Чем грозит использование неподходящего дизтоплива

Чем грозит использование неподходящего дизтоплива

Многие автомобилисты задаются вопросом, что будет, если летом заправлять машину зимним топливом. Вопрос этот возникает в связи с тем, что цетановое число зимнего горючего по определению выше, а значит, должно быть более качественным. Однако определение, что качество и эксплуатационные свойства дизтоплива характеризует только этим, абсолютно неверно.

На самом деле, применение топлива с большим цетановым числом мотору не повредит, если, конечно, оно вписывается в рекомендованные автопроизводителем пределы.

Если же значение окажется слишком большим для конкретного дизельного двигателя, это приведет:

к повышению расхода горючего;
снижению экологичности мотора.

Аналогично можно ответить и в обратной ситуации – применение низкоцетанового топлива также не навредит силовому агрегату, если его цетановое число соответствует рамкам, установленным производителем автомобиля.

Если же значение ниже требуемого, то:

• у работающего дизеля появится жесткий звук;
• его детали будут усиленно изнашиваться.

Однако вопрос о возможности использования зимнего дизельного топлива летом требует более развернутого ответа. Дело в том, что эти два сорта дизтоплива имеют разный химический состав, и, помимо цетанового числа, различаются по другим своим свойствам.

Летнее горючее предназначено для применения при положительных температурах. После того, как температура окружающей среды, а вместе с ней и температура топлива в баке упадет до нуля, летнее дизельное топливо перестанет проходить через фильтр.

Зимнее дизтопливо, имеет гораздо более низкие температуры помутнения, застывания, и предельной фильтруемости, благодаря чему, его и возможно применять в холодное время года. Однако оно имеет худшие, по сравнению с летним, характеристики.

Причина кроется в том, что при его выработке, из углеводородной смеси, приходится удалять циклопарафины и заменять из ароматическими углеводородами, а утраченные свойства компенсируются (хотя и не в полной мере) присадками. В итоге цетановое число повышается, но эксплуатационные характеристики снижаются.

У мотора, работающего на зимнем дизельном топливе, наблюдается небольшое падение мощности, повышенное коксообразование в цилиндрах, ухудшается приемистость. Таким образом, от использования зимнего горючего летом лучше отказаться и рассматривать такой вариант как вынужденную меру, хотя ничего смертельного для двигателя в этом нет.

Повышение — цетановое число

Жидкофазным нитрованием 2-нитропропана получают 2 2-ди-нитропропан, применяемый как добавка к дизельному топливу для повышения цетанового числа.

Жидкофазным нитрованием 2-нитропропана получают 2 2-ди-нитропропан, применяемый как добавка к дизельному топливу для повышения цетанового числа. На жидкофазном нитровании циклогексана в нитроциклогексан основан один из возможных способов получения капролактама ( гл.

Для улучшения качества дизельных топлив на нефтеперерабатывающих заводах применяют присадки: изопропилнитрат и циклогексилнитрат — для повышения цетанового числа, присадка ПДП — для улучшения низкотемпературных свойств.

В одной из первых публикаций об использовании иитропарафинов в дизельных топливах сообщается о применении 2 2-динитропропана для повышения цетанового числа. Введение этого нитропарафина значительно повысило цетановое число дизельного топлива; добавление всего 0 1 — 0 2 вес. Обнаружено также, что введение 2 2-динитропропана в дизельное топливо улучшает и другие его характеристики.

Увеличение производства среднего дистиллята достигается одновременно с улучшением качественных показателей: снижением содержания серы, снижением температуры текучести, повышением цетанового числа.

В промышленности из 2-нитропропана жидкофазным нитрованием азотной кислотой получается 2 2-динитропропан, который применяется как присадка к дизельному топливу для повышения цетанового числа.

В промышленности из 2-нитропропана жидкофазным нитрованием азотной кислоты получается 2 2-дипитропропан, который применяется как присадка к дизельному топливу дли повышения цетанового числа.

Хотя цетановое число и характеризует период задержки самовоспламенения топлива, однако, как показывают кривые рис. 166, между этими параметрами нет строгой линейной зависимости и повышение цетанового числа топлива выше 45 — 50 единиц мало уменьшает, а следовательно, и мало улучшает период задержки самовоспламенения топлива.

Известны схемы установок каталитического крекинга с глубокой гидроочисткой получаемых дизельных фракций с целью удаления сернистых соединений, насыщения непредельных углеводородов и частичного гидрирования бициклических ароматических углеводородов для повышения цетанового числа. Схемы промышленных установок, предназначенные для гидроочистки дистиллятов различного происхождения, довольно близки.

Работы по исследованию влияния добавок кислорода в воздушный заряд на величину цетанового числа топлива и полноту сгорания были проведены нами и сотрудниками ЦЗЛ 2-го Дро-гобычского нефтеперерабатывающего завода на установке ЦИАМ-93 в 1955 г. При скорости подачи во впускной трубопровод двигателя кислорода 20 л / мин, расходе топлива ( сцетановым числом 39 и плотностью 0 8524) 13 мл / мин наблюдалось уменьшение задержки воспламенения, соответствующее повышению цетанового числа от 39 до 45 пунктов ( табл. 86), что является результатом роста скоростей предпламенных реакции окисления, вызванных увеличением концентрации кислорода в воздушном заряде. Как показано в табл. 86, если содержание окиси углерода в газах выпуска после обогащения кислородом воздушного заряда практически осталось таким же, как и при обычном режиме работы двигателя, то содержание углекислого газа увеличилось более чем на 30 %, что свидетельствует о соответствующем улучшении полноты сгорания топлива.

Использовать топлива с большим, чем указано выше, цетановым числом нежелательно, так как это приводит к замедлению их сгорания и увеличению дымности выхлопа. Повышение цетанового числа достигается технологическим путем за счет удаления части ароматических соединений, смешением или добавлением присадок. В результате удаления ароматических углеводородов, как правило, повышается температура застывания топлив.

В топлива с низким цетановым числом наряду с присадкой можно добавлять фракции с большим содержанием парафиновых углеводородов, которые повышают не только их цетановое число, но и приемистость к присадкам. Для повышения цетанового числа в топливо обычно добавляют не более 1 % присадки.

Измерение цетанового числа

Цетановое число, определённое на опытном двигателе типа (ASTM D 613, EN 5165, ISO 5165), ранее было единственным надёжным методом определения цетанового числа. В России разрешалось также использовать ГОСТ 3122, в котором добавлялась отечественная установка ИДТ-90, не прошедшая международных испытаний на результатов.

Несмотря на то, что метод с использованием стандартного двигателя до сих пор считается арбитражным, у него есть ряд серьёзных недостатков:

• громоздкое, дорогостоящее и шумное оборудование, требующее специально оборудованного ;
• большой объём пробы, уходящей на один анализ (до 1 л);
• большая длительность анализа (иногда — до нескольких часов);
• низкие показатели .

В связи с этим в отрасли постоянно ведутся исследования, направленные на поиск альтернатив моторным методам определения цетанового и .

Прямые методы определения цетанового числа (по задержке воспламенения)

Имеется ряд немоторных методов прямого определения задержки воспламенения. В этом случае применяется не одноцилиндровый двигатель с переменной степенью сжатия, а камера постоянного объёма. С 2009 года в EN590 и соответствующий российский ГОСТ Р 52368-2005 введён метод задержки воспламенения EN 15195 (ГОСТ Р ЕН 15195-2011), который показывает хорошую сходимость с моторным методом при улучшении точности, воспроизводимости и сокращении теста до 20 мин.

Основной проблемой измерения цетанового числа немоторными методами является сильное влияние состава дизельного топлива. Приборы по методу ГОСТ Р ЕН 15195-2011 (и аналогичные ASTM D7170 и ASTM D6890) не всегда правильно определяют цетановое число для топлив сложного состава — например, для . Это связано с тем, что разные компоненты топлива воспламеняются с разной скоростью,— то есть, возникает необходимость измерять условия в камере сгорания не в одной временной точке, а в нескольких.

В марте 2014 года вышел новый стандарт ASTM D7668, описывающий более эффективный метод определения получаемого цетанового числа с измерением задержки воспламенения в нескольких точках. В 2015 году этот метод принят под обозначением EN 16715, в октябре 2017 г. он включён в на дизельное топливо «евро» EN 590.

Непрямые методы определения цетанового числа

Непрямые методы определения цетанового числа в основном опираются на анализ компонентного состава. В основном это различного рода , однако есть примеры и успешного использования для этой цели хроматографии и масс-спектрометрии. Инфракрасные экспресс-анализаторы необходимо перекалибровывать при любом изменении состава  — например, при его смешении с . Кроме того, они неспособны работать с топливом, в которое добавлены улучшители цетанового числа.

Самостоятельное повышение цетанового числа

Требования к воспламеняемости горючего предъявляются, исходя из параметров двигателей. Чем выше рабочие обороты, тем выше должно быть цетановое число дизтоплива. Так, низкооборотистые судовые дизельные моторы нормально работают даже на топливе, с показателем 20, а для некоторых высокооборотистых двигателей значение должно быть не менее 55.

Оптимальным для современных автомобильных дизелей считается топливо, показатели которого находится в промежутке от 40 до 55.

В зависимости от сезона это значение меняется:

• у летнего оно ниже (40-45);
• у зимнего выше (до 55).

К сожалению, нередки случаи, когда на заправочных станциях продается горючее, имеющее недопустимо низкое цетановое число. Проблема осложняется тем, что его определение ни по каким внешним признакам невозможно – ни по цвету, ни по запаху – оно не отличается от нормального, суррогат выдает только более жесткий звук работы дизельного двигателя и перебои в работе.

Если случилось так, что в топливный бак оказалось залито некачественное дизтопливо, можно повысить его цетановое число путем добавления присадок. Желательно заранее иметь в багажнике соответствующие средства, поскольку на заправочной станции их вполне может не быть.

Что делать с соляркой

Готовя этот материал, пришлось перерыть большое количество литературы и обойти еще большее количество сайтов вездесущего интернета, но четкого ответа на вопрос откуда в русском языке взялось слово «солярка», найти удалось. Но это так, к вопросу о превратностях официального и народного языков… Вывод же, который я для себя сделал исходя из этого факта подтвержден практикой. Поясняю свою мысль: если термин имеет неизвестное происхождение, то и сам продукт по идее может оказаться сомнительным.

Теперь перейдем к практике. Для начала попробуем разобраться какие виды дизельною топлива (ДТ) вообще существуют и для чего они предназначены.

Итак, сегодня в России действует ГОСТ 305-82, т. е. от 1982 г. Дизельные топлива выпускаются в соответствии с ним и различными ТУ, которых немного и которые разработаны, судя по их некоторым параметрам, для упрощения производства, в результате чего в торговле оказывается довольно некачественная солярка, не отвечающая многим требованиям. Разумеется, не все ТУ позволяют вольно обращаться с ДТ, есть и такие, которые практически соответствуют последним экологическим нормам, примятым за рубежом. Но их выпускается крайне мало.

По ГОСТу от 1982 г. существуют три разновидности дизельного топлива: летнее (Л), зимнее (3) и арктическое (А). По некоторый данным, в России выпускается примерно 89% летнего ДТ, около 10% зимнею и примерно около 1% арктическою, что странно, ведь большая часть нашей страны зимой покрыта снегом, а морозы опускаются значительно ниже -15° С. Да и зима у нас — понятие расплывчатое, в некоторых местах она начинается в октябре, а заканчивается в мае. Ну да ладно, зимние проблемы дизельного топлива в данном случае нас не интересуют. Сузим проблему и в дальнейшем, говоря о ДТ, будем подразумевать летнее.

Чем характеризуется дизельное топливо и каким параметрам оно должно отвечать? В отличие от бензинов, у которых одна из основных товарных характеристик — октановое число, определяющее детонационную стойкость, у дизельного топлива такой характеристикой является цетановое число (цетановое число — это объемное процентное содержание цетана в смеси с а-метилнафталином, характеризует способность топлива к самовоспламенению) в соответствии с ГОСТом или дизельный индекс в соответствии с ТУ.

Повышение — цетановое число

При переработке продуктов от вторичных процессов дизельное топливо получается с цетановым числом ниже нормы. Для повышения цетанового числа необходимо смешивать его с дизельным топливом, имеющим запас цетанового числа, или добавлять специальную присадку. В ряде случаев гидроочистке подвергают дизельное топливо вторичных процессов в смеси с дизельными фракциями первичной перегонки нефти.

Зимние дизельные топлива марок Д Зп, ДЗп-15 и ДЗп-25 изготовляют, добавляя в них депрессорные присадки. Иногда для повышения цетанового числа в топливо добавляют промоторы воспламенения.

Из рис. 63 видно, что цетановое число топлива влияет на снижение минимальной температуры запуска двигателя и на уменьшение времени прокрутки двигателя. Наиболее эффективно влияние повышения цетанового числа топлива на легкость запуска двигателя проявляется при невысоком значении цетанового числа. По мере повышения цетанового числа топлива его способность — облегчать запуск двигателя снижается. Степень влияния цетанового числа топлива на запуск двигателя и максимальное значение его, при котором цетановое число уже не оказывает влияния на запуск, зависят в очень сильной мере от конструкции двигателя.

При жесткой работе двигателя увеличиваются ударные нагрузки на шатунно-кривошипный механизм, что вызывает преждевременный его износ, а иногда даже поломки. Сокращение периода запаздывания самовоспламенения при повышении цетанового числа топлива приводит одновременно к снижению максимального давления сгорания, что также благоприятно сказывается на работе двигателя.

Так же как и при добавлении тетраэтилового свинца к бензинам, увеличение концентрации присадки в дизельном топливе снижает ее эффективность. В табл. 33 приведены данные о повышении цетанового числа топлив при добавлении к ним разного количества трех различных присадок. Увеличение цетанового числа указывается для каждого последующего процента присадки.

При полном сохранении фракционного состава и приблизительно тех же выходов продукта повышение цетанового числа при данном способе очистки равно 10 — 12 цетановым единицам. Более глубокое извлечение непредельных и ароматических углеводородов дает повышение цетанового числа топлив на 25 единиц.

Приводятся также результаты обессеривания смешанного аравийского прямогопиого п каталитического крекинг-газойля , а также кувейтского прямогонного н западнотексасского каталитического крекинг-газойлей. При гидроочистке прямогонных газойлей, помимо значительной степени обессерпвания, достигается повышение цетанового числа на 0 — 6 единиц шкалы. Низкие цетановые числа каталитических крекинг-газойлей повышаются сравнительно немного, но мягкая гндроочпстка, улучшая такие показатели, как содержание серы, стабильность, коррозийность п нагарообразованпе в двигателях, расширяет ресурсы компонентов, которые можно использовать в товарных дизельных топливах.

Для ароматизированных дизельных топлив каталитического крекинга присадка может более оперативно и дешево решить задачу подавления нагарообразования и повышения цетанового числа, вместо того, чтобы подвергнуть это топливо селективной деароматизации.

Говоря о гидроочнстке дизельных тошшв, следует отметить, что хотя нафтеновые углеводороды не являются высокоцетано-въши компонентами, они в этом смысле все же значительно лучше, чем ароматические углеводороды. Полное насыщение каталитических циркулирующих газойлей путем проведения процесса под давлением порядка 210 ати в присутствии активных катализаторов приводит к повышению цетанового числа на 10 — 15 единиц.

На рис. 123 показана зави — 20 симость задержки воспламе — 1S нения Т ] и скорости параста — 16 ния давления Т2 в цилиндре 1tl двигателя от цетанового числа топлива. До цетанового & Р числа, равного 40, крявая прироста давления в единицу времени идет достаточно круто, при повышении цетанового числа от 40 до 55 жесткость работы двигателя меняется незначительно.

Приведенные результаты подтверждают высказанную нами выше точку зрения на термофорсирование как процесс не только физического, но и химического изменения топлива. Нагревание рабочей смеси при термофорсировании явно сказывается на увеличении глубины предпламенных процессов, что облегчает детонационное сгорание топлив, выражающееся соответственно в падении октановых и повышении цетановых чисел.

Повышение — октановое число

В данном разделе особое вниманве уделяется экономике повышения октановых чисел. Поскольку такие процессы, как полимеризация, алкилирование и каталитический крекинг, не являются процессами облагораживания в узком значении этого термина, а скорее являются способами превращения углеводородов, не вхо дящих в иределы выкипания бензина, в ценные товарные продукты, рассмотрение этих процессов не включею в данный труд. Однако экономическое значение таких процессов лишь в редких случаях связано с достигаемым повышением октановых чисел.

Регенеративный процесс дает больший эффект в отношении повышения октановых чисел, чем нерегенеративный процесс, для парафинового сырья.

Однако, несмотря на успешное решение задачи повышения октановых чисел изомеризацией парафиновых углеводородов и несмотря также на то, что многочисленные подробные исследования эксплуатационных характеристик бензинов с различным содержанием разветвленных парафиновых и ароматических углеводородов определенно показали нежелательность большой концентрации последних , все же на практике повышение октановых чисел прямогонных продуктов проводится преимущественно сочетанием реакций изомеризации и ароматизации.

Гидрокрекинг может играть весьма важную роль в повышении октановых чисел парафиновых углеводородов. Дополнительным преимуществом этой реакции является значительное изменение плотности при переходе от высших парафиновых углеводородов к низшим. Однако известно, что наряду с непосредственным расщеплением посредине молекулярной цепи с образованием пентанов, которые выкипают в пределах бензина, наблюдается также интенсивный разрыв цепи в других точках, что ведет к образованию попарно пропана — гептанов и гексанов — бутанов. Это, разумеется, приводит к значительному снижению выхода; кроме того, бутан и пропан являются значительно менее ценными продуктами, чем бензин. В следующих разделах будет проведено сравнение роли гидрокрекинга и других одновременно протекающих реакций в облагораживании бензинов при риформинге.

Более тяжелые бензиновые дистилляты необходимо подвергать ароматизации для повышения октановых чисел.

Ряд факторов свидетельствует о том, что для повышения октановых чисел в дальнейшем придется использовать различные сочетания процессов, в которых важное место занимает риформинг. Требования к октановым числам высококачественных ( премиальных) бензинов приближаются к величинам, превышающим октановые числа важнейших компонентов заводского бензина

В связи с этим растет потребность в высокооктановых компонентах, которыми могут служить, например, ароматические концентраты.

Оптимальное рабочее давление процесса при переработке только для повышения октановых чисел сырья со средними пределами выкипания составляет 35 — 42 ати.

Предложен процесс, который может использоваться для повышения октановых чисел каталитических риформинг-бензинов, легких прямогонных бензинов и продуктов изомеризации фракций Q-Сз путем удаления алканов нормального строения связыванием цеолитами в виде клатратных соединений.

В описании процесса приводится глубокий анализ современных проблем повышения октановых чисел.

Использование МА в малых концентрациях является более дешевым способом повышения октановых чисел, чем изменения в схемах переработки или применении МТБЭ.

Выбор процесса изомеризации пентана с рециркуляцией вместо алкилирования амиленов для повышения октановых чисел до уровня 1963 г. обеспечивает необходимое облагораживание бензинов при минимальных капиталовложениях. На многих заводах требования к дорожным октановым числам бензинов обычного сорта могут обусловить предпочтительность процесса алкилирования амиленов.

Показано, что высокотемпературной каталитической очистке бензинов деструктивного происхождения присуще повышение октановых чисел на 2 — 3 пункта со снижением содержания серы на 65 — 75 % и высокий выход ценного газа для производства алкилбензина в нефтехимии.

Список источников

• www.ngpedia.ru
• vodnyimir.ru
• howlingpixel.com
• hitmind.ru