Дизельное топливо

На что влияет состав

Состав солярки влияет на многие параметры:

Устойчивость к низким температурам. Чтобы снизить температуру застывания топлива до минусовых отметок, в его компоненты добавляют тяжелые фракции углеводорода. Максимальное процентное соотношение таких соединений – в арктической марке дизельного топлива.

Износ двигателя. Качество топлива влияет на работу ДВС и его долговечность. Чем больше нафтеновых кислот, водорода, смол и посторонних примесей, тем быстрее будет изнашиваться мотор.

Цетановое число. Оно характеризует воспламеняемость горючего в цилиндре. Чем выше число, тем лучше. Высшие показатели воспламеняемости наблюдают у топлива с высоким содержанием парафиновых углеводородов.

Вязкость. Она частично определяет допустимую температуру эксплуатации топлива. Например, летнее ДТ кристаллизуется (застывает) при -10ºC, начинает густеть при -5ºC. Этот параметр напрямую зависит от содержания в топливе алканов: парафиновых углеводородов. Чем их меньше, тем больший мороз выдержит топливо, тем

Испаряемость. Она зависит от содержания в составе смолистых соединений. Чем их больше, тем сложнее воспламеняется топливо в ДВС.

Точный химический состав дизельного топлива также влияет на любые другие его характеристики, вплоть до коксуемости.

Особенности хранения

У владельцев личных транспортных средств обычно не возникает вопросов по поводу хранения дизельного топлива. Оптовые потребители, а именно промышленные предприятия, обычно закупают нефтепродукт оптом. В этом случае необходимо позаботиться о его хранении.

Сбережение ДТ рекомендуется проводить при температурном режиме двадцать градусов на протяжении двенадцати месяцев. При тридцати градусах продукт будет пригоден к использованию полгода. При этом горючую жидкость необходимо поместить в герметичные емкости и обеспечить ей надежную защиту от влияния ультрафиолетовых лучей.

В процессе хранения следует избегать емкостей из меди, латуни, цинка. Дизельное топливо, вступая в реакцию с этими материалами, засоряется. Нужно обеспечить надежную защиту продукта от попадания посторонней жидкости, пылевых загрязнений. В составе должны отсутствовать присадки, которым свойственно распадаться в процессе хранения. В составе высоскоэкологичного топлива присутствуют добавки, увеличивающие смазывающие характеристики, им свойственен короткий период распада.

Маркировка топлива

Марки дизельного топлива включают наименование (ДТ), сорт или класс в зависимости от условий применения и экологический класс. То есть в марке указываются только два параметра: содержание серы и предельная температура фильтруемости.

Сегодня можно встретить обозначения и новые, и устаревшие, например, ДТ зимнее ЕВРО 5 сорт F, что расшифровывается как зимнее дизельное топливо с содержанием серы не более 50 мг/кг и предельной температурой фильтруемости до минус 20°С, то есть наиболее используемое в условиях российской зимы с высокими требованиями по экологичности топливо.

До сих пор попадается и такая маркировка Л-0,2-62, то есть топливо летнее высшего сорта с указанием количества серы (200 мг/кг) и температуры вспышки 62°С. Температура вспышки основным показателем не является, но при равных прочих характеристиках лучшим в целях пожарной безопасности считается топливо с более высокой температурой.

Разница в цене на солярку

ДТЛ стоит до 20% дешевле сравнительно с зимним дизтопливом и до 30% по сравнению со стоимостью ДТА. Заливать летнее топливо при температуре, которая ниже допустимой, запрещено. Такое горючее быстро густеет и парафинизируется, что может вывести топливную аппаратуру дизельного ДВС из строя.  Зимний или арктический дизель летом вполне можно использовать, но отдача от мотора в этом случае снижается, увеличивается токсичность выхлопа. Также стоит учитывать разницу в цене ДТЛ и ДТЗ.

Такие присадки позволяют дополнительно снизить температуру застывания ДТ, повысить цетановое число, уменьшить токсичность выхлопа в результате сгорания и т.д. Добавление так называемых противоизносных присадок улучшает смазку и увеличивает ресурс дизельного двигателя, а также ТНВД и других элементов топливной аппаратуры.

Виды дизельного топлива

У дизтоплива — одинаковая технология производства, но разные примеси и содержание серы. Из-за этого все топливо делят на 3 марки, в которых концентрация серы:

• 50-350 мг/кг.
• 10-50 мг/кг.
• Не более 10 мг/кг.

350 мг/кг — предельный уровень содержания серы, который разрешен в дизтопливе на территории России. Этот запрет распространяется и на горючее, ввозимое из-за рубежа.

От вида топлива зависит, для каких целей его используют:

• В судоходстве — вид 1;
• Для заправки сельскохозяйственной техники — 2;
• Двигатели автомобилей — 3.

Предельный уровень серы в топливе регулируется российским ГОСТ Р 52368-2005; по требованиям он идентичен европейскому EN 590.

Метан и водород

Помимо пропан-бутана в качестве топлива используется природный газ —
метан, который добывается напрямую из месторождений. Оба этих вида топлива более экологичны, чем уже
упомянутые бензин и ДТ, но инфраструктура АГЗС (автогазозаправочных станций), по крайней мере
в России, развита хуже. Не стоит забывать, что баллоны, предназначенные для хранения газа, обычно
занимают место в багажнике легкового автомобиля и ограничивают его грузоподъемные возможности.
Кроме того, метан содержится в баллонах под давлением 200-250 атмосфер. Это очень взрывоопасно!
Иногда такая «экономия» может закончиться для автовладельца плачевно.

Другой не менее известный, но куда менее популярный газ — водород.
Если пропан-бутан добывается, как и бензин, при переработке нефти, то водород можно получить
намного более экологичным способом: из воды при помощи электрического тока. Такой процесс называется
электролизом. Кстати, первый известный в истории водородный двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
получал топливо как раз таким путем: его сконструировал в начале XIX века французский изобретатель
Исаак де Риваз.

Разница стоимости марок дизтоплива

Арктическое дизтопливо, в сравнении с летним, стоит на 20% больше, и на 30% выше в сравнении с зимним ДТ. Использовать летнее горючее при температуре ниже допустимой нельзя. Состав дизельного топлива моментально парафинизируется и загустевает, топливный насос ДВС просто не будет работать, а иногда и просто может выйти из строя, после чего потребуется недешевый ремонт. Однако ДТЗ, ДТА летом допускается кратковременно использовать, при условии, если на данный момент нет летнего варианта горючего. При плюсовых температурах зимние марки ДТ негативно влияют на мотор: появляется детонация, снижается мощность, увеличивается токсичность выхлопных газов.

Отличия в стоимости различных типов ДТ объясняется также затратами на их выработку, наличием пакетов добавок и моторных присадок, которые необходимы для улучшения характеристик ДТ по сезонам. Каждая определенная присадка может повысить цетановое число, понизить температурный порог застывания, умерить токсичность, увеличить смазывающие свойства и ресурс элементов топливного насоса и ДВС в целом.

Особенности изготовления зимнего дизельного топлива

Основные характеристики зимней солярки:

• плотность не выше 840 кг/м³;
• температура вспышки +55 °С;
• температура застывания –35 °С;
• кинематическая вязкость (сСт) 1,8–5 мм/с2;
• температура кипения +180–340 °С.

Чтобы получить необходимую плотность и добиться других важных параметров, позволяющих при отрицательной температуре не опасаться кристаллизации, необходимо выполнить ряд технологических требований при изготовлении состава. Процесс производства очень трудоемок, что объясняет более высокую цену зимнего дизельного топлива по сравнению с летними марками.

Изготовление этого сорта солярки происходит в результате перегонки нефти в несколько последовательных этапов:

1. Разделение нефти на фракции после сильного нагрева и достижения температуры кипения. Обычно она составляет +280–340 °C.
2. Крекинг (высокотемпературная переработка нефти и её фракций), гидроочистка и последующее смешивание полученных фракций.
3. Депарафинизация — технологический процесс, предполагающий удаление углеводородов парафиновой группы на стадии производства. Он выполняется для понижения вязкости зимнего дизельного топлива.

Высокотемпературная обработка способствует выпадению в осадок длинноцепных молекул парафина. После этого они удаляются. В результате удаётся получить качественный состав, который не замерзает при отрицательной температуре. Для дополнительного снижения детонации в зимнее дизельное топливо заливают различные присадки, которые защищают узлы и системы двигателя. При одинаковых объёмах сырья после перегонки зимней солярки на выходе получается на 30–40 % меньше дизтоплива, чем при изготовлении летних марок. Это, в конечном счете, влияет на стоимость топлива.

Второй метод получения — применение специальных депрессорных присадок. Добавки воздействуют на кристаллы парафина, в результате чего их размеры уменьшаются до 3–5 микрон. Это снижает вязкость зимнего горючего и повышает фильтруемость, в результате чего оно хорошо прокачивается по магистрали. По такой технологии производится основная часть зимней солярки с присадками, которые уменьшают температурные показатели фильтрации с −5 до −15 °C. Сегодня этот метод изготовления используется все реже.

Для особо экстремальных условий эксплуатации используется арктическое топливо. Оно способно сохранять свои основные характеристики при температуре до –50 °С. Технология его производства не отличается от изготовления обычной зимней солярки, однако разница заключается в температуре выкипания керосина. Стоит такое топливо намного дороже. Однако острой необходимости в применении арктического топлива на большей части территории России нет. Оно используется преимущественно в Сибири и районах Крайнего Севера. В остальных регионах страны температура редко опускается ниже отметки –20–30 °C, и подойдут обычные марки зимнего дизельного топлива.

Еще 10–20 лет назад, чтобы избежать замерзания солярки, автомобилисты шли на различные хитрости, заставляющие состав работать при отрицательной температуре, ведь замерзание горючего приводило к очень печальным последствиям. Одним из самых популярных решений было добавление в солярку небольшого количества бензина или специальных незамерзающих присадок. Горючее не замерзало, но двигатель всё равно сильно страдал. В результате ДВС быстро выходили из строя, а на их восстановление уходило много времени и денег. С появлением специальных зимних сортов дизельного топлива ситуация значительно улучшилась, и водители смогли без опасений эксплуатировать свой автомобиль даже при сильных морозах.

Механические примеси дизельного топлива

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

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

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

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

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

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

Можно ли использовать зимнее дизельное топливо летом

Топливо, предназначенное для применения исключительно зимой, не застынет летом, но эксплуатировать его не рекомендуется. Его отличительные особенности — главные «враги» ДВС летом: сера и низкая вязкость.

Меркаптановая сера не выводится с продуктами сгорания, а накапливается внутри топливной системы, образуя заметные отложения. Со временем это приводит к загрязнению системы и ее выходу из строя. Отдельные детали сильно засоряются и ломаются.

Низкая вязкость, которая препятствует замерзанию топлива, летом не дает достаточной смазки деталям двигателя. Поэтому трущиеся функциональные узлы изнашиваются значительно быстрее, чем при эксплуатации летнего топлива.

Зимнее дизельное топливо возможно использовать летом, но только если нет иного выхода.

Экологические требования к дизельному топливу

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

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

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

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

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

Как работает мочевина в двигателе

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

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

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

Данная система очистки имеет ряд преимуществ:

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

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

Коррозийность топлива

 Коррозийность топлива зависит от наличия в нем воды, сернистых соединений, щелочей и кислот, содержание которых жестко ограничено в соответствии с ГОСТом или техническими условиями.

 Водорастворимые кислоты (серная, азотная и соляная), щелочи (едкий натр и едкое кали) и сернистые соединения должны отсутствовать, так как именно они вызывают коррозию металлов.

 Количеством мг едкого калия (КОН), который нужен для нейтрализации кислот в 100 мл топлива, определяется кислотное число топлива. Не более 5 мг КОН на 100 мл топлива – допустимое кислотное число для дизельного топлива для тепловозов.

 Органические кислоты в пределах нормы не приносят вреда двигателям и таре для хранения топлива. Они безвредны для черных металлов, а цветные всего немного поддаются коррозии. Если же содержание выше нормы, но увеличивается нагарообразование в двигателе.

 Фактические смолы также влияют на эксплуатационные свойства топлива. Их количество зависит от химического состава и качества очистки ДТ в процессе его производства. Наличие смол приводит к нагарообразованию в двигателе и закоксовыванию форсунок. Топливо с большим содержанием смол не может долго хранится. Чтобы определить наличие смол достаточно посмотреть на цвет топлива – он будет гораздо темнее, чем обычно.

Коротко об истории распространения стандарта Евро-5 в России

То, что наше отечественное дизтопливо и солярка, произведённая в Европе – как говорят в Одессе, «две большие разницы», стало очевидным в 90-х годах ХХ века. Это было десятилетие небывалого бума покупок в Европе б/у-шных автомобилей и другой техники. Тогда выяснилось, что купленная в европейских странах техника с дизельными моторами очень неохотно «кушает» российскую солярку, а вскоре и вовсе начинает требовать ремонта.

То, что солярка «бывает разная», заметно ещё до её отправки в лабораторию.

Расхожая «страшилка»: отечественное дизтопливо – это горючее для тракторов, и заправлять им автомобиль нельзя, хоть и не соответствует действительности, но всё-таки появилась не на ровном месте.

На самом деле, в Советском Союзе производство дизельного топлива регламентировалось нормами ГОСТ 305-82, а вся солярка делилась на три марки:

• Летняя: для использования при температурах выше 0 градусов. В цифровом обозначении имела содержание серы и температуру вспышки: Л-0,2-40.
• Зимняя: применялась при температурах до 20 градусов мороза. В цифровом обозначении имела количество серы и температуру застывания, а именно: З-0,05 (-25).
• Арктическая: для использования в районах Крайнего Севера. Её цифровое обозначение также несёт следующую смысловую нагрузку: содержание серы и температура застывания: А-0,05 (-50).

Бренд Евро-5: топливо чистое, как слеза

В настоящее время данный ГОСТ, естественно, уже не используется, хотя названные цифровые обозначения нередко ещё можно встретить в употреблении. Прочно вошедший и в наш обиход европейский стандарт дизтоплива существует с 1993-го года. Тогда, в существующем ещё всего один год, Евросоюзе был введён EN 590, или Евро-1. Который, спустя четыре его модификации, трансформировался в тот самый Евро-5 (иначе: ЕN 590/2009).

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.

Классификация дизельного топлива по видам

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

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

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

Распределение осуществляется в зависимости от количество содержащейся серы:

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

Биодизель

Отдельного внимания заслуживает появление инновационной технологии производства ДТ из растительных масел. Такое топливо отличается экологичностью, так как полный его распад наступает за 30 дней после попадания в воду или почвенный слой. Это происходит без вреда для окружающей среды.

Биодизель имеет цетановое число до 58%, температуру воспламенения около 100°С, хорошую смазывающую способность. Совокупность этих характеристик позволяет говорить об увеличении ресурса дизельного мотора, облегчении транспортировки такого вида ДТ, снижении рисков взрыва или пожара.

Биодизель изготавливают аналогично солярке (с учетом эксплуатации при разных наружных температурах). В Европе существуют три вида биодизеля: летний, для межсезонья и регионов с умеренным климатом, а также зимний биодизель.

Указанный вид топлива для лета можно использовать от 0°С, промежуточная марка подразумевает эксплуатацию до -10°С, на зимнем биодизеле можно ездить до — 20°С. В процессе производства биодизеля для межсезонья и зимы также могут использоваться различные присадки, которые изначально разрабатываются для улучшения свойств биодизельного топлива.

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.