воспламенением от сжатия. Это смесь парафиновых, нафталиновых и ароматических углеводородов, выделенных из сырой нефти в процессах дистилляции. Это фракция сырой нефти, кипящая при 180-350 ° C. Наиболее важные параметры этого жидкого топлива : вязкость (разбрызгивание), устойчивость к самовоспламенению (цетановое число) и температура застывания, а также содержание серы.Из-за высокого содержания соединений серы в дизельном топливе необходимо удалять их гидроочисткой.

Присадки к дизельному топливу

Используемое в настоящее время дизельное топливо требует использования различных присадок. Большинство из них выполняет те же функции, что и бензиновые. Однако в случае с дизельным топливом ключевое значение имеет использование противопенных и антиэлектростатических присадок, а также модификаторов, повышающих цетановое число.

Модификаторы пеногасителя предназначены для предотвращения образования пены при подготовке топлива и заправке баков. Некоторые виды дизельного топлива также имеют тенденцию к пенообразованию при перекачивании, что нарушает процесс заполнения бака и вызывает утечки. Для этого идеально подходят изделия серии ROKamer. Это пеногасители, которые можно использовать в очень широком диапазоне температур. Кроме того, ROKAmers отличаются очень хорошими обезжиривающими свойствами и способностью снижать поверхностное натяжение между жидкостью и воздухом.Таким образом, они улучшают дренаж пены, в результате чего его уменьшают.

Антистатические присадки предназначены для увеличения электропроводности дизельного топлива, что снижает риск возгорания. Обычно для этой цели используются сополимеры олефинов и акрилонитрила в сочетании с полиаминами.

Еще одна группа модификаторов - это присадок, повышающих цетановое число . Их задача - сократить время задержки воспламенения и увеличить скорость горения.Наиболее популярными из них являются 2-этилгексилнитрат (EHN) и ди-трет-бутилпероксид (DTBP).

Маркеры также являются важной группой добавок. Их роль - облегчить определение типа топлива. Чтобы отличить дизельное топливо от топочного мазута, вводятся азопроизводные, которые окрашивают топливо в определенный цвет. В последнее время ароматические добавки стали очень популярными и используются там, где неприятный запах масла или бензина. В роли таких модификаторов запаха могут выступать, например,сложные эфиры или также терпены.

Жидкое топливо - керосин

Керосин - топливо, используемое в очень больших количествах, в основном в авиации для реактивных или турбовинтовых двигателей. Он также используется как растворитель и компонент косметических составов. Из-за того, что он имеет низкое октановое и цетановое число, его нельзя использовать в двигателях с искровым зажиганием (бензиновые двигатели) и двигателях с воспламенением от сжатия (дизельные двигатели). Керосин - жидкая фракция сырой нефти, кипящая при температуре около 170-250 ° C.Его производство относительно дешевое. Керосин производится в основном в процессе ректификации сырой нефти . Обычно для этого типа топлива не используются добавки и процессы повышения качества, например, при производстве бензина и дизельного топлива. Керосин также превращается в бензин, а также в другие продукты посредством процессов крекинга и риформинга.

Жидкое топливо - биодизель

Биодизель - это возобновляемая альтернатива нефтяному дизельному топливу.Его получают из растительных или животных масел. Название «биодизель» обычно относится к чистым метиловым эфирам жирных кислот или их этиловым эфирам жирных кислот. Топливные смеси с дизельным топливом также часто называют биодизелем. Используются для получения топлива, обеспечивающего лучшие условия для работы двигателя. . Чистый биодизель отрицательно влияет на резиновые шланги и топливопроводы. Кроме того, его вязкость значительно изменяется при повышении температуры, что может потребовать использования дополнительного охладителя биодизеля.Еще один недостаток этого топлива - образование отложений при низких температурах, что приводит к засорению фильтров и других узлов двигателя во время зимней эксплуатации. Конечно, у биодизеля есть ряд преимуществ. Прежде всего, он не отравляет воздух соединениями серы, он биоразлагаем, не увеличивает концентрацию CO2 в атмосфере, а его производство позволяет управлять сельскохозяйственными пустырями.

Присадки к биодизелю

Высококачественные многофункциональные присадки к дизельному топливу помогают уменьшить многие проблемы, связанные со смесями биодизельного топлива, такие как коррозия топливной системы, отделение воды и повышенное пенообразование топлива.Для этого используются модификаторы, очень похожие на те, что добавляются в дизельное топливо. Ключевым и часто вызывающим беспокойство аспектом использования биодизеля является его влияние на чистоту форсунок и возможность сильного коксования форсунок, а также загрязнение форсунок. Для этого используются агенты, называемые диспергаторами. Группа PCC предлагает серию ROKAcet, продукты которой могут действовать как диспергаторы. ROKAcets - это агенты общего назначения, которые могут успешно применяться в различных областях промышленности.

Смешивание биодизеля с обычным дизельным топливом может еще больше ухудшить его пенообразующие свойства. Это особенно неприятно, например, при заправке топливного бака на заправке. Чтобы этого не происходило, в топливо используются противопенные присадки. Вышеупомянутые продукты серии ROKAmer идеально подходят для этой роли.

.

видов топлива - каковы их виды, параметры и свойства

Наиболее популярным топливом, используемым в легковых автомобилях, является жидкое топливо. У них много преимуществ перед другими. Прежде всего, имеют высокую плотность энергии . Проще говоря, в небольшом объеме относительно много энергии.

Благодаря этому мы можем проехать несколько сотен, а зачастую и тысяч и более километров на одном топливном баке. Вот почему не все мы ездим на электромобилях, которые нужно постоянно заряжать.

Жидкая форма также легко распределяется - такое топливо легко измерить при заливке в бак и относительно легко хранить. Немаловажен и факт многолетней практики в этом деле. То же самое и с безопасностью транспортировки. В случае жидкого топлива он довольно высок.

Конечно, жидкое топливо также требует использования современных топливных систем для создания горючей смеси. Это лучше всего проявляется в усовершенствованных системах Common Rail двигателей CI.

Еще одна популярная форма - газообразное состояние - здесь гораздо легче образовать горючую смесь с воздухом. Также проще контролировать процесс горения таким образом, чтобы снизить содержание токсичных компонентов в выхлопных газах. Однако газообразное топливо имеет более низкую плотность энергии, его труднее распределять и опаснее транспортировать.

Но самое главное в случае топлива - это не его агрегатное состояние, а свойства. Свойства топлива зависят от его химического состава .Подавляющее большинство из них - углеводородные продукты, содержащие примеси других элементов, например серу в виде примесей

К основным параметрам топлива относятся:

  • Теплотворная способность - это количество тепла, выделяемого в результате полного и полное сгорание заданного топлива. Также существуют так называемые более низкая теплотворная способность, которая игнорирует неэффективно используемую теплоту конденсации водяного пара в дымовых газах.
  • Октановое число - определяет устойчивость топлива к детонационному сгоранию.При определении октанового числа тестируемое топливо сравнивается с эталонным. Эталонным топливом является соответствующая процентная смесь изооктана (LO = 100) и н-гептана (LO = 0). Подробнее об октановом числе можно узнать в отдельной статье.
  • Цетановое число LC - это не что иное, как определение способности топлива к самовоспламенению. Определяется так же, как октановое число - сравнительный метод для топлива, состоящего из цетана (LC = 100) и альфа-метолонафталина (LC = 0).
  • Температура самовоспламенения - это температура, при которой смесь паров топлива и воздуха самовоспламеняется.Это зависит от параметров состава смесителя и его давления. Температура самовоспламенения имеет особое значение при поставке двигателей с воспламенением от сжатия (дизельных).
  • Температура замерзания - это температура, при которой твердые фракции начинают выпадать в осадок из топлива. Это очень важный параметр для дизельных двигателей. В более холодное время года нефтеперерабатывающие заводы производят дизельное топливо с более низкой температурой застывания, т.н. зима, что позволяет машине заводиться при низких температурах.
  • Летучесть - способность топлива испаряться.
  • Вязкость и поверхностное натяжение - эти параметры определяют легкость измельчения топлива в топливный туман, необходимый в современных двигателях. Чем ниже эти параметры, тем лучше для фрагментации. Однако в дизельных двигателях низкая вязкость ухудшает воспроизводимость дозы, увеличивает утечку и ухудшает смазку.
  • Теплота испарения - важный параметр для наполнения баллона.Под ним понимается количество тепла, необходимое для испарения заданной дозы топлива.

Значения октанового и цетанового чисел для выбранных углеводородных топлив, сканирование из книги S.Luft: Fundamentals of Engine Construction, WKiŁ, p. 24

Теперь, когда известны наиболее важные параметры топлива, стоит остановиться на отдельных видах топлива более подробно.

Среди жидких видов топлива мы выделяем:

  • бензин - используется в автомобилях с искровым зажиганием (ЗИ).Он состоит из углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 градусов Цельсия. Обычно его получают путем очистки сырой нефти, хотя возможны и другие альтернативные методы его получения.
  • дизельное масло - используется в двигателях с воспламенением от сжатия (CI). Получается аналогично бензину при переработке сырой нефти. В последнее время такие виды топлива все чаще получают из растений (так называемые сложные эфиры). Температура кипения ингредиентов составляет от 170 до 380 градусов по Цельсию.Важный параметр - высокое значение цетанового числа.
  • Спирты - в автомобилях используются метиловый и этиловый спирты. Обычно они присутствуют в качестве добавки к бензину, повышающей октановое число. Из-за низкого цетанового числа его практически не используют в дизельных автомобилях. Одной из самых популярных смесей спирта и бензина является E85 (85% биотетанол, остальной бензин), однако для заправки таким топливом необходимо правильно подготовить автомобиль - обычно это специальные версии с маркировкой FlexiFuel.Стоит помнить, что из-за пониженной энергетической ценности автомобилю, который сжигает около 10 литров бензина, при аналогичных условиях эксплуатации потребуется около 12 литров E85.
  • Керосин - применяется для двигателей SI, но только с низкой степенью сжатия и малой скоростью вращения. Он отличается увеличенным временем горения и задержкой самовоспламенения.

Газообразное топливо:

  • Водород - топливо будущего. Энергия получается в результате химической реакции с кислородом.Вода - продукт горения.
  • Природный газ CNG (Сжатый природный газ) - в основном состоит из метана. Он сжимается до давления 20-25 МПа. Его можно использовать для управления двигателями SI и CI.
  • LPG - Сжиженный углеводородный газ - смесь сжиженного пропана и бутана. Из-за климатических различий пропорции могут быть другими. Топливо можно транспортировать в жидком состоянии под небольшим давлением 1-1,5 МПа. Из-за его несжимаемости необходимо использовать ударопрочные емкости.В противном случае бак мог взорваться изнутри.
.

Смотрите также

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf