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
Чудище-снежище атакует Приморье: самые сильные осадки ещё впереди, говорят синоптики
12 марта 02:37
Владивосток вернется в 1907 год — съемки нового сериала запланированы в Приморье
9 марта 10:59
Рыбаки в Приморье едва не откололись на льдине
11 марта 05:51
Приморские кофейни, возможно, придется посещать со своими кружками
8 марта 00:56
Будет ли землетрясение во Владивостоке: прогнозы сейсмолога и карта землетрясений
7 марта 09:02
Из-за снега в Приморье закрыли движение через Высокогорский перевал
13 марта 00:32
О дизельном топливе — Oil-logistic
СВОЙСТВА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВАДизельное 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.
Качественно-количественный состав и физико-химические характеристики топлива для дизельных двигателей обуславливают его классификацию. Различают три основных марки ДТ:
Л (С) – летнее, используется преимущественно в теплый сезон, когда температура окружающей среды выше 0С; Плотность топлива от 0,850-0,860. Температура ( -5). Наименование номенклатуры: Дизельное топливо ЕВРО летнее, сорт, С (ДТ-Л-К5)
Е – межсезонное, которое может использоваться круглогодично, если температура окружающей среды не ниже (-15). Плотность топлива от 0,838-0,843. Наименование номенклатуры: Дизельное топливо ЕВРО межсезонное, сорт, Е (ДТ-Л-К5).
З – зимнее, применяемое в холодное время года, когда температура воздуха ниже -32С.
Плотность топлива от 0,820-0,832. Наименование номенклатуры: Дизельное топливо ЕВРО зимнее, сорт, З, (ДТ-З-К5).
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 ТОПЛИВАЭто 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.
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 ТОПЛИВАЭто 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 ТОПЛИВАЭтот 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.
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.
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.
ПРИМЕНЕНИЕ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВАОсновные потребители дизельного топлива — железнодорожный транспорт (тепловозы, автомотрисы, дизель-поезда), грузовой автотранспорт, автобусы, водный транспорт, военная техника, дизельные электрогенераторы, сельскохозяйственная техника, а также легковой дизельный автотранспорт.
Рабочие характеристики и характеристики выбросов дизельного двигателя, работающего на оптимальной смеси биодизеля и биодизеля
Характеристики производительности и выбросов дизельного двигателя, работающего на оптимальной смеси биодизеля и биодизеля
М. И. Арбаб* a Х. Х. Масьюки* a М. Вармана, и М. А. Калам, и ЧАС. Саджад и и С. Имтенан и
Принадлежности автора
* Соответствующие авторы
и Центр энергетических наук, факультет машиностроения, инженерный факультет, Университет Малайи, 50603 Куала-Лумпур, Малайзия
com, [email protected] Факс: +60 3 79675317
Тел.: +60 1 63580809
Аннотация
Биодизель может быть эффективным возобновляемым топливом для транспортных средств, несмотря на некоторые ограничения свойств. Был проведен эксперимент по улучшению топливных свойств биодизеля, полученного из пальмового масла, путем смешивания его с биодизелем, полученным из кокосового масла и масла ятрофы. Инструмент оптимизации MATLAB использовался для нахождения оптимального соотношения компонентов смеси для достижения в целом лучших свойств топлива. Линейная зависимость между топливными свойствами этих трех масел рассматривалась для кодирования MATLAB. Полученное оптимальное соотношение смесей и уравнения кода MATLAB использовались для прогнозирования значений свойств топлива и сравнивались с экспериментальными значениями оптимальных свойств смесей топлив.
Влияние свойств дизельного топлива на производительность, дымность и выбросы | Дж.
Инж. Газовые турбины PowerПропустить пункт назначения
Научно-исследовательские работы
Г. П. Гросс,
К. Э. Мерфи-младший
Информация об авторе и статье
Дж. Инж. Мощность . Oct 1979, 101(4): 524-532 (9 страниц)
https://doi.org/10.1115/1.3446612
Опубликовано в Интернете: 1 октября 1979 г.
История статьи
Получено:
21 июля 1978 г.
Онлайн:
14 июля 2010 г.
- Взгляды
- Содержание статьи
- Рисунки и таблицы
- Видео
- Аудио
- Дополнительные данные
- Экспертная оценка
- Делиться
- Твиттер
- MailTo
Иконка Цитировать Цитировать
Разрешения
- Поиск по сайту
Citation
Гросс, Г.
П., и Мерфи, К.Е., младший (1 октября 1979 г.). «Влияние свойств дизельного топлива на производительность, дымность и выбросы». КАК Я. Дж.Инж. Мощность . октябрь 1979 г .; 101(4): 524–532. https://doi.org/10.1115/1.3446612
Скачать файл цитаты:
- Рис (Зотеро)
- Менеджер ссылок
- EasyBib
- Подставки для книг
- Менделей
- Бумаги
- КонецПримечание
- РефВоркс
- Бибтекс
- Процит
- Медларс
Расширенный поиск
Дизельное топливо было смешано из выбранных компонентов для обеспечения содержания ароматических соединений от 10 до 57 процентов и вязкости от 2,21 до 6,95 сСт (мм 2 /с) при 100°F (38°C) в комплекте из 14 видов топлива, который включал коммерческий дизельное топливо в качестве эталонного топлива.
Испытания топлив проводились при полной нагрузке на нескольких скоростях и в федеральных 13-режимных и дымовых циклах с использованием 2-тактного двигателя без наддува и 4-тактного двигателя с турбонаддувом. Свойства топлива, такие как вязкость, ароматичность, цетановое число, плотность, точки перегонки и теплота сгорания, некоторые из которых были частично коррелированы, были исследованы по отдельности и в комбинациях в качестве предикторов данных о работе двигателя. Два испытательных двигателя одинаково реагировали на переменные параметры топлива, но с некоторыми различиями в чувствительности. Выходная мощность (л.с.) и экономия топлива (л.с.-ч/фунт) коррелировали с теплотой сгорания по объему и массе соответственно. Дым увеличивался с увеличением количества топлива, кипящего выше 640°F (338°C), и явно не зависел от содержания ароматических соединений в топливе. Выбросы оксидов азота и оксидов азота, а также углеводородов увеличивались с увеличением содержания ароматических соединений в топливе самих по себе или с увеличением удельного веса топлива и снижением температуры 50-процентной перегонки топлива.