Дизельное топливо
Дизельное топливо (или солярка) — продукт, перегоняемый из сырой нефти для использования дизельным двигателем. Он состоит из большого количества соединений углеводорода. Температура кипения этих соединений колеблется в пределах от 160 до 380 С. Температура воспламенения дизельного топлива 380 С, при том что температура воспламенения бензина выше — около 500 С. На сегодняшний день установлены 16 параметров качества (по европейскому стандарту EN590). К ним относятся цетановое число, цетановый индекс, плотность, ароматики(полиароматики), содержание серы, температуры вспышки, коксуемость, зольность, содержание воды, общие загрязнения, коррозия медной пластинки и тд. Все 16 параметров приведены в таблице «Требования к топливу» (таблица взята из стандарта EN 590) ниже.
ТРЕБОВАНИЯ К ТОПЛИВУ
Наименование показателя | Метод испытания | |
1. Цетановое число 1), не менее | 51,0 | По [1], [2] или ГОСТ 3122, ГОСТ Р 52709, ГОСТ Р 15195 |
| 2. Цетановый индекс 2), не менее | 46,0 | По [3], [4] |
| 3. Плотность при 15 °С, кг/куб.м | 820 — 845 | По [5], [6], [7], [8] или ГОСТ Р 51069, ГОСТ Р ИСО 3675-2007 |
| 4. Полициклические ароматические углеводороды 3), % (по массе), не более | 8,0 | По [9], [10] |
| 5. Содержание серы, мг/кг, не более, для топлива: | ||
| вид I | 350,0 | По [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17] или ГОСТ Р 51947 |
| вид II | 50,0 | По [13], [14], [15], [16], ГОСТ Р 52660, ГОСТ Р ЕН ИСО 20846 |
| вид III4) | 10,0 | По [13], [14], [15], [16], ГОСТ Р 52660, ГОСТ Р ЕН ИСО 20846 и [51] |
6. Температура вспышки в закрытом тигле, °С, выше | 55 | По [18], [19] или ГОСТ 6356, ГОСТ Р ЕН ИСО 2719 |
| 7. Коксуемость 10%-ного остатка разгонки 5), % (по массе), не более | 0,30 | По [20], [21], [22] или ГОСТ 19932 |
| 8. Зольность, % (по массе), не более | 0,01 | По [23], [24] или ГОСТ 1461 |
| 9. Содержание воды, мг/кг, не более | 200 | По [25] |
| 10. Общее загрязнение, мг/кг, не более | 24 | По [26] |
| 11. Коррозия медной пластинки (3 ч при 50 °С) 6), единицы по шкале | Класс 1 | По [27], [28] |
| 12. Окислительная стабильность: общее количество осадка, г/куб. м, не более | 25 | По ГОСТ Р ЕН ИСО 12205, [29], [30] |
13. Смазывающая способность: скорректированный диаметр пятна износа при 60 °С, мкм, не более | 460 | По [31], [32], ГОСТ Р ИСО 12156-1 |
| 14. Кинематическая вязкость при 40 °С, кв. мм/с | 2,00 — 4,50 | По [33], [34] или ГОСТ 33 |
| 15. Фракционный состав: | По [35], [36] или ГОСТ 2177 (метод А), ГОСТ Р ЕН ИСО 3405 | |
| при температуре 250 °С , % (по объему), менее | 65 | |
| при температуре 350 °С, % (по объему), не менее | 85 | |
| 95% (по объему) перегоняется при температуре, °С, не выше | 360 | |
| 16. Содержание метиловых эфиров жирных кислот 7), % (по объему), не более | 7,0 | По [37] |
1) Для топлива, получаемого прямой перегонкой нефти, допускается на месте производства заменять определение цетанового числа по ГОСТ 3122 и [1] расчетным методом цетанового индекса по [3]. 5) Предельное значение для показателя «коксуемость 10%-ного остатка разгонки» определяют до введения присадки, улучшающей воспламенение. Наличие присадки определяют по [38]. Использование присадок не освобождает изготовителя от соблюдения требований к коксуемости 10%-ного остатка разгонки не более 0,30% (по массе) до введения присадок. 6) Показатель «коррозия медной пластинки» допускается определять по ГОСТ 6321 с нормой «выдерживает». 7) Показатель «содержание метиловых эфиров жирных кислот» определяется только при их введении в топливо. Качество метиловых эфиров жирных кислот должно соответствовать требованиям [39].  Значения показателей прецизионности методов испытания при введении метиловых эфиров жирных кислот указаны в Приложении А.Идентификацию и разделение метиловых эфиров жирных кислот проводят по [40]. | ||
Цетановое число отвечает за способность топлива к воспламенению, чем оно выше — тем легче будет происходить воспламенение. Для увеличения цетанового числа и ускорения воспламенения применяют специальные добавки. Цетановое число определяют на специальном одноцилиндровом двигателе.
Плотность топлива влияет на рост количества тепла, которое выделяется в процессе полного сгорания, проще говоря — на энергосодержание. Если двигатель работает на «средней» плотности, при использовании топлива более высокой плотности — мощность и дымность двигателя увеличатся, если же использовать топливо более низкой плотности, оба этих показателя снизятся.
Диапазон плотности топлива, производимого во всем мире, намного выше, чем это описано в стандарте EN 590.
Содержание ароматических углеводородов или ПАУ (полициклических ароматических углеводородов) отвечает за количество твердых несгоревших частиц в отработанном газе. Уменьшение количества ароматических углеводородов с 24 до 5% снижает уровень дымности в 1,3 раза. ПАУ не сгорают в двигателе полностью — они оседают на стенках камеры сгорания, поршне, форсунках в виде смолянистых отложений.
Склонность топлива к образованию нагара, говорит о его коксуемости. Коксуемость зависит от состава топлива и степени очистки — лучше очищенное топливо дает маленький осадок.
Зольность — после сгорания топлива образуется зола, в которой находятся соли органических и минеральных кислот.
Наличие золы влияет на износ цилиндровых втулок и поршневых колец, поэтому её присутствие допускается в крайне малых пределах.
Зимой, при температурах ниже нуля, в топливе начинают образовываться кристаллы парафина, которые, проходя через топливный фильтр, забивают его. Чтобы исключить эту проблему в холодное время года, производители добавляют в топливо добавки, понижающие его вязкость и препятствующие образование (или уменьшение) кристаллов, чтобы они могли пройти через поры фильтра, не засоряя его. В регионы с низкими температурами поставляется дизельное топливо с CFPP (СFPP – температурная точка предела фильтрации).
Также, в зависимости от температуры, топливо может содержать небольшое количество воды. Стандартом допускается 200 мг на 1 кг топлива. Хотя в жизни концентрация воды бывает намного выше. Растворенная вода в малом количестве не вредит системе, но в свободном состоянии (не растворенная) может спровоцировать износ ТНВД, так как для смазки насоса используется топливо, что однозначно приведет к необходимости ремонта ТНВД.
В следствие конденсации вода попадает в топливный бак и этот процесс неизбежен, поэтому для топливного фильтра нужен сепаратор воды и датчик влаги.
Сера и её соединения находятся в составе сырой нефти, и для топлива сырьё проходит процесс очистки. Сера имеет высокие коррозионные свойства, поэтому в бензине и дизельном топливе её присутствие не допускали. При этом, полное удаление серы влекло за собой снижение вязкости топлива. И на сегодняшний день, после удаления части серы, оставшиеся её соединения ограничивают предельной нормой — «массовая доля серы».
Высококачественное дизельное топливо отличается:
высоким цетановым числом,
низкой температурой окончания разгонки,
плотностью и вязкостью,
низкой содержанием ароматиков (полиароматиков),
низким содержанием серы.
Сегодня дизельное топливо делят на три основных вида — летнее, зимнее и арктическое топливо.
Отсюда и их аббревиатуры — ДТЛ, ДТЗ, ДТА. Летнее дизельное топливо применяется для температур от нуля градусов и выше, температура вспышки — от 40 до 60 градусов, а температура при замерзании -10 С. Зимнее топливо применяется на минусовых температурах от -20 до -30, и замерзает при -35 и -45 С. Арктическое дизельное топливо можно использовать при -50 С, но оно имеет маленький диапазон температур и застывает при -55 С. В таблице ниже можно посмотреть требования к трем видам топлива. А также в конце статьи будет приведена таблица использования дизельного топлива в зависимости от географических особенностей и времени года.
ТРЕБОВАНИЯ К ТОПЛИВУ ДЛЯ УМЕРЕННОГО КЛИМАТА
Наименование показателя | Значение для сорта | Метод испытания | |||||
А | B | C | D | E | F | ||
Предельная температура фильтруемости, °С, не выше | 5 | 0 | -5 | -10 | -15 | -20 | По [41] или ГОСТ 22254 |
ТРЕБОВАНИЯ К ТОПЛИВУ ДЛЯ ХОЛОДНОГО и АРКТИЧЕСКОГО КЛИМАТА
Наименование показателя | Значение для класса | Метод испытания | ||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||
1. Предельная температура фильтруемости, °С, не выше | -20 | -26 | -32 | -38 | -44 | По [41] или ГОСТ 22254 |
| 2. Температура помутнения, °С, не выше | -10 | -16 | -22 | -28 | -34 | По [42] |
| 3. Плотность при 15 °С, кг/куб. м | 800 — 845 | 800 — 845 | 800 — 840 | 800 — 840 | 800 — 840 | По [5], [6], [7], [8] или ГОСТ Р 51069, ГОСТ Р ИСО 3675 |
| 4. Кинематическая вязкость при 40 °С, кв. мм/с | 1,50 — 4,00 | 1,50 — 4,00 | 1,50 — 4,00 | 1,40 — 4,00 | 1,20 — 4,00 | По [33], [34] или ГОСТ 33 |
5. Цетановое число 1), не менее | 49,0 | 49,0 | 48,0 | 47,0 | 47,0 | По [1], [2] или ГОСТ 3122, ГОСТ Р 52709, ГОСТ Р ЕН 15195 |
| 6. Цетановый индекс 2), не менее | 46,0 | 46,0 | 46,0 | 43,0 | 43,0 | По [3], [4] |
| 7. Фракционный состав: | По [35], [36] или ГОСТ 2177 (метод А), ГОСТ Р ЕН ИСО 3405 | |||||
| до температуры 180 °С, % (по объему), не более | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| до температуры 340 °С, % (по объему), не менее | 95 | 95 | 95 | 95 | 95 | |
8. Температура вспышки в закрытом тигле, °C ,не ниже | 55 | 55 | 40 | 30 | 30 | По ГОСТ Р ЕН ИСО 2719 или [18],[19], ГОСТ 6356 |
Очень часто, вместо определения «дизельное топливо», используют слово «солярка». Почти все, кто работает с дизельной техникой, зачастую применяют именно слово «солярка». Откуда это слово взялось? Ведь ни в одном словаре, нет этого слова как термина. Разгадка кроется в истории.
«Солярка» происходит от французского слова Solaröl, что означает «солнечное масло». В 1857 так называли продукт более тяжелой обработки нефти, имевшего желтоватый цвет. В советское время, наша отечественная промышленность выпускала «Соляровое масло ГОСТ 1666-42 и ГОСТ 1666-51». Этот продукт использовался как топливо для среднеоборотных двигателей и в народе стал использоваться как солярка.
Соляровое масло непригодно для использования высокооборотными дизельными двигателями. Таким образом, в настоящее время термин «солярка» является синонимом термина «дизельное топливо» и пришло к нам в речь как интерпретация.
При покупке топлива важно знать, что не следует использовать его ниже рекомендованной температуры. Так как это приведет к замерзанию и, как следствие, возникновению неисправностей, которые сможет устранить только опытный специалист.
Качество топлива увеличивают, за счет введения добавок.
Для улучшения эксплуатационных свойств топлива применяют присадки. О них можно узнать из таблицы ниже.
Ускоритель воспламенения | Повышение цетанового числа |
Улучшение: — пуска двигателя, — белого дыма на выхлопе, — шума процесса, — эмиссии ОГ, -расхода топлива. | |
Моющие присадки | Распылители остаются чистыми |
Присадки, улучшающие текучесть | Лучшая эксплуатационная безопасность при низких температурах |
Антипарафиновые присадки | Лучшая стабильность при низких температурах |
Присадки, улучшающие смазывающие свойства | Низкий износ деталей аппаратуры впрыска, особенно при использовании топлива, очищенного от сера |
Антипенные присадки | Удобная заправка (меньше перелив через край) |
Антикоррозионная присадка (ингибитор) | Защита системы питания |
Дизельное топливо — самый распространенный вид нефтепродуктов. Грамотный выбор качественного топлива во многом обеспечит долгую эксплуатацию двигателя, а использование некачественного или неправильный подбор топлива в зависимости от сезона может привести к серьезным проблемам, устранить которые можно только в специализированном сервисном центре по ремонту дизельного оборудования с использованием современной техники.
TNVD.ORG, 2022
Все права защищены.
Проглядите прейскурант завидных индивидуалок на нашем интим сайте http://cheboksary.prostitutkicasa.com/eroticheskiy-massaj/, если вы устремляетесь не просто усладиться обворожительным трахом с престижной проституткой, но и сделать с ней услугу эротический массаж.
Спасибо, Ваше сообщение успешно отправлено!
Виды дизельного топлива
Изобретение двигателя внутреннего сгорания стало апогеем технического прогресса. Множество изобретений начала 20 века, включая самоходный автомобиль, дизельный генератор и суда на дизельной тяге, обязаны своим существованием именно двигателю внутреннего сгорания, в качестве топлива для которого было выбрано дизельное.
Дизельное топливо (или соляр) – это жидкое топливо, получаемое в процессе прямой перегонки нефти. С 1892 года, когда начали производить дизельное топливо, технология его перегонки претерпела множество изменений, и вместо частично очищенной нефти современный дизельный двигатель заправляется качественным вязким продуктом из определённых фракций первоначального сырья.
В зависимости от того, в каких устройствах и при каких условиях применяется дизельное топливо, его подразделяют на несколько основных категорий:
По характеру применения:
· Дистиллятное маловязкое топливо применяется для быстроходных двигателей с высоким числом оборотов. Такое топливо дороже, а технология его производства сложнее. Такое топливо на 1/5 состоит из газойлей каткрекинга и на 4/5 — из керосиново-газойлевых фракций нефти прямой перегонки.
· Остаточное высоковязкое топливо используется в тихоходных двигателях. Его получают при смеси керосиново-газойлевых фракций нефти с мазутами.
По условиям использования различают следующие марки дизельного топлива:
· Летнее топливо (Л) применяется при температуре окружающей среды от 0°С и выше. Его плотность в нормальных условиях не превышает 860 кг/м3, а застывает оно при температуре всего в -10°С.
Такой вид топлива используется наиболее часто, а единственным его недостатком, помимо высокого порога застывания, является повышенная закоксованность и задымлённость форсунок при высокой температуре конца выкипания.
· Зимнее топливо (З) используется при температуре воздуха до -30°С, его плотность ниже, чем у летнего, а при производстве в него добавляется депрессорная присадка, что снижает порог его застывания, который составляет -35°С. При кустарном производстве зимнее топливо получают из летнего путём добавления 20% керосина, что почти не сказывается ни на его эксплуатационных свойствах, ни на состоянии двигателя.
· Арктическое топливо (А) ещё менее плотное, чем зимнее, а его вязкость почти в два раза ниже, чем у летнего и зимнего видов. В сущности, такое топливо представляет собой утяжелённый керосин, поскольку пределы его кипения примерно соответствуют пределам выкипания керосиновых фракций нефти. Помимо обычной перегонки, арктическое топливо производят путём депарафинизации летнего топлива.
Из-за усложнённой технологии производства зимнее и арктическое топливо дороже летнего, но при правильных условиях эксплуатации его расход будет существенно ниже, поэтому экономия на зимнем топливе бессмысленна. Иногда в зимнее время года в дизельный двигатель устанавливают специальный подогреватель, препятствующий застыванию летнего топлива, но эксплуатационные свойства такого топлива заметно снижаются.
Возврат к списку
Контакты
Email: [email protected]
Телефон: +7 495 545-45-80
Бесплатно по РФ: 8 800 500-40-99
Политика конфиденциальности
Наши адреса
Офис / Cклад / Юридический /
Почтовый адрес:
Московская область, Ивантеевка, ул.Трудовая, д.3
Офис/Переговорная:
Москва, Ракетный бул. 16, БЦ “Алексеевская башня”
Вся информация, размещенная на сайте, носит информационный характер и не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) ГК РФ. Все материалы на сайте являются интеллектуальной собственностью ООО «ГенМастер», согласно ст.
1225, ст.1228, ст.1229 части 4 ГК РФ
Как производится дизель? | GetJerry.com
Дизель производится путем очистки сырой нефти с помощью процесса разделения, называемого дистилляцией. Однако не все дизельное топливо получают из нефти. Процесс производства альтернативных видов топлива, таких как биодизель, немного отличается.
Названный в честь немецкого инженера Рудольфа Дизеля, дизельное топливо является одним из видов жидкого топлива, обычно используемым для питания дизельных двигателей в грузовиках, поездах, автобусах и даже пассажирских транспортных средствах, но процесс его изготовления может быть сложным. чтобы понять.
Если вы когда-нибудь задумывались, как делается дизель и чем он отличается от бензина, вы попали по адресу. Jerry, суперприложение для сравнения автострахования, знает все о дизельном топливе, откуда оно поступает и для чего используется.
РЕКОМЕНДУЕТСЯ
Сравните полисы автострахования
Никакого спама и нежелательных телефонных звонков · Никаких длинных форм · Никаких комиссий
Почтовый индекс
Почтовый индекс
Страховые сбережения (100% бесплатно)
Как производится дизельное топливо из сырой нефти?
Дизельное топливо получают из сырой нефти , темной и высоковязкой жидкости , которая залегает под поверхностью земли, скрытой в коренных породах.
Вязкость — это толщина вещества, что означает, что сырая нефть очень густая.
Сырая нефть является основным ингредиентом для многих видов топлива и нефтепродуктов, включая бензин, топливо для реактивных двигателей и даже асфальт.
Дизель проходит процесс под названием дистилляция , которая разделяет компоненты масла, а затем очищает , чтобы сделать его пригодным для использования в наших поездах, самолетах и автомобилях.
(Примечание: сырая нефть используется как для газойля, так и для дизельного топлива, но каждый из них подвергается различному процессу переработки нефти.)
Дизельное топливо часто желательно для больших транспортных средств, таких как полуприцепы, поскольку оно имеет более высокую плотность энергии , что означает, что каждый галлон дизельного топлива содержит больше энергии, чем галлон бензина.
Ниже мы подробно рассмотрим процесс переработки двух видов дизельного топлива: нефтяного дизельного топлива и биодизельного топлива .
Дизельное топливо
После добычи сырая нефть транспортируется на нефтеперерабатывающий завод. Там сырая нефть переносится в большой дистилляционный резервуар для очистки , которая включает три этапа:
Сепарация: Первый этап процесса очистки является наиболее сложным и включает в себя воздействие на сырую нефть чрезвычайно высоких температур . Под давлением и теплом компоненты сырой нефти — или «фракции» — разделяются на жидкости и газы. Более тяжелые фракции (например, смазочные материалы) опускаются на дно, а более легкие (например, газ пропан и дизельное топливо) остаются ближе кверху. Весь процесс разделения сырой нефти на составные части называется фракционной перегонкой .
Конверсия: После перегонки сырая нефть подвергается дальнейшей обработке и реформингу посредством воздействия катализаторы . На этом этапе длинные углеводородные цепи в нефти разбиваются и перестраиваются в более короткие.
Очистка: Наконец, топливные продукты очищаются от примесей , таких как содержание серы, чтобы сделать их пригодными для прохождения по трубопроводу и использования в качестве жидкого топлива.
Ключевые выводы Нефтепродукты превращаются в дизельное топливо в процессе, называемом фракционной перегонкой.
БОЛЬШЕ : Как выбрать лучший бензин или топливо для вашего автомобиля
Биодизель
Биодизель производится не из нефти, а из биомассы , что означает различные органические продукты такие как растительные масла (соевые бобы, кукуруза и т. д.), животный жир и отходы скотобойни. Даже водоросли можно превратить в биодизель!
В США наиболее распространенной основой для биодизеля является соевое масло . Масло смешивается с жирами и спиртом, а затем подвергается воздействию катализатора (точно так же, как дизельное топливо на нефтяной основе).
Этот химический процесс (приготовьтесь) известен как переэтерификация .
Как правило, биодизель смешивают в небольших количествах с традиционным дизельным топливом для повышения его эффективности.
Некоторые преимущества биодизеля включают:
Экологичность. В отличие от сырой нефти, которая является ископаемым топливом, биодизель является возобновляемым источником энергии. Он также выделяет меньше загрязняющих веществ при сжигании, а выбросы углекислого газа от биодизеля компенсируются потреблением углекислого газа соевыми растениями, используемыми для его производства.
Безопасность. Биодизель также, как правило, более безопасен для горения и имеет более низкую точку возгорания (воспламенения) по сравнению с дизельным топливом на нефтяной основе.
Ключевые выводы Биодизель — это тип «возобновляемого дизельного топлива», изготовленного из растительного или животного сырья.
Как правило, он менее вреден для окружающей среды, чем дизельное топливо.ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ : Как пройти испытание на выбросы
Использование дизельного топлива
Diesel fuel can be used to power many different machines, including:
Cars, buses, and trucks
Airplanes (most jet fuel is diesel)
Trains
Military vehicles
Генераторы и печи (в качестве альтернативы природному газу)
Сельскохозяйственное и строительное оборудование
Подводные лодки
В основном используется биотопливо, включая биодизельное топливо в качестве топлива для транспортных средств для автомобилей, грузовиков и автобусов. В некоторых случаях биотопливо также можно использовать для питания генераторов или обогревателей.
ПОДРОБНЕЕ : Как выбрать экологически чистый автомобиль
Страхование автомобиля без проблем экономия топлива и более длительный пробег, но цены на дизельное топливо часто дороже, чем на обычный бензин.
Если вы ищете способ сократить расходы на владение автомобилем (а кто нет?), вы можете легко найти более низкий тариф на страхование автомобиля, который сэкономит вам сотни долларов в год. Все, что вам нужно сделать, это скачать Jerry.
Как лицензированный брокер, Джерри сотрудничает с более чем 50 ведущими страховыми компаниями, чтобы помочь вам найти лучшие предложения. Всего за 45 секунд Джерри может узнать, не переплачиваете ли вы за страхование автомобиля, и помочь вам найти более низкую ставку!
После того, как вы сделаете свой выбор, Джерри поможет вам во всем, от защиты вашего нового полиса до завершения оформления документов, и даже возьмет на себя продление для ваших лучших вариантов, чтобы вы могли спокойно водить машину.
«Мне нравится, как легко мне, владельцу старого битого грузовика, получить страховку без особых проблем. Я бы порекомендовал всем попробовать Jerry, так как это бесплатно!» — Мелисса И.
Сравните страховые предложения от 50+ перевозчиков с Джерри менее чем за 45 секунд
Найди экономию!
4.
7/5 Рейтинг App Store. Нам доверяют более 2 миллионов клиентов.
Часто задаваемые вопросы
Что такое дизельное топливо и как дизельное топливо производится из сырой нефти на нефтеперерабатывающем заводе
«Что такое дизельное топливо?» это вопрос с двумя ответами, один очень короткий, а другой очень длинный. Короткий ответ: углеводороды. Углеводороды, как следует из названия, представляют собой молекулы, состоящие из водородных и углеродных атомных связей. Углеводороды являются компонентами любого ископаемого топлива и биотоплива, что делает их ценными. Углеводороды — это молекулы ископаемого топлива и биотоплива, которые воспламеняются, сгорают, горят, взрываются и т. д.
На молекулярном уровне ископаемое топливо — это просто углеводороды и загрязнители. Биотопливо также представляет собой углеводороды на элементарном уровне. Итак, дизель — это просто комбинация разных углеводородов. Именно смесь углеводородов — соотношение различных углеводородов — делает дизель уникальным ископаемым топливом.
Более важным, чем вопрос о том, что входит в состав дизельного топлива, является вопрос о том, какие углеводороды входят в состав дизельного топлива и в какой комбинации.
Классы углеводородов определяют типы ископаемого топлива и биотоплива
Так же, как существуют разные виды ископаемого топлива и биотоплива, существуют разные категории, классы и типы углеводородов. Категории, классы и типы углеводородов определяют тип топлива — дизельное топливо, бензин, природный газ, керосин и т. д. — а также различные виды биотоплива.
Существует две категории углеводородов ископаемого топлива: насыщенные и ненасыщенные. И есть четыре типа классов углеводородов, два в категории насыщенных и два в категории ненасыщенных. Технический документ Chevron.com Технический обзор дизельного топлива описывает четыре класса: «Существует четыре основных класса углеводородов: парафины, нафтены, олефины и ароматические углеводороды. Каждый класс представляет собой семейство отдельных молекул углеводородов, которые имеют общие структурные особенности, но различаются по размеру (количеству атомов углерода) или геометрии.
Классы также различаются соотношением атомов водорода и углерода и тем, как атомы углерода связаны друг с другом».
Олефины, также известные как алкены, и ароматические соединения представляют собой ненасыщенные углеводороды. Алканы — единственные насыщенные углеводороды, встречающиеся в природе в сырой нефти.
Характеристики классов углеводородов
Крупные молекулы углеводородов и длинные и сложные цепи молекул углеводородов означают большую плотность топлива. Плотность топлива — это количество энергии в каждом объеме топлива, например, количество энергии в галлоне или литре дизельного топлива. Легкие виды топлива, такие как бензин и газообразное топливо — природный газ (метан), пропан и т. д. — состоят из небольших молекул углеводородов и коротких молекулярных цепочек. В результате легкое топливо имеет низкую плотность энергии.
Крупные углеводороды и длинные цепочки углеводородных молекул составляют большинство углеводородов в тяжелых видах топлива, таких как дизельное топливо, дизельное топливо и бункерное топливо (остаточное масло).
Это связано с тем, что большие молекулы углеводородов и молекулярные цепи имеют высокую плотность энергии. В дополнение к размеру и длине молекул углеводородов на плотность влияет соотношение углерода и водорода. Количество атомов углерода по отношению к атомам водорода определяет вес и плотность топлива. Чем больше атомов углерода — или меньше атомов водорода — в соотношении углерода к водороду в молекуле, тем более плотным является топливо.
Углеводороды с высоким отношением водорода к углероду легче, чем углеводороды с более высоким отношением углерода к водороду. Причина в том, что водород — самый легкий элемент на Земле. Отсюда следует, что ископаемые виды топлива в газообразном состоянии, такие как пропан и природный газ (метан), которые имеют высокое отношение водорода к углероду, чрезвычайно легкие. На противоположном конце спектра находятся густые и тяжелые ископаемые виды топлива, такие как дизельное топливо и мазут, с высоким содержанием углерода.
Чем больше отношение углерода к водороду, тем выше плотность топлива.
Углеводороды и плотность топлива
Плотность энергии влияет на все: от расхода топлива и выбросов до срока службы двигателя. Расход бензина, выбросы, загрязнение и износ двигателя зависят от размера молекулы углеводорода и длины цепи молекулы углеводорода.
Чем выше соотношение углерода к водороду, тем больше энергии содержится в топливе и тем чище топливо сгорает. Например, плотность энергии галлона бензина значительно меньше плотности энергии галлона дизельного топлива. «Дизель и бензин имеют примерно одинаковую энергию на единицу массы (более низкая теплотворная способность, около 41 МДж/кг). Плотность дизельного топлива составляет около 833 кг/м3 по сравнению с 740 кг/м3 бензина. Это дает дизельному топливу примерно на 13% более высокую плотность энергии на единицу объема», — сообщает StackExchange.com.
В результате — по крайней мере частично — дизельные двигатели на 25–35 % экономичнее своих бензиновых аналогов и служат в два-три раза дольше.
Четыре класса углеводородов
Опять же, существует только четыре класса углеводородов: парафины, нафтены, олефины и ароматические соединения. Поскольку существует только четыре класса углеводородов, это обязательно означает, что углеводороды в ископаемом топливе попадают в один из четырех классов. Однако в дизельном топливе, как и в любом другом виде ископаемого топлива, содержатся сотни различных типов углеводородов.
Только дизельное топливо содержит более 500 различных типов углеводородов. Кроме того, многие углеводороды в дизельном топливе также присутствуют в бензине и других ископаемых видах топлива. Хотя ископаемое топливо имеет общие углеводороды, ископаемое топливо разделяет соотношение больших и малых молекул углеводородов. В каждом ископаемом топливе есть формула углеводородной смеси.
Точно так же существует углеводородная формула дизельного топлива.
Категории и классы углеводородов в дизельном топливе
Четыре класса углеводородов относятся к одной из двух категорий.
Независимо от того, к какому из четырех классов относится углеводород, углеводород является насыщенным углеводородом или ненасыщенным углеводородом. Отношение насыщенных углеводородов к ненасыщенным углеводородам варьируется в дизельном топливе.
Но соотношение обычно составляет около четырех насыщенных углеводородов на каждый один ненасыщенный углеводород.
Что касается классов углеводородов, то углеводороды в дизельном топливе подпадают под одну из трех категорий: парафины, ароматические углеводороды и нафтены. Олефины очень редко встречаются в дизельном топливе, потому что они редко встречаются в сырой нефти. «Олефины редко встречаются в сырой нефти; они образуются в результате определенных процессов нефтепереработки». Как поясняет Департамент передовых моторных топлив Сети энергетических технологий: «Дизельное топливо состоит в основном из парафинов, ароматических углеводородов и нафтенов. Дизельное топливо содержит углеводороды с примерно 12–20 атомами углерода и температурой кипения от 170 до 360 °C».
Что представляют собой насыщенные углеводороды — алканы —
Насыщенные углеводороды составляют большую часть углеводородов в дизельном топливе. Около 75 процентов углеводородов в дизельном топливе являются насыщенными углеводородами. Так же, как существуют разные типы углеводородов, существуют разные типы насыщенных углеводородов или алканов.
Различные виды алканов — предельные углеводороды — имеют разное количество атомов водорода и углерода. И разные алканы имеют разное отношение водорода к углероду. В дизельном топливе есть два типа алканов: парафины и нафтены. «Парафины и нафтены классифицируются как насыщенные углеводороды, потому что к ним нельзя добавить водород, не разрушая углеродную основу».
Парафины Углеводороды
Нормальные парафины представляют собой одноцепочечные молекулы. Есть остов из атомов углерода. К атомам углерода присоединены от одного до трех атомов водорода. «Обычные парафины имеют атомы углерода, связанные с образованием цепочечных молекул, где каждый углерод, кроме тех, что находятся на концах, связан с двумя другими, по одному с каждой стороны».
Но подобно тому, как существуют разные виды ископаемого топлива, потому что есть разные типы углеводородов — насыщенные и ненасыщенные — есть разные виды парафинов. Кроме нормальных парафинов существуют еще и изопарафины.
Изопарафины Углеводороды
Изопарафины имеют ту же углеродную основу, что и обычные парафины. Однако помимо основной цепи из атомов углерода изопарафины имеют углеродные ответвления. Подразумевается, что другой парафиновый углеводород может иметь такое же количество атомов углерода и водорода в цепи, но другую структуру.
«Изопарафины имеют аналогичную углеродную основу, но они также имеют один или несколько атомов углерода, отходящих от основной цепи. Нормальный декан и 2,4-диметилоктан имеют одинаковую химическую формулу С10х32, но разные химические и физические свойства. Подобные соединения с той же химической формулой, но другим расположением атомов называются структурными изомерами».
Циклоалкановые углеводороды (нафтены)
Помимо одноцепочечных молекул и цепочечных молекул с разветвлениями, парафиновые углеводороды также образуют цепи, в которых два конца соединяются, образуя петлю.
Парафиновые углеводороды этой петли представляют собой циклоалканы или нафтены .
Каждый тип алкана может иметь большое количество различных типов.
«При стандартных условиях температуры и давления (STP) первые четыре члена ряда алканов (метан, этан, пропан и бутан) находятся в газообразной форме, а соединения, начиная с C5h22 (пентан) до н-гептадекана ( C17h46) представляют собой жидкости (состоящие из больших фракций углеводородов, содержащихся в жидком топливе (например, в бензине, топливе для реактивных двигателей и дизельном топливе), тогда как н-октадекан (C18h48) или более тяжелые соединения существуют изолированно в виде воскоподобных твердых веществ при СТП. Эти более тяжелые парафины растворимы в более легких парафинах или других углеводородах и могут быть обнаружены в дизельном топливе и мазутах Парафины от C1 до C40 обычно появляются в сырой нефти (более тяжелые алканы в жидком растворе, а не в виде твердых частиц) и составляют до 20% сырой нефти.
по объему»
Остальные компоненты дизельного топлива — ароматические, ненасыщенные углеводороды.
Какие ненасыщенные углеводороды — ароматические углеводороды — содержатся в дизельном топливе
Ароматические углеводороды — это ненасыщенные углеводороды. Ароматические соединения составляют неалканы в дизельном топливе. «Дизельное топливо имеет содержание ароматических соединений в диапазоне от 15 до 37% по объему». Существует три типа ароматических соединений: моноароматические, диароматические и триароматические. Хотя в дизельном топливе существуют сотни конкретных типов ароматических соединений, только полдюжины составляют основную часть современного дизельного топлива.
Наиболее распространенными ароматическими соединениями в дизельном топливе являются:
- Бензол
- Толуол или метилбензол
- м-ксилол или 1,3-диметилбензол
- Этилбензол
- Пропилбензол
- Изопропилбензол
Преимущества и недостатки ароматических соединений
Ароматические соединения играют решающую роль в двух важных качествах дизельного топлива.
Во-первых, чем больше количество ароматических соединений, тем больше вязкость. Таким образом, чем больше ароматики в дизельном топливе, тем оно более текучее. Кроме того, ароматические углеводороды представляют собой летучие углеводороды, что означает, что ароматические углеводороды помогают при запуске дизельного двигателя в холодную погоду. И чем больше ароматики, тем выше цетановое число дизельного топлива. Но у ароматических соединений есть и недостатки, особенно в отношении окружающей среды.
Ароматические углеводороды при сгорании производят более грязные выбросы, чем алканы. «Ароматические соединения могут привести к образованию канцерогенных соединений в выхлопных газах, таких как бензол и полиароматические соединения. Олефины в бензине могут привести к увеличению концентрации реактивных олефинов в выхлопных газах, некоторые из которых являются канцерогенными, токсичными или могут увеличить озонообразующий потенциал».
Хорошие и плохие углеводороды в дизельном топливе
Дизельное топливо не является «чистым» топливом по мнению традиционных экологов.
Причина в твердых частицах и смоге, связанных с сжиганием дизельного топлива. Однако черный дым дизельных двигателей мало чем отличается от дыма из труб, вулканов и лесных пожаров. Черный дым, который производили дизельные двигатели прошлого, был просто несгоревшим углеводородом.
Вероятно, наиболее опасными выбросами двигателей внутреннего сгорания являются невидимые газы, содержащиеся в выбросах. Угарный газ, например, вырабатывается дизельными двигателями в очень малых количествах. С другой стороны, бензиновые двигатели производят значительные объемы.
Есть одна причина — преобладание одного углеводорода над другим — которая отделяет дизельное топливо от других видов ископаемого топлива: нафтены. «Нафтены — это класс циклических алифатических углеводородов или просто циклоалканов». Проще говоря, нафтены — это алканы с петлей. Это означает, что нафтены богаты энергией и чрезвычайно плотны. Что еще более важно, выбросы нафтенов не токсичны.
Хотя все виды ископаемого топлива содержат большое количество парафинов (алканов) и ароматических соединений, не все виды ископаемого топлива содержат большое количество нафтенов.
Вместо нафтенов третьим компонентом легких видов топлива, таких как бензин и ископаемое топливо в газообразном состоянии, являются алкены. Алкены токсичны. Таким образом, на фундаментальном уровне дизельное топливо отличается от бензина и других видов легкого газообразного топлива тем, что оно содержит нафтены, ценные нетоксичные выбросы, производящие углеводороды.
Дизельные углеводороды по сравнению с другими ископаемыми видами топлива
К счастью, «чистые» углеводороды — это те же углеводороды, которые имеют высокую плотность энергии. Точно так же те углеводороды, которые токсичны для людей и наносят ущерб атмосфере и окружающей среде, также не являются энергоемкими. Хотя у дизеля есть проблемы с загрязнением выхлопными газами, эти проблемы не связаны с углеводородами. В то время как сера в обычном дизельном топливе токсична, дизельное топливо с низким содержанием серы значительно меньше загрязняет окружающую среду, чем бензин.
Дизель имеет более высокое содержание алканов, чем бензин, и более низкое содержание ароматических соединений.