Все о дизельном топливе

Дизельное топливо

Дизельное топливо (ДТ) – это нефтепродукт, используемый как топливо для ДВС, т. е. двигателей внутреннего сгорания. Является одним из самых известных и востребованных среди существующих сегодня. ДТ получают при первичной переработке нефти после отгона из нее определенных фракций.

Фракционный (химический) состав, особенности и характеристики дизельного топлива (ДТ)

Традиционно дизельное топливо представляет собой комбинацию газойлевых и керосиновых фракций нефти. В основе нефтепродукта смесь углеводородов, выкипающих при температуре 180-360 °C. В зависимости от вязкости выделяют 2 вида дизтоплива:

• Маловязкое. Иначе называется дистиллятным, используется в быстроходных двигателях. В составе гидроочищенные керосиново-газойлевые фракции первичной переработки нефти, дополненные 20% газойлей, полученных путем коксования и крекинга.
• Высоковязкое. Считается остаточным, используется в тихоходных двигателях. В составе содержатся мазуты с керосиново-газойлевыми фракциями.

• Теплота сгорания (сколько выделяет тепла при горении) – 42624 кДж/кг (10180 ккал/кг).
• Концентрация серы – не более 2000 мг/кг по ГОСТ 32139 и не более 50 мг/кг по ГОСТ ISO 20846.
• Зольность – не более 0,01%.
• Коксуемость 10%-го остатка – не боле 0,2%.
• Общее загрязнение – не более 24 мг/кг.
• Содержание воды – не более 200 мг/кг.

Цетановое число

Качество горючего отражает цетановое число. Этот показатель отражает время, которое происходит до возгорания топливной смеси в двигателе. Для легковых автомобилей число должно быть не менее 42, для тяжелой техники – от 48. Слишком высокие показатели (больше 60) не рекомендованы. Топливо не успевает сгореть, что ведет к дымным выхлопам и повышенному расходу.

Марки топлива

Дизтопливо классифицируется на несколько видов:

• Летнее. Кинематическая вязкость – 3-6 сСт. Используется при температуре выше 5 °C, при -10 °C полностью застывает.
• Межсезонное. Используется при температуре от -15 °C и выше.
• Зимнее. Кинематическая вязкость – 1,8-5 сСт. Разработан для эксплуатации в холодное время года и в северных регионах, где могут быть морозы до -25 и -35 °C.
• Арктическое. Кинематическая вязкость – 1,5-4 сСт. Используется в особенно суровых условиях, когда температура воздуха опускается до уровня -45 °C и ниже.

Основная разница между указанными видами заключается в температурных показателях. Зимнее топливо дороже, но оно необходимо, поскольку летнее дизтопливо зимой просто загустевает. Во всех перечисленных марках не должна содержаться вода, поскольку водяная пробка в магистрали приводит к остановке работы двигателя.

Характеристики летних марок:

• Цетановое число – больше 51.
• Вязкость – 3-6 мм2/с.
• Плотность – не более 863,4 кг/м3.

Характеристики межсезонных марок:

• Цетановое число – больше 45.
• Вязкость – 3-6 мм2/с.
• Плотность – не более 863,4 кг/м3.

Характеристики зимних марок:

• Цетановое число – больше 48.
• Вязкость – 1,8-5,0 мм2/с.
• Плотность – не более 843,4 кг/м3.

Характеристики арктических марок:

• Цетановое число – больше 40.
• Вязкость – 1,5-4 мм2/с.
• Плотность – не более 833,5 кг/м3.

Температура вспышки летнего и межсезонного дизтоплива составляет 40 °C, а зимнего и арктического — 30 °C.

Способы получения дизельного топлива (ДТ)

Для получения дизельного топлива нефть подвергают переработке с использованием ректификационных колонн, где она нагревается до нужной температуры и делится на фракции. Дизельная фракция – около четвертой части – получается при нагреве до 180-360 °C. Остальное получают в результате крекинг-процессов с катализаторами в виде металла, водорода или температуры. На этапе крекинга получают до 80% объема дизельного топлива. В конце его подвергают щелочной очистке от примесей.

Способы (область) применения и виды

Дизтопливо используют в качестве горючего для транспорта:

• Железнодорожного: тепловозов, дизель-поездов, автомотрисов.
• Автомобильного: грузовых машин, автобусов, военной и сельскохозяйственной техники, легкового дизельного транспорта, дизельных электрогенераторов.

В тихоходных агрегаторах часто используют один из аналогов дизельного топлива – соляровое масло (в народе «солярка»). Их часто сравнивают между собой, но солярка – отдельный нефтепродукт, выступающий лишь частью дизтоплива.

Использование солярового масла в ДВС не слишком эффективно, но ввиду невысокой стоимости его активно применяют в быту, строительстве и на производстве. Солярка может использоваться как горючее на котельных. Дополнительно она применяется для пропитки кожи, в обработке металла, а также как смазочно-охлаждающее средство или закалочная жидкость.

Особенности транспортировки и хранения

Дизельное топливо транспортируют по правилам перевозки опасных грузов. Используется водный, воздушный, железнодорожный и автомобильный транспорт. Последний считают наиболее удобным и доступным. Для перевозки используют автоцистерны вместимостью до 1500 л.

Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)

Дизельное топливо ЕВРО производится в соответствии с ГОСТ 32511-2013 (EN 590:2009), а обычное – по ГОСТ 305-2013.

Классификация дизельного топлива

Дизельное топливо по популярности уступает бензину, но продолжает использоваться в двигателях самых разных типов. При этом обладает множество неоспоримых достоинств перед другими видами топлива. Имеются определенные особенности дизеля. В первую очередь это касается классификации.

Ранее дизельное топливо чаще использовалось для заправки двигателей тракторов, а также аналогичной техники. Причиной тому является более низки расход топлива на каждый мотто-час, потери мощности по сравнению с бензиновыми двигателями незначительные. Ещё одна причина распространенности дизельных моторов – экологическая и пожарная безопасность. Так как взрывы, возгорания газового оборудования происходят на порядок чаще.

Дизельное топливо является продуктом нефтяной промышленности. Появление его стало следствием возникновения необходимости двигателей максимально эффективных и, в то же время, достаточно мощных. Рудольф Дизель, чьим именем называется данный вид топлива, не является первооткрывателем. Двигатель, работающим на солярке, был разработан ещё в 1860 году. Но по ряду причин использование его не имело экономического смысла.

В то же время на рубеже XIX и XX веков германии срочно потребовались моторы, работающие на более дешевом топливе, альтернативном бензину и светильному газу. Решением стало изобретение Рудольфа Дизеля, который доработал ранее уже разработанную другим ученым конструкцию. Изначально дизельный генератор, ставший прообразом современного дизельного двигателя, имел всего 2 цилиндра. В дальнейшем было добавлено ещё 2.

Существует несколько альтернативных названий дизельного топлива. Одно из таковых – солярка. Произошло данное слово от немецкого Solarol – солнечное масло. Ранее именно так и называли утяжеленную фракцию нефти, получаемую в результате переработки. Именно она является первым вариантом топлива этого вида. С течением стандарты, устанавливаемые к дизелю, претерпели серьезные изменения. В каждом стране в XX веке были разработаны собственные стандарты классификации дизельного топлива.

Например, в Советском союзе долгое время действовал ГОСТ 1666-42 и ГОСТ 1666-51. Официальное обозначение дизельного топлива было «соляровое масло». Применялось оно для заправки среднеоборотных двигателей – от 600 до 1000 об/мин. «Солярка» того времени не могла быть использована в быстроходных двигателях, её состав и свойства достаточно существенно отличатся от современно дизельного топлива.

Основные параметры

Все виды дизельного топлива можно разделить на две основные категории:

• для быстроходных двигателей;
• для тихоходных двигателей.

Дистиллятное маловязкое масло подразумевает заливку в двигателя автомобилей. Имеющее более высокую вязкость топливо заливают обычно в различные тихоходные машины. Это трактора, тихоходные речные суда и многое другое.

Существенно различается процесс получения обозначенных выше типов топлива. Дистиллятное включает в себя очищенные соответствующим образом фракции керосинового типа. Применяется прямая перегонка – это позволяет сделать сгорание топлива максимально быстрым. В то же время топливо высокой вязкости включает в себя смесь мазута, а также керосиново-газойлиевых фракций.

В зависимости от различных факторов теплота сгорания топлива обоих типов может варьироваться. В среднем данный показатель составляет приблизительно 42 624 кДж/кг. Существует общий стандарт, которому должно соответствовать все без исключения дизельное топливо на сегодняшний день. Он обозначается как ГОСТ 32511-2013. Обязательным к применению он стал относительно недавно – 01.01.15 г.

Обязательно перед выпуском в продажу проводится отбор дизельного топлива на его пробу. При анализе параметров перечень некоторых характеристик должен находиться в пределах нормы. В противном случае в продажу такого типа топлива выпускать будет попросту недопустимо. К основным моментам относится:

• вязкость, содержание жидкостей;
• воспламеняемость;
• содержание серы.

Вязкость и содержание воды

Исходя из данной характеристики устанавливают два основных вида топлива – зимнее и летнее. Основным параметром, в соответствии с которым осуществляется разделение на классы, является предельная температура фильтруемости, а также температура помутнения и застывания.

Возможно использовать летнее дизельное топливо только при температуре более чем -100С. В противном случае будет иметь место не замерзание, но более высокая вязкость. Что приводит к негативным последствиям – проблема в работе двигателя или же невозможность его запуска. В некоторых транспортных средствах используется специальный подогрев для топлива. Это позволяет использовать любой вид солярки вне зависимости от времени года, окружающей температуры.

Ещё одной серьезной проблемой является факт наличия воды в топливе. Так как вода существенно тяжелее солярки, она начинает постепенно скапливаться в нижней части топливного резервуара. Как следствие – возможно образование водяной пробки в топливной системе автомобиля, иной техники. Подобное препятствует нормальной работе двигателя. Именно поэтому установлены основные стандарты касательно кинематической вязкости дизельного топлива. Данный показатель различается для летней/зимней солярки:

• для летнего вида при температуре +200С и более – более 3сСт;
• для зимнего вида – более 1.8 Сст;
• для особой разновидности (арктической) – более 1.5 Сст.

Данный стандарт устанавливается ГОСТ 305-82 от 1982 года. Одним из обязательных условий соответствия данному стандарту является полное отсутствие воды в топливной смеси. Именно за счет этого возможно использование в обозначенных условиях эксплуатации.

Воспламеняемость

Одной из самых важных характеристик является цетановое число. Под данным показателем подразумевают возможность солярки возгораться при возникновении определенных условий в камере сгорания. Стандартым определяются ASTM D613. Для дизельного топлива температура вспышки устанавливается на уровне +7000С, определяется ASTM D93. Температура перегонки для солярки должна опять же укладываться в определенные стандарты – не менее 2000С и не более 3500С.

Количество серы в составе

Одной из самых важных характеристик, на основании которой типы топлива делятся на стандарты Евро 1-5 – это определенное количество серы на единицу объема. Под серой в рассматриваемом случае понимается наличие определенных соединений данного вещества. В перечень учитываемых при определении категорий входит:

• меркаптан;
• тиофен;
• тиофан;
• дисульфид;
• сульфид.

В то же время элементарная сера, обозначенная в таблице Менделеева, как таковая не учитывается при определении стандартов. В соответствии с настоящими наиболее современными стандартами, применяемыми в Штате Калифорния и Европе, количество сернистых соединений на единицу объема не должно превышать 0.001 %. Это составляет приблизительно 10 ppm.

Многие автопроизводители говорят о том, что снижение количества сернистых соединений в солярке приводит к снижению его смазывающих качеств. Что приводит к более быстрому износу двигателя. Но данная позиция не является однозначной. На данный момент времени современная солярка включает дополнительные присадки, которые осуществляют смазку двигателя.

Классификация солярки в СССР

В соответствии с ГОСТ 305-82 солярка в Советском Союзе делилась на 3 основные категории:

• летняя;
• зимняя;
• арктическая.

Под летней понималась солярка, использование которой рекомендовалось при температуре не ниже 00С. Температура вспышки устанавливалась на уровне л-0 или же 2-40. Под зимней понималась солярка, использование которой допускалось вплоть до -200С. В то же время не налагалось каких-либо ограничений на использование такой зимней солярки в летнее время года. Фактически, она являлась универсальной.

Солярка арктического типа – самая дорогая в производстве, использование её допускается при температуре до -500С. Требования к данному типу топлива устанавливаются максимально высокие.

Классификация дизельного топлива по видам

В Европейском союзе ещё с 1993 года используется специальная система стандартов, применяемая к дизельному топливу. Обозначается такой стандарт как EN-590. В соответствии с данным стандартом устанавливаются основные требования к количество содержащейся серы, а также иным характеристикам топлива. Самый первый стандарт обозначался как Евро-1. На данный момент действительным является стандарт Евро-5.

Стандарт этого типа позволяет классифицировать топлива температурным и климатическим зонам использования. Например, Class A-F подразумевает использование при температуре от +5 до -200С. Отдельные критерии существуют для температур отрицательных.

На территории Российской Федерации сразу от советских стандартов классификации решили перейти на европейский. На данный момент действительным является ГОСТ-Р 52369-2005. По своим параметрам он соответствует характеристикам установленным для EN-590.

Распределение осуществляется в зависимости от количество содержащейся серы:

• вид №1 – менее 350 мг/кг;
• вид №2 – менее 50 мг/кг;
• вид №3 – менее 10 мг/кг.

Классификация дизельного топлива по классам

Также осуществляется разделение топлива этого типа на отдельные сорта в зависимости от использования в определенном климате. Главным критерием является предельная температура фильтруемости. Разделение на сорта осуществляется следующим образом:

• СОРТ А – при температуре более +50С;
• СОРТ В – при температуре более 00С;
• СОРТ С – более -50С;
• СОРТ D – более -100С и так далее.

Существует также определенная категория солярки, которая используется в районах с постоянным холодным климатом.

Сегодня по классам разбивка осуществляется следующим образом:

• Класс 0 – использование от -200С;
• Класс 1 – от -260С;
• Класс 2 – от -320С;
• Класс 3 – от -380С;
• Класс 4 – от -440С.

Существует специальная маркировка, применяемая на территории Таможенного союза такими странами, как Россия, Беларусь и Казахстан. Прежде, чем приступить к использованию такого топлива, стоит внимательно ознакомиться с требованиями климатического характера в определенном регионе. Использование несоответствующего может привести к серьезным неприятностям. Вплоть до выхода из строя двигателя в некоторых случаях. Подобные ситуации также имеют место.

На территории Москвы и Московской области относительно недавно перешли на стандарт топлива Евро-5. Именно по этой причине качество как солярки, так и бензина в данном регионе на порядок выше, чем в остальных. Выполнение данных стандартов топлива устанавливаются федеральным законодательством. Именно поэтому все без исключения компании-производители (Лукойл, Башнефть и другие) обязаны соблюдать устанавливаемые требования.

Контроль топлива на соответствие стандартам осуществляется на государственном уровне. При этом существует большое количество самых разных сортов, типов солярки. При наличии таковой возможности стоит заранее ознакомиться с этой информацией.

Дизельное топливо

Ди́зельное то́пливо (устар. соляр, разг. солярка, соляриум) — жидкий продукт, использующийся как топливо в дизельном двигателе внутреннего сгорания. Обычно под этим термином понимают топливо, получающееся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти.

Название «солярка» происходит из немецкого Solaröl (солнечное масло) — так ещё в 1857 году называли более тяжёлую фракцию, образующуюся при перегонке нефти. Фракция названа так в связи с желтоватым цветом.

Содержание

Применение

Основные потребители дизельного топлива — железнодорожный транспорт, грузовой автотранспорт, водный транспорт, военная техника, сельскохозяйственная техника, а также в последнее время и легковой дизельный автотранспорт. Кроме дизельных двигателей, остаточное дизельное топливо (соляровое масло) зачастую используется в качестве котельного топлива, для пропитывания кож, в смазочно-охлаждающих средствах и закалочных жидкостях, при механической и термической обработке металлов.

Основные характеристики топлива

Различают дистиллятное маловязкое — для быстроходных, и высоковязкое, остаточное, для тихоходных (тракторных, судовых, стационарных и др.) двигателей. Дистиллятное состоит из гидроочищенных керосино-газойлевых фракций прямой перегонки и до 1/5 из газойлей каткрекинга и коксования. Вязкое топливо для тихоходных двигателей является смесью мазутов с керосиново-газойлевыми фракциями. Теплота сгорания дизельного топлива в среднем составляет 42624 кДж/кг (10180 ккал/кг).

Вязкость и содержание воды

Различают так называемое зимнее и летнее дизельное топливо. Основное отличие в температуре предельной фильтруемости (ASTM D 6371) и температурах помутнения и застывания (ASTM D97, ASTM D2500), указанной в стандартах на это топливо. Производство зимнего топлива обходится дороже, но без предварительного подогрева невозможно использовать летнее топливо при −10 °C, например. Ещё одной проблемой является повышенное содержание воды в дизельном топливе. Вода отслаивается при хранении дизтоплива и собирается внизу, так как плотность дизтоплива меньше 1 кг/л. Водяная пробка в магистрали полностью блокирует работу двигателя. Требования межгосударственного стандарта ГОСТ 305-82 «Топливо дизельное. Технические условия» регламентируют кинематическую вязкость при 20 °C для летних сортов в пределах 3,0÷6,0 сСт, для зимних сортов 1,8÷5,0 сСт, для арктических 1,5÷4,0 сСт. Этот стандарт требует также отсутствия воды во всех марках топлива.

Воспламеняемость

Основной показатель дизельного топлива — это цетановое число (Л-45). Цетановое число характеризует способность топлива к воспламенению в камере сгорания и равно объёмному содержанию цетана в смеси с α-метилнафталином, которое в стандартных условиях ASTM D613 имеет одинаковую воспламеняемость по сравнению с исследованным топливом. Температура вспышки, определённая по ASTM D93, для дизельного топлива должна быть не выше 70 °C. Температура перегонки, определённая по ASTM D86, для дизельного топлива не должна быть ниже 200 и выше 350 °C.

Содержание серы

В последнее время в рамках борьбы за экологию жёстко нормировано содержание серы в дизельном топливе. Под серой здесь понимается содержание сернистых соединений — меркаптанов (R-SH), сульфидов (R-S-R), дисульфидов (R-S-S-R), тиофенов, тиофанов и др., а не элементарная сера как таковая; R — углеводородный радикал. Содержание серы в нефти находится в пределах от 0,15 % (легкие нефти Сибири), 1,5 % (нефть Urals) до 5—7 % (тяжёлые битуминозные нефти); допустимое содержание в некоторых остаточных топливах — до 3 %, в судовом топливе — до 1 %, а по последним нормативам Европы и штата Калифорния допустимое содержание серы в дизельном топливе — не более 0,001 % (10 ppm). Понижение содержания серы в ДТ, как правило, приводит к уменьшению его смазывающих свойств, поэтому для ДТ с ультранизким содержанием серы обязательным условием является наличие присадок.

Порядковый номер согласно принятой ООН системе: 1202, класс — 3.

Физические свойства

Летнее дизельное топливо: Плотность: не более 860 кг/м³. Температура вспышки: 33 °C. Температура застывания: −5 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 40—250 градусов Цельсия. Рост температуры конца выкипания приводит к усиленному закоксовыванию форсунок и дымности.

Зимнее дизельное топливо: Плотность: не более 840 кг/м³. Температура вспышки: 30 °C. Температура застывания: −35 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 40—200 °C. Также зимнее дизельное топливо получается из летнего дизельного топлива добавлением депрессорной присадки, которая снижает температуру застывания топлива, однако слабо меняет температуру предельной фильтруемости. Кустарным способом в летнее дизельное топливо добавляют до 20 % керосина ТС-1 или КО, при этом эксплуатационные свойства практически не меняются.

Арктическое дизельное топливо: Плотность: не более 830 кг/м³. Температура вспышки: 25 °C. Температура застывания: −50 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 35—180 градусов Цельсия. Пределы кипения арктического топлива примерно соответствуют пределам выкипания керосиновых фракций, поэтому данное топливо — по сути утяжеленный керосин. Однако чистый керосин имеет низкое цетановое число 35-40 и недостаточные смазывающие свойства (сильный износ ТНВД). Для устранения данных проблем в арктическое топливо добавляют цетаноповышающие присадки и минеральное моторное масло для улучшения смазывающих свойств. Более дорогой способ получения арктического дизельного топлива — депарафинизация летнего дизельного топлива.

Альтернативы традиционному дизельному топливу

Биодизель

Биодизель — смесь метиловых эфиров жирных кислот, сходная по физическим и химическим свойствам с дизельной фракцией из нефти. Биодизель имеет цетановое число не менее 51 (по сравнению с обычным дизельным топливом 42—45), температуру вспышки более 150 °C, имеет хорошие смазочные характеристики. Главный недостаток — ограниченный срок хранения после изготовления — не более 3 месяцев вследствие бактериального разложения. В то же время данное свойство является одним из главных преимуществ — в случае утечек биодизельного топлива оно подвергается полному биологическому распаду без ущерба окружающей среде.

Получается реакцией переэтерификации жирных кислот, содержащихся в растительных маслах (рапсовое, соевое, пальмовое) и метилового спирта в соотношении 10:1, в присутствии в качестве катализатора — метилата натрия. Реакция происходит в процессе смешения масла и спирта в емкости с мешалкой при нормальной температуре 20-25 °C. Побочным продуктом является глицерин, отделяемый далее в отмывочной колонне водой.

Эмульгированное дизельное топливо

Альтернативой обычному дизельному топливу является добавление в обычное дизельное топливо 20 % воды и 1 % эмульгатора. Смесь можно использовать в обычных дизелях без их переделки. Цвет смеси — мутно белый. Срок хранения после приготовления — около трёх месяцев. Технология применяется в Германии. Возможность добавления воды и эмульгатора в биодизель не изучена.

Но добавление воды в дизельное топливо катастрофично. Для форсунок с высоким давлением (как у CDI) вода и сера является агрессивным элементом. При высоком давлении и воде в составе топлива образуется серная кислота, которая губит прецизионные каналы. Кроме того, при попадании картерных газов в масло сера сокращает срок его службы. Поэтому в инструкциях импортных автомобилей производители пишут, что срок замены масла в странах бывшего СССР (где ещё продается соляр с серой в 0,2 %) сокращается вдвое. Кроме того, кислоты сокращают срок службы катализаторов и сажевых фильтров.

Экспорт и внутреннее потребление в России

Дизельное топливо занимает третье место после нефти и газа в структуре экспорта России (в денежном выражении).

Состав дизельного топлива

Дизельное топливо — горючее для сельскохозяйственной техники, строительных машин,
автомобилей, судов и тепловозов, оно представляет собой продукт нефтяной переработки.
Начиная с 1991 г., требования к химическому и фракционному составу продолжают
ужесточаться. Это вызвано не только тем, что некачественное топливо приводит к быстрому
износу транспорта. Ежегодный объем выбросов сгоревших элементов ДТ наносит вред
окружающей среде.

Вязкость

Показатель вязкости определяет температурные условия использования топлива. Исходя из
этого, выделяют летний, зимний и арктический виды горючего с нормами содержания 3-6,
1,8-5 и 1,5-4 мм2/с.

Летнее ДТ загустевает, если температура -5°С и ниже, а застывает при -10°С. Плотное и вязкое
горючее ухудшает сгорание вещества и приводит к тому, что расход топлива увеличивается,
возрастает дымообразование, выбрасывается большое количество сажи.

С другой стороны, маловязкое топливо отрицательно влияет на износ деталей насосов, т.к.
провоцирует подтекание форсунок. Это способствует образованию нагара. Поэтому такой вид
ДТ требует добавления противоизносных присадок.

Независимо от того, какая вязкость горючего, продукты распада использованного продукта
попадают в атмосферу и наносят экологический вред. Чтобы снизить отрицательное
воздействие выхлопов, производители занимаются разработкой систем очистки отработанного
топлива, устанавливают фильтры, на которые оседает сажа, вводят нейтрализующие вещества.

Основной химический состав дизельного топлива

Основу дизельного горючего составляют 3 группы элементов:

1. Парафиновые углеводороды. Это алканы и нефтяные парафины, производные которых
присутствуют в метане, пропане и нефти. Их содержание 10-40%.
2. Нафтеновые углеводороды встречаются в виде циклогексана и циклопентана, занимают
20-60% общего состава ДТ. Не присутствуют в газообразных веществах.
3. Ароматические углеводороды. Занимают 15-30% в конечном продукте.

На качество влияют и механические примеси, вода, смолистые и сернистые соединения.

Фракционный состав

С помощью данных о фракционном составе дизельного топлива производят расчет времени
перехода горючего из жидкого состояния в газообразное под воздействием высокой или
низкой температуры.

Чем меньше фракций и выше температура кипения, тем быстрее происходит испарение. Это
означает, что такое топливо рекомендуется использовать для двигателей тепловозов. Если
применять облегченный фракционный состав в других моторах, это может привести к
быстрому износу компонентов моторной системы. Снижается цетановое число, провоцируя
нарастание давления в клапанах.

Если утяжелить горючее путем добавления фракций, смесь будет образовываться медленно, а
во время испарения останутся капли жидкости. Они не сгорят, а осядут, образуя нагар и
закупоривая форсунки. Мощность дизеля уменьшится, а потребление ДТ возрастет.

Механические примеси дизельного топлива

Сернистые нефти являются сырьем для производства ДТ. Процесс очистки от серы сложный и
дорогостоящий. Однако повышенное содержание этого элемента приводит к уменьшению
срока эксплуатации технического оборудования и транспортных средств.

И активные, и неактивные сернистые соединения вызывают коррозию металла. Нужно
учитывать, что современные модели дизелей более склонны к окислению и образованию
нагара. Поэтому в моторное масло нужно добавлять моющие присадки и менять его чаще, чем
в старых образцах ДВС.

Опасность представляет и конденсат, образующийся при запуске и прогреве мотора, поскольку
он приводит к скоплению воды, которой в топливе быть не должно.

Следует избегать работы двигателя при перепадах температур, частого использования
холостого хода, что бывает характерно для тепловозов и других ДВС большого объема. Такие
условия увеличивают расходы на эксплуатацию и количество ремонтов оборудования в
несколько раз.

Причиной появления примесей может стать неправильное хранение и транспортировка
горючего. Чтобы избежать необходимости применения большого количества присадок, нужно
придерживаться следующих рекомендаций:

• поддерживать чистоту в топливном баке.
• сливать отстой из фильтра.

Свойства ДТ при низких температурах

Чтобы уменьшить температуру, при которой топливо становится вязким, в его состав включают
тяжелые фракции углеводорода. Больше всего таких примесей в арктической марке топлива.

Летнее горючее начинает мутнеть при -3°С. Если допустить его кристаллизацию, могут выйти
из строя поршни. Исправить данную проблему не представляется возможным. Поэтому следует
использовать ту марку топлива, свойства которой отвечают температурным условиям.

Средневязкое топливо сохраняет текучесть при низких температурах. Это означает, что
рабочий процесс в двигателе будет экономичным и эффективным.

Коррозийность топлива

Коррозионное воздействие на ДВС совершается соединениями серы. Имеются в виду
сульфиды, дисульфиды, меркаптаны, тиофаны и т.д.

По европейским нормам, количество серы не должно превышать 0,001% (ультранизкое
содержание). При таком показателе нужно добавлять в состав антифрикционные присадки,
которые предотвращают стирание деталей. Такие действия предпринимают, поскольку
смазочные свойства топлива снижаются в подобных условиях.

На территории РФ действуют нормы от 0,15 до 5-7%, требующие введения присадок,
компенсирующих вредное воздействие серы.

Коррозия может быть и газовой. Она образуется вследствие действия высокой температуры,
возникающей при сгорании сернистого и серного ангидридов. Не исключается
низкотемпературная коррозия, к которой приводят накопления водорастворимых кислот в
масле.

Для их нейтрализации используется водонерастворимый едкий натр (КОН). Его применение
ограничивается 5 мг на 100 мл ДТ.

От чего зависит химический состав дизельного топлива

Поскольку ДТ — это нефтепродукт, его химический состав может изменяться в зависимости от
внешних факторов:

• где добывают нефть, какой ее первоначальный состав.
• какова температура перегонки.
• какие присадки используются.

На что влияет состав ДТ

Одной из важнейших характеристик, на которую влияет состав ДТ, является показатель
цетанового числа. Он дает информацию о том, насколько быстро происходит воспламенение
горючей смеси. Чем выше число, тем более плавно проходит процесс.

На количество единиц влияет соотношение углеводородов. Чем больше парафиновых
углеводородов, тем выше цетановое число. Если становится больше ароматических элементов,
оно снижается.

Если показатель меньше 40, это приводит к тому, что вследствие задержки воспламенения
повышается давление. Это отрицательно сказывается на износе оборудования.

Чтобы избежать этого, в ДТ добавляют легковоспламеняющиеся фракции. К таким присадкам
относятся нитросоединения, перекись углеводородов, синтин. Вводят их с помощью установки
типа УСБ, которая смешивает ДТ и цетаноповышающие присадки. Гарантийный период, в
которой можно не опасаться расслоения, — 180 дней.

Виды топлива, в которых цетановое число 45-51, считаются премиальными. При их горении
выделяется малое количество дыма, благодаря чему снижается экологический вред от
применения дизелей.

Если число свыше 60 единиц, дымность увеличивается, т.к. не все элементы сгорают.
Повышается расход топлива.

Состав горючего влияет и на все прочие характеристики:

1. Температура кипения и застывания. Чем холоднее погода, тем больше углеводородных
фракций требуется в топливе. Используются депрессионные присадки, не влияющие на
температуру помутнения. Это подходит не для всех видов двигателей.
2. Долговечность работы двигателя. Чем меньше нафтановых углеводородов и смол,
водорода и других примесей, тем более щадящим будет эксплуатация мотора.
3. Испаряемость. Становится выше, когда смолистых соединений меньше.
4. Химическая стабильность — способность не окисляться при длительном хранении.

Экологические требования к дизельному топливу

В последнее десятилетие 20 в. наметилась тенденция ужесточения экологических требований.
Отечественные нормы содержания серы, цетанового числа и фракционного состава ниже
европейских.

Вязкость топлива за рубежом рассчитывается, принимая в расчет температуру +40°С, и
составляет 2,0-4,5 мм2/с. Содержание сернистых соединений постепенно снижено до 0,001%. В
РФ действует прежняя норма 0,2%.

Массовая доля ароматических углеводородов не должна превышать 10% для соответствия
требованиям экологической безопасности. Однако способы перегонки нефти, применяемые на
территории России, позволяют не выходить за пределы 23-28%.

Норма цетанового числа в Европе — 51, РФ — 45, а для СТБ 1658-2006 — 49. Ассоциация
европейских автомобильных компаний внесла предложение утвердить показатель 58.

Фракционный состав для большинства видов достигает +360°С и совпадает с европейской
нормой.

Как работает мочевина в двигателе

Для того чтобы снизить вред, который наносят окружающей среде выхлопы дизтоплива, была
разработана система очистки. Одним из компонентов, благотворно влияющим на состав
дизеля, является мочевина. Благодаря ей удается удерживать уровень токсичности
отработанных веществ в соответствии с нормами Евро-4, Евро-5 и Евро-6.

Объяснить принцип работы можно на примере технологии Bluetec. Раствор AdBlue заливается
в отдельный бак. Система впрыска обеспечивает подачу в выпускную трубу. В качестве
мочевины для обработки состава дизеля использован карбамид.

Смесь выхлопных газов и аммиака попадает в нейтрализатор и подвергается воздействию
температуры +300°С и нейтрализующего слоя. При данных условиях возникает химическая
реакция, которая приводит к разложению азотистых соединений на азот и воду. Прочие
токсичные элементы также сгорают.

Данная система очистки имеет ряд преимуществ:

1. Безвредность. Это избавляет от необходимости уменьшать мощность двигателя, т.к. все
выхлопы разлагаются на органические вещества.
2. Соответствие европейским стандартам, что позволяет избегать расходов, связанных с
повышенным налогообложением и штрафами на территории вне РФ.
3. Экономное расходование. Средний показатель — 1л/1000 км. Если объем двигателя
большой, то на 1000 км понадобится 20 л нейтрализатора.
4. Доступность реагента. В продаже мочевина имеется в готовом виде. Можно приобрести и
органический, и искусственный раствор, расфасованный по 20 л. Стоимость 1 канистры —
7-10 евро.

Однако нужно учесть, что топливо, подходящее для реакции с мочевиной, должно быть
низкосернистым. Для использования нейтрализатора нужно специальное оборудование, что
приводит к дополнительным расходам на его внедрение и обслуживание. Раствор начинает
замерзать при -12°С, что делает невозможным его применение в условиях суровых российских
зим.

Дизельное топливо: история происхождения, марки, отличия от солярки

«Ликбез от Горыныча»: просто о сложном

Дизельное топливо и его виды

Первые предпосылки для его появления возникли еще в конце 19 – начале 20 веков. Бурная индустриализация геополитических лидеров, замена большей части ручного труда механическим, высокая конкуренция в непрерывном совершенствовании механизмов и повышении эффективности каждого из участников процесса диктовали необходимость появления постоянного источника энергии — особого вида горячего. Внесла свой вклад и первая мировая, где без применения новейших механизмов с высоким КПД было не обойтись. В мирное время изобретенные двигатели использовались в промышленности и сельском хозяйстве бурно развивающихся послевоенных экономик.

Абсолютно новое топливо было изобретено немецким инженером Рудольфом Дизелем. Изначально он планировал использовать угольную пыль, но сложность ее подачи и повышенная абразивность привели к тому, что этот материал он заменил жидкостью – тяжелыми фракциями нефти. С этого все и началось.

Отличие «соляры» от «дизеля»

Современное понятие термина «солярка» означает жидкое горючее, образованное путем прямой перегонки из нефтяных фракций, обработанный щелочью. Его еще именуют солярным маслом или «солярой». Используется в двигателях с малыми оборотами. Имеет вязкость 5 — 9 мм2/с и температуру кипения от 240 до 400°С.

Дизельное топливо получают из керосиново-газойлевых фракций при прямой перегонки нефти. Основной показатель – цетановое число Л-45, означающее способность горючего к воспламенению. Возгорание ДТ происходит при температуре не выше 70 °С. Используется для двигателей с высокими оборотами: в ж/д, авиационном, водном видах транспорта и сельскохозтехнике, а также при заправке легковых авто.

Вывод: основные отличия «дизеля»» от «соляры» выглядят так:

• солярное масло – для машин тихоходных, вроде неповоротливых тракторов и чуть более проворной спецтехники. Дизельное топливо хорошо для скоростных двигателей – например, реактивных самолетов;
• отличие основных физических показателей: «дизель» содержит углеводороды с температурой кипения от 180 до 350°С. Когда их очистят и добавят присадки, вязкость их составит 2 — 4,5 мм2/с.

«Солярка» же — фракция нефти, с вязкостью 5 — 9 мм2/с. и температурой кипения от 240 до 400°С.

Марочное «дизтопливо»: основная классификация

Базовых марок дизельного топлива всего три:

• летнее дизтопливо (ДТЛ);
• зимнее дизтопливо (ДТЗ);
• арктический дизель (ДТА).

На основе чего их разделяют?

• диапазон температуры применения;
• температура вспышки дизельного топлива;
• температура застывания.

Минимальная наружная температура использования:

• для ДТЛ — от 0 °С; застывает при -10°С;
• для ДТЗ — от -20°С до -30°С; застывает при -35°С/ -45°С;
• для ДТА — при -50°С; застывает -55°С.

Содержание серы в определенном объеме топлива (положительно влияет на свойства «смазки», но повышает токсичность отработанных газов):

• В ДТЛ — до 0.2% от установленного объема;
• В ДТЗ – до 0.5%;
• В ДТА — до 0.4%.

Наличие серы в солярке положительно влияет на смазывающие свойства топлива, но сернистость ограничивают в целях снижения токсичности отработавших газов.

Цетановое число дизельного топлива (способность воспламенения) , не должно быть ниже 45% в сравнении с чистым цетаном.

В любой марке ДТ не должно быть:

• сероводорода;
• воды;
• щелочи;
• кислот;
• опасных примесей, вызывающих коррозию медных элементов двигателя

Плотность и цена дизельного топлива для каждой марки разнится:

Нефть для ДТЛ перегоняют при температуре не выше 360°С, для ДТЗ – не выше 340°С, ДТА — не выше 330°С. Повышение температуры перегонки означает, что плотность горючего будет выше, что повлечет повышение температуры застывания.

Самое дешевое – летнее дизтопливо : оно стоит на 20% меньше, чем зимнее, и на 30% — меньше, чем арктическое.

Нельзя заливать ДТЛ при температуре ниже допустимой: загустевшее горючее выведет топливную систему ДВС из строя.

На стоимость марок ДТ влияют разные присадки и добавки для улучшения его эксплуатационных показателей: