Биодизель
Этот вид дизельного продукта заслуживает особого внимания. Это инновационная разработка европейских инженеров. Технология производства биологического дизтоплива подразумевает использование и переработку растительных масел. Главное отличие биодизеля от обычных марок ДТ — экологичность. Полный распад его продуктов сгорания без вредных последствий в природной среде происходит уже через 30 суток после попадании в почву, воду или атмосферу.
Получение биодизеля
В борьбе за экологию сейчас вынуждены выступать правительства индустриально развитых стран и специально созданные по этому вопросу международные организации. К этому времени были введены новые стандарты в производстве и эксплуатации биотоплива.
Биодизель предназначен, в первую очередь, для использования в ДВС легкового транспорта, далее — для грузовиков и в промышленности. На его основе изготавливаются обычно летние марки высококачественного ДТ. Цетановое число биодизеля 58 единиц, а температура возгорания — 100°C, у него отличные смазывающие свойства, пониженный процент выброса в атмосферу СО2. Благодаря совокупности таких характеристик, разработчики продукта предоставили возможность автолюбителям и предприятиям не только значительно увеличить ресурс ДВС и уменьшить затраты на обслуживание, ремонт, но и существенно снизить риски взрывов и пожаров.
Особенность биологического ДТ — наличие в массе растительных и животных жиров. Структура биотоплива натуральна, а сам продукт есть результат переработки таких сельскохозяйственных культур как рапс, соя и прочие маслосодержащие виды растений, жир крупного рогатого скота. Отличительные характеристики дизельного топлива данного типа в том, что его можно применять в качестве добавок к традиционным видам горючего.
Биодизель имеет специальные обозначения. К примеру, в Соединенных Штатах Америки биологическое топливо в названии включает литеру «B», за которой идет цифровое значение, указывающее на процент содержания биодобавки в общей массе топлива. Цетановое число не ниже 50 ед.
Биодизель производят по технологии, аналогичной изготовлению дизтоплива из нефти. Сегодня существуют марки биодизеля не только летние, но для условий межсезонья и зимы в умеренных широтах.
Летнее дизельное биотопливо используется только при плюсовых температурах, промежуточные марки — до -10° ниже нуля, зимний биодизель — до минус 15-20°С. Морозоустойчивость зимних марок достигается благодаря применению специальных присадок, изначально разработанных для улучшения свойств ДТ.
Главные эксплуатационные характеристики дизтоплива
Устойчивость к низким температурам — это основной параметр дизельного топлива, которым определяются условия его использования и особенности хранения.
Другим основным показателем качества ДТ является вышеупомянутое цетановое число. Чем выше его значение, тем увереннее можно судить о более продолжительном ресурсе ДВС. Двигатель равномерно работает, исключена детонация, повышена динамика машины.
По показателю температуры воспламенения определяется степень безопасности использования дизтоплива в ДВС. По фрикционному составу в ДТ определяется, полностью ли будет в цилиндрах сгорать смесь, уровень дымности и степень токсичности выхлопов.
От плотности ДТ зависит, насколько эффективной будет подача горючего по каналам топливной системы, его фильтрация и распыление в форсунках.
Содержание серы. Ее отсутствие в составе делает горючее слишком «пресным» — возникает нехватка в смазке элементов топливной аппаратуры. Однако повышенное содержание серы приводит к преждевременному появлению коррозии на деталях ДВС, быстрому накоплению нагара, повышенному уровню износа ТНВД.
В число основных характеристик ДТ, особенно в современных условиях, вошел показатель чистоты продукта. Это не только продление ресурса узлов и элементов транспортных средств, но и поддержание в норме экологии в местах промышленного производства.
Технология производства дизельного топлива
Дизтопливо – это вязкая жидкость цвета, который зависит от количества смол в составе. Оттенок может быть от желтого до светло-коричневого. Горючее получают путем перегонки нефти. Сырье нагревают до нужной температуры, и из него выкипают определенные фракции, не только дизельные.
Газойлевые и керосиновые фракции – то, из чего преимущественно состоит дизельное топливо. Для них характерны высокие температуры кипения – 180-360 °C. Для каждой марки дизтоплива установлены температурные значения выкипания:
- 50% перегоняется при температуре не выше 280 °C для летней, межсезонной и зимней марки, не выше 255 °C – для арктической;
- 95% по объему перегоняется при температуре не выше 360 °C для всех марок дизтоплива.
Указанные температуры характеризуют фракционный состав дизельного топлива, установленный п. 5.2 ГОСТ 305-2013. Фракции определяют в соответствии с ГОСТ ISO 3405-2013. Не допускается, чтобы температуре перегонки была ниже 200 °C и выше 360 °C
Знать фракционный состав важно, поскольку это помогает определить, насколько качественно будет сгорать топливо, какой будет токсичность отработанных газов и степень дымности
Установка для производства дизельного топлива
Если говорить о том, как получается дизельное топливо, то можно выделить следующие основные этапы:
- В ректификационных колоннах нефть делят на несколько фракций: бензиновую, керосиновую, дизельную и мазут. Колонны представляют собой аппараты для разделения жидких смесей, компоненты которых кипят при разной температуре.
- Дизельную фракцию подвергают вторичной переработке, чтобы добиться нужного химического состава и структуры углеводородов. С помощью каталитического (высокотемпературного) или гидрокрекинга горючее очищают от избытка серы.
- Прямогонные фракции совмещают с теми, что прошли гидроочистку, что позволяет соблюсти требования ГОСТа. В дизельное топливо высокого класса дополнительно вводят депрессорные и антидымные присадки.
Как работают ректификационные колонны
Здесь нужно сказать, что такое гидродизельное топливо. Оно представляет собой гомогенизированную (однородную) водотопливную эмульсию (ВТЭ), применение которой помогает уменьшить выбросы в атмосферу вредных веществ NO и CO и повысить коэффициент сжигания топлива.
Температура вспышки дизельного топлива
Температура вспышки — это температура, при которой воспламеняемая жидкость дает достаточное количество пара в окружающий ее воздух, чтобы смесь воздуха с парами над поверхностью жидкости могла быть воспламенена от источника воспламенения. Из соображений безопасности (транспортировка, хранение) дизельное топливо должно иметь класс безопасности AIII, т.е. оно — должно иметь температуру вспышки выше 55°С. К примеру, содержание бензина в концентрации менее 3% в дизельном топливе может уменьшить температуру вспышки до такого уровня, что воспламенение возможно при комнатной температуре.
Присадки в дизельное топливо
Качество дизельного топлива, в осносмон, зависит от состава нефти и способа ее очистки. Из-за постоянно растущей потребности в дизтопливе, производителям приходится искать способы улучшения качества дизельного топлива, которое не зависит от исходного сырья. Таким образом, для улучшения характеристик разработали различные присатки в дизтопливо, которые влияют на химические и физические процессы в топливе. Существует целый ряд присадок в топливо – для повышения ЦЧ, антииокислительные, депрессорные, противодымние и другие.
Например, присадки увеличивающие цитановое число улучшают свойства дизельного топлива при запуске двигателя. Противодымные присадки помогают топливу сгорать, тем самым уменьшают содержание сажи.
При холодных температурах дизельное топливо становится вязким, это происходит потому, что парафины от холода твердеют. Со временем парафин скапливается в большие вязкие кусочки и забивает поры фильтра топливной очистки. Топливо перестает поступать в двигатель и он не запускается
Существует так называемая крайняя температура фильтруемости, на что важно обращать внимание при покупке дизтоплива в зимнее время. Производство зимнего дизельного топлива обходится дороже производителю, поэтому придумали депрессорные присадки, с помощью которых можно избавится от парафина в топливе. Эти присадки не дают парафину скапливаться в большие агломераты, тем самым фильтр не забивается и автомобиль способен запустится
Эти присадки не дают парафину скапливаться в большие агломераты, тем самым фильтр не забивается и автомобиль способен запустится.
Виды дизельного топлива: параметры
Чтобы избежать проблем с двигателем, в котором замерз дизель, важно заранее покупать правильные марки дизельного топлива в зависимости от погоды. Особенно это важно в условиях резкого похолодания в разных регионах России
Летние марки
Вид топлива, которое сохраняет рабочее жидкое состояние требуемой плотности при t°= 0 и больше градусов. Основные характеристики марки:
- цетановое число — больше 51 ед. при температуре использования до 45°С окружающего воздуха;
- плотность — 845-865 кг/м3 при t использования 20-25°С;
- вязкость — 4-6,1 кв. мм/ с при t°=19-25°С;
- порог замерзания — -10°С.
Главное, что стоит помнить автовладельцу, летний дизель замерзает даже при незначительных температурах ниже «нуля».
К недостаткам летнего дизеля, как вида, относят повышенную способность образования водяного конденсата. В результате вода в топливном баке отслаивается и скапливается на дне. Из-за чего могут происходит сбои в работе двигателя. Российские специалисты рекомендуется задолго до наступления холодов полностью сливать летний дизель.
Зимнее марки
Один из самых популярных видов дизельного горючего в России. Нижний предел замерзания зимнего дизеля — минус 30. Но для полярных регионов в зимнее время этот вид топлива лучше не использовать. Основные характеристики марки:
- цетановое число — 48 единиц при t использования от минус 30°С окружающего воздуха;
- плотность — 825-845 кг/м3 при t использования от -30 до +15°С;
- вязкость — от 1,8 до 5.1 кв. мм/с максимум при t от -20 до +15°С.
Арктические марки
Этот вид горючего выдерживает антарктические условия российской зимы, а со специальными присадками сохранять работает при температуре минус 55°С. Характеристики этой марки горючего следующие:
- цетановое число — 40 единиц при t использования от -30°С;
- плотность — 760-820 кг/м3 при t использования от -30 до 0°С;
- вязкость — от 1,45 до 4,6 кв.мм/с максимум при t -30 — 0°С.
О том, зимой, читайте в нашем блоге.
Биодизель
Вид топлива относится к инновационным разработкам европейских инженеров. Получают путем переработки растительных масел (рапс, соя), маслосодержащих растений, жира крупного рогатого скота. Основное отличие от обычного дизеля — экологичность. Полный распад продуктов сгорания биодизеля происходит уже через 30 суток после попадании в окружающую среду.
Биодизель используется преимущественно для легкового транспорта. В основном это летние марки. Цетановое число составляет 58 единиц. Биодизель обладает отличными смазывающими свойствами.
Также его часто используют как добавку к традиционным видам горючего.
Биодизель имеет собственное обозначение. в США для его маркировки используют литеру «B» и цифровое значение — процент содержания биодобавки в общей массе топлива. В России биодизель не производят.
Также марки дизтопливо классифицируется на экологические классы, по содержанию серы:
- К2 – не более 500 мг/кг;
- К3 – не более 350 мг/кг (вид I);
- К4 – не более 50 мг/кг (вид II);
- К5 – менее 10 мг/кг (вид III).
Как посчитать расход топлива на 100 км, можно в нашем
Область применения
Ранее солярка, имея более высокие компрессионные свойства благодаря повышенной вязкости, широко использовалась в заправке дизельных двигателей техники. Особенно в северных условиях благодаря своей низкой температуре застывания.
На сегодня, в усовершенствованных топливных системах аккумуляторного типа с электронным управлением современных дизельных, более оборотистых, двигателей применение солярового масла в качестве топлива не приемлемо в виду несоответствия его физических качеств. Допускается применение только бессерных марок солярки в питании дизельных двигателей с электронным впрыском.
Заправка морского судна
В основном топливо данного вида применяются в питании низкооборотистых, тихоходных дизельных двигателей судов, тепловозов и других тяжёлых машин. Так соляровое масло входит в состав топлива для морских судов, где солярку смешивают с мазутом и другими тяжёлыми крекинг-остатками. В месте, с этим, чистое соляровое масло возможно в применении как топливо в заправке дизельных грузовиков, сельскохозяйственной техники, в дизельэлектро-генераторных установках с механическими топливными системами плунжерного типа.
Заправка тепловозов
В виду своей более низкой стоимости соляровое масло используют как горючее в питании горелок всевозможных отопительных и технологических котлов, осветительных масляных лампах. Кроме этого соляровое масло используют как добавку в технологических охлаждающих жидкостях для термической закалки металла.
Дизель или бензин: плюсы и минусы
Преимущества дизеля
- небольшой расход горючего;
- высокий КПД;
- большой крутящий момент;
- небольшой транспортный налог;
- экологичность;
- износостойкость.
Меньший налог установлен благодаря тому, что дизельный мотор обладает меньшей мощностью. Долговечность и износостойкость обеспечивается длительным периодом до капитального ремонта (бензиновый — в два раза быстрее).
Дизельный автомобиль легко справляется с бездорожьем
Недостатки дизеля
- высокие требования к качеству горючего;
- проблемы с запуском двигателя в условиях низких температур;
- долгий прогрев (тепло в салоне станет только через несколько километров дороги);
- более высокая цена ремонта и обслуживания;
- меньшее количество автосервисов;
- высокая цена машин с дизельным двигателем.
Бензиновый мотор: плюсы
У дизельного и бензинового двигателя отличия сводятся не только по используемому горючему. Бензиновый двигатель — более популярен среди автолюбителей, во многом, благодаря элементарности его конструкции. Поэтому его легко и быстро отремонтировать в любом автосервисе страны.
Еще один плюс — бензиновый мотор легко запускается почти при любой погоде. Если мотор исправен, он легко запускается даже в условиях экстремально низкой температуры в -40 градусов. Еще одно весомое преимущество — приемлемая стоимость автомобилей с бензиновым мотором. Большой ассортимент комплектующих позволяет легко и быстро отремонтировать такой мотор.
Бензиновый автомобиль на трассе
Минусы бензинового мотора
- не редкость — проблемы с системой зажигания;
- небольшой рабочий диапазон;
- большой расход горючего по сравнению с дизельным мотором.
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.
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.
Для чего подходит дизельное топливо и бензин
Оба вида являются прямыми продуктами переработки сырой нефти. Сырая нефть – выходит прямо из земли (читайте нашу статью про отличия нефти Brent, Urals и WTI). Это делается в процессе рафинирования. Процесс состоит из 3 основных стадии, и существуют основные различия в процессе переработки дизельного горючего и бензина – разделение, конверсия и очистка.
Важные шаги:
1 шаг разъединение – жара приложена к сырой нефти, выгонка происходит. Сырая нефть в дистилляционной колонне разделяется на различные формы углерода в порядке вязкости. Наиболее вязкие жидкости оседают на дне, а менее вязкие частицы и газы поднимаются наверх.
2 шаг, преобразование, по существу перестраивает скрепления углерода, чтобы сделать их лучшим для пользы ездока, делает горючее ценным. Это делается посредством процесса гидрокрекинга, где связи между углеводородами уменьшаются.
3 шаг, очистка, просто извлекает серу от топлива, чтобы сделать их чисто. Вызвано гидрообработкой. Это процесс, где углеводороды реагируют с газообразным водородом при умеренных температурах и давлениях. Газообразный водород реагирует с серой, чтобы сделать газ H 2 S (сероводорода). Приводит к удалению серы из углеводородов, оставляя чистый продукт, готов к использованию.
Основные характеристики дизельного топлива
Для производства дизтоплива используют сероводороды, щелочь, кислоты, воду и прочие примеси. Каждый из компонентов оказывает влияние на узлы и механизмы, из которых состоит ДВС.
Содержание в составе серы также влияет на характеристики дизтоплива. Сера улучшает смазывающее свойство. Но слишком высокое содержание серы делает выхлопы слишком токсичными.
Устойчивость к низким температурам также считается ключевой характеристикой дизеля. По нему определяют условия его эксплуатации и требования к хранению.
Цетановое число — важная характеристика дизельного топлива. Чем оно выше, тем продолжительнее ресурс двигателя внутреннего сгорания.
Показатель температуры воспламенения говорит о степени безопасности использования дизтоплива в двигателе. Фракционный состав определяет уровень дымности и степень токсичности выхлопов.
Плотность указывает, насколько эффективной будет подача горючего по каналам топливной системы, его фильтрация и распыление в форсунках.
В последние года среди основных характеристик ДТ в России учитывается и чистота продукта.
Что такое раздельный расход топлива, читайте в .
Разве добыча дизельного топлива не заключается в подливе масла?
Да… Вы не ослышались, в блоке сырой нефти одна часть — бензин, а другая — дизельное топливо (я упрощаю, потому что есть еще газ, керосин или даже мазут и битум).
Если бы мы переключили все двигатели на бензин, то в конечном итоге мы остались бы с частью неиспользованной сырой нефти, хотя котлы могли бы взять верх (но мы говорим об их запрете во Франции в ближайшие годы…).
В который раз могу только отметить, что желание исчезновения дизельного топлива — интеллектуальное заблуждение.
Что касается выбросов загрязняющих веществ, я повторяю это уже в который раз снова, дизельное топливо производит примерно то же самое, что и бензин, с того момента, как мы сравним два двигателя (бензиновый и дизельный), в которых используются одни и те же технологии: с прямым впрыском или с непрямым впрыском. На вредность выхлопных газов влияет тип впрыска, а не тип используемого топлива! Дизель выделяет больше черного дыма, но здесь он не играет решающей роли для здоровья, это прежде всего то, что не видно, что сильно вредит нашим легким (токсичный газ и невидимые мелкие частицы). Но наш вид еще не кажется достаточно развитым, чтобы различать этот вид изящества (я говорю здесь о журналистах и широкой публике, эксперты очень хорошо знают, о чем они говорят. Я не претендую на то, чтобы быть одним из эксперты, кроме того, но я без колебаний проверяю то, что мне говорят, чтобы быть уверенным в данных).
Бензин и дизель – почему они не взаимозаменяемы
Достаточно часто даже владельцы машин с большим опытом задаются вопросом относительно природы и особенностей различных видов топлива.
Учитывая, что постоянно приходится сталкиваться с наглядной разницей цены на заправках относительно бензина различных марок и дизельного топлива, у некоторых возникает вопрос относительно возможности заправки традиционного бензинового двигателя дизелем.
Разумеется, ничего хорошего из этого не получится, об этом знают практически все. Однако насколько всё же являются подобными бензин и дизельное топливо?Казалось бы, оба они производятся из нефти, в народе бытует мнение, что основной разницей является только степень очистки.
Тем не менее, практика говорит, что это не так. Чтобы разобраться в особенностях того и другого состава рассмотрим их поближе. Стоит отметить, что для каждого из этих видов топлива предусмотрен свой двигатель, который не имеет ничего общего с конструкцией другого.
Точно также дизельные двигатели совершенно не приспособлены для разжигания бензинового топлива, что полностью исключает заливание соответствующего образца.
Если говорить о химии тех или иных веществ, то все они производятся из сырой нефти. Стоит отметить, что в ней содержится огромное количество самых разнообразных углеводородов. Здесь и газы и жидкости.
Разумеется, чем короче полимерная цепочка определённого углеводорода, тем он более летучий, тем легче воспламеняется и испаряется. В этом отношении бензин стоит сразу же за сверхлегкими цепочками жидкостей, которые используются обычно для растворителей.
Стоит отметить, что у бензина температура кипения ниже, чем у воды, вследствие чего он достаточно быстро и легко испаряется с асфальта в случае пролива.
Тем не менее, существует определенная особенность дизельного топлива, которая лежит в основе использования его в двигателях. При достаточно сильном сжатии в соответствующей температуре, распыленный в горячем воздухе дизель способен воспламеняться сам по себе.
В данном случае это существенная разница с более легкой бензиновой основой, которая хоть и легко испаряется, всё же требует инициализирующей искры для воспламенения с воздухом. Именно этот принцип лежит в основе существенной разницы между конструкцией бензинового и дизельного топлива. Дизельный двигатель в принципе не содержит воспламенительных элементов.
Ключевым аспектом его является система для нагнетания потока воздуха под чрезвычайно мощным давлением. В результате этого атмосферный воздух разогревается вот до 800 – 900 градусов по Цельсию, что провоцирует взрыв и детонацию дизельной дисперсии в камере сгорания.
Ключевым элементом любого дизельного двигателя являются форсунки современной конструкции. Чрезвычайно малые каналы впрыска, собственно, и обеспечивают создание колоссального давления и температуры на ограниченном объеме.
Коэффициент полезного действия в силу высокой степени сжатия у дизельного двигателя даже несколько выше, чем у бензиновых вариантов.
