Температура помутнения летнего дизельного топлива: ГОСТ 305-82 Топливо дизельное. Технические условия. — Что такое ГОСТ 305-82 Топливо дизельное. Технические условия.?

Классификация дизельного топлива в РФ по видам и маркам

• Виды дизельного топлива
• Сорта дизеля
• Классификация
• Классификация дизтоплива в России
• Маркировка в рамках Таможенного Союза ЕАЭС

Плохой дизель повышает износ автомобиля. Некоторые поставщики используют примеси, чтобы выдавать летнее дизельное топливо за зимнее, другие реализуют горючее для сельхозтехники под видом Евро-5. Как правильно выбрать дизель и где заправляться?

Виды дизельного топлива

В 2005 году в России появился новый стандарт производства дизеля. Основные причины его разработки:

• европейские требования качества при экспорте;
• государственные правила снижения экологической нагрузки.

ГОСТ Р 52368-2005 полностью повторяет европейский стандарт для дизельного топлива — EN 590:2004. В маркировке ДТ обычно указывают на обе спецификации и значение Евро.

В 2009 году Европейские страны разработали новую версию стандарта — BS EN 590:2009. Она определяет единую норму содержания серы в дизельном топливе до 10 мг/кг. 

Сернистые соединения снижают ресурс оборудования и негативно влияют на экологическую обстановку. В процессе переработки нефти в конечный продукт попадает 0,6–6% серы. Чтобы дизельное топливо соответствовало нормам, его очищают. 

С 01.01.2015 в России действует ГОСТ 32511-2013, который частично совпадает с EN 590:2009. Согласно ему, ДТ делится на 3 категории по содержанию серы (мг/кг):

• К3 — до 350;
• К4 — до 50;
• К5 — до 10.

Почему важно для водителя, чтобы количество серы в дизельном топливе было ограниченным? Большой концентрат сернистых соединений увеличивает количество продуктов сгорания. Они образуют налет на поверхности деталей двигателя и оказывают абразивное воздействие.

В результате нарушается теплообмен мотора с окружающей средой, повышается износ и ухудшается качество масла.

Сорта дизеля

Дизельное топливо классифицируют также по региону применения. Характеристика учитывает климатические условия и температурный режим. Сорта определяют по предельной температуре фильтруемости. Параметр измеряет способность дизельного топлива проходить через фильтр при охлаждении. Если скорость фильтрации 20 см³ превышает 60 секунд — горючее не подходит для выбранного температурного режима. 

По этому критерию разделяют несколько сортов дизеля (°С):

• A — +5;
• B — 0;
• C — –5;
• D — –10;
• E — –15;
• F — –20.

На практике характеристика определяет возможность завести двигатель в холодную погоду. Сорт дизеля выбирают с запасом, чтобы предельная температура фильтруемости была ниже предполагаемой.

Нужно отметить, что помутнение и застывание дизельного топлива не влияет на способность фильтрации.

Классификация

В регионах с суровым климатом используют другие критерии оценки дизтоплива. При эксплуатации автомобиля на дизельном топливе в минусовом диапазоне температур горючее выбирают по следующему принципу.

Классификация дизеля
Топливо класса	Температура фильтруемости (°C)	Температура помутнения (°C)
0	–20	–10
1	–26	–16
2	–32	–22
3	–38	–28
4	–44	–34

В большинстве случаев подходит дизельное топливо 1 и 2 категории, но лучше учитывать запас.

Классификация дизтоплива в России

В зависимости от климатических условий применения в Российской Федерации выделяют следующие категории горючего (°С):

• летнее (Л) — от 0;
• межсезонное (Е) — –15;
• зимнее (З) — –20;
• арктическое (А) — –38.

Такая классификация устарела, но четко определяет сферу применения дизельного топлива. Российские стандарты горючего частично соответствуют европейским критериям оценки качества. Например, маркировка ДТ-З-К5 — Евро-5. 

Дизельное топливо выбирают по паспорту качества, в котором указаны все характеристики. Заправляйтесь на проверенных АЗС, чтобы вам не отказали в предъявлении документации на горючее.

Маркировка в рамках Таможенного союза ЕАЭС

Принадлежность дизтоплива к какой-то категории определяется следующими группами знаков:

• ДТ — тип горючего;
• А, Е, Л, З — климатические условия;
• от К3 до К5 — уровень сернистых соединений.

Например, ДТ-Л-К5 — это маркировка летнего дизельного топлива Евро-5. Регламент унифицированной маркировки в рамках ТС ЕАЭС приняли в 2011 году. Его редко используют, но иногда производители указывают в паре с европейским стандартом. Евро — значит, сернистые соединения не превышают 10 мг/кг (К5). 

Используйте топливные карты от ООО «ППР», чтобы заправляться в проверенных местах и контролировать корпоративные расходы. Экономия — до 30%. Оформляйте договор онлайн за 5 минут, чтобы возвращать 20% НДС со всех транзакций. Такими топливными картами можно пользоваться в более чем 16000 АЗС по стране. 

Температура — помутнение — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Температура помутнения — температура, при которой топливо мутнеет вследствие выделения капелек воды и кристаллов парафина. Чем ниже температура помутнения, тем меньше содержится в топливе растворенной воды и твердых парафинов. Нали — ч е влаги усиливает коррозионную агрессивность топлив. Кристаллы парафинов забивают фильтры системы подачи топлива и нарушают ее или прекращают совсем. Температура помутнения связана с тем-и ературой застывания.  [1]

Температуры помутнения и начала кристаллизации характеризуют содержание в топливе воды и парафина: чем ниже температура помутнения топлива, тем меньше в нем содержится растворенной воды и парафина.  [2]

Влияние присадок на низкотемпературные свойства летнего дизельного топлива NM-4.| Эффективность различных депрессорных присадок.  [3]

Температура помутнения во всех случаях равна — 4 С.  [4]

Схема прибора для определения количества серы.  [5]

Температуры помутнения и начала кристаллизации определяют по ГОСТ 5066 — 56 следующим образом ( рис. 17): стандартную стеклянную пробирку 2 с мешалкой 1 помещают в другую пробирку 4, являющуюся воздушной баней, и все это помещают в сосуд 3 с охладительной смесью. Топливо, налитое в пробирку с мешалкой, охлаждают и наблюдают или за помутнением, или за появлением кристаллов.  [6]

Зависимость освещенности 5 % — ного раствора керосина от.  [7]

Температуры помутнения для 5, 10 и 15 % — ного раствора соответственно составляли 12 5, 18 5, 22 3 С при Q 1430 см3 / мин.  [8]

Температура помутнения и начала кристаллизации соответствует такой температуре, при которой из нефтяной фракции выделяются растворенная вода, парафины, бензол, видимые невооруженным глазом. Температура помутнения и начала кристаллизации определяется для некоторых видов топлив и реже — для дистиллятных масел. Выделение из нефтей и их фракций парафинов связано с явлениями ассоциации и структурообразования за счет сил межмолекулярного взаимодействия. Таким образом, на низкотемпературные свойства нефтей и нефтяных фракций влияют условия, управляющие структурообразованием в них. Основной компонент, повышающий температуру застывания нефтей и нефтяных фракций — алканы. Недавно была установлена зависимость энергии ассоциации алканов в точках фазовых переходов от их молекулярной массы [87], что позволило, в частности, найти углеводород, в котором энергия межмолекулярного взаимодействия выше энергии химической связи между атомами в молекуле, вследствие чего алкан деструкти-рует при плавлении. Температура плавления алканов повышается с увеличением молекулярной массы.  [9]

Температура помутнения характеризует способность осветительных керосинов работать при сравнительно низкой температуре окружающего воздуха.  [10]

Температура помутнения нормируется для авиабензина БА и топлив Т-1 и ТС-1, для которых она не должна превышать — 50 С, а также для предварительно обезвоженных автотракторных дизельных топлив: в пределах от — 5 до — 25 С.

Помутнение этих топлив вызывается выпадением кристаллов парафиновых углеводородов, которые, так же как и кристаллики льда, забивают топливные фильтры и нарушают подачу топлива в двигатель. При дальнейшем охлаждении дизельное топливо полностью застывает и теряет текучесть. Разница между температурами помутнения и застывания дизельных топлив достигает 10 — 30 град.  [11]

Температура помутнения дает представление о способности осветительных керосинов работать при сравнительно низкой температуре окружающего воздуха.  [12]

Температура помутнения их водных растворов колеблется от — 1 до 5 С. Неонолы НС малотоксичны, биологически мягки. В отличие от алкилсуль-фатов натрия сульфоэтоксилаты — дерматологически мягкие вещества.  [13]

Температура помутнения — это температура, при которой жидкие углеводороды в условиях испытания начинают мутнеть. Температура застывания является важным показателем углеводородных смесей, особенно с высоким содержанием смол, асфальтенов и парафинов, способных при соответствующих температурах ( обычно более 15 С) к структурированию. Поэтому показатели низкотемпературных свойств товарных нефтепродуктов нормируют.  [14]

Температура помутнения указывает на склонность топлив поглощать при низких температурах влагу из воздуха. В дальнейшем при еще более низких температурах эта влага образует кристаллики льда, которые засоряют топливоподающую аппаратуру, что недопустимо при эксплуатации особенно авиационных двигателей.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Точка помутнения биодизеля и проблемы с холодной погодой – Farm Energy

Содержание

Введение Испытание на температуру помутнения и температуру застывания Температура помутнения и температура застывания различных типов биодизеля Методы снижения температуры помутнения и температуры застывания Дополнительные темы по проблемам биодизеля в холодную погоду Для дополнительной информации Библиография Авторы этой статьи

Введение

В северных частях Соединенных Штатов и других холодных регионах мира одной из основных проблем среди пользователей биодизеля являются его неблагоприятные свойства текучести на холоде. В холодном климате может возникнуть проблема с заправкой транспортных средств смесью биодизеля с высоким содержанием биодизеля, поскольку биодизель имеет тенденцию превращаться в гель (замерзать) при более высоких температурах, чем обычное дизельное топливо. Фактическая температура, при которой замерзает биодизельное топливо, зависит от типа масла или жира, из которого оно изготовлено.

Холодостойкие характеристики дизельного топлива измеряются по температуре помутнения (CP), температуре забивания холодного фильтра (CFPP) и температуре застывания (PP). Температура помутнения – это температура топлива, при которой можно наблюдать небольшие твердые кристаллы при охлаждении топлива. Точка забивания холодного фильтра — это температура, при которой топливный фильтр забивается из-за кристаллизации или гелеобразования компонентов топлива. Температура застывания относится к самой низкой температуре, при которой происходит движение топлива при опрокидывании контейнера.

По сравнению с нефтяным дизельным топливом биодизель имеет более узкий диапазон температур между температурой помутнения и температурой застывания. Тех, кто привык иметь дело с бензиновым дизелем, может удивить такой узкий диапазон. В то время как разница между температурой помутнения и температурой застывания нефтяного дизельного топлива может составлять 20 градусов, биодизель может иметь разницу всего в несколько градусов.

Испытания на температуру помутнения и застывания

Испытания на температуру помутнения и застывания проводятся относительно быстро и легко, поэтому они используются для оценки точки забивания холодного фильтра, т. е. фактической температуры, выше которой можно использовать топливо. Можно проверить топливо на холодную забивку фильтра, но это дорого и утомительно. Поэтому большинство людей используют температуру помутнения и температуру застывания, чтобы определить температуру, при которой топливо начинает разрушаться. Топливо может по-прежнему работать в двигателе, даже если температура ниже точки помутнения. Однако ниже температуры застывания (после загустевания) топливо работать точно не будет.

Можно было бы ожидать, что температура помутнения всегда будет выше, чем температура застывания. Однако, поскольку температура помутнения и температура застывания биодизеля могут быть очень близкими, а также из-за того, как сообщается о температуре помутнения и температуре застывания, возможно, что температура застывания может быть выше, чем точка помутнения. О температуре помутнения сообщают с интервалом в 1°C, а о температуре застывания сообщают с интервалом в 3°C. Когда топливо охлаждается, его проверяют каждые три градуса, чтобы увидеть, движется ли поверхность топлива при опрокидывании контейнера. Когда никакого движения не обнаружено, то к температуре добавляют три градуса, чтобы получить самую низкую температуру, при которой будет литься топливо. Таким образом, для топлива, которое начинает мутнеть при -1°C и превращается в гель при -2°C, температура помутнения указывается как -1°C, а температура застывания при 0°C.

Температура помутнения соевого биодизеля составляет около 34°F (1°C), тогда как температура помутнения для дизельного топлива № 1 составляет около –40°F (-40°C), а для дизельного топлива № 2 – от -18°C. F (-28°C) и +20°F (-7°C). Обычно, когда температура биодизеля приближается к температуре помутнения, необходимо внести изменения в топливо, например добавить антигелеобразующие присадки или дизельное топливо № 1, чтобы предотвратить засорение фильтров. Однако следует иметь в виду, что топливные присадки, рекомендуемые для дизеля, могут быть неэффективны для биодизеля. Для получения дополнительной информации о присадках, препятствующих гелеобразованию, и биодизельном топливе см. раздел «Влияние присадок на низкотемпературные свойства биодизельного топлива» 9.0034

Биодизельные смеси с низким содержанием топлива в холодную погоду работают так же, как дизельное топливо. Исследования, финансируемые Национальным советом по биодизелю, показывают, что смеси B2 или B5 оказывают минимальное влияние или вообще не влияют на свойства дизельных смесей при низкой текучести.

Для смесей с более высоким содержанием температура помутнения смеси может быть оценена путем умножения процентного содержания каждого топлива на температуру помутнения этого топлива и последующего сложения ответов. Например, соевое биодизельное топливо имеет температуру помутнения 1°C, а дизельное топливо № 1 имеет температуру помутнения -40°C. Таким образом, смесь соевого биодизеля B20 и дизельного топлива № 1 будет иметь температуру помутнения -31,8°C (20% x 1°C = 0,20°C; 80% x -40°C = -32°C; -32). °С + 0,20°С = -31,8°С).

Температура помутнения и температура застывания различных типов биодизеля

Хотя биодизель может быть получен из любого нефтяного сырья, которое соответствует стандартам ASTM D6751 в США или стандартам EN14214 в Европе, все свойства биодизеля не одинаковы. Биодизель, изготовленный из различных растительных масел, обладает уникальными характеристиками при холодной погоде, которые могут варьироваться в большую или меньшую сторону на целых 15 градусов Цельсия (см. таблицу ниже).

ASTM D6751 не определяет требуемую температуру помутнения для биодизеля, но требует, чтобы точка помутнения сообщалась покупателю. Если клиент не внимательно выберет подходящее сырье для биодизеля, топливо может неожиданно загустеть в холодную погоду. В то время как около 80% биодизельного топлива в Соединенных Штатах составляет соевое биодизельное топливо, которое имеет температуру помутнения около 1 ° C, некоторое количество биодизельного топлива в США производится из животного жира (жира) или отработанных масел и может иметь значительно более высокую температуру помутнения.

Биодизель, изготовленный из разного сырья, может иметь разную температуру помутнения и температуру застывания:

Сырье для биодизеля	Точка помутнения (градусы Цельсия)	Температура застывания (градусы Цельсия)
Соевое масло	1	0
Рапсовое масло	0	-9
Пальмовое масло	17	15
Масло ятрофы	8	6
Сало	12-17	6

Источники: Moser (2008), Vyas et al. (2009), Миттельбах и Ремшмидт (2005).

Методы снижения температуры помутнения и застывания

Работа биодизеля в холодную погоду может быть улучшена за счет использования подогревателей топливопроводов или подогревателей топлива в баке, изоляции топливных фильтров и топливопроводов, а также хранения дизельного оборудования в отапливаемых помещениях. здания.

Кроме того, некоторые добавки и методы обработки могут снизить температуру помутнения и температуру застывания самого топлива.

«Зимняя обработка» представляет собой процесс удаления насыщенных метиловых эфиров путем охлаждения топлива, вызывающего кристаллизацию, и последующего отделения высокоплавких компонентов путем фильтрации. Ли и др. (1996) обнаружили, что CP обычного соевого биодизеля может быть снижена до -7,1°C за счет подготовки к зиме. Однако, поскольку часть биодизеля отделяется, потери выхода составляют 26%. Дэвис и др. (2007) использовали фракционирование метилового эфира сои мочевиной и метанолом для производства модифицированного биодизеля с ТП до -45°C. В этом процессе используются преимущества клатратов, которые образуются между мочевиной и длинноцепочечными насыщенными метиловыми эфирами. В любом случае удаляется значительное количество биодизеля с высоким содержанием CP.

Подготовка к зиме, как правило, не является эффективным способом улучшения текучести на холоде из-за высокой потери текучести. Кроме того, во многих случаях нецелесообразно хранить выделенную для летнего использования фракцию с высоким содержанием CP или транспортировать ее в регион с более теплым климатом, поэтому ее необходимо использовать в качестве менее ценного топлива.

CP биодизеля также может быть снижена за счет использования спирта с разветвленной цепью вместо метанола во время обработки. Изопропиловый и 2-бутиловый эфиры обычного соевого масла кристаллизовались при температуре на 7–11 и 12–14 °C соответственно ниже, чем соответствующие метиловые эфиры (Lee et al., 19).95). Однако использование изопропилового спирта дороже, а завершить реакцию труднее, чем с метанолом.

В продаже имеются различные топливные присадки для дизельного и биодизельного топлива, улучшающие свойства текучести на холоде. Данн и др. (1996) изучали влияние 12 присадок для хладостойкости нефтяного дизельного топлива на поведение биодизеля при хладотекучести. Они пришли к выводу, что присадки значительно улучшили PP смесей дизельного/биодизельного топлива, но не сильно повлияли на CP. Многие добавки содержат некоторые запатентованные компоненты, такие как сополимеры этилена, винилацетата или других сополимеров олефинов и сложных эфиров. Из-за наличия этих запатентованных соединений влияние присадок для повышения текучести на биодизель из различных видов сырья, таких как рапс, горчица и отработанное растительное масло, необходимо определять экспериментально.

Ученые из Университета Айдахо изучили влияние четырех имеющихся в продаже присадок для повышения текучести при низких температурах на биодизельное топливо, изготовленное из соевого масла, горчичного масла и отработанного растительного масла. Из этих трех типов биодизеля горчичное биодизельное топливо лучше всего реагировало на присадки. Тем не менее, исследователи обнаружили, что присадки не работают так хорошо для биодизеля, как для нефтедизеля. Среднее снижение CP и PP для 100% биодизельного топлива из горчицы составило 0,3°C и 7,2°C соответственно. Тем не менее, присадки снижали PP нефтяного дизельного топлива по крайней мере на 16°C, до уровня ниже -36°C во всех исследованных случаях (Shrestha et al., 2008).

Еще один способ улучшить низкотемпературные характеристики биодизеля — смешать его с другим биодизельным топливом с более низкой температурой помутнения. Было показано, что это эффективный метод снижения температуры помутнения пальмового масла. Moser (2008) смог получить значения CFPP для пальмового масла при температуре ниже 0°C путем смешивания с другими метиловыми эфирами.

Дополнительные темы о биодизеле Проблемы холодной погоды

Качество биодизеля

Транспортировка и хранение биодизеля

Проверка качества биодизеля

Программа BQ-9000 для производителей биодизеля

Дополнительная информация

• Нефтяное дизельное топливо и биодизельное топливо Технические проблемы холодной погоды. 35-страничный отчет законодательному собранию Миннесоты об использовании биодизельных смесей в холодную погоду.

• Влияние присадок на хладотекучесть биодизеля. Двухстраничный отчет об исследовании, проведенном Университетом Айдахо, в котором оценивалась эффективность различных биодизельных добавок в отношении снижения PP и CP соевого биодизеля и его смесей с летним дизельным топливом.

• Введение в Farm Energy
• Введение в биодизель
• Сырье для биодизеля
• Переработка биодизеля
• Использование биодизеля

• Интернет-библиотека ресурсов по биодизелю
  • Веб-сайты по биодизелю
  • Информационные бюллетени и публикации
  • Биодизель Powerpoints и видео
  • Коммерческие публикации
  • Тематические исследования
  • Инструменты принятия решений
  • Резюме исследований
  • Курсы и тренинги по биодизелю

• Биодизель Часто задаваемые вопросы – Часто задаваемые вопросы

 

Библиография

ASTM (2003a) Стандартный метод определения температуры помутнения нефтепродуктов D 2500-02. В: Ежегодный сборник стандартов ASTM. Американское общество испытаний и материалов, Западный Коншохокен, Пенсильвания. стр. 886-889.

ASTM (2003b) Стандартный метод определения температуры застывания нефтепродуктов D97–02. В: Ежегодник стандартов ASTM. Американское общество испытаний и материалов, Западный Коншохокен, Пенсильвания. стр. 87-94.

Брайс, Дж. К. (1973) Кинетика роста. В: Рост кристаллов из жидкости. Американский Эльзевир, Нью-Йорк. стр. 78-127.

Чандлер, Дж. Э., Хорнек, Ф. Г., и Браун, Г. И. (1992) Влияние низкотемпературных присадок на работоспособность дизельного топлива. В: Труды Международной встречи и выставки SAE по топливу и смазочным материалам, Уоррендейл, Пенсильвания.

Чиу, К.В., Шумахер, Л.Г., и Суппес, Г.Дж. (2004) Влияние присадок на холодную текучесть на смесь соевого биодизеля. Биомасса и биоэнергия 27(5):485-491.

Дэвис Р.А., Мохтар С. и Тао Б.Ю. (2007) Производство низкотемпературного биодизеля путем клатрации мочевины. В: Труды ASABE, Сент-Джозеф, Миссури.

ДеМан, Дж. М. (2000) Взаимосвязь между химическими, физическими и текстурными свойствами жиров. В кн.: Физические свойства жиров, масел и эмульгаторов. AOCS, Шампейн, Иллинойс, стр. 79-95.

Данн, Р.О. и Бэгби, М.О. (1995) Низкотемпературные свойства дизельных топлив на основе триглицеридов: переэтерифицированные метиловые эфиры и смеси средних дистиллятов и сложных эфиров нефти. Журнал Американского общества нефтехимиков 72 (8): 895-904.

Данн Р.О., Шокли М.В. и Бэгби М.О. (1996) Улучшение низкотемпературных свойств альтернативных дизельных топлив: метиловые эфиры, полученные из растительных масел. Журнал Американского общества химиков-нефтяников 73 (12): 1719-1728.

Ли, И., Джонсон, Л.А., и Хаммонд, Э.Г. (1995) Использование сложных эфиров с разветвленной цепью для снижения температуры кристаллизации биодизеля. Журнал Американского общества химиков-нефтяников 72 (10): 1155-1160.

Ли, И., Джонсон, Л.А., и Хаммонд, Э. Г. (1996) Снижение температуры кристаллизации биодизеля путем вымораживания метилсоата. Журнал Американского общества химиков-нефтяников 73 (5): 631-636.

Миттельбах, М., и Ремшмидт, К. (2005) Биодизельное всеобъемлющее руководство, второе издание. Бурседрак Гэс. m.b.H., Вена.

Мозер, Б.Р. (2008) Влияние смешивания метиловых эфиров рапсового, пальмового, соевого и подсолнечного масла на топливные свойства биодизеля. Энергия и топливо 22(6):4301-4306.

О’Коннор, Р.Т. (1960) Рентгеновская дифракция и полиморфизм. В: Жирные кислоты: их химический состав, свойства и использование (часть I). Публикация Interscience, Нью-Йорк. стр. 285-378.

Петерсон, С.Л., Рис, Д.Л., Хаммонд, Б.Л., Томпсон, Дж.К., и Бек, Сидни М. (1997) Обработка, характеристика и характеристики восьми видов топлива из липидов. Прикладная инженерия в сельском хозяйстве 13 (1): 71-79.

Шреста, Д.С., Ван Герпен, Дж., и Томпсон, Дж. (2008 г.) Эффективность присадок при низкой текучести на различных биодизельных топливах, дизельном топливе и их смесях. Сделки ASABE 51(4):1365-1370.

Вьяс, Амиш П., Субраманьям, Н., и Патель, Паял А. (2009) Производство биодизеля путем переэтерификации масла ятрофы с использованием твердого катализатора KNO3/Al2O3. Топливо 88(4):625-628.

 

Авторы этой статьи

Авторы

• Джон Новацки, специалист по системам сельскохозяйственных машин Университет штата Северная Дакота
• Дев Шреста, адъюнкт-профессор биоэнергетики, кафедра биологической и сельскохозяйственной инженерии, Национальная образовательная программа по биодизелю, Университет Айдахо
• Эндрю Свенсон, специалист по управлению фермерскими и семейными ресурсами, Государственный университет Северной Дакоты
• Деннис П. Визенборн, профессор кафедры сельскохозяйственной и биосистемной инженерии Университета штата Северная Дакота.

Рецензенты

• Джон Ван Герпен, профессор, Университет Айдахо, Национальная образовательная программа по биодизелю
• Джоэл Шумахер, младший специалист по экономике сельского хозяйства, Университет штата Монтана

 

Улучшение низкотемпературной текучести дизельного топлива

Февраль 2021 г.

Установки для гидроочистки, которые решают проблемы текучести дизельного топлива при низких температурах, более экономичны, чем присадки и присадки к топливу, отвечающие текущим спецификациям.

ДЖОН ПЕТРИ
Honeywell — UOP

Резюме статьи

Нормальные парафины являются основным фактором, влияющим на свойства хладотекучести дизельного топлива. У нефтеперерабатывающего завода есть несколько вариантов, таких как регулировка фракционирования в технологических установках, смешивание с керосином и добавление присадок, улучшающих хладотекучесть, в резервуары для дизельного топлива. Однако эти варианты должны учитывать осуществимость и штрафы для экономики нефтеперерабатывающего завода. Интеграция решений по улучшению текучести на холоде на основе гидрообработки может предложить более технически и экономически эффективные варианты. Интеграция катализаторов гидрокрекинга и гидроизомеризации с компонентами, улучшающими текучесть на холоде, может значительно улучшить свойства текучести на холоде. Установки гидрообработки могут быть сконфигурированы так, чтобы нацеливаться на часть исходного компонента дизельной смеси, которая не соответствует требованиям к свойствам текучести при низких температурах или требованиям дистилляции дизельного топлива.

Дизельное топливо — это топливо, широко используемое в пассажирских транспортных средствах, автобусах, тягачах, сельскохозяйственном оборудовании, двигателях локомотивов, лодках, электрогенераторах и другом мощном оборудовании. Дизель должен соответствовать спецификациям на топливо, таким как ASTM D 975, EN 590, BIS 1460 и GB 19147 в США, ЕС, Индии и Китае соответственно. Последние спецификации приведены в Таблице 1. Международные спецификации требуют гидрообработки всех компонентов дизельного топлива на нефтяной основе для достижения сверхнизких концентраций серы и могут требовать более жестких условий гидрообработки, таких как более высокое парциальное давление водорода и меньшее время работы катализатора, для насыщения ароматических соединений. и улучшить их цетановый индекс и число.

Дизельное топливо также должно быть пригодно для использования в двигателях при различных температурах окружающей среды. Например, ASTM D 975 обеспечивает минимальную температуру окружающей среды в десятом процентиле для каждого штата по месяцам с октября по март в США. Для этих более низких температур требуется более низкая текучесть дизельного топлива, чтобы предотвратить засорение топливопровода, фильтра и топливной форсунки двигателя. Основными свойствами являются температура помутнения, температура забивания холодного фильтра (CFPP) и температура застывания.

Точка помутнения возникает, когда температура топлива становится достаточно низкой для начала образования кристаллов, которые содержат н-парафины и делают топливо мутным. Методы ASTM D 2500, ASTM D 5771, IP 219 и IP 444 позволяют определить точку помутнения. Заявленная воспроизводимость для ASTM D 2500 и ASTM D 5771 составляет 4°C.

Исходя из минимальной температуры вспышки и максимальной температуры перегонки D 86, показанных в таблице 1, углеродное число н-парафинов может варьироваться от 9 до 25. Точка помутнения может быть рассчитана с использованием фундаментальной термодинамической модели при распределении н- известна концентрация парафина в зависимости от числа атомов углерода. ¹ Распределение концентраций углеродного числа н-парафина может быть преобразовано в единую эквивалентную концентрацию при эталонном углеродном числе н-парафина. Все остальные классы компонентов, такие как изопарафины, нафтены и ароматические соединения, считаются молекулами растворителя.

Кристаллизацию отдельного н-парафина в растворе можно рассчитать с помощью термодинамического уравнения, зная энтальпию плавления и температуру плавления эталонного н-парафина. Методика1 была применена для расчета температуры помутнения почти 200 образцов дизельного топлива с измеренным распределением концентрации углерода в н-парафине. Более 95% расчетных точек помутнения (см. рис. 1) находились в пределах воспроизводимости измеренных точек помутнения, которая обычно составляет +/-4°C, и экспериментально подтвердили фундаментальную взаимосвязь температуры помутнения и н-парафинов в дизельном топливе.

CFPP тесно связан с точкой помутнения. Засорение происходит, когда образец топлива кристаллизует достаточное количество кристаллов воска на сетке стандартного размера 45 микрон в пипетке, чтобы замедлить или остановить поток топлива. CFPP измеряется с использованием ASTM D6371, IP 309, SH/T 0248 и других соответствующих лабораторных методов. База данных из 300 образцов дизельного топлива с измеренным значением помутнения и CFPP указывает на почти однозначное соответствие точки помутнения с CFPP, которое в среднем на 1°C ниже. Анализ образца дизельного топлива методом одномерной или двумерной газовой хроматографии и установление распределения числа атомов углерода в н-парафине позволяет точно рассчитать температуру помутнения и приблизительное значение CFPP.

Температура застывания представляет собой самую низкую температуру движения топлива и измеряется с использованием ASTM D97, D 5949, IP 15 и других подобных методов. При температуре застывания сеть кристаллов н-парафинов образует гель, препятствующий течению топлива. 2 В то время как первым случаем образования кристаллов в дизельном топливе является точка помутнения, кристаллизация -парафинов достаточно для создания начала температуры застывания. Более низкие концентрации н-парафинов в дизельном топливе приводят к большей разнице между температурами помутнения и застывания.

Промежуточные потоки нефтепереработки, обычно смешиваемые с дизельным топливом, представляют собой потоки гидроочищенных дистиллятов, а также керосина и тяжелого дизельного топлива с установки гидрокрекинга, если таковая имеется. Подача нефти на одну или несколько установок гидроочистки дистиллята может включать следующие источники:
• Керосин, тяжелое дизельное топливо, тяжелый атмосферный газойль, вакуумное дизельное топливо из установок перегонки сырой нефти или прямогонные дистилляты
• Легкий газойль коксования с установки замедленного коксования
• Легкое рецикловое масло с установки каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем

Все эти потоки производятся из дистилляционных колонн, которые определяют диапазон температур кипения углеводородов в потоках. Более высококипящая часть этих потоков в значительной степени определяет их хладотекучесть. Температуры плавления н-парафинов, которые тесно связаны с хладотекучестью, логарифмически возрастают с увеличением истинной температуры кипения н-парафинов (рис. 2). Включение н-парафинов с более высоким числом атомов углерода и более высокой температурой кипения в результате перегонки промежуточных продуктов нефтепереработки, используемых для смесей дизельного топлива, неблагоприятно влияет на свойства текучести при низких температурах.

На основании более типичных концентраций и распределения углеродного числа н-парафинов промежуточные продукты керосина с температурой кипения в диапазоне от примерно 150°C до примерно 250-280°C будут иметь точки помутнения от -30°C до -40°C . Промежуточные продукты тяжелого дизельного топлива с точкой кипения в диапазоне от 250-280°C до 370-400°C будут иметь температуру помутнения от -15°C до +15°C. Свойства текучести на холоде зависят от источников сырой нефти, истинной температуры кипения при перегонке, эффективности перегонки, условий обработки в каталитических установках и состава катализатора. ²

Резервуары с дизельным топливом могут быть разделены на летние, зимние и арктические холодные сорта и могут иметь температуру от +5°C до -5°C, от -15°C до -20°C и от -30°C до Требования к облачности -40°C или CFPP соответственно. Есть несколько способов производства этих сезонных сортов. Наиболее распространенным является снижение точки отсечки при перегонке в установках перегонки сырой нефти и перегонных колоннах установки конверсии до тех пор, пока смесь гидроочищенных промежуточных продуктов не будет соответствовать требуемым свойствам текучести на холоде.

Например, установки для получения сырой нефти производят дистилляционную фракцию между тяжелым дизельным топливом или вакуумным дизельным топливом и вакуумным газойлем. Установки замедленного коксования производят дистилляционную фракцию между легким газойлем коксования и тяжелым газойлем коксования. Установки каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем производят дистилляционную фракцию между легким рецикловым маслом и осветленным шламовым маслом. Гидрокрекинговые установки производят дистилляционную фракцию между тяжелым дизельным гидрокрекингом и неконвертированной нефтью. Точки отсечки летнего сорта в этих установках фракционирования обычно составляют 360-380°C. Пороговые значения для зимних сортов могут варьироваться от 345°C до 360°C, тогда как предельные значения для арктических сортов еще ниже и могут составлять от 285°C до 345°C. Точки отсечки снижены, чтобы исключить н-парафины, которые обычно составляют небольшую долю от общего количества углеводородов.

Когда точки отсечки на установке сырой нефти, установке замедленного коксования или установке гидрокрекинга снижаются, исключенная часть тяжелого дизельного топлива с более высоким диапазоном кипения обычно направляется на установку конверсии, такую ​​как установка каталитического крекинга в псевдоожиженном слое или установка гидрокрекинга. Тяжелое дизельное топливо в установке каталитического крекинга в псевдоожиженном слое в значительной степени преобразуется в бензин.