Состав солярки: Топливо дизельное: ГОСТы | Топливо

Состав и характеристики дизтоплива — autoleek

Дизельное топливо (ДТ) — это нефтепродукт, состоящий из смеси углеводородов, которые получают методом перегонки и отбора из них определенных фракций. Сейчас ДТ широко применяется в качестве горючего для ДВС сельскохозяйственных и строительных машин, тепловозов, судов, легковых авто.

Особенность углеводородов в высоком пороге температуры кипения — от 300°С, а производство и переработка дизельного горючего предполагает его соответствие установленным стандартам, по которым определяются марки и классы. Основные (базовые) виды дизельного топлива:

1. Летнее
2. Зимнее
3. Арктическое

В этих трех марках заложены ключевые характеристики и свойства дизельного топлива:

• температурный порог воспламенения от давления;
• температурный предел применения;
• температура загустевания.

Важный параметр дизтоплива — цетановое число, характеризующее качество горючей смеси. По нему определяют, как быстро происходит возгорание смеси в цилиндрах силового агрегата. Чем меньше цетановое число, тем больше требуется времени на возгорание. Следовательно, чем число больше, тем эффективнее будет работа двигателя. Если говорить по-другому, то цетановым числом отображается задержка по времени между поступлением смеси в цилиндры и зажиганием ее от сжатия.

Часто возникает вопрос — дизельное топливо и солярка одно и то же? Состав дизельного топлива с числом меньше 40 считается низкокачественным, и работа мотора с таким горючим будет неустойчивой: падение мощности, детонация. В народе такое топливо еще называют соляркой. Это слово произошло из немецкого языка, что означает Solaröl (солнечное масло). В XIX столетии так называли получаемую от перегонки нефти тяжелую фракцию желтого цвета. Несмотря на то, что использование солярки в ДВС малоэффективно, сфера ее применения не менее обширна: это различные нагревательные приборы, используемые в быту, строительстве и на производствах, электрогенераторы.

Для ДВС легковых автомобилей в Европе цетановое число дизеля должно быть 54-56 единиц. В России же, эти стандарты менее жесткие, по сравнению с европейскими. У нас допускаются характеристики дизельного топлива для ДВС тяжелой техники с числом 48 (для зимнего ДТ). Существуют исключения для летних марок с депрессорными присадками, где это число может быть снижено до 42 единиц.

Но и ДТ с повышенным цетановым числом — тоже нехорошо. Если этот показатель выше 60, то такое горючее не успевает сгорать в цилиндрах, следствие — чрезмерная дымность выхлопов, повышенный расход.

Состав и плотность

Летнее дизтопливо (ДТЛ), согласно ГОСТу, предназначается для применения при температуре внешней среды выше 0° Цельсия, так как ниже этой отметки летний дизель начинает густеть, а при t° -10 — застывать. Зимний дизель (ДТЗ) рассчитан на применение в холодный период или в северных регионах до нижнего температурного предела – 20-30°С в зависимости от добавок. Арктическое горючее (ДТА) сохраняет свои свойства даже при температуре -55°С.

Основные составляющие сырья для производства дизтоплива включают сероводороды, щелочь, кислоты, воду и прочие примеси в меньшем процентном соотношении. Этих включений не должно быть в готовом продукте, так как они не позволяют использовать его в ДВС безопасно. Каждый из этих компонентов по-своему влияет на узлы и различные части, из которых состоит мотор, вызывает коррозию и изменение физико-химических свойств стали, чугуна, меди, алюминия, резины, пластика.

Свойства дизельного топлива отличаются также и по содержанию в их составе серы (количество единиц на определенный объем). В ДТЛ этот показатель составляет 0,2% на 1 л, в ДТЗ — 0,5%, в ДТА — 0,4%. Благодаря включениям серы в составе дизельного горючего, улучшается его смазывающее свойство, однако слишком большая сернистость является причиной повышенной токсичности отработанных выхлопов. На нефтеперегонных заводах процент включения серы снижают до указанных выше значений, получая, таким образом, основу для дальнейшего производства определенных марок ДТ.

Все марки топлива имеют отличия по плотности в килограммах на кубический метр (или в граммах на куб. см) с коэффициентом от 0,76 до 0,9. Чем выше температура окружающей среды, тем больший объем приобретает любая жидкость, но если говорить о нефтепродуктах в сравнении с водой, то этот показатель расширения объема выше на 15-25%. Но увеличенный объем не означает повышение массы, она остается неизменной при любых температурах.

В процессе перегонки нефти, фракции дизеля нагревают до высоких температур: ДТЛ — до 345°С; ДТА — не выше 335°С. Чем больше нагрев, тем выше будет плотность дизеля на выходе, а следовательно и предел температуры замерзания готового продукта.

Виды дизтоплива: параметры

Нередко водители или операторы техники забывают о таком недостатке ДТ, как способность его загустевания даже при незначительном морозе. Поэтому возникают ситуации, когда двигатель не запускается, и приходится решать проблему методами нагрева топливных баков открытым огнем, что довольно небезопасно. Чтобы избежать подобных проблем, следует заблаговременно и правильно приобретать соответствующую марку дизтоплива в зависимости от погодных условий и знать ее особенности. Ниже рассмотрим характеристики ДТ по его классам.

Летние марки

Особенность ДТЛ — сохранение рабочего жидкого состояния требуемой плотности при t°= 0 и больше градусов. Основные параметры летнего дизеля следующие:

• 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.

Однако следует учесть, что в действительности, несмотря на то, что двигатель и работает, при незначительных температурах ниже «нуля», летние марки ДТ уже теряют свои эксплуатационные качества.

К недостаткам летнего ДТ можно отнести повышенную способность образования водяного конденсата, вода внутри бака с топливом отслаивается и скапливается внизу. Сбои в работе ДВС по большей части происходят именно по причине водяных пробок, которые блокируют ТНВД. Некоторые водители, чтобы избежать проблем с забором образовавшейся воды, располагают всасывающую трубку в баке несколько выше и время от времени отвинчивают пробку на его дне для слива конденсата. Специалисты рекомендуют водителям еще задолго до наступления холодов полностью сливать летнее ДТ и даже при умеренных температурах начинать пользоваться качественными зимними сортами.

Зимнее

ДТЗ — это наиболее популярный вид горючего в России, в средней полосе его используют преимущественно всесезонно. Нижний предел замерзания ДТЗ — минус 30. Однако для полярных регионов в зимний период рисковать применять этот вид ДТ не нужно. Главные характеристики зимнего горючего следующие:

• 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.

Параметры вязкости для ДТЗ здесь имеют более широкий диапазон ввиду его использования не только в мороз, но при плюсовых весенне-осенних температурах.

Арктическое

ДТА — это незаменимый вид топлива в регионах, где температура окружающего воздуха часто опускается ниже тридцати. Этот дизель способен выдерживать даже антарктические условия зимы, а со специальными присадками сохранять рабочие свойства при температуре минус 55°С. Характерные показатели арктического топлива 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.

Указанные параметры не приводятся для плюсовых температур, так как горючее данного вида нецелесообразно использовать в моторах при t выше «нуля» и по свойствам, и по цене.

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.

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.

Стандарты экологичности

Евро 3

Несмотря на инновационность разработки, этот стандарт ДТ уже устарел, он был актуальным в странах Европейского Союза до 2006 года. С того времени третий стандарт постепенно был вытеснен с производства. Международные организации ввели и утвердили новые требования, из-за которых стандарт Евро 3 перестал удовлетворять усовершенствованным нормам.

Евро 4

Этот стандарт постепенно приходил на смену Euro 3, начиная с 2005 года. Все ввозимые транспортные средства на территорию России с 2013 г. должны соответствовать этому стандарту, исключение — автомобили до 2012 г. выпуска, для которых еще допустимы требования стандарта Евро 3. Здесь следует акцентировать внимание автовладельцев на том, что в ближайшем времени международное сообщество намерено совсем запретить эксплуатацию ТС с двигателями стандарта экологичности ниже Евро 4.

Евро 5

Этот стандарт введен с 2009 г. Он обязателен для всех транспортных средств, выпускаемых мировой промышленностью с 2010 года. В Российской Федерации этот стандарт также введен в действие, как в отечественном автомобилестроении, так и для ввозимого автотранспорта из-за границы.

Евро 6

Новый стандарт Евро 6 был введен в странах ЕС осенью 2015 г. Он подразумевает доработку под него ДВС с новой схемой рециркуляции выхлопов EGR, системой селекции газов SCR, сажевых фильтров. Благодаря применению катализаторов и дополнительных химических присадок в обновленных двигателях эффективнее нейтрализуются вредные выбросы, в выхлопе присутствуют только вода и безвредные газы.

В РФ этот стандарт пока не действует, ввиду необходимости перестройки производств автопрома и НПЗ. Однако сейчас действуют нормы Евро 5.

Содержание вредных веществ в экологических классах

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.

Вывод

Дизельное топливо сравнительно недавно вышло на позиции второго основного горючего для легковых автомобилей, хотя для тяжелых машин и в промышленности оно используется уже многие десятилетия. По причине широкого распространения ДТ в легковом транспорте, вырос на него спрос, следовательно, и рынок отреагировал повышением стоимости.

И если в недалеком прошлом было выгодно приобретать дизельные автомобили только из-за экономии на цене дизтоплива, то теперь целесообразность использования дизельных авто основана на экологичности, продолжительности ресурса ДВС и всё той же экономии. ДТ по-прежнему остается, хоть и не намного, но дешевле бензина.

И если вы сделали выбор в пользу приобретения автомобиля с дизельным мотором, то очень важно знать о горючем для него как можно больше. Только так вам удастся избежать сложностей в эксплуатации техники, связанных с особенностями этого вида топлива.

Состав дизельного топлива:химическая формула дизтоплива,мочевина для дизтоплива.

Автор Fuel Maker На чтение 8 мин Опубликовано 01.12.2019

Содержание

• 1 Вязкость
• 2 Основной химический состав дизельного топлива
• 3 Фракционный состав
• 4 Механические примеси дизельного топлива
• 5 Свойства ДТ при низких температурах
• 6 Коррозийность топлива
• 7 От чего зависит химический состав дизельного топлива
• 8 На что влияет состав ДТ
• 9 Экологические требования к дизельному топливу
  • 9. 1 Как работает мочевина в двигателе

Дизельное топливо — горючее для сельскохозяйственной техники, строительных машин,
автомобилей, судов и тепловозов, оно представляет собой продукт нефтяной переработки.
Начиная с 1991 г., требования к химическому и фракционному составу продолжают
ужесточаться. Это вызвано не только тем, что некачественное топливо приводит к быстрому
износу транспорта. Ежегодный объем выбросов сгоревших элементов ДТ наносит вред
окружающей среде.

Содержание

1. Вязкость
2. Основной химический состав дизельного топлива
3. Фракционный состав
4. Механические примеси дизельного топлива
5. Свойства ДТ при низких температурах
6. Коррозийность топлива
7. От чего зависит химический состав дизельного топлива
8. На что влияет состав ДТ
9. Экологические требования к дизельному топливу
10. Как работает мочевина в двигателе

Вязкость

Показатель вязкости определяет температурные условия использования топлива. Исходя из
этого, выделяют летний, зимний и арктический виды горючего с нормами содержания 3-6,
1,8-5 и 1,5-4 мм2/с.

Летнее ДТ загустевает, если температура -5°С и ниже, а застывает при -10°С. Плотное и вязкое
горючее ухудшает сгорание вещества и приводит к тому, что расход топлива увеличивается,
возрастает дымообразование, выбрасывается большое количество сажи.

С другой стороны, маловязкое топливо отрицательно влияет на износ деталей насосов, т.к.
провоцирует подтекание форсунок. Это способствует образованию нагара. Поэтому такой вид
ДТ требует добавления противоизносных присадок.

Независимо от того, какая вязкость горючего, продукты распада использованного продукта
попадают в атмосферу и наносят экологический вред. Чтобы снизить отрицательное
воздействие выхлопов, производители занимаются разработкой систем очистки отработанного
топлива, устанавливают фильтры, на которые оседает сажа, вводят нейтрализующие вещества.

Основной химический состав дизельного топлива

Основу дизельного горючего составляют 3 группы элементов:

1. Парафиновые углеводороды. Это алканы и нефтяные парафины, производные которых
присутствуют в метане, пропане и нефти. Их содержание 10-40%.
2. Нафтеновые углеводороды встречаются в виде циклогексана и циклопентана, занимают
20-60% общего состава ДТ. Не присутствуют в газообразных веществах.
3. Ароматические углеводороды. Занимают 15-30% в конечном продукте.

На качество влияют и механические примеси, вода, смолистые и сернистые соединения.

Фракционный состав

С помощью данных о фракционном составе дизельного топлива производят расчет времени
перехода горючего из жидкого состояния в газообразное под воздействием высокой или
низкой температуры.

Чем меньше фракций и выше температура кипения, тем быстрее происходит испарение. Это
означает, что такое топливо рекомендуется использовать для двигателей тепловозов. Если
применять облегченный фракционный состав в других моторах, это может привести к
быстрому износу компонентов моторной системы. Снижается цетановое число, провоцируя
нарастание давления в клапанах.

Если утяжелить горючее путем добавления фракций, смесь будет образовываться медленно, а
во время испарения останутся капли жидкости. Они не сгорят, а осядут, образуя нагар и
закупоривая форсунки. Мощность дизеля уменьшится, а потребление ДТ возрастет.

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.

Свойства ДТ при низких температурах

Чтобы уменьшить температуру, при которой топливо становится вязким, в его состав включают
тяжелые фракции углеводорода. Больше всего таких примесей в арктической марке топлива.

Летнее горючее начинает мутнеть при -3°С. Если допустить его кристаллизацию, могут выйти
из строя поршни. Исправить данную проблему не представляется возможным. Поэтому следует
использовать ту марку топлива, свойства которой отвечают температурным условиям.

Средневязкое топливо сохраняет текучесть при низких температурах. Это означает, что
рабочий процесс в двигателе будет экономичным и эффективным.

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.

От чего зависит химический состав дизельного топлива

Поскольку ДТ — это нефтепродукт, его химический состав может изменяться в зависимости от
внешних факторов:

• где добывают нефть, какой ее первоначальный состав.
• какова температура перегонки.
• какие присадки используются.

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.

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.

Химия дизельного топлива

Введение

• Дизельное топливо представляет собой жидкое топливо, которое производится из побочного продукта нефти. Первоначально предполагалось, что дизельным топливом будет угольная пыль, но в 1895 году Рудольф Дизель открыл использование побочных продуктов нефти в качестве жидкого топлива в дизельных двигателях. Широко известным примером дизельных двигателей могут быть: школьные автобусы, строительные машины и общественные автобусы. Он также используется в грузовиках, поездах, лодках, военной технике и даже в генераторах. Военным нравится использовать дизель, потому что он менее воспламеняем и менее склонен к остановке, в отличие от бензиновых двигателей. Дизели также более способны развивать более высокие значения крутящего момента, чем бензиновые двигатели.
• Я решил изучать химию дизельного топлива, потому что дизельное топливо оказывает большое влияние на Америку. Почти все строительные, военные и основные транспортные средства работают на дизельном топливе, фактически около 94% грузовых перевозок используют дизельное топливо. Они более экономичны и обладают непревзойденной надежностью. Я тоже сильно интересуюсь дизелями.
• Дизельное топливо – это то, с чем я ежедневно сталкиваюсь. Потому что это то, что меня глубоко интересует, и лично у меня есть дизель, поэтому я каждый день вожу автомобиль, работающий на дизельном топливе. Я также люблю проводить исследования и узнавать больше о дизеле и иметь возможность работать на своем грузовике. 9
  • Углеводороды (водород и кислород) атомы, которые связываются, образуя цепи, подобные молекулам.
    • N-парафины
    • Изопарафины
    • В диапазоне от C10h32 до C20h52
• Ароматические соединения (приблизительно 25%)
  • Подобно нафтенам, создается кольцевая структура, но они соединены ароматическими (двойными) связями. вместо одинарных связей.
  • C10H8 — C20h44

Основные химические вещества , Соединения, Компоненты

• Парафины
  • Существует два вида парафинов: N (нормальные) парафины и изопарафины . N-парафины имеют атомы углерода, которые образуют цепочечные молекулы. Изопарафины похожи на N-парафины, за исключением того, что они имеют ответвления или ответвления атомов углерода от цепи. Впервые он был произведен в промышленных масштабах в 1867 году. Парафин известен своим бесцветным или белым внешним видом в твердом состоянии; однако, когда это жидкость, она становится в основном полупрозрачной. Его температура плавления колеблется от 120 до 150 ° F. Однако существует не один тип парафина, распространенные типы парафинов в дизельном топливе: декан, н-пентадекан, метилтетрадекан, эйкозан и метилнонадекан. Поскольку парафины имеют прямую молекулярную структуру, парафины являются основной причиной того, что дизельное топливо в конечном итоге начинает переходить в твердое состояние, процесс, известный как гелеобразование, что является большой проблемой для дизельных двигателей. При температуре 32 ° F парафин в топливе начнет замутнять топливо, а при температуре от 15 до 10 ° F он начнет «желатинизироваться» и сделает дизельный двигатель неработоспособным. Керосин можно добавить в топливо заранее, что снижает вязкость топлива и делает его гораздо менее склонным к гелеобразованию.
• Ароматические соединения
  • Ароматические соединения создают кольцевую структуру с некоторыми из их атомов углерода. Ароматические углеводородные кольца состоят из 6 атомов углерода. Они чередуют одинарные и двойные связи по всей своей кольцевой структуре. Другой тип ароматического углеводорода представляет собой полициклический ароматический углеводород. Полициклические ароматические соединения просто называются ароматическими соединениями с двумя или более ароматическими кольцами. Самым простым из всех ароматических соединений является бензол с химическим составом C6H6. Название происходит от того, что соединения ароматических соединений обладают очень сильным ароматом. Ароматические соединения используются для разбавления соединений на масляной или жировой основе, что объясняет, почему при добавлении керосина и других соединений в дизельное топливо можно изменить вязкость дизельного топлива, сделав его менее склонным к гелеобразованию. В дизельном топливе обычно встречаются следующие соединения: нафталин, тетралин, антрацен и тетрадецилбензол.

Роль химии

Ни один из компонентов дизельного топлива не производится индивидуально. Дизельное топливо можно рассматривать как нечто естественное, поскольку оно добывается из земли (нефть), но конечный продукт, дизельное топливо, является продуктом, созданным человеком. Сырая нефть, добытая из земли, помещается в дистилляционную колонну, затем нефть нагревается до температуры более 400°C. При этом начинается процесс, известный как разделение, при котором разделяются различные компоненты с разными температурами кипения. Когда вы поднимаетесь по дистилляционной башне, температура кипения снижается, а процесс очистки становится более утомительным. Дизельное топливо создается в нижней части башни, затем керосин, бензин, бутан и пропан. Затем эти соединения собираются на дистилляционной пластине, которая удаляет это соединение и сохраняет его в резервуаре для хранения. Химия играет большую роль в этом процессе, поскольку ученым необходимо знать химический состав каждой смеси (например, сколько атомов водорода и углерода в каждом соединении), которая разделяется при каждой температуре кипения. Им нужно знать, где разместить дистилляционные тарелки в колонне, чтобы собрать каждое соединение эффективно и продуктивно.

Базовые исследования

Наиболее очевидными отличиями дизеля являются его физические свойства. Дизельное топливо иногда называют «дизельным маслом», из-за того, что оно маслянистое, имеет другой запах, оно более тяжелое и более маслянистое, испаряется гораздо медленнее, чем бензин, и имеет более высокую температуру плавления, в пределах от 200 до 380°C. . Химически дизельное топливо содержит больше атомов углерода, чем бензин. Бензин обычно C9h30, а дизель C12h33.

• Как это сделано?
  • Сырая нефть помещается в дистилляционную колонну, после чего жидкость нагревается до температуры выше 400°C.
  • Как только жидкость начинает нагреваться, начинают разделяться различные цепочки атомов водорода и углерода (углеводородов).
  • Дизельное топливо начинает выделяться при температуре от 200°C до 380°C. Который собирается на пластинах для перегонки и перекачивается в резервуар для сбора дизельного топлива.
• Почему дизель?
  • Дизельное топливо дешевле производить из-за менее тщательного процесса очистки при его производстве.
    • Однако дизельное топливо сейчас дороже из-за спроса.
  • Дизельное топливо также дает более высокую удельную энергию, чем бензин.
    • На 14% больше энергии, чем бензин по объему.
  • Дизельные двигатели в среднем на 20-30% эффективнее бензиновых.

Ресурсы

• https://www. dieselnet.com/tech/fuel_diesel.php
  • Немного истории дизельного топлива, способы очистки, свойства дизельного топлива, а что за топливо .
• http://www.eia.gov/Energyexplained/index.cfm?page=diesel_use
  • Для чего используется дизельное топливо.
    • Грузовые автомобили
    • Военные автомобили
    • Транспорт
    • Генераторы
• http://auto.howstuffworks.com/diesel3.htm
  900 08 Свойства дизельного топлива по сравнению с бензином.
  • Эффективность
  • Физические свойства
  • Химические свойства
• http://www.kendrickoil.com/how-is-diesel-fuel-made-from-crude-oil/
  • Процесс производства дизельного топлива и из чего оно делается.
    • Сырая нефть
    • Процесс дистилляции
• http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Diesel
  • Химические свойства и состав дизельного топлива.
• https://www. chevron.com/-/media/chevron/operations/documents/diesel-fuel-tech-review.pdf
  • Подробные сведения о химических свойствах и составе дизельного топлива. (стр. 36)
    • Ароматика
    • Парафины
• https://chembloggreen1.wordpress.com/page/2/
  • Летучесть, вязкость, эффективность дизельного топлива
• https://www.britannica.com /наука/парафин-воск
  • Что такое парафин, температура кипения, свойства, способ его изготовления.
• http://fuelandfriction.com/trucking-pro/how-prevent-diesel-fuel-gelling/
  • Причины и способы устранения загустевания дизельного топлива.
• http://study.com/academy/lesson/romatic-hydrocarbons-definition-examples-uses.html
  • Ароматические вещества, что это такое, как они используются и что они делают.

Об авторе

Рассел Шиллер учится в старшей школе и страстно любит дизели. Он также интересуется химией, разбирает вещи и изучает их изнутри и снаружи. Он хочет продолжать заниматься дизельным топливом, но хочет поступить в Технологический институт Монтаны, чтобы получить степень бакалавра в области материалов или металлургии.

Что такое углеводороды и какие углеводороды содержатся в дизельном топливе?

Последствия и уменьшение 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 является модным словом, 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 отношении ископаемого топлива. 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 улетучиваются в биосферу в виде выбросов каждый день, неделю, месяц, год. , и десятилетие.

Обратная сторона углеводородной медали

, 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 ископаемое топливо и ископаемое топливо 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 углеводородами.

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.

«Есть 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 большее количественное количество 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 , приблизительно варьирующаяся 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 именно сочетание больших молекул углеводородов делает дизель высоко 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 до значительно увеличить эффективность сгорания до сих пор не является обычным явлением.

Углеводороды Продукты неполного сгорания

Неполное сгорание не просто приводит к выбросу углеводородов, содержащихся 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 воздействие 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.

Около 100 лет назад началась промышленная революция. 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 двуокиси 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 в производстве 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 минимизировать 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: двуокись углерода 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 средств, с помощью которых можно полностью устранить 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.