Дизельное топливо состав химический: Топливо дизельное: ГОСТы | Топливо

Как это работает: удивительная химия дизельного топлива «Роснефть» — Последние новости Владивостока и Приморского края

Posted 26 октября 2021, 03:05

Published 26 октября 2021, 03:05

Modified 16 сентября 2022, 21:28

Updated 16 сентября 2022, 21:28

26 октября 2021, 03:05

В современном мире дизельное топливо — одно из самых востребованных. Им заправляют строительную и сельскохоз технику, грузовые и легковые авто. В России в первом полугодии 2021 года было куплено около 65 тыс. новых легковых авто с дизельным двигателем, что по данным «Автостата» почти на 35% больше, чем годом ранее.

Сюжет

Экология

В чём секрет успеха дизеля? Дизельный двигатель экономичный, что важно на фоне роста цен, мощный и надёжный, и к тому же меньше вредит окружающей среде. Как создают дизельное топливо, как работают все его полезные свойства и в чём особенности зимнего ДТ? Об удивительных качествах дизельного топлива — узнаем вместе с «Роснефтью».

С легкой руки Рудольфа Дизеля

Историю современного дизельного топлива отсчитывают от 1897 года, когда немецкий инженер и изобретатель Рудольф Дизель создал первый двигатель внутреннего сгорания, подарив и ему, и топливу свое имя. Затем на рубеже XIX и XX веков с промышленной революцией дизельное топливо или «солнечное масло», как его тогда называли, получает массовое применение. Не теряет оно своей популярности и по сей день.

Из нефти выделяем лучшее

Производство современного дизтоплива — это сложный технологический процесс. Нефть нагревают и разделяют на фракции: лёгкие — становятся бензином, чуть более тяжёлые — дизельным топливом. Суммарная проектная мощность крупных нефтеперерабатывающих предприятий «Роснефти» на территории России составляет 118,4 млн тонн нефти в год.

Сера, ржавчина, кислотные дожди и другие излишества

Важным этапом в производстве дизельного топлива является очистка от серы. Именно она становится главной причиной вредных выбросов в атмосферу. При сгорании топлива соединения серы вступают в реакцию с водяными парами, образуя кислоты. Те в свою очередь попадают в атмосферу. Страдает от такого поведения соединений серы и двигатель, выхлопная система, нейтрализатор выхлопа. Следствие этого процесса — преждевременный износ деталей двигателя и его более скорая поломка. «Роснефть» решила эту проблему с помощью снижения концентрации серы в зимнем дизеле до 8 мг/кг, в то время как, согласно требованиям Технического регламента, этот показатель составляет 10 мг/кг.

Текучесть топлива при любых температурах за бортом

Дизельное топливо — это совокупность парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов. Именно содержание н-парафинов определяет такое свойство топлива, как текучесть. Особую важность эта характеристика имеет для зимнего дизельного топлива — способность ДТ сохранять текучесть при низких температурах в холодные зимы и межсезонье во многом влияет на работу двигателя. Более детально — в мороз парафиновые углеводороды переходят в твердое состояние и образуют мелкие кристаллы. Иными словами, дизель расслаивается, и, хотя оба слоя подвижны, при попадании в двигатель мутного слоя топлива, обогащенного н-парафинами, он может работать хуже или вовсе остановиться. Поэтому очень важны такие показатели горючего, как температура помутнения, при которой появляются первые воскообразные кристаллы, а также предельная температура фильтруемости или применения топлива. Благодаря депарафинизации количество н-парафинов в топливе снижается — именно такое решение используют в «Роснефти» для зимнего дизеля, чтобы улучшить его низкотемпературные характеристики. Компания традиционно поставляет в Приморье зимнее ДТ-З-К5 класса 2 с температурой применения до -32°С, на Сахалин — сразу две марки: ДТ-З-К5 класса 2 и арктическое ДТ-А-К5 с температурой применения до -50°С.

Сокращаем нагар и вредные выбросы

Поговорим о других углеводородах в химическом составе дизельного топлива — об ароматических. Содержание полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в дизеле влияет на выбросы твёрдых частиц — они вредны для органов дыхания человека. По нормативам массовая доля ПАУ в топливе должна составлять не более 8% масс. Чтобы снизить массовую долю ПАУ, проводят процессы очистки, температура при этом достигает 4500 С, а давление до 100 атмосфер. Полициклические ароматические углеводороды распадаются на более простые соединения и удаляются из системы. В зимнем топливе «Роснефть» среднее содержание ПАУ составляет до 6% (при норме до 8%), что обеспечивает сокращение образования нагара и делает дизель более безвредным с точки зрения экологии. Параллельно с этим увеличивается срок эксплуатации сажевого фильтра, а также снижается негативное влияние выбросов на органы дыхания человека.

Создаем и сохраняем

Особенности химического состава дизельного топлива учитываются и при его хранении, особенно если речь идёт о длительном хранении при низких температурах — здесь снова есть риск образования парафиновых хлопьев. Чтобы избежать седиментации топлива — его расслоения — и сохранить прозрачность и однородность горючего, на каждом НПЗ «Роснефти» индивидуально подбираются специальные депрессорно-диспергирующие присадки. Эти кристаллы парафинов и предотвращают их агрегацию в течение долгого времени. Топливо при этом позволяет автомобилю работать при низких температурах без перебоев.

Паспорт доступен, контроль обязателен

Новейшие технологии производства в сумме с проверкой качества топлива на всех этапах — от НПЗ до потребителя — дают продукт, который обеспечивает автовладельцу уверенность в долгой поездке холодной дальневосточной зимой. В рамках программы «Гарантии контроля качества» «Роснефть» контролирует свойства топлива на всех этапах его жизненного цикла, включая добычу, производство, перевозку, хранение и реализацию. При этом розничную торговлю проверяют ещё и мобильные лаборатории. Это высокотехнологичные комплексы на колесах, оснащённые современным оборудованием. Буквально за 1,5-2 часа они могут установить соответствие дизеля и бензина установленным требованиям по цетановому числу, содержанию серы, бензола, устойчивости к низким температурам и многому другому. Кроме того, для всех клиентов автозаправочных станций «Роснефти» работает телефон горячей линии. По каждому обращению проводится проверка. Удостовериться в топливе, которое заливают в ваш автомобиль, можно также по паспорту качества ДТ. Документ имеется в свободном доступе на любой АЗС «Роснефти».

Вот так, пройдя сложный путь, удивительная химия продолжает дарить миру экономичный и практически безвредный способ передвижения, не теряющий своей востребованности. «Роснефть» делает его не только высокотехнологичным, но и надёжным — автовладельцу можно не вникать в сложную мозаику химических процессов и веществ, можно просто ехать, наслаждаясь дорогой — и летом, и зимой, и даже в арктический мороз.

#Экология#Топливо#Приморье

Подпишитесь

Кубок Губернатора по хоккею разыграли в Приморье

14 мая 10:31

Сквер в приморском Трудовом начали благоустраивать по нацпроекту

13 мая 08:26

Разрушительный циклон в Приморье — в Примгидромете ответили на опасения «Маглипогода»

12 мая 09:09

Футбольный «Океан» сохраняет курс на победы

11 мая 23:22

Деятельность местечкового олигарха Тютюмы из Приморья проверят надзорные органы?

11 мая 11:57

Юбилей доброй традиции: генеральная уборка прошла на мысе Астафьева

10 мая 07:10

Марки дизельного топлива и их особенности

• Марки дизельного топлива
  • Классификация марок
  • Особенности каждой из марок
  • Основные требования к ДТ

Дизельное топливо получают путем перегонки нефти при температуре 180–360°С. Люди используют это горючее с середины XIX века. Сейчас различные марки дизельного топлива применяют для заправки легковых, грузовых автомобилей, тепловозов, автобусов, военной и сельскохозяйственной техники, морских и речных судов. Топливо дизельное делится на несколько видов в зависимости от сезона использования.  

Классификация марок

В маркировке заложена информация о физико-химических свойствах дизтоплива, условиях использования горючего, экологическом классе. Обозначается она буквенными и цифровыми символами. Например, «ДТ-Л-К5» — означает, что это дизельное топливо подходит для использования в теплый сезон, пятого класса экологичности. Содержание серы не должно быть выше 10 мг/кг.    

Климатические особенности использования дизельных топлив прописывают заглавными буквами:

• Л — летнее;
• Е — межсезонное;
• З — зимнее;
• А — арктическое.

Также указывают экологический класс. Он показывает, сколько серы содержится в топливе. В К2 этот показатель не должен превышать 500 мг/кг, в К3 может быть до 350 мг/кг вредных веществ, в К4 — до 50 мг/кг, в К5 — до 10 мг/кг.

Особенности каждой из марок 

Сезонность использования дизельных топлив — один из главных параметров, на который необходимо опираться при заправке автомобиля. Если в баке окажется не подходящее под температуру воздуха горючее, это может привести к поломке двигателя. 

Выделяют 4 типа ДТ:

• Летнее. Применяется при температуре воздуха не ниже 0°С. При отрицательных значениях топливо марки Л может загустеть. Необходимое для запуска мотора воспламенение топливовоздушной смеси не произойдет. Фильтры могут забиться и вывести из строя насос. Это приведет к дальнейшим поломкам автомобиля. 

  Топливо марки Л применяется для заправки водных судов, легковых и грузовых машин, сельскохозяйственной техники, электрогенераторов, котлов. Горючее преимущественно используют в регионах с умеренным и теплым климатом. В центральной части России на таком дизельном топливе ездят с начала апреля до конца сентября. В южных частях нашей страны горючее можно использовать круглый год.

• Межсезонное используют, когда температура воздуха колеблется в диапазоне от –15 до +5°С. В это время ездить на летнем дизельном топливе уже опасно для двигателя, а переходить на зимнее финансово невыгодно. Межсезонный вид дизельного топлива получают при добавлении в сырье депрессорно-диспергирующих присадок. Они предотвращают слипание парафина при минусовой температуре. На таком дизельном топливе можно ездить до –15°С. 
• Зимнее горючее содержит минимальную концентрацию циклопарафинов, которые применяют для сгущения жидкости. Максимально допустимая температура для использования этого дизельного топлива — –30°С.
• Арктическое горючее применяют в регионах с экстремальным климатом. На дизельном топливе можно ездить при температуре от –35 до –55°С. Вязкость компонентов максимально снижена. Это предотвращает замерзание горючего в сильный мороз. Топливо дороже других видов из-за использования дополнительных компонентов при производстве.

Узнать, какая из марок дизельного топлива используется на конкретной заправке, можно у оператора. Он должен предоставить сертификат горючего по просьбе клиента. 

Основные требования к ДТ

Качество горючего напрямую влияет на эксплуатационные характеристики автомобиля. Для различных видов дизельных топлив разработаны стандарты производства. В них прописан физико-химический состав с указанием содержания вредных компонентов, присадок, значение цетанового числа, плотность, вязкость, испаряемость, температура вспышки и другое. В дизельном топливе не должны содержаться вода и механические примеси. Иначе не избежать коррозии металлических деталей двигателя. 

Автомобильные эксперты советуют выбирать только легальные заправки дизельного топлива или использовать топливные карты проверенных исполнителей. Так риск нарваться на подделку сводится практически к нулю. А при возникновении спорных ситуаций автомобилист может предъявить претензии представителю официальной организации.  

Что такое углеводороды и какие углеводороды содержатся в дизельном топливе?

Воздействие и снижение загрязнения дизельного двигателя углеводородами

«Что такое углеводороды» — это вопрос, на который мало кто знает ответ, несмотря на то, что углеводороды имеют решающее значение практически для всех аспектов жизни каждого человека. Термин углеводородов — это модное слово, которое средства массовой информации коррелируют с выбросами, загрязнением и разговорами о глобальном потеплении. Вопросы, связанные с углеводородами, хорошо задокументированы и в целом понятны широкой общественности.

Но отрицательные стороны углеводородов не раскрывают всей истории.

Что такое углеводороды? Углеводороды — причина, по которой мир вращается. Не секрет, что выбросы углеводородов усиливают глобальное потепление, создают черный дым, приводят к канцерогенным химическим соединениям, влияют на рост сельскохозяйственных культур и лесов и даже сокращают срок службы двигателей, которые они приводят в действие. Слово углеводородов ассоциируется со всем разочарованием в ископаемом топливе. Таким образом, нетрудно утверждать, что выбросы углеводородов являются наихудшим загрязняющим веществом, производимым деятельностью человека.

Выбросы углеводородов являются не только худшим загрязнителем, связанным с деятельностью человека, из-за их воздействия на атмосферу и биосферу, но и из-за ошеломляющих сумм углеводородов, которые выбрасываются в биосферу в виде выбросов каждый день, неделю, месяц, год. , и десятилетие.

Обратная сторона углеводородной монеты

, а не рекламируется тот факт, что углеводороды являются основой современного общества. Что касается природных ресурсов, углеводороды являются наиболее важным и влиятельным компонентом достижений современного человечества.

Углеводороды являются причиной возгорания ископаемого топлива.

Весь транспорт в той или иной степени основан на сжигании углеводородов. Углеводороды необходимы для производства транспортных средств и машин. Даже велосипеды производятся с использованием сжигания углеводородов. И электромобили! Мало того, что углеводороды используются для производства электромобилей, подавляющее большинство электромобилей работают на ископаемом топливе .

Уголь является подавляющим источником производства электроэнергии, 65 процентов. Еще 20 процентов приходится на атомную энергетику. Возобновляемые источники энергии, почти все из которых состоят из углеводородов, составляют последние 14 процентов. Энергия солнечной энергии составляет менее одного процента электроэнергии, которую мы используем.

Вопрос о том, что такое углеводороды, становится еще более абсурдным, если задуматься об их значении в повседневной жизни. Пластмасса, стекловолокно, углеродное волокно, резина, винил, дезодорант, пряжа, клей для зубных протезов, пластиковая древесина, антифриз, шампунь, лыжи, мячи для гольфа, холодильники, колготки и тысячи других синтетических материалов существуют благодаря углеводородам.

Углеводороды это ископаемое топливо и ископаемое топливо это современный мир. Без углеводородов не было бы транспорта и электричества. Без углеводородов не было бы даже огня. Углеводороды — единственная причина, по которой люди пережили каменный век, и они еще более важны для нас сегодня.

Углеводороды — колесо современного общества.

Углеводороды: хорошее и плохое

Углеводороды — в равных частях — и хорошие, и плохие. Углеводороды являются наиболее практичным и продуктивным источником энергии в мире. Выбросы углеводородов, с другой стороны, являются бичом постиндустриальной революции.

Мы не можем жить без углеводородов, по крайней мере, так, как мы живем сейчас. С другой стороны, если мы не придумаем, как уменьшить воздействие углеводородов на окружающую среду — на самих себя — мы не сможем жить с углеводородов.

Определение углеводородов

Углеводороды относительно просты по сравнению со многими химическими соединениями, обнаруженными на Земле. Они состоят всего из двух элементов, водорода и углерода. Углеводороды являются органическими соединениями, потому что они являются изомерами водорода и углерода. Водород и углерод являются строительными блоками жизни.

Наиболее часто встречающиеся в ископаемом топливе углеводороды представляют собой простейшие органические соединения. «Содержащие только углерод и водород, они могут быть линейными, разветвленными или циклическими молекулами». Они могут существовать либо в виде отдельных молекул, либо в виде цепочек молекул.

Типы углеводородов

Состав молекул углеводородов — количество атомов углерода и водорода и способ их связи — определяет тип углеводорода.

«Существует три типа гомологических семейств углеводородов: алканы, алкены и алкины. Алканы содержат только одинарные связи между атомами углерода. Алкены содержат по крайней мере одну двойную связь. Алкины содержат по крайней мере одну тройную связь. Большинство этих типов углеводородов могут иметь одну и ту же химическую формулу в другой форме или химической структуре. Когда соединение имеет одинаковую химическую формулу, но две возможные структуры, эти две структуры называются изомерами».

Тип изомера углеводорода определяет количество вырабатываемой энергии, условия сгорания углеводорода и виды загрязняющих веществ.

Метан, например, представляет собой связь с одним атомом углерода и четырьмя атомами водорода. Соотношение 1 к 4 делает метан — он же «природный газ» — чрезвычайно низкоценным углеводородным газом. Чем больше сумма атомов углерода — по отношению к атомам водорода — в изомерном углеводороде, тем большим энергетическим потенциалом обладает углеводород. Молекулы метана производят очень мало энергии по сравнению с большинством других углеводородов ископаемого топлива.

Поскольку углеводородные газы, такие как пентан и гексан, имеют более высокое отношение углерода к водороду, они производят большие поддающиеся количественной оценке суммы энергии. Пентан имеет отношение углерода к водороду от 5 до 12. В гексане шесть атомов углерода на каждые 14 атомов водорода. Поскольку они производят больше энергии, они имеют большую ценность на шкале объема или веса.

Типы углеводородов в дизельном топливе

В отличие от газообразных ископаемых видов топлива, которые состоят в основном из одного типа изомеров углеводородов, жидкие ископаемые виды топлива, такие как бензин, реактивное топливо, дизельное топливо и мазут, представляют собой совокупность изомеров углеводородов. Это мелодии более чем одного типа изомеров углеводородов.

Среди ископаемых видов топлива дизель имеет одну из самых высоких плотностей энергии. «Средняя химическая формула обычного дизельного топлива — C ₁₂ H ₂₄ , варьирующаяся примерно от C ₁₀ H ₂₀ до C ₁₅ H ₂₈ ». Это означает, что дизель имеет отношение углерода к водороду 1:2 или выше.

Существует прямая зависимость между соотношением углерода и водорода и плотностью топлива. Существует прямая зависимость между размером цепочек молекул в топливе и плотностью топлива. Таким образом, хотя существует строгое определение плотности топлива, простым объяснением плотности топлива является размер молекул углеводорода в топливе в сочетании с соотношением углерода и водорода.

Соотношение углерода и водорода в дизельном топливе — плотность топлива — значительно выше, чем у всех газовых ископаемых видов топлива, а также у жидких ископаемых видов топлива. Только самый качественный уголь в мире, антрацит, имеет плотность энергии, превышающую плотность дизельного топлива.

Чем отличаются углеводороды от дизельного топлива?

Сравнение с бензином иллюстрирует молекулярный состав и физические свойства дизельного топлива. «Дизельное топливо отличается от бензина по нескольким параметрам. Дизельное топливо содержит более крупные молекулы углеводородов с большим количеством атомов углерода, чем бензин. Дизельное топливо тяжелее и «жирнее», чем бензин. Он испаряется намного медленнее, потому что состоит из более крупных молекул углеводородов с более высокой температурой кипения, обычно от 150 до 370 °C».

Плотность топлива делает дизель самым ценным из ископаемых видов топлива. И именно комбинация различных углеводородов придает дизельному топливу его плотность. «Дизельное топливо, полученное из нефти, состоит примерно на 75% из насыщенных углеводородов (в основном парафинов, включая н-, изо- и циклопарафины) и на 25% из ароматических углеводородов (включая нафталины и алкилбензолы)».

Однако сочетание больших молекул углеводородов делает дизель очень загрязняющим ископаемым топливом.

Выбросы углеводородов в результате неполного сгорания ископаемого топлива

Топливо с низкой плотностью также имеет небольшие молекулярные цепи и низкое соотношение углерода к углеводороду. Природный газ, например, вообще не имеет молекулярных цепей. Это просто состав отдельных свободно плавающих углеводородов — молекул CH ₄ . Это означает, что метан сгорает легче, чем ископаемое топливо с большими углеводородами и цепями, даже несмотря на то, что метан производит меньше энергии.

Количество и качество молекул водорода в дизельном топливе означает, что он производит исключительное количество энергии. Кроме того, большие молекулы водорода делают его чрезвычайно стабильным топливом. Однако стабильность топлива — это не всегда хорошо. Стабильное топливо с высокой плотностью энергии сгорает труднее.

Даже при возгорании дизельное топливо склонно к неполному сгоранию. Мало того, что неполное сгорание топлива приводит к потере мощности — углеводороды просто улетучиваются в атмосферу в виде выбросов — низкая эффективность сгорания означает более высокое загрязнение выхлопными газами.

Почему большие углеводороды склонны к неполному сгоранию

Простой ответ на вопрос, почему большие молекулы углеводородов сгорают менее полно — при тех же условиях — чем маленькие низкоэнергетические молекулы углеводородов, это кислород. Любое горение требует кислорода. Без кислорода горение не происходит, «Неполное сгорание происходит, когда реакция горения протекает без достаточного поступления кислорода».

Важно различать кислород и воздух. Воздух ценен только в отношении процесса горения, потому что он содержит кислород. «Поскольку воздух, которым мы дышим, содержит всего 21% кислорода, для полного сгорания требуется большой объем воздуха».

Более сложный ответ на вопрос, почему большие молекулы углеводородов сгорают менее полно, чем простые углеводороды, — это технология, в частности технология двигателей внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания — все еще — недостаточно развиты, чтобы обеспечить полное сгорание дизельного топлива. И технологии, которые do значительно увеличить эффективность сгорания все еще не является обычным явлением.

Углеводороды Неполное сгорание Продукт

Неполное сгорание не просто высвобождает углеводороды, содержащиеся в топливе, в воздух. Неполное сгорание также может привести к образованию токсичных химических соединений. При полном сгорании углеводородов образуются только два выброса: углекислый газ и вода. И углекислый газ, и вода нетоксичны, но оба считаются двумя из десяти самых опасных выбросов с точки зрения потенциала глобального потепления.

Однако при неполном сгорании образуется еще больше парниковых газов, которые являются токсичными и опасными. Токсичные и/или разрушительные побочные продукты неполного сгорания включают окись углерода (CO), закись азота (NO), двуокись натрия (SO ₂ ), а также вызывающие рак летучие органические соединения, такие как бензол, ацетон, ксилол и толуол.

Загрязнение высокими выбросами оказывает воздействие на атмосферу и биосферу в целом.

Воздействие углеводородов на атмосферу

Реальность глобального потепления больше не это или это не происходящие дебаты. Почти невозможно поверить, что сумма выбросов, которые мы ежегодно выбрасываем в атмосферу, не оказывает глобального воздействия. Углеводороды изменяют состав атмосферы. Изменения в атмосфере означают изменения в биосфере.

Вероятно, самое большое и заметное влияние углеводородов на атмосферу — это глобальное потепление. «Поскольку Земля вышла из ледниковых периодов за последний миллион лет, глобальная температура выросла в общей сложности на 4–7 градусов по Цельсию примерно за 5000 лет. Только за последнее столетие температура поднялась на 0,7 градуса по Цельсию, что примерно в десять раз быстрее, чем средняя скорость потепления после ледникового периода», — сообщает Земная обсерватория НАСА.

Промышленная революция началась около 100 лет назад. Это означает, что — как минимум — существует корреляция между глобальным потеплением и загрязнением углеводородами. Однако на самом деле связь между загрязнением и глобальным потеплением является причинно-следственной связью.

Воздействие углеводородов на биосферу

Опять же, не нужны научные данные и неопровержимые доказательства, чтобы понять, что загрязнение вредно для окружающей среды. Простого наблюдения за состоянием растительности вдоль оживленной трассы достаточно, чтобы доказать, что загрязнение углеводородами оказывает негативное влияние на живые организмы.

«При взаимодействии диоксида серы и закиси азота с парами воды в атмосфере образуются кислоты. В результате образуются так называемые кислотные дожди, которые наносят серьезный ущерб растениям. Кроме того, другие газообразные загрязнители, такие как озон, также могут нанести прямой вред растительности», — поясняет AirQuality.org.

Лабораторные исследования показали, что летучие органические соединения, такие как бензол, ацетон, толуол и ксилолы, вызывают рак у подопытных животных. Черный дым и твердые частицы вызывают проблемы с дыханием и сердцем.

Тенденции образования углеводородов

Ежегодно увеличивается сумма выбросов углеводородов. Нет никаких признаков того, что в ближайшее время эта тенденция может измениться. Самая большая проблема заключается в том, что сумма выбросов, производимых каждый год, намного больше, чем биосферные процессы могут смягчить. Менее чем за 50 лет сумма выбросов в атмосферу увеличилась с угрожающей экспоненциальной скоростью.

По данным EPA, «в 1970 году выбросы CO2 увеличились примерно на 90%, при этом выбросы от сжигания ископаемого топлива и промышленных процессов составляют около 78% от общего увеличения выбросов парниковых газов с 1970 по 2011 год».

Сокращение выбросов углеводородов

Опять же, нет никаких оснований полагать, что мир находится на пути к прекращению использования углеводородного топлива. Все тенденции показывают, что использование ископаемого топлива будет продолжать расти. В таком случае необходимо задать вопрос, как нам свести к минимуму выбросы, сохраняя при этом использование ископаемого топлива. Вероятно, нет никакого способа сделать выбросы ископаемого топлива бесплатными. Углекислый газ всегда будет фактором.

Однако при чистом сжигании ископаемого топлива образуются только два выброса: углекислый газ и вода. К сожалению, ни один двигатель, котел или печь никогда не обеспечивают 100-процентное чистое сжигание. И используется лишь небольшая часть энергии, произведенной при сжигании ископаемого топлива, около 15% для транспортных средств.

Чтобы сократить выбросы, мы должны сделать две вещи: уменьшить выбросы, не содержащие CO ₂ , и повысить эффективность использования энергии двигателей, электростанций, нефтеперерабатывающих заводов, котлов и печей.

Сокращение выбросов с помощью топливного катализатора Rentar

Не существует способов устранить все выбросы, но есть способы значительно сократить выбросы. Например, Rentar Fuel Catalyst снижает выбросы дизельного топлива с беспрецедентной скоростью. Когда Rentar установлен на топливопроводе, уровень черного дыма уменьшается до 44 процентов. Твердые частицы падают до 19,2 процента. Элементарный и органический углерод исчезает со скоростью 35 процентов с помощью Rentar. А летучие органические вещества, вызывающие рак, такие как ацетон, бензол, ксилолы, этилбензол и триметилбензолы, снижаются на 35,4-58,7%.

Топливный катализатор Rentar увеличивает количество энергии топлива, которое двигатель может преобразовать в мощность. Диапазоны варьируются от 3 до 8 процентов для тяжелой техники и внедорожников до 30 процентов для котлов и печей.

Хотя это и не панацея, ее никогда не может быть; Rentar является примером технологии, которая может обуздать наше неконтролируемое производство углеводородного загрязнения. Вопрос о том, что мы можем сделать в будущем, совершенно неактуален. Единственный вопрос, который имеет отношение к выбросам углеводородов, это то, что вы делаете сейчас.

Патент США на состав топлива для дизельного двигателя. Патент (Патент № 10 941 349, выдан 9 марта 2021 г.)

Эта заявка является подразделением заявки Сер. № 14/033,134, поданной 20 сентября 2013 г., которая является продолжением заявки Сер. № 13/480,562, поданной 25 мая 2012 г., которая является продолжением заявки Сер. № 12/354,634, поданной 15 января 2009 г., теперь патент США. № 8,187,344, выданный 29 мая 2012 г., который является подразделением заявки Сер. № 11/852,096, поданной 7 сентября 2007 г., испрашивает приоритет, который является продолжением заявки Сер. № 10/655,798, поданной 5 сентября 2003 г. , теперь патент США. № 7 279 018, выданной 9 октября 2007 г., в которой испрашивается приоритет предварительной заявки США № 60/408 302, поданной 6 сентября 2002 г. Полное содержание каждой заявки настоящим включено посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к топливной композиции для дизельных двигателей, включающей компоненты на основе растительного масла и/или животного жира и/или рыбьего жира, дизельные компоненты на основе сырой нефти и/или фракций Фишер- Процесс Тропша и необязательно компоненты, содержащие кислород.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Используемые в настоящее время топлива для дизельных двигателей в основном содержат компоненты из сырой нефти. Целью Киотского соглашения по климату является устранение пагубного влияния деятельности человека на атмосферу и, следовательно, на климат. ЕС договорился о сокращении выбросов двуокиси углерода, метана и других парниковых газов на восемь процентов до 2010 года, начиная с уровня 1990 года. Одной из целей сельскохозяйственной политики ЕС является нахождение способов использования сельскохозяйственного перепроизводства и увеличение самообеспечение топливом. В связи с этим готовится директива ЕС, требующая, чтобы не менее двух процентов бензина и дизельного топлива, потребляемых в 2005 году, имели биологическое происхождение. Предполагается, что одним из требований этой директивы является увеличение доли биокомпонентов примерно до шести процентов до 2010 года. Директива будет утверждена во всех странах ЕС в ближайшем будущем.

В настоящее время наиболее распространенным компонентом биологического происхождения в топливе является метиловый эфир рапсового масла, обозначаемый как RME. RME используется либо как таковой, либо в смеси с топливом. Недостатками RME являются его плохая смешиваемость с дизельным топливом и, по сравнению с обычным дизельным топливом (EN 590), особенно в условиях низких температур, его плохая стабильность при хранении и плохие характеристики при низких температурах. Кроме того, это вызывает загрязнение двигателя и увеличивает выбросы оксидов азота (NOx). Побочным продуктом процесса производства RME является глицерин, который может стать проблемой при производстве большого количества продукта. Аналогичным образом могут быть получены сложные эфиры других растительных масел, а метиловые эфиры жирных кислот обычно известны как FAME. (метиловый эфир жирной кислоты). Эти МЭЖК могут использоваться в тех же целях, что и метиловый эфир рапсового масла, но они также оказывают негативное влияние на качество дизельного топлива, особенно в отношении его характеристик при низких температурах, и, кроме того, их использование в топливах. увеличивает выбросы оксидов азота. В некоторых случаях FAME и RME вызывают более высокие выбросы частиц и образование дыма в холодном двигателе.

Растительные масла и животные жиры могут быть переработаны для разложения сложноэфирной структуры и/или структуры жирных кислот и для насыщения двойных связей углеводородных цепей с получением таким образом от 80 до 85% н-парафинового продукта по отношению к массе исходного материал.

Этот продукт может быть непосредственно смешан с дизельным топливом, но проблема с полученным таким образом топливом заключается в его плохих характеристиках при низких температурах. Кроме того, н-парафины, имеющие число атомов углерода жирных кислот, являются воскообразными с высокой температурой затвердевания, обычно выше +10°С, что ограничивает использование этих соединений в дизельных топливах, по крайней мере, при низких температурах.

WO 2001049812 раскрывает способ получения дизельного топлива с молярным отношением изопарафинов к н-парафинам по меньшей мере 21:1. В способе сырье, содержащее не менее 50% С10-парафинов, контактирует с катализатором в зоне реакции изомеризации.

WO 2001012581 раскрывает способ получения сложных метиловых эфиров, используемых в качестве биологического дизельного топлива, в котором смеси жирных кислот и триглицеридов этерифицируют в одной фазе. В этом методе раствор образуется из жирных кислот, триглицеридов, спирта, кислотного катализатора и сорастворителей при температуре ниже точки кипения раствора.

Сорастворитель используют в количествах, обеспечивающих единую фазу, затем раствор выдерживают в течение периода времени, достаточного для проведения катализируемой кислотой этерификации жирных кислот. После этого кислотный катализатор нейтрализуют, добавляют основной катализатор для переэтерификации триглицеридов и, наконец, сложные эфиры отделяют от раствора. Таким образом получают биотопливо, содержащее сложные эфиры, с содержанием глицерина менее 0,4% по массе

Патент США. В US 6174501 представлен способ получения окисленного дизельного топлива биологического происхождения. Это окисленное биологическое дизельное топливо содержит смесь переэтерифицированных триглицеридов.

FI 100248 описывает двухстадийный процесс получения среднего дистиллята из растительного масла путем гидрогенизации жирных кислот растительного масла или триглицеридов с получением н-парафинов, а затем путем изомеризации н-парафинов с получением парафинов с разветвленной цепью. Загрязнителями атмосферного воздуха считаются любые газы, капли жидкости и твердые частицы, присутствующие в атмосфере в количествах, опасных для здоровья человека и/или оказывающих вредное воздействие на животных, растения и различные материалы. Загрязнение воздуха в основном происходит из трех основных источников выбросов, т. е. промышленности, производства энергии и транспорта.

Вредность выбросов частиц обусловлена ​​переносимыми ими веществами и соединениями, такими как тяжелые металлы и другие канцерогенные и мутагенные соединения. Частицы, присутствующие в выхлопных газах, малы и поэтому опасны для здоровья.

Парниковые газы позволяют солнечному излучению проникать на землю, но предотвращают выход теплового излучения с земли обратно в космос. Таким образом, они способствуют нагреванию земли. Одним из наиболее значительных парниковых газов является углекислый газ, выделяющийся, например, при сжигании ископаемого топлива.

Оксиды азота являются подкисляющими соединениями. Это подкисление может, например, привести к повреждению растений и изменению видов в поверхностных водах. Оксиды азота также могут реагировать с кислородом с образованием озона. Это явление особенно влияет на качество воздуха в городах.

Как видно из вышеизложенного, существует потребность в высококачественной топливной композиции для дизельных двигателей, содержащей компоненты биологического происхождения, а также отвечающей требованиям к качеству дизельных топлив в условиях эксплуатации при низких температурах. Кроме того, топливо должно быть более экологичным, чем решения предшествующего уровня техники.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является создание более экологически чистой топливной композиции для дизельных двигателей, содержащей компоненты биологического происхождения, а также отвечающей требованиям качества дизельных топлив в условиях низких температур.

Топливная композиция для дизельных двигателей по изобретению, содержащая компоненты биологического происхождения, включает по меньшей мере один компонент, полученный из биологического исходного материала, полученного из растений, животных или рыбы, дизельные компоненты на основе сырой нефти и/или фракций Фишер- Процесс Тропша и необязательно компоненты, содержащие кислород.

Характеристика топливной композиции для дизелей, содержащей компоненты биологического происхождения, представлена ​​в прилагаемой формуле изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ А ИЗОБРЕТЕНИЯ

Неожиданно было обнаружено, что композиция дизельного топлива по изобретению, содержащая компоненты биологического происхождения, также удовлетворяет требованиям качества для дизельных топлив в условиях низких температур. Состав дизельного топлива по изобретению включает следующее:

а) от 0,1 до 99% по объему, предпочтительно от 0,1 до 80% по объему компонента или смеси компонентов, полученных из биологического сырья растительного и/или животного происхождения и/или рыбы;

b) от 0 до 20% по объему компонентов, содержащих кислород, выбранных из группы, состоящей из алифатических спиртов, таких как метанол и этанол, простых эфиров, сложных эфиров жирных кислот, таких как метиловый и этиловый эфиры, воды и смесей, содержащих их; оба компонента а) и б) смешивают в виде эмульсии или растворяют в компонентах дизельного топлива на основе сырой нефти и/или фракций процесса Фишера-Тропша.

Компонент а), полученный из биологического сырья, полученного из растений, и/или животных, и/или рыбы, именуемый биологическим компонентом в настоящем описании, получают путем гидрогенизации и разложения жирных кислот и/или сложных эфиров жирных кислот с получением углеводород с числом атомов углерода 6-24, обычно н-парафин, в качестве продукта, имеющего число атомов углерода 12-24, и необязательно путем изомеризации углеводорода, обычно н-парафина, полученного таким образом с получением изопарафина. Углеводород предпочтительно является изомеризованным.

Биологическое сырье, полученное из растений, и/или животных, и/или рыбы, выбрано из группы, состоящей из растительных масел, животных жиров, рыбьего жира и их смесей, содержащих жирные кислоты и/или сложные эфиры жирных кислот. Примерами подходящих материалов являются древесные и другие растительные жиры и масла, такие как рапсовое масло, рапсовое масло, рапсовое масло, талловое масло, подсолнечное масло, соевое масло, конопляное масло, оливковое масло, льняное масло, горчичное масло, пальмовое масло. , арахисовое масло, касторовое масло, кокосовое масло, а также жиры, содержащиеся в растениях, выведенных с помощью генных манипуляций, жиры животного происхождения, такие как свиное сало, талловый жир, жир, и жиры, содержащиеся в молоке, а также переработанные жиры пищевая промышленность и смеси вышеперечисленных.

Основным компонентом типичного растительного или животного жира является триглицерид, т. е. сложный триэфир глицерина и трех молекул жирных кислот, имеющий структуру, представленную следующей формулой I:

, где RI, R2 и R3 представляют собой углеводородные цепи, а R , R2 и R3 могут быть насыщенными или ненасыщенными C6-C24 алкильными группами. Жирнокислотный состав может значительно различаться в биологическом сырье различного происхождения. н-парафин, изопарафин или их смеси, полученные из биологического сырья, могут быть использованы в качестве компонента дизельного топлива в соответствии со свойствами, требуемыми для дизельного топлива. Фракции из процесса Фишера-Тропша обычно содержат высокие уровни н-парафинов и, необязательно, они могут быть изомеризованы либо одновременно во время обработки

компонент биологического происхождения или отдельно от него, или они могут использоваться как таковые.

Биологический компонент может быть получен, например, с помощью процесса, включающего по меньшей мере две стадии и необязательно использующего принцип действия противотока. На первой стадии процесса гидродеоксигенации, возможно, в противотоке, разрушается структура биологического сырья, удаляются соединения, содержащие кислород, азот, фосфор и серу, а также легкие углеводороды в виде газа, после чего удаляются олефиновые связи. гидрированный. На второй стадии процесса изомеризации, необязательно в противоточном режиме, проводят изомеризацию с получением разветвленных углеводородных цепей, что улучшает низкотемпературные свойства парафина.

Биологическое сырье растительного, животного или рыбного происхождения, содержащее жирные кислоты и/или сложные эфиры жирных кислот, выбранное из растительных масел, животных жиров, рыбьего жира и их смесей, используется в качестве исходного сырья.

Высококачественный углеводородный компонент биологического происхождения, особенно полезный в качестве компонента дизельного топлива, изопарафинового растворителя и лампового масла, получается как продукт с высоким цетановым числом, которое может даже превышать 70. Кроме того, при температуре помутнения ниже -30°С все еще может быть достигнуто цетановое число выше 60. Процесс можно регулировать в соответствии с желаемым цетановым числом и точкой помутнения.

Преимущества композиции дизельного топлива по настоящему изобретению включают в себя превосходные характеристики при низких температурах и превосходное цетановое число по сравнению с решениями предшествующего уровня техники с использованием компонентов на основе FAME, таких как RME. Проблем, связанных с работой при низких температурах, можно избежать путем изомеризации воскообразных н-парафинов, имеющих число атомов углерода, сравнимое с числом атомов углерода жирных кислот, с получением изопарафинов. Свойства продуктов, полученных таким образом, являются превосходными, особенно в отношении применения дизельного топлива, н-парафины обычно имеют цетановые числа выше 70, а изопарафины выше 60, и, таким образом, они улучшают цетановое число дизельного топлива. , что явно делает их более ценными в качестве дизельных компонентов. Кроме того, точка помутнения изомеризованного продукта может быть доведена до желаемого уровня, например, ниже -30°С, тогда как соответствующее значение составляет около 0°С для RME и более +15°С для н-парафинов. . В таблице 1 ниже сравниваются свойства изомеризованного биологического компонента, РМЭ, и товарного дизельного топлива.

. 0Дизельное топливо EN 590820-845>510 до −15

Загрязнение двигателей значительно снижается, а уровень шума явно ниже при использовании композиции дизельного топлива по изобретению по сравнению с аналогичными известными топливами биологического происхождения, содержащими компоненты МЭЖК, и, кроме того, плотность композиции ниже. Состав не требует каких-либо модификаций автомобильной техники или логистики. В качестве дополнительного преимущества по сравнению с RME можно отметить более высокое содержание энергии на единицу объема.

Состав дизельного топлива биологического происхождения согласно изобретению соответствует свойствам высококачественного дизельного топлива на основе сырой нефти, не содержит ароматических соединений и, в отличие от МЭЖК, не оставляет примесных остатков.

Выбросы оксидов азота из-за топливной композиции по изобретению ниже, чем выбросы из аналогичного продукта на основе FAME, и, кроме того, выбросы частиц явно ниже, а доля углерода в частицах меньше. Эти значительные улучшения в выбросах топливной композиции биологического происхождения очень важны с экологической точки зрения.

Изобретение теперь будет проиллюстрировано с помощью следующих примеров без намерения ограничить его объем.

ПРИМЕРЫ Пример 1

В следующей таблице 2 сравниваются характеристики выбросов обычного дизельного топлива, используемого в Европе летом, EN 590 (DI), с характеристиками состава, содержащего 60% по объему гидрогенизированного и изомеризованного топлива.