Combustibil diesel

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 26 decembrie 2020; verificările necesită 33 de modificări .

Combustibilul diesel  este un produs lichid utilizat ca combustibil într-un motor diesel cu ardere internă . De obicei, acest termen este înțeles ca combustibil obținut din fracțiunile kerosen - motorină de distilare directă a petrolului .

Numele „ulei solar” provine de la acesta.  Solaröl [1]  - „ulei solar”: încă din 1857, acesta era numele fracțiunii mai grele formate în timpul distilării petrolului. Fracția este numită astfel în legătură cu culoarea gălbuie. Industria sovietică de rafinare a petrolului a produs produsul „ Ulei solar GOST 1666-42 și GOST 1666-51 ”.

Aplicație

Principalii consumatori de motorină sunt transportul feroviar ( locomotive diesel , vagoane , trenuri diesel ), camioanele , autobuzele , transportul pe apă , echipamentele militare , generatoarele diesel, mașinile agricole , precum și vehiculele de pasageri diesel. Pe lângă motoarele diesel, motorina reziduală (ulei solar) este adesea folosit ca combustibil pentru cazane , pentru impregnarea pielii, în fluidele de tăiere și lichide de călire și în tratarea mecanică și termică a metalelor.

Principalele caracteristici ale combustibilului

Există distilate cu vâscozitate scăzută - pentru motoarele de viteză mare și cu vâscozitate mare, reziduale, pentru motoarele de viteză mică (tractor, navă, staționare etc.). Distilatul constă din fracțiuni de petrol-kerosen hidrotratate de distilare directă și până la 1/5 din motorine de cracare catalitică și de cocsificare . Combustibilul vâscos pentru motoarele cu turație mică este un amestec de păcură cu fracțiuni de petrol-kerosen. Puterea calorică a motorinei este în medie de 42624 kJ/l (10180 kcal/l).

În general, motorina utilizată pentru motoarele diesel trebuie să respecte cerințele stabilite în standardul interstatal GOST 32511-2013 [≡] (EN 590:2009) și obligatoriu pentru utilizare începând cu 1 ianuarie 2015.

Combustibilul diesel utilizat pentru motoare diesel de mare viteză și cu turbine cu gaz ale echipamentelor terestre și maritime, precum și destinat exportului, trebuie să respecte cerințele stabilite în standardul interstatal GOST 305-2013 „Combustibil diesel. Specificații „ [≡] (introdus pentru a înlocui GOST 305-82 [≡] ) și obligatoriu pentru utilizare începând cu 1 ianuarie 2015.

Combustibil diesel cu un conținut de sulf de 2000 mg/kg conform GOST 305-2013 „Combustibil diesel. Specificații” de la data introducerii din 01.01.2015 nu este permisă a fi vândute prin benzinării publice (Secțiunea 1 „Domeniul de aplicare”).

Prelevarea de probe de motorină pentru evaluarea calității acestuia se efectuează în conformitate cu GOST 2517-2012 „Ulei și produse petroliere” [≡] .

Vâscozitatea și conținutul de apă

Există așa-numitele motorine de iarnă și de vară. Principala diferență este în limitarea temperaturii de filtrare (ASTM D6371, GOST 22254-92) și a punctelor de turburare (ASTM D97, ASTM D2500, GOST 20287-91) specificate în standardele pentru acest combustibil. Producția de combustibil de iarnă este mai scumpă, dar fără preîncălzire este imposibil să se folosească combustibil de vară, de exemplu la -10 °C. O altă problemă este conținutul mare de apă din motorina. Apa se exfoliază în timpul depozitării motorinei și se adună în partea de jos, deoarece densitatea motorinei este mai mică de 1 kg / l. Un dop de apă în linie blochează complet funcționarea motorului. Cerințe ale standardului interstatal GOST 305-2013 „Combustibil diesel. Specificațiile” reglementează vâscozitatea cinematică la 20 °C pentru soiurile de vară în intervalul 3,0÷6,0 cSt , pentru soiurile de iarnă 1,8÷5,0 cSt, pentru soiurile arctice 1,5÷4,0 cSt. Acest standard impune, de asemenea, absența apei în toate clasele de combustibil.

Inflamabilitate

Principalul indicator al motorinei este numărul de cetanic (L-45). Cifra cetanica caracterizeaza capacitatea combustibilului de a se aprinde in camera de ardere si este egal cu continutul volumetric de cetan intr-un amestec cu α-metilnaftalina, care, in conditii standard ASTM D613, are aceeasi inflamabilitate fata de combustibilul studiat. Punctul de aprindere , determinat conform ASTM D93, pentru motorină trebuie să fie de cel puțin 55 ° C conform GOST 32511-2013 [2] . Temperatura de distilare , determinată conform ASTM D86, pentru motorină nu trebuie să fie mai mică de 200 și mai mare de 350 °C.

Conținut de sulf

Recent, ca parte a luptei pentru mediu, conținutul de sulf din motorină nu a fost reglementat strict în Rusia. Sulful se referă aici la conținutul de compuși ai sulfului - mercaptani (R-SH), sulfuri (RSR), disulfuri (RSSR), tiofeni, tiofani etc., și nu sulful elementar ca atare; R este un radical de hidrocarbură. Conținutul de sulf în ulei variază de la 0,15% (uleiuri siberiene ușoare), 1,5% ( uleiul Ural ) la 5-7% (uleiuri bituminoase grele); conținutul admisibil în unii combustibili reziduali este de până la 3%, în combustibilul marin  - până la 1% și, conform celor mai recente standarde din Europa și statul California , conținutul admis de sulf în motorină nu este mai mare de 0,001% (10 ppm). Reducerea conținutului de sulf în motorină, de regulă, duce la o scădere a proprietăților sale de lubrifiere, prin urmare, pentru motorina cu un conținut ultra-scazut de sulf, prezența aditivilor de lubrifiere este o condiție prealabilă.

Număr de serie conform sistemului ONU: 1202, clasa - 3.

Proprietăți fizice

În Rusia, GOST 305-82* este reglementat:

Motorină de vară: Densitate: nu mai mult de 860 kg/m³. Punct de aprindere: 62 °C. Punct de curgere : -5 °C. Se obține prin amestecarea fracțiunilor de hidrocarburi de curgere, hidrotratate și reciclate cu un punct de fierbere de 180-360 °C. O creștere a temperaturii de sfârșit de fierbere duce la creșterea cocsării injectoarelor și a fumului. Combustibilul diesel este ușor solubil în apă și nu reacționează cu acesta. Nu este agresiv față de metale. Toxic.

Motorină de iarnă: Densitate: nu mai mult de 840 kg/m³. Punct de aprindere: 40°C. Punct de curgere : -35 °C. Se obține prin amestecarea fracțiunilor de hidrocarburi în cursă directă, hidrotratate și reciclate, cu un punct de fierbere de 180–340 °C. De asemenea, motorina de iarnă se obține din motorina de vară prin adăugarea unui depresor al punctului de curgere, care reduce punctul de curgere al combustibilului, dar modifică ușor temperatura limitatoare de filtrabilitate. Într-un mod artizanal, până la 20% din kerosen TS-1 sau KO este adăugat la motorina de vară , în timp ce proprietățile de performanță practic nu se schimbă. O metodă care consumă mai mult timp este înghețarea combustibilului de vară la temperaturi sub zero. În acest caz, fracția lichidă este folosită ca combustibil de iarnă , iar precipitatul este folosit în perioada de vară (caldă).

Motorină Arctic: Densitate: nu mai mult de 830 kg/m³. Punct de aprindere: 35 °C. Punct de curgere : -55 °C [3] . Este obținut prin amestecarea fracțiunilor de hidrocarburi netratate, hidrotratate și reciclate cu un punct de fierbere de 180–320 °C. Intervalul de fierbere al combustibilului arctic corespunde aproximativ cu intervalul de fierbere al fracțiilor de kerosen, astfel încât acest combustibil este în esență kerosen ponderat . Totuși, kerosenul pur are un număr de cetanic scăzut de 35-40 și proprietăți de lubrifiere insuficiente (uzură puternică a pompei de injecție ). Pentru a depăși aceste probleme , amelioratorii de cetan și uleiul de motor mineral sunt adăugați la combustibilii arctici pentru a îmbunătăți lubrifierea. O modalitate mai costisitoare de a produce motorină arctic este prin deparafinarea motorinei de vară.

Compoziție fracțională

Compoziția fracționată a motorinei este determinată prin încălzirea a 100 ml de combustibil într-un dispozitiv special (GOST 2177-82). Vaporii sunt răciți, condensul rezultat este fixat într-un cilindru de măsurare. În procesul de distilare, punctele cheie sunt punctele de fierbere de 50% și 96%. Punctul de fierbere de 50% caracterizează proprietățile de pornire ale combustibilului, 96% - tendința de formare a carbonului și completitatea arderii.

Dacă există o mulțime de hidrocarburi ușoare în motorină, atunci procesul de ardere este întrerupt (presiunea crește brusc pe gradul unghiului arborelui cotit). Combustibilul greu, cu punct de fierbere ridicat, atunci când este atomizat, formează picături mai mari, calitatea amestecului combustibil se deteriorează, iar consumul de combustibil crește. Cu o ponderare semnificativă a combustibilului, cocsificarea duzelor injectoarelor crește semnificativ, cantitatea de depozite de carbon din zona grupului cilindru-piston crește.

Când funcționează motoare iarna, se folosește combustibil care fierbe în intervalul 140 - 340 C, iar vara - în intervalul 170 - 360 C. O astfel de compoziție fracționată a motorinei , cu un sistem de alimentare reglat corespunzător, asigură arderea completă a combustibilului și funcționarea moale a motoarelor diesel moderne de mare viteză.

Securitate

Motorina este o substanță otrăvitoare [4] . În concentrații mari, motorina are un efect narcotic și otrăvitor general, pătrunde prin pielea intactă . Provoacă otrăvire prin inhalarea vaporilor și a prafului.

MPC recomandat în zona de lucru este de 300 mg/m³ (în termeni de carbon ) [5] .

În conformitate cu GOST 12.1.007-76, motorina este o substanță toxică cu risc scăzut în ceea ce privește gradul de impact asupra corpului uman, clasa a 4-a de pericol [6] .

Diferențele dintre motorină și motorină

Motorina este un amestec de hidrocarburi parafinice, naftenice și aromatice, precum și derivații acestora, care au o greutate moleculară medie de 120-230 uma . e. m. Componentele au tendința de a fierbe când sunt încălzite la o temperatură de 170-380 ° C. Apoi motorina trece printr-un proces de purificare, după care i se adaugă anumiți aditivi. Produsul final obține un indice de vâscozitate de aproximativ 2-4,5 mm²/s. Uleiul solar este ulei solar, fiind un produs al distilării directe a uleiului.

Combustibilul diesel poate fi folosit doar ca combustibil pentru anumite tipuri de motoare diesel. Un astfel de combustibil are un indice de vâscozitate de 5-9 mm²/s. Punctul de fierbere este de aproximativ 240-400°C. Acest tip de combustibil este potrivit pentru utilizarea în motoarele diesel cu viteză mică, care sunt instalate pe locomotive diesel , nave și tractoare . Motorina este bogata in hidrocarburi, are un punct de fierbere mai scazut si o vascozitate mult mai mica. Combustibilul diesel este mai vâscos, punctul de fierbere al acestui produs este de asemenea mai mare. Prezența sulfului în motorină este obligatorie la utilizarea motoarelor diesel cu pompe mecanice cu piston. Motorina fără sulf mărește uzura perechii de piston.

Alternative la motorina convențională

Biodiesel

Biodieselul  este un amestec de esteri metilici ai acizilor grași , similare ca proprietăți fizice și chimice cu fracția diesel din petrol. Biodieselul are un indice de cetanic de cel puțin 51 (comparativ cu motorina convențională de 42-45), un punct de aprindere de peste 150 °C și o bună lubrifiere. Principalul dezavantaj este termenul de valabilitate limitat după fabricare - nu mai mult de 3 luni din cauza descompunerii bacteriene. În același timp, această proprietate este unul dintre principalele avantaje - în cazul scurgerii de combustibil biodiesel, este complet biodegradabil, fără a dăuna mediului.

Se obtine prin reactia de interesterificare a acizilor grasi continuti in uleiurile vegetale (rapata, soia, palmier) si alcoolul metilic in raport de 10:1 in prezenta metoxidului de sodiu ca catalizator. Reacția are loc în procesul de amestecare a uleiului și alcoolului într-un recipient cu un agitator la o temperatură normală de 20-25 ° C. Produsul secundar este glicerolul , care este separat în continuare în coloana de spălare cu apă.

Motorină emulsionată

O alternativă la motorina convențională este adăugarea a 20% apă și 1% emulgator la motorina convențională . Amestecul poate fi utilizat în motoarele diesel convenționale fără modificarea acestora. Culoarea amestecului este alb tulbure. Perioada de valabilitate după preparare este de aproximativ trei luni. Tehnologia este aplicată în Germania . Nu a fost studiată posibilitatea de a adăuga apă și emulgator la biodiesel.

Emulgatorii  sunt substanțe care asigură crearea de emulsii din lichide nemiscibile. Acțiunea emulgatorilor se bazează pe capacitatea agenților tensioactivi de a reduce energia necesară pentru a crea o interfață liberă. Concentrându-se pe interfața fazelor miscibile, agenții tensioactivi reduc tensiunea interfacială și asigură stabilitate pe termen lung a compoziției. În funcție de natura agenților tensioactivi, aceștia accelerează formarea și stabilizează tipul de emulsie, în mediul de dispersie al căruia sunt mai bine solubili.

Dar adăugarea de apă la motorină este dezastruoasă. Pentru duzele de înaltă presiune (cum ar fi CDI ) apa și sulful sunt elementele agresive. La presiune mare și apă, în compoziția combustibilului se formează acid sulfuric, care distruge canalele de precizie. În plus, dacă gazele din carter intră în ulei, sulful își reduce durata de viață. Prin urmare, în instrucțiunile pentru mașinile de import, producătorii scriu că perioada de schimbare a uleiului în țările fostei URSS (unde se vinde în continuare motorină cu 0,2% sulf) este înjumătățită. În plus, acizii scurtează durata de viață a catalizatorilor și a filtrelor de particule.

Producția, exporturile și consumul intern în Rusia

Potrivit Ministerului Rus al Energiei , producția de motorină în Rusia în 2013 s-a ridicat la 72,6 milioane de tone (+4,6% față de 2012) [7] .

Productie 2011 2012 2013
milioane de tone 70,9 [7] 69,4 [7] 72,6 [7]

Motorina ocupă locul trei după petrol și gaze în structura exporturilor rusești (în termeni monetari).

Export 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
milioane de tone 33.8 36.1 35.7 N / A N / A N / A 39,6 [7] 41,4 [7] 43,0 [7]
miliarde de dolari 16.2 20.2 21.4 N / A N / A N / A N / A N / A N / A

Vezi și

Note

  1. ↑ Solaröl în Pierer's Universal-Lexikon Arhivat 29 august 2014 la Wayback Machine  (germană)
  2. ↑ GOST 32511-2013 4 Cerințe tehnice - 4.2 p6
  3. ↑ Motorină. GOST 305-82 (Data introducerii 01.01.83) . Data accesului: 18 iunie 2015. Arhivat din original pe 4 martie 2016.
  4. ↑ nume= https://docs.cntd.ru_Disel
  5. ↑ nume= https://docs.cntd.ru_GOST  (link inaccesibil) 12.1.005-76. Aerul din zona de lucru. Cerințe generale sanitare și igienice
  6. ↑ nume= https://docs.cntd.ru_GOST  (link inaccesibil) 12.1.007-76. Sistemul standardelor de securitate a muncii (SSBT). Substanțe dăunătoare. Clasificare și cerințe generale de siguranță (cu amendamentele nr. 1, 2)
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Rezultatele lucrărilor complexului rusesc de combustibil și energie în 2013 // Ministerul Energiei al Rusiei, 13 ianuarie 2014

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii