Что такое дизельное топливо

Дизельное топливо

Ди́зельное то́пливо (устар. соляр, разг. солярка, соляриум) — жидкий продукт, использующийся как топливо в дизельном двигателе внутреннего сгорания. Обычно под этим термином понимают топливо, получающееся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти.

Название «солярка» происходит из немецкого Solaröl (солнечное масло) — так ещё в 1857 году называли более тяжёлую фракцию, образующуюся при перегонке нефти. Фракция названа так в связи с желтоватым цветом.

Содержание

Применение

Основные потребители дизельного топлива — железнодорожный транспорт, грузовой автотранспорт, водный транспорт, военная техника, сельскохозяйственная техника, а также в последнее время и легковой дизельный автотранспорт. Кроме дизельных двигателей, остаточное дизельное топливо (соляровое масло) зачастую используется в качестве котельного топлива, для пропитывания кож, в смазочно-охлаждающих средствах и закалочных жидкостях, при механической и термической обработке металлов.

Основные характеристики топлива

Различают дистиллятное маловязкое — для быстроходных, и высоковязкое, остаточное, для тихоходных (тракторных, судовых, стационарных и др.) двигателей. Дистиллятное состоит из гидроочищенных керосино-газойлевых фракций прямой перегонки и до 1/5 из газойлей каткрекинга и коксования. Вязкое топливо для тихоходных двигателей является смесью мазутов с керосиново-газойлевыми фракциями. Теплота сгорания дизельного топлива в среднем составляет 42624 кДж/кг (10180 ккал/кг).

Вязкость и содержание воды

Различают так называемое зимнее и летнее дизельное топливо. Основное отличие в температуре предельной фильтруемости (ASTM D 6371) и температурах помутнения и застывания (ASTM D97, ASTM D2500), указанной в стандартах на это топливо. Производство зимнего топлива обходится дороже, но без предварительного подогрева невозможно использовать летнее топливо при −10 °C, например. Ещё одной проблемой является повышенное содержание воды в дизельном топливе. Вода отслаивается при хранении дизтоплива и собирается внизу, так как плотность дизтоплива меньше 1 кг/л. Водяная пробка в магистрали полностью блокирует работу двигателя. Требования межгосударственного стандарта ГОСТ 305-82 «Топливо дизельное. Технические условия» регламентируют кинематическую вязкость при 20 °C для летних сортов в пределах 3,0÷6,0 сСт, для зимних сортов 1,8÷5,0 сСт, для арктических 1,5÷4,0 сСт. Этот стандарт требует также отсутствия воды во всех марках топлива.

Воспламеняемость

Основной показатель дизельного топлива — это цетановое число (Л-45). Цетановое число характеризует способность топлива к воспламенению в камере сгорания и равно объёмному содержанию цетана в смеси с α-метилнафталином, которое в стандартных условиях ASTM D613 имеет одинаковую воспламеняемость по сравнению с исследованным топливом. Температура вспышки, определённая по ASTM D93, для дизельного топлива должна быть не выше 70 °C. Температура перегонки, определённая по ASTM D86, для дизельного топлива не должна быть ниже 200 и выше 350 °C.

Содержание серы

В последнее время в рамках борьбы за экологию жёстко нормировано содержание серы в дизельном топливе. Под серой здесь понимается содержание сернистых соединений — меркаптанов (R-SH), сульфидов (R-S-R), дисульфидов (R-S-S-R), тиофенов, тиофанов и др., а не элементарная сера как таковая; R — углеводородный радикал. Содержание серы в нефти находится в пределах от 0,15 % (легкие нефти Сибири), 1,5 % (нефть Urals) до 5—7 % (тяжёлые битуминозные нефти); допустимое содержание в некоторых остаточных топливах — до 3 %, в судовом топливе — до 1 %, а по последним нормативам Европы и штата Калифорния допустимое содержание серы в дизельном топливе — не более 0,001 % (10 ppm). Понижение содержания серы в ДТ, как правило, приводит к уменьшению его смазывающих свойств, поэтому для ДТ с ультранизким содержанием серы обязательным условием является наличие присадок.

Порядковый номер согласно принятой ООН системе: 1202, класс — 3.

Физические свойства

Летнее дизельное топливо: Плотность: не более 860 кг/м³. Температура вспышки: 33 °C. Температура застывания: −5 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 40—250 градусов Цельсия. Рост температуры конца выкипания приводит к усиленному закоксовыванию форсунок и дымности.

Зимнее дизельное топливо: Плотность: не более 840 кг/м³. Температура вспышки: 30 °C. Температура застывания: −35 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 40—200 °C. Также зимнее дизельное топливо получается из летнего дизельного топлива добавлением депрессорной присадки, которая снижает температуру застывания топлива, однако слабо меняет температуру предельной фильтруемости. Кустарным способом в летнее дизельное топливо добавляют до 20 % керосина ТС-1 или КО, при этом эксплуатационные свойства практически не меняются.

Арктическое дизельное топливо: Плотность: не более 830 кг/м³. Температура вспышки: 25 °C. Температура застывания: −50 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 35—180 градусов Цельсия. Пределы кипения арктического топлива примерно соответствуют пределам выкипания керосиновых фракций, поэтому данное топливо — по сути утяжеленный керосин. Однако чистый керосин имеет низкое цетановое число 35-40 и недостаточные смазывающие свойства (сильный износ ТНВД). Для устранения данных проблем в арктическое топливо добавляют цетаноповышающие присадки и минеральное моторное масло для улучшения смазывающих свойств. Более дорогой способ получения арктического дизельного топлива — депарафинизация летнего дизельного топлива.

Альтернативы традиционному дизельному топливу

Биодизель

Биодизель — смесь метиловых эфиров жирных кислот, сходная по физическим и химическим свойствам с дизельной фракцией из нефти. Биодизель имеет цетановое число не менее 51 (по сравнению с обычным дизельным топливом 42—45), температуру вспышки более 150 °C, имеет хорошие смазочные характеристики. Главный недостаток — ограниченный срок хранения после изготовления — не более 3 месяцев вследствие бактериального разложения. В то же время данное свойство является одним из главных преимуществ — в случае утечек биодизельного топлива оно подвергается полному биологическому распаду без ущерба окружающей среде.

Получается реакцией переэтерификации жирных кислот, содержащихся в растительных маслах (рапсовое, соевое, пальмовое) и метилового спирта в соотношении 10:1, в присутствии в качестве катализатора — метилата натрия. Реакция происходит в процессе смешения масла и спирта в емкости с мешалкой при нормальной температуре 20-25 °C. Побочным продуктом является глицерин, отделяемый далее в отмывочной колонне водой.

Эмульгированное дизельное топливо

Альтернативой обычному дизельному топливу является добавление в обычное дизельное топливо 20 % воды и 1 % эмульгатора. Смесь можно использовать в обычных дизелях без их переделки. Цвет смеси — мутно белый. Срок хранения после приготовления — около трёх месяцев. Технология применяется в Германии. Возможность добавления воды и эмульгатора в биодизель не изучена.

Но добавление воды в дизельное топливо катастрофично. Для форсунок с высоким давлением (как у CDI) вода и сера является агрессивным элементом. При высоком давлении и воде в составе топлива образуется серная кислота, которая губит прецизионные каналы. Кроме того, при попадании картерных газов в масло сера сокращает срок его службы. Поэтому в инструкциях импортных автомобилей производители пишут, что срок замены масла в странах бывшего СССР (где ещё продается соляр с серой в 0,2 %) сокращается вдвое. Кроме того, кислоты сокращают срок службы катализаторов и сажевых фильтров.

Экспорт и внутреннее потребление в России

Дизельное топливо занимает третье место после нефти и газа в структуре экспорта России (в денежном выражении).

• В 2005 году из России было экспортировано 33,8 млн тонн дизельного топлива на сумму 16,2 млрд долл.[1].
• В 2006 — 36,1 млн тонн, на сумму 20,2 млрд долл.
• В 2007 — 35,7 млн тонн, на сумму 21,4 млрд долл. [2].

Есть ли отличие между соляркой и дизельным топливом

Чем отличается солярка от дизельного топлива, применяемого для двигателей внутреннего сгорания? Кроме названия разницы между ними нет никакой. Это один и тот же нефтепродукт, получивший множество синонимов, имеющих абсолютно одинаковое определение. Дизельное топливо – вещество жидкой консистенции, получаемое путем прямой перегонки нефти с использованием керосиновых и газойлевых фракций.

Свое название солярка получила благодаря немецкому слову Solaröl, что в переводе с немецкого – солнечное масло

Почему дизтопливо называют соляркой

Среди версий, почему дизтопливо называют соляркой можно выделить одну – сходство с соляровым маслом. Когда впервые началась его перегонка из сырой нефти, материал стал очень популярен. Его использовали для смазки и освещения. Со временем слова «дизтопливо» и «солярка» стали взаимозаменяемы. Чаще всего солярой ДТ называют те, кто работает с сельхозтехникой.

Соляровое масло является нефтяной фракцией и проходит щелочную очистку. Его характеристики:

• Вскипание – при t°240-400°С.
• Застывание – при t°не выше -20°С.
• Вспышка – при t° не ниже 125°С.
• Вязкость при t°50°С – 5-9 сст.
• Содержание серы – не выше 0,2%.

Слово солярка сугубо разговорное, его не встретишь в технической литературе и словарях

Для чего подходит дизельное топливо (солярка)

Солярка – это дизельное топливо, получившее широкое применение в разных сферах деятельности. Его используют для заправки транспортных средств:

Недорогой нефтепродукт необходим для обслуживания как военной, так и сельскохозяйственной техники, спецоборудования. Кроме того, его добавляют к различным средствам, предназначенным для смазки и охлаждения. Также вещество смешивают с закалочными растворами, необходимыми для механической и термической обработки металлов.

Остаточное дизельное топливо все чаще используют для заправки оборудования в котельных

Дизельное топливо и солярка – в чем различие марок

Дизельное топливо и солярка – различие выпускаемых видов заключается в характеристиках, позволяющих использовать ДТ в различных климатических условиях. Можно выделить три основных марки дизеля:

Наиболее часто встречаемые вопросы и ответы о топливе можно найти в соответствующем разделе на сайте ООО ТК «АМОКС». Если же вы хотите понять, как выбрать подходящий класс солярки, стоит ориентироваться на температурные показатели, такие как:

• Диапазон использования.
• Вспышка ДТ.
• Застывание вещества.

Характеристики дизельного топлива в соответствии с ГОСТом 305-82

Солярка и дизельное топливо одно и то же, при этом отличаться может сырье, произведенное в РФ, предназначенное для использования в стране, от того которое будет экспортировано. Показатели ДТЭ приведены в таблице:

Дизельное топливо и его характеристики

Дизельное топливо состоит из большого числа различных углеводородов, точка кипения которых находится в пределах примерно от 180°С до З60°С. Топливо получается с помощью ступенчатой перегонки неочищенной нефти. В дизельное топливо вводятся различные добавки, которые получаются из тяжелых масел путем крекинга с использованием тепла, давления и каталитических добавок.

Требования, предъявляемые к дизельным топливам, определяются национальными стандартами различных стран. В Германии действует стандарт DIN 51601. Наиболее важными параметрами топлива по этому стандарту являются следующие.

Цетановое число, качество воспламенения

Так как дизельный двигатель работает без внешнего воспламенения, то после впрыска дизельного топлива в горячий сжатый воздух, находящийся в камере сгорания, оно должно самовоспламениться с минимально возможной задержкой (периодом задержки воспламенения).

Качество воспламенения определяется как такое свойство топлива, которое определяет начало его самовоспламенения в дизельном двигателе. Качество воспламенения выражается с помощью так называемого цетанового числа (CN). Чем выше цетановое число, тем легче воспламенить топливо.

Углеводород цетан имеет очень хорошую характеристику воспламеняемости, которая соответствует цетановому числу 100, тогда как углеводород метилнафталин, имеющий очень плохую воспламеняемость, имеет цетановое число, равное 0, Стандарт DIN 51601 для дизельного топлива определяет минимальное цетановое число в 45 единиц.

Однако для оптимальной работы современных дизельных двигателей (тихая работа, уменьшение вредных выбросов) желательно иметь топливо с повышенным цетановым числом около 50. Высококачественное дизельное топливо содержит большое количество парафинов с высокими цетановыми числами. В противоположность этому, различного типа ароматические углеводороды, содержащиеся в крекинговых соединениях, ухудшают качество воспламенения.

Поведение дизельного топлива при низких температурах, фильтруемость

При низких температурах осаждение кристаллов парафина может вызвать забивание топливного фильтра и, следовательно, прекращение подачи топлива. Начало осаждения парафина может в самом неблагоприятном случае начаться при температурах около 0°С. Чтобы предотвратить это, нужно при наступлении холодов заранее позаботиться о зимнем дизельном топливе.

Обычно добавки для улучшения текучести добавляются в процессе производства дизельного топлива. Они и не предотвращают осаждение парафина, а значительно ограничивают рост их кристаллов. Образующиеся кристаллы будут настолько малы, что они смогут проходить через поры топливного фильтра. В результате этого фильтруемость топлива может сохраняться вплоть до низких температур. Сопротивляемость к воздействию холода может быть улучшена еще больше с помощью добавок, которые предотвращают осаждение кристаллов парафина. Зимнее дизельное топливо, которое широко распространено в настоящее время, гарантирует сопротивление замерзанию (по российским стандартам до температуры -30°С, а арктическое топливо до -50°С). Дополнительными мерами являются подогрев топливного фильтра или добавление керосина в дизельное топливо. Подмешивание низкооктанового бензина также может воспрепятствовать осаждению парафина, однако в этом случае качество воспламенения ухудшится, и температура вспышки заметно уменьшится (бензин имеет очень низкое цетановое число).

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.

Температура вспышки дизельного топлива может быть в диапазоне от 52 °С до 96 °С в зависимости от типа двигателя, для которого оно применяется и условий его работы. Поскольку дизтопливо применяется в двигателях с высокой степенью сжатия, дизельное топливо должно обладать высокой температурой вспышки и низкой температура самовоспламенения.

Область кипения дизельного топлива

Значение области кипения влияет на параметры, которые важны для рабочего -поведения- дизельного топлива. Хотя расширение этой обрасти в сторону низких температур и приведет к тому, что топливо будет применимо для работы при низких температурах, но цетановое число в то же время уменьшится и это ухудшит, в частности, смазывающие свойства. Это ухудшение смазывающих свойств увеличит риск износа деталей системы впрыска. Если, с другой стороны, конечная температура кипения увеличивается, что желательно для достижения полноты использования нефти, то это может привести к увеличению выбросов серы и закоксовыванию форсунок (осаждение результатов сгорания).

Плотность дизельного топлива

Теплотворная способность дизельного топлива зависит в большей степени от его плотности и увеличивается с увеличением плотности. Следовательно, если топливо с сильно различающейся плотностью используется на топливном насосе высокого давления (ТНВД) при той же самой ei и установке, то в этом случае дозировка объема, создаваемого насосом постоянна — в смесеобразовании происходит перемена из-за флуктуаций в величине теплотворной способности, что, в свою очередь, приведет к увеличению выбросов серы для повышенной плотности.

Дизельное топливо содержит серу в форме химических соединений в зависимости от качества нефти и компонентов, используемых в смеси. В частности, компоненты, участвующие в крекинге, имеют высокое содержание серы, но они могут быть уменьшены с помощью введения водорода в технологическом процессе. Так как сера преобразуется в двуокись серы при сгорании в двигателе (это соединение очень неблагоприятно воздействует на окружающую среду из-за его кислотной реакции), то законодательно ограничено допустимое содержание серы. В последние годы оно постепенно уменьшается и в соответствии со стандартами не должно превышать 0,2% по весу. Не считая этого, сера увеличивает массу частиц в выхлопных газах и ухудшает эффективность работы каталитических преобразователей, когда они используются для уменьшения выбросов серы.

Добавки (присадки)

Улучшение качества путем добавления присадок, что является обычной практикой для бензина уже в течение многих лет, стало недавно популярным и для дизельного топлива (дизельное топливо марок Super и Premiom). Используются в основном такие добавки, которые оказывают множественное действие:

• присадки для улучшения воспламенения увеличивают цетановое число и отвечают, в частности, за более «мягкое» сгорание;
• моющие присадки (детергенты) используются для предотвращения закоксовывания форсунок;
• ингибиторы (замедлители) коррозии необходимы для предотвращения коррозии металлических деталей (в случае попадания воды в топливную систему);
• антивспенивающие присадки служат для облегчения заполнения топливного бака.

Общая концентрация присадок обычно не превышает 0,1%, так что такие физические характеристики топлива как плотность, вязкость и кривая кипения не изменяются.

Дизельное топливо.

Дизельное топливо (дизтопливо, солярка) сявляется продуктом процесса нефтепереработки. Его применяют как горючее в двигателях внутреннего сгорания. Внешне это тягучая жёлтая жидкость. Используется с середины девятнадцатого века. Однако в те времена она имела немного другую консистенцию. Солярка была более тягучей и плотной массой насыщенного горчичного цвета. В настоящий момент в результате нефтепереработки дизтопливо получается более лёгким и светлым. Понятие «солярка» образовано от немецкого слова «sоlaror», которое переводится как «солнечное масло». В основном, этот вид топлива в наши дни применяют в водном, грузовом и железнодорожном транспорте, а также в военной отрасли и производственной сфере. Применяют солярку и как горючее для котлов, и в качестве средства для обработки металлов. В связи с увеличением цены на бензин в последнее время, дизтопливо начинают всё чаще применять для заправки легковых автомобилей.

Основные показатели качественного дизтоплива.

Порой водители с трудом могут разъяснить, какая характеристика горючего является основным качественным показателем. Этих критериев не так уж и много, и все они имеют важное значение. Во-первых, это цетановое число.Оно характеризует скорость воспламенения солярки в силовом агрегате. Наиболее приемлемым является диапазон от 40 до 55. Фракционный состав также является существенной характеристикой качества солярки. При его отклонении от нормы или может разжижаться масло, или слишком много образовываться нагар. От этого в немалой степени зависит работа двигателя внутреннего сгорания. Ещё одним из важных показателей качества дизельного топлива является вязкость.

Бывалые водители прекрасно знают, как работа двигателя ухудшается при отклонении вязкости от «нормального» состояния. При повышенной вязкости значительно затрудняется холодный запуск мотора. Если наоборот, вязкость понижена, топливный насос и форсунки быстро изнашиваются. А в результате растрескивания форсунок может происходить и подтекание солярки. Немаловажным критерием качества дизельного топлива является содержание в нём серы. Она уменьшает износ внутренних частей силового агрегата и усиливает антикоррозийные свойства масла. Однако есть и отрицательная сторона содержания серы в солярке: в случае завышенного содержания количества серы, наблюдается быстрое окисление моторного масла. Как результат — увеличение выброса выхлопных газов. А это, в свою очередь, приводит к загрязнению экологии.

Отличительные черты летнего дизельного топлива от зимнего.

Чтобы разобраться в отличии летней солярки от зимней, нужно понимать, из чего конкретно она состоит. А это — различные углеводороды. И от условий использования топлива, зависит их процентное соотношение,что влияет на качество солярки. Например, парафины оказывают благоприятный результат на скорость возгораемости, но при низких температурах (от минус 10°С) они застывают. В результате топливо не проходит сквозь форсунки, и нормальное функционирование двигателя затрудняется. Для избежания этого некоторые водители устанавливают специальные системы, которые подогревают солярку до оптимальной температуры. Однако это решение ситуации далеко не из дешёвых, к тому же, не всегда эффективно. Поэтому, в основном, водители с наступлением холодов заменяют летнюю солярку зимней.

В общем, главное отличие летнего дизельного топлива от зимнего состоит в температуре, при которой его используют. Так, зимнее дизтопливо способствует нормальной работе двигателя даже при минус 35°С (а арктическое и того ниже, практически до минус 50°С), а вот летнее можно применять только при температурах до минус 5°С.

Разумеется, летнее дизельное топливо более бережное.При его использовании мощность двигателя поддерживается на должном уровне, системы меньше изнашиваются, образование нагара на внутренних поверхностях значительно меньше, выброс выхлопных газов гораздо ниже (что важно для экологии). Такое различие в двух видах дизельного топлива объясняется тем, что при производстве зимнего топлива парафины заменяют другими компонентами (к примеру, нафтенами, которые предотвращают замерзание даже при очень низких температурах). А для повышения цетанового числа и компенсирования полезных свойств, которых зимнее дизтопливо лишено, в его состав добавляют различные присадки (например, улучшающие смазывающие свойства).

Наличие дополнительных присадок и оказывает влияние на формирование относительно более высокой цены на зимнее топливо в отличие от летнего.

Это объясняется прежде всего тем, что процесс перегонки сырья более тщательный и трудоёмкий, так как нельзя допускать конфликт между сернистыми соединениями сырья и присадками.

Кроме того, добавляемые химические соединения далеко не из дешёвых.