Современные дизельні, суднові і досить важкі моторні топлива

МІНІСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ.

РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦИИ.

УФИМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НЕФТЯНОЙ.

ТЕХНІЧНИЙ УНИВЕРСИТЕТ.

Кафедра технології нафти і газа.

РЕФЕРАТ.

ПО ТЕМЕ:

СУЧАСНІ ДИЗЕЛЬНІ, СУДНОВІ И.

ТЯЖКІ МОТОРНІ ТОПЛИВА.

Студент: Пономарьов П. С. ст.гр. ТП-98−01.

Викладач: Кондрашева М. К. професор, д.т.н.

УФА 2003.

Глава 1 Дизельні топлива.

1. Властивості дизельних палив для наземної техники:

1. Самовоспламеняемость (цетановое число).

2. Испаряемость (фракційний состав);

3. Вязкость;

4. Низькотемпературні свойства;

5. Смазывающие (противоизносные);

6. Хімічна стабильность;

7. Коррозионная агрессивность;

8. Прихильність до нагарообразованию (ступінь чистоти топлива).

2. Сучасні і перспективні вимоги до якості дизельних палив. Асортимент, якість і склад дизельних топлив.

3. Присадки до сучасних дизельним топливам.

4. Поліпшення мастильних властивостей дизельних топлив.

5. Сучасні і перспективні вимоги до дизельним топливам.

6. Поліпшення екологічних та експлуатаційних характеристик дизельних топлив.

Глава 2 Суднове маловязкое і досить важкі моторні топлива.

1. Загальні фізико-хімічні свойства.

2. Експлуатаційні властивості суднового маловязкого і тяжких моторних топлив:

1. Прихильність до освіті отложений;

2. Сумісність топлив;

3. Коррозионная активность;

4. Захисні свойства;

5. Стабільність топлив;

6. Прокачиваемость;

7. Низькотемпературні свойства;

8. Теплота сгорания.

2. Сучасні і перспективні вимоги до якості важких моторних і суднового маловязкого топлива.

3. Асортимент, якість і склад важких видів моторних топлив.

ГЛАВА 1.

Дизельні топлива.

1. Властивості дизельних палив для наземної техники.

Дизельне паливо призначено для швидкохідних дизельних і газотурбінних двигунів наземної і судновий техніки. Умови смесеобразования і запалення палива на дизелях від таких у карбюраторних двигунах. Перевагою перших є можливість здійснення високого рівня стискування (до 18 в швидкохідних дизелях), унаслідок чого питома витрата палива на них як на 25—30% нижче, ніж у карбюраторних двигунах. У той самий час дизелі різняться більшою складністю їх виготовляти, великими габаритами. По економічності й надійності роботи дизелі успішно конкурують із карбюраторними двигателями.

Основні експлуатаційні показники дизельного палива: цетановое число, що б високі мощностные й економічні показники роботи двигуна; фракційний склад, визначальний повноту згоряння, дымность і токсичність відпрацьованих газів двигуна; в’язкість і щільність, щоб забезпечити нормальну подачу палива, распыливание в камері згоряння працездатність системи фільтрування; низькотемпературні властивості, що визначають функціонування системи харчування при негативних температурах довкілля та умови зберігання палива ступінь чистоти, характеризує надійність роботи фільтрів грубу неуважність і тонкого очищення і циліндропоршневої групи двигуна; температура спалахи, визначальна умови безпеки застосування палива на дизелях; наявність сірчистих сполук, непредельных вуглеводнів і металів, характеризує нагарообразование, корозію і знос. [3].

1. Самовоспламеняемость (цетановое число).

Цетановое число — основний показник займистості дизельного палива. Воно визначає запуск двигуна, жорсткість робочого процесу (швидкість наростання тиску), витрата пального й дымность відпрацьованих газів. Що цетановое число палива, тим нижче швидкість наростання тиску і тих менш жорстко працює двигун. Проте якщо з підвищенням цетанового числа палива понад оптимального, забезпечує роботу двигуна з припустимою жорсткістю (менш 0,5 МПа/°ПВК), погіршується його економічність загалом на 0,2—0,3% і дымность відпрацьованих газів на одиницю цетанового числа підвищується на 1—1,5 одиниці Хартриджа.

Що цетановое число палива, то швидше відбудуться процеси попереднього окислення їх у камері згоряння, то швидше спалахне суміш і запустится двигун. Нижче наведені дані про впливу цетанового числа тимчасово запуску двигателя:

Цетановое число 53 38.

Час запуску, з 3 45−50.

Цетановое число палив залежить від своїх вуглеводневої складу. Найбільш високими цетановыми числами мають нормальні парафінові вуглеводні, причому на підвищення їх молекулярної маси воно підвищується, а, по мері розгалуження — знижується. Найнижчі цетановые числа у ароматичних вуглеводнів, які мають бічних ланцюгів; ароматні вуглеводні з бічними ланцюгами мають вищі цетановые числа тим більше, що довший бічна парафінова ланцюг. Непредельные вуглеводні характеризуються нижчими цетановыми числами, ніж відповідні ним будовою парафінові вуглеводні. Нафтеновые вуглеводні мають невисокими цетановыми числами, але великими, ніж ароматні вуглеводні. Що температура кипіння палива, тим більша цетановое число, і це залежність носить майже лінійний характер; тільки до окремих фракцій цетановое число може знижуватися, що їх вуглеводневим складом. [3].

Цетановые числа дизельних палив різних марок, вироблюваних вітчизняної промисловістю, характеризуються такими значениями:

Марка дизельного палива Л 3(-35°С) 3(-45°С) А.

Метановое число 47−51 45−49 40−42 38- 40.

Застосування палив з цетановым числом менш 40 призводить до жорсткої роботі двигуна, причому більше 50 — до підвищення питомої витрати палива внаслідок зменшення повноти згоряння. Влітку можна використовувати палива з цетановым числом, рівним 40, а взимку задля забезпечення холодного пуску Двигуна — з цетановым числом щонайменше 45. Цетановое число і низькотемпературні властивості палива — це взаємозалежні величини: що краще низькотемпературні властивості палива, тим нижче його цетановое число. Так, палива з температурою застигання нижче -45 °З характеризуються цетановым числом близько 40.

Хороші низькотемпературні властивості досягаються кількома способами: істотним полегшенням фракційного складу (температура кінця кипіння 300—320 °З замість 360 °З), проведенням депарафинизации палива (вилучення н-парафиновых вуглеводнів), переробкою нафтеноароматичних нафт малим змістом н-парафиновых вуглеводнів. Водночас у першій-ліпшій нагоді знижується цетановое число. застосуванню, та їх вводять у вкрай обмежених кількостях підвищення цетанового числа з 38 до 40, бо за цьому знижується температура спалахи і підвищується коксуемость топлива.

Встановлення оптимальних цетановых чисел має велику практичного значення, оскільки з поглибленням нафтопереробки у складі дизельного палива будуть утягуватися легкі газойли каталітичного крекінгу, коксування й усієї фракції, які мають щодо низькими цетановыми числами. Бензинові фракції також мають низькі цетановые числа, і додавання в дизельне паливо завжди помітно знижує цетановое число останнього. Європейським стандартом на дизельне паливо встановлено нижню межу цетанового числа — 48 одиниць. [3].

1.2 Испаряемость (фракційний состав).

Характер процесу горіння палива на двигуні визначається двома основними показниками — фракційним складом і цетановым числом. На згоряння палива легшого фракційного складу витрачається менше повітря, у своїй завдяки зменшенню часу, який буде необхідний освіти топливовоздушной суміші, процеси смесеобразования протікають більш полно.

Полегшення фракційного складу палива, наприклад при добавку щодо нього бензинової фракції, можуть призвести до жорсткої роботі двигуна, обумовленою швидкістю наростання тиску 1(повороту колінчатого валу. Це тим, що на момент самовоспламенения робочої суміші в циліндрі двигуна нагромаджується велика кількість парів палива, і горіння супроводжується надмірним підвищенням тиску і стукотами в двигателе.

Вплив фракційного складу палива для двигунів различных.

типів неоднаково. Двигуни з передкамерним і вихрекамерньм смесеобразованием внаслідок наявності розігрітих до високої температури стінок предкамеры та створення сприятливіших умов згоряння менш чутливі до фракційного складу палива, ніж двигуни з безпосереднім упорскуванням. Наддування двигуна, створює підвищений термічний режим камери згоряння, забезпечує можливість нормальної роботи з паливах утяжеленного фракційного состава.

Час прокручування двигуна під час запуску його за паливі з середньої температурою кипіння 200—225 °З вдев’ятеро менше, ніж паливі з середньої температурою кипіння, рівної 285 °З. [3].

При випробуваннях дизельного палива утяжеленного фракційного складу з температурою кінця кипіння на 30 °З вище, ніж в стандартного літнього палива, відзначений підвищений витрати загалом на 3% і підвищення дымности відпрацьованих газів у середньому становив 10%. Однією з основних причин підвищення витрати палива є висока в’язкість палива утяжеленного фракційного состава.

Витрата пального залежить тільки від температури кінця його кипіння, а й від 50%-іншої точки перегонки.

Для літніх дизельних палив, отриманих перегонкою нафти, 50%-ная точка выкипания у межах 260−280 °З (найтиповіші значення 270—280 °З), для зимових марок дизельних палив вона становить 240−260 °З. [3].

1.3 Вязкость.

Визначають процеси випаровування та смесеобразования в дизелі, тому що від них залежить форма й будову паливного смолоскипа, розміри які виникають крапель, дальність проникнення крапель палива на камеру згоряння. Нижчий щільність і в’язкість забезпечують краще розпилювання палива; на підвищення зазначених показників якості збільшується діаметр крапель і зменшується повне їх згоряння, внаслідок збільшується питома витрата палива, зростає дымность відпрацьованих газів. В’язкість палива впливає наповнення насоса і відплив палива через зазори плунжерных пар. Зі збільшенням в’язкості палива зростає опір паливної системи, зменшується напол;

нение насоса, що може спричинити до перебоїв у роботі. Нижче приведено залежність подачі палива насосом від температури палива: [3].

Температура палива, °З +10 -30 -40 -50.

Подача насоса, кг/ч 850 830 810 300.

За зменшення в’язкості кількість дизельного палива, що просочується між плунжером і втулкой, зростає, внаслідок знижується подача насоса. Переклад двигуна на пальне з меншою щільністю і в’язкістю можуть призвести до прогару головок поршня, у зв’язку з ніж потрібно регулювання паливної апаратури. Працюючи паливної апаратури на газоконденсатному дизельному паливі без регулювання паливної апаратури відбувається зменшення циклової подачі палива до 1% та подальше зниження максимального тиску палива на трубопроводі високого тиску 10—15%. Період затримки впорскування поповнюється 2—4° повороту колінчатого вала.

Зниження циклової подачі пов’язані з зменшенням подачі паливного насоса високого тиску внаслідок зменшення щільності і збільшення витоку менш грузького газоконденсатного топлива.

Збільшення затримки впорскування палива викликано великий сжимаемостью; щоб отримати цикловую подачу газоконденсатного палива, досить збільшити хід рейки паливного насоса високого давления.

Від в’язкості залежить знос плунжерных пар. Нижній межа в’язкості палива, у якому забезпечується його висока смазывающая здатність, залежить від конструктивних особливостей паливної апаратури і умов її експлуатації. В’язкість палива на межах 1,8—7,0 мм2/с мало впливає знос плунжеров паливної апаратури сучасних швидкохідних дизелей.

В’язкість палива залежить з його вуглеводневої складу. Літній дизельне паливо, одержуване з західносибірської нафти, у якому переважають парафино-нафтеновые вуглеводні, має в’язкість при 20 °З 3,5—4,0 мм2/с; таку ж по фракційного складу пальне з сахалинских нафт, у якому переважають нафтено-ароматические вуглеводні, — 5,5—6,0 мм2/с. Стандартом на дизельне паливо в’язкість нормується у досить межах, що з відмінностями вуглеводневої складу перероблюваних нафт. Спроби обмежити в’язкість палива на вузьких межах приведуть до зменшення ресурсів його виробництва, оскільки знадобиться знизити температуру кінця кипіння палива. У зарубіжних стандартах кінематична в’язкість нормується зазвичай при 40 °З, тоді як вітчизняні ГОСТ і ТУ регламентують в’язкість при 20 °C.

Нижче приведено кінематична в’язкість (, мм2/с, среднедистиллятных палив при 20 і 40 °З: [3].

|При 20 °З |При 40 °З |При 20 °З |При 40 °З | |2,8 |2,0 |9,2 |5,5 | |3,7 |2,5 |10,5 |6,0 | |4,6 |3,0 |11,6 |6,5 | |5,5 |3,5 |12,4 |7.0 | |6,4 |4,0 |13,4 |7.5 | |7,3 |4,5 |14,4 |8,0 | |8,2 |5,0 |— |— |.

З усіх класів вуглеводнів найменша в’язкість у алифатических. Ці самі вуглеводні меншою мірою змінюють свою в’язкість при охолодженні, тобто. мають найбільш положисту вязкостно-температурную криву. Алифатические вуглеводні розгалуженого будівлі, що мають у бічних ланцюгах два-три атома вуглецю, мають вищої в’язкістю і за охолодженні вона змінюється різкіше, ніж в вуглеводнів нормального будівлі. Присутність подвійний зв’язку знижує в’язкість алифатического вуглеводнів. Ароматичні і нафтеновые кільця в молекулі вуглеводнів підвищують в’язкість і погіршують вязкостно-температурную залежність. Бициклические вуглеводні при однаковою молекулярної масі з моноциклическими мають як вищу в’язкість, але й круту криву залежності в’язкості від температуры.

Хоча в’язкість дизельних палив при зниженні температури і підвищується, поведінка палива, зазвичай, продовжує підпорядковуватися закону Ньютона (в'язкість залежить від градієнта зсуву) до випадання кристалів твердих углеводородов.

1.4 Низькотемпературні свойства.

Низькотемпературні властивості характеризуються такими показниками, як температура помутніння, гранична температура фильтруемости і температура застигання остання визначає умови складського зберігання палива — умови застосування палива, хоча у відомі випадки використання палив при високих температурах, майбутніх до температурі застигання. Більшість дизельних палив відмінність між Tп і Tз становить 5—7 °З. У разі, якщо дизельне паливо зовсім позбавлений депрессорных присадок, дорівнює чи 1—2 °З нижче Tп. Для палив, містять депрессорные присадки на 10 °З повагою та більш нижче Tп. [3].

У дизельних паливах міститься значна частина вуглеводнів із високим температурою плавлення. Всім класів вуглеводнів справедлива закономірність: зі зростанням молекулярної маси, отже, і температури кипіння підвищується температура плавлення вуглеводнів. Проте дуже сильний впливом геть температуру плавлення надає будова вуглеводнів. Вуглеводні однаковою молекулярної маси, але різного будівлі може мати значення температур плавлення в межах. Найвищі температури плавлення мають парафінові вуглеводні довгою неразветвленной ланцюгом вуглеводневих атомів. Ароматичні і нафтеновые вуглеводні плавляться при низьких температурах (крім бензолу, п-ксилола), проте ці вуглеводні, але довгою неразветвленной бічний ланцюгом, плавляться за більш високих температур. Принаймні розгалуження ланцюга парафинового вуглеводнів чи бічний парафінової ланцюга, приєднаної до ароматичним чи нафтеновым кільцям, температура плавлення вуглеводнів снижается.

Таблиця 1 — Щільність вітчизняних дизельних топлив.

| |Марка палива | |Щільність при 20 °З, кг/м3| | | |літнє |зимове |арктическо| | | | |е | |Фактичні значення |802−875 |792−847 |790−830 | |Найтиповіші значения|830−850 |800−830 |800−820 |.

Дослідження засвідчили, що з охолодженні дизельних палив насамперед випадають парафінові вуглеводні нормального будівлі. У цьому температура помутніння палива залежить від сумарного вмісту у ньому н-парафиновых углеводородов.

Задля більшої необхідних температур помутніння і застигання зимові палива отримують полегшенням фракційного складу. Так, щоб одержати дизельного палива з t3 = -35 °З повагою та tп = -25 °З потрібно понизити температуру кінця кипіння палива з 360 до 320 °З, а палива з t3 = -45 °З повагою та tn = -35 °З — до 280 °З, що зумовлює зниження відбору дизельного палива від нафти із 42-го до 30,5 і 22,4% відповідно. [3].

Скоротити втрати під час виробництва зимового дизельного палива можна введенням у паливо депрессорных присадок (в сотих частках відсотка). Добавка депрессорных присадок дозволяє знизити граничну температуру фильтруемости на 10—15 °З повагою та температуру застигання на 15—20 °З. Запровадження присадок впливає на ta палива. Це з механізмом дії депрессорных присадок, полягає в модифікації структури кристаллизующихся парафінів, зменшенні їх розмірів. У цьому загальна кількість н-парафиновых вуглеводнів не знижується. Останнього можна лише внаслідок депарафинизации (цеолитной, карбамидной, каталітичної) топлива.

Таблиця 2 — Характеристики дизельних палив з різними низькотемпературними властивостями* [3].

|Показатели |Фракції, °З |.

Низькотемпературні властивості дизельних палив з депрессорными присадками специфікаціями всіх країн оцінюються по ГОСТ 305–82 для палива без депрессора низькотемпературні властивості регламентують по tЗ і tП. Різниця має перевищувати 10 °C.

5. Смазывающие (противоизносные).

Палива є мастильним матеріалом для рухомих деталей паливної апаратури швидкохідних дизелів, пар тертя плунжерных паливні насоси, запірних голок, штифтов та інших деталей.

Смазывающие властивості палив значно нижча, ніж в масел, адже й в’язкість, і змістом поверхнево-активних речовин (ПАР) в паливах менше, ніж уміст їх у мастила. Противоизносные властивості палив поліпшуються зі збільшенням змісту ПАР, в’язкості і температури выкипания.

У зв’язку з пожорсткішанням вимог до якості дизельних палив за змістом сірки і переходом розвиток екологічно чистих палив, гидроочистку їх проводять у жорстких умов. У цьому з дизельних палив видаляються сполуки, містять сірку, кисень і азот, що негативно впливає їх смазывающую здатність. Найреальнішим способом поліпшення смазывающих властивостей дизельного палива є застосування противоизносных присадок.

1.6 Хімічна стабильность.

Хімічна стабільність дизельного палива — здатність протистояти окислительным процесам, протекающим при зберіганні. Проблема почалося з поглибленням переробки нафти й залученням у складі товарного дизельного палива среднедистиллятных фракцій вторинної нафтопереробки, як-от легкого газойлю каталітичного крекінгу, вісбрекінгу, коксування. Останні збагачені ненасиченими вуглеводнями, включаючи диолефины і дициклоолефины, і навіть містять значну кількість сірчистих, азотистих і смолистих сполук. Наявність гетероатомных сполук, особливо у поєднані із ненасиченими вуглеводнями, сприяє їхній окислительной полімеризації і поліконденсації, цим впливаючи освіту смол і опадів. Найдужчими промоторами смолоі осадкообразования є азотисті і сірчисті соединения.

Хімічна стабільність оцінюється за кількістю що утворився паливі осаду (мг/100 мл) по ASTM D 2274. Легкий газойль каталітичного крекінгу (ЛГКК) з хімічного стабільності істотно поступається прямогонним чи гидроочищенным дистиллятным фракціям: [3].

Зміст ЛГКК 43/107 палива, %. 0 10 20 30.

40 100 Норма.

Осад, мг/100 мл 1,2 5,5 7,2.

8,9 10,3 21,5 < 0,2.

7. Коррозионная агрессивность.

Стандартами на дизельні палива регламентуються такі показники якості, що характеризують їх коррозионную агресивність: зміст загальної сірки, зміст меркаптановой сірки і сірководню, водорасворимых кислот і лугів, випробування на мідної пластинке.

Сучасна технологія отримання дизельних палив практично виключає можливості присутності них елементної сірки і сірководню у кількості, викликають коррозионное вплив на метали. Відсутність эле;

ментной сірки і сірководню надійно контролюється випробуванням на мідної платівці. Паливо витримує ці випробування, якщо зміст вільної сірки не вище 0,0015%, сірководню трохи більше 0,0003%.

Загальне вміст сірки мало характеризує коррозионную агресивність палива стосовно металам. При збільшенні змісту сірки з 0,18 до 1,0%, але незначному підвищенні змісту меркаптановой сірки з 0,005 до 0,009%, коррозионная агресивність палива майже изменяется.

Вплинув на коррозионную агресивність дизельних палив надає глибина їх гідроочищення, бо за цьому разом із сернистыми і ароматичними сполуками видаляються поверхнево-активні речовини, у результаті погіршуються захисні властивості палив. Видалення поверхнево-активних речовин призводить до зниження здібності палива витісняти вологу із поверхні металів і утворювати захисну пленку.

Коррозионная агресивність дизельних палив, переважно, залежить від змісту меркаптановой сірки. Так, підвищення змісту меркаптановой сірки з 0,01% (норма ГОСТ) до 0,06% збільшує корозію більш ніж 2 раза.

Коррозионная активність меркаптановой сірки в дизельному паливі істотно залежить від присутності ньому вільної води та розчиненої кисню, які прискорюють процес освіти меркаптидов.

Прямогонные дизельні палива мають вищими захисними властивостями проти гидроочищенными. Порівняно низькими захисними властивості має газойль каталітичного крекинга.

Захисні властивості мало залежить від фракційного складу. Зимове і літнє палива, отримані з однаковою технології, мають приблизно однаковим захисними свойствами.

Причиною підвищеної корозії і зносу є присутність у паливі металів. [3].

Зміст металів в дизельних паливах (х10−4%), отриманих в різних предприятиях:

| |Л |3 |А | |Цетановое число, щонайменше |45 |45 |45 | |Фракційний склад: | | | | |50% переганяється за нормальної температури, °З, не|280 |280 |255 | |вище | | | | |90% переганяється за нормальної температури (кінець | | | | |перегонки), | | | | |°З, не вище |360 |340 |330 | |Кінематична в’язкість при 20 °З, ммг/с |3,0−6,0|1,8−5,0 |1,5−4,0| |Температура застигання, °З, не вище, для | | | | |кліматичної | | | | |зони: | | | | |помірної |-10 |-35 |- | |холодної |- |-45 |-55 | |Температура помутніння, °З, не вище, для | | | | |кліматичної | | | | |зони: | | | | |помірної |-5 |-25 |- | |холодної |- |-35 |- | |Температура спалаху закритому тиглі, °З,| | | | |не нижче: | | | | |для тепловозних і суднових дизелів і |62 |40 |35 | |пазовых турбін | | | | |для дизелів загального призначення |40 |35 |30 | |Масова частка сірки, %, трохи більше, в | | | | |паливі: | | | | |Віда I |0,20 |0,20 |0,20 | |виду II |0,50 |0,50 |0,40 | |Масова частка меркаптановой сірки, %, не |0,01 |0,01 |0,01 | |більш | | | | |Зміст фактичних смол, мг/100 см3 |40 |30 |30 | |палива, | | | | |трохи більше | | | | |Кислотність, мг КОН/100 см3 палива, не |5 |5 |5 | |більш | | | | |Йодное число, р I2/100 грамів пального, не |6 |6 |6 | |більш | | | | |Зольність, %, трохи більше |0,01 |0,01 |0,01 | |Коксуемость 10%-ного залишку, %, не |0,20 |0,30 |0,30 | |більш | | | | |Коефіцієнт фильтруемости, трохи більше |3 |3 |3 | |Щільність при 20 °З, кг/м3, трохи більше |860 |840 |830 | |Примітка. Для палив марок Л, 3, А: зміст сірководню, | |водорасворимых кислот і лугів, механічних домішок та води — | |відсутність, випробування на мідної платівці— витримують. |.

Таблиця 4 — Характеристики дизельного експортного палива (ТУ 38.401−58- 110−94).

|Показатели |Норма для марок | | |ДЛЭ |ДЭЗ | |Дизельний індекс, щонайменше |53 |53 | |Фракційний склад: переганяється при |280 |280 | |температурі, °З, не вище: |340 |330 | |50% |360 |360 | |90% | | | |96% | | | |Кінематична в’язкість при 20 °З, мм2/с |3,0−6,0 |2,7−6,0| |Температура, °З: |-10 |-35 | |застигання, не вище |-5 |-25 | |граничною фильтруемое, не вище |65 |60 | |спалаху закритому тиглі, не нижче | | | |Масова частка сірки, %, трохи більше, палива: | | | |виду I |0,2 |0,2 | |виду II |0,3 |- | |Випробування на мідної платівці |Витримує | |Кислотність, мгКОН/100 см3 палива, трохи більше |3,0 |3,0 | |Зольність, %, трохи більше |0.01 |0,01 | |Коксуемость 10%-ного залишку, %, трохи більше |0,2 |0,2 | |Колір, од. ЦНТ, трохи більше |2,0 |2,0 | |Зміст механічних домішок |Відсутність | |Прозорість за нормальної температури 10 °З |Прозоро | |Щільність при 20 °З, кг/м3, трохи більше |860 |845 |.

3. Присадки до сучасних дизельним топливам.

Зимові дизельні палива з депрессорными присадками. З 1981 р. виробляють зимове дизельне паливо марки ДЗп по ТУ 38.101 889— 81. Отримують його за базі літнього дизельного палива з tп = -5 °З. Добавка сотої частки присадки забезпечує зниження граничною температури фильтруемости до -15 °З, температури застигання до -30 °З повагою та дозволяє вживати літнє дизельне паливо в зимовий період за нормальної температури до -15 °З. [3].

Для застосування околицях з холодним кліматом за температур -25 і -45 °З виробляють палива по ТУ 38.401−58−36−92. Відповідно до технічних умов отримують дві марки палива: ДЗп-15/-25 (базове дизельне пальне з температурою помутніння -15 °З, товарне — з граничною температурою фильтруемости -25 °З) і арктичне дизельне паливо ДАп- 35/-45 (базове пальне з температурою помутніння -35 °З, товарне — з граничною температурою фильтруемости -45 °З). [3].

Таблиця 5 — Характеристики зимових дизельних палив з депрессорными присадками.

|Показатели |Норми для марок | | |ДЗп |ДЗП-15/-25|ДАП-35/-4| | | | |5 | | |ТУ |ТУ 38.401−58−36−92 | | |38.101 889 | | | | | | | |-81 | | |Цетановое число, щонайменше |45 |45 |40 | |Фракційний склад: | | | | |переганяється за нормальної температури, °З, не | | | | |вище: | | | | |50% |280 |280 |280 | |90% (кінець перегонки) |360 |360 |340 | |Кінематична в’язкість для дизелів |3,0−6,0 |1,8−6,0 |1,5−5,0 | |загального | | | | |призначення при 20 °З, мм7с | | | | |Температура, °З, не вище: | | | | |застигання |-30 |-35 |-55 | |помутніння |-5 |-15 |-35 | |граничною фильтруемое |-15 |-25 |-45 | |Температура спалаху закритому тиглі, °З,| | | | |не нижче: | | | | |для дизелів загального призначення |40 |40 |35 | |для тепловозних і суднових дизелів |62 |35 |30 | |Масова частка сірки, %, трохи більше, в | | | | |паливі: | | | | |виду I |0,2 |0,2 |0,2 | |виду II |0,5 |0,5 |0,4 | |Масова частка меркаптановой сірки, %, не |0,01 |0,01 |0,01 | |більш | | | | |Концентрація фактичних смол, мг/100 см3|40 |- |- | |базового | | | | |палива, трохи більше | | | | |Кислотність, мг КОН/100 см3 палива, не |5 |5 |5 | |більш | | | | |Йодное число, р у 100 грамів пального, не более|6 |5 |5 | |Зольність, %, трохи більше |0,01 |0,01 |0,01 | |Коксуемость 10%-ного залишку, %, не |0,3 |0,2 |0,2 | |більш | | | | |Коефіцієнт фильтруемое, трохи більше: | | | | |для базового палива |2,0 |- |- | |для палива з присадкою |3,0 |3,0 |3,0 | |Щільність при 20 °З, кг/м3, трохи більше |860 |860 |840 | |Колір, од. ЦНТ, трохи більше |2,0 |2,0 |2,0 | |Примітка. Для палив всіх марок: зміст сірководню, водорасворимых| |кислот | |і лугів, механічних домішок та води — відсутність; випробування на мідної | |платівці — витримують. |.

4. Поліпшення мастильних властивостей дизельних палив Палива в дизельних двигунах є мастильним матеріалом для рухомих деталей паливної апаратури, тертьових пар плунжерных паливні насоси. У зв’язку з цим вони мають мати хорошими противоизносными властивостями. Оцінку противоизносных властивостей дизельних палив проводили внаслідок виміру зносу плунжеров полноразмерной паливної апаратури після проведення тривалих випробувань. Так, встановлено, що з зниженні змісту сірки в дизельному паливі з 1,0 до 0,03% зменшується знос плунжеров вдвічі, у своїй надто впливають до зносу меркаптани. За аналогією з паливом для реактивних двигунів можна було вважати, що, крім сірчистих сполук на противоизносные властивості дизельних палив має значний вплив в’язкість, кислотність і наявність воды.

5. Сучасні і перспективні вимоги до дизельним топливам.

У таблиці 6 наведено вимоги до якості дизельних палив за стандартом EN 590. Приведено тенденція зниження сірки, збільшення ЦЧ з 1993 по 2000 гг.

Таблиця 6 — Вимоги до якості дизельних палив по EN 590.

|Показатели |EN590 | | |1993;1996 |1996;1999 |Чинний| | |рр. |рр. |2000 р. | |Масова частка сірки, %, |0,5 |0,3 |0,035 | |трохи більше | | | | |Цетановое число, не |45 |49 |51 | |менш | | | | |Щільність при 1 5 °C, |820−860 |820−860 |820−845 | |кг/м «| | | | |Кінематична в’язкість |2,0−4,5 |2,0−4,5 |2,0−4,0 | |при 40 °C, мм2/с | | | | |Фракційний склад: 95% |370 |370 |360 | |переганяється до, °З | | | | |Зміст |Не норм. |Не норм. |II | |полициклических | | | | |ароматичних | | | | |вуглеводнів, %, не | | | | |більш | | | | |Смазывающая способность,|Не норм. |Не норм. |460 | |мкм, трохи більше | | | | |Окислювальна |Не норм. |Не норм. |25 | |стабільність, г/м3, не | | | | |більш | | | |.

Таблиця 7 — Вимоги до якості дизельного палива за рубежом.

|Регион |США |Калифор|Европейский Союз |Швеци|Катег| | | |ния | |я |ория | | | |(Техас)| | |IV | | | |мінімум |максимум | |1. Цетановое число | |51,0 |- | |2. Цетановый індекс | |46,0 |- | |3. Щільність при 150 °З |кг/м3 |820 |845 | |4. Поліциклічні ароматні |% мас. | |11 | |вуглеводні | | | | |5. Зміст сірки |мг/кг |- |350 | |6. Температура спалахи |°З |Вище 55 |- | |7. Коксовий залишок (10-відсоткового | | | | |залишку разгонки) | | | | | |% мас. | |0 30 | |8. Зольність |% мас. |- |0,01 | |9. Зміст води |мг/кг |- |200 | |10. Загальне забруднення. |мг/кг |- |24 | |11. Коррозионная агресивність |Оцінка |Клас 1 | |міді (3 год при 50 °С) | | | |12. Окислювальна стабільність |г/м3 |- |25 | |13. Смазывающая здатність, | | | | |скоригований діаметр плями |мкм |- |460 | |зносу (WS 1,4) при 60 °З | | | | |14. В’язкість при 40 °З |мм2/с |2,00 |4,50 | |15. Фракційний склад |%про. | | | |% про. переганяється до 250 °З | | |75—80 °З), для котельних палив — у відкритому тиглі (90—100 °З); ці норми забезпечують безпечну роботу суднових енергетичних і котельних установок. Різниця між температурами спалаху відкритому і закритому тиглях становить приблизно 30 °З: [3].

Температура спалахи, °З: Мазут марки 40 Мазут марки 100 у відкритому тиглі 92 120 у зачиненому тиглі 61 93.

Зміст води, механічних домішок і зольність. Ці компоненти небажані складовими котельних палив, оскільки присутність їх погіршує економічні показники роботи котельного агрегату, збільшує корозію хвостових поверхонь його нагріву. З використанням обводненного котельного палива на суднових енергетичних установках внаслідок влучення глобул води лежить на поверхні тертя деталей, прецизійних пар і порушення в такий спосіб умов смазывающей здібності палива можливо зависання плунжеров чи форсуночных голок. Зазвичай, вода утворює з котельням паливом дуже стійкі емульсії. Велика стійкість емульсій зумовлена зокрема високою в’язкістю мазуту й наявністю у ньому поверхнево-активних асфальтено-смолистых стабілізаторів. З підвищенням температури емульсії руйнуються внаслідок зменшення поверхового натягу і вязкости.

У той самий час наявність води, рівномірно розподіленої з усього обсягу, надає позитивний вплив на експлуатаційні властивості палив. Випаровування мелкодисперсных частинок води відбувається миттєво як «микровзрыва», процес згоряння протікає плавно і з достатньої повнотою, що зумовлює зниження питомої витрати палива й дымности відпрацьованих газів. Рівномірний розподіл й освіту води як мелкодисперсных частинок забезпечується за допомогою спеціальних пристроїв: кавитаторов, смесителей.

Механічні домішки засмічують фільтри і форсунки, порушуючи процес распыливания палива. Встановлено вимоги до змісту механічних домішок: для мазуту марки 40 — трохи більше 0,5%, марки 100 — трохи більше 1,0%. Фактично топочные мазути виробляють з нижчим змістом механічних домішок — до 0,2% і тільки окремих нафтопереробних підприємствах цих значень наближаються до встановленим по ГОСТ 10 585–75.

Таблиця 13 — Склад золи залишкових палив. [3].

|Топливо |Зміст |Зміст в попелі, % | | |палива, % | | |1 |В'язкість при 20° С, трохи більше: | | | | |- умовна, °ПУ |2,0 |ГОСТ 6258 | | |- відповідна їй кінематична, |11,4 |ГОСТ 33 | | |мм2/с | | | |2 |Цетановое число, щонайменше |40 |ГОСТ 3122 | |3 |Температура спалахи, обумовлена в |62 |ГОСТ 6356 чи | | |закритому тиглі, °З, не нижче | |ASTM Д 93 | |4 |Температура застигання, °З, |Мінус 10 |ГОСТ 20 287 | |5 |Масова частка сірки, %, трохи більше | |ГОСТ I9I2I чи | | |I вид |0,5 |ГОСТ Р 50 442 чи | | |II вид |1,0 |ASTM Д 12 66 чи | | |III вид |1,5 |ASTM Д 4294 | |6 |Масова частка меркаптановой сірки, %,|0,025 |ГОСТ 17 323 | | |трохи більше | | |.

|7 |Зміст води |Сліди |ГОСТ 2477 | |8 |Коксуемость, % трохи більше |0,2 |ГОСТ 19 932 чи | | | | |ASTV Д 189 | |9 |Зміст механічні домішок, %,|0,02 |ГОСТ 6370 | | |трохи більше | | | |10|Зольность, %, трохи більше |0,01 |ГОСТ 1461 чи | | | | |ASTM Д 482 | |11| Зміст водорозчинних кислот і |отсутствие|ГОСТ 6307 | | |лугів | | |.

Суднове маловязкое пальне за ТУ 38.101 567−87 — це среднедистиллятное паливо, на відміну моторного ДП і суднового високов’язкого палива, одержуваних змішанням залишкових і среднедистиллятных фракцій. Призначено до застосування в суднових енергетичних установках замість дизельного палива. Компонентами маловязкого суднового палива є негидроочищенные прямогонные атмосферні і вакуумні дистиляти, продукти вторинного походження — легкі й важкі газойли каталітичного і термічного крекінгу, коксования.

Таблиця 15 — Характеристики моторних палив для среднеоборотных і малооборотных дизелів (ГОСТ 1667−68).

|Показатели |Марка палива | | |ДП |ДМ | |Щільність при 20 °З, г/см3, трохи більше |0,930 |0,970 | |Фракційний склад: |15 |15 | |до 250 °З переганяється, %, трохи більше | | | |В'язкість при 50 °З: |36 |130 | |кінематична, мм2/с, трохи більше |2,95 |17,4 | |відповідна їй умовна, °ПУ, трохи більше | | | |Коксуемость, %, трохи більше |3,0 |9,0 | |Зольність, % трохи більше |0,04 |0,06 | |Масова частка сірки, %, трохи більше: |0,5 |2,0 | |в малосернистом паливі |1,5 |2,0 | |в сернистом паливі | | | |Масова частка, %, трохи більше: |0,05 |0,1 | |механічних домішок |0,5 |0,5 | |води |0,015 |0,01 | |ванадію | | | |Температура, °З: |65 |85 | |спалаху закритому тиглі, не нижче |-5 |10 | |застигання, не вище | | | |Примітка. Для марок ДП і ДМ зміст сірководню, | |водорозчинних кислот і лугів— відсутність. |.

Таблиця 16 — Характеристики маловязкого суднового палива (ТУ 38.101 567- 87).

|Показатели |Значення | |В'язкість: |2,0 | |умовна при 20 «З, «ПУ, трохи більше |11,4 | |відповідна їй кінематична, мм2/с, не более|40 | | |62 | |Цетановое число, щонайменше |-10 | |Температура, ° «З: |1,5 | |спалаху закритому тиглі °З, не нижче |0,025 | |застигання, не вище |Сліди | |Масова частка, %, трохи більше: |0,02 | |сірки |0,2 | |меркаптановой сірки |0,01 | |води |Відсутність | |механічних домішок |890 | |Коксуемость, %, трохи більше |20 | |Зольність, %, трохи більше | | |Зміст водорозчинних кислот і лугів | | |Щільність при 20 °З, г/м3, трохи більше | | |Йодное число, р йоду на 100 грамів пального, трохи більше | |.

4. Асортимент, якість і склад важких видів моторних топлив.

Стандарт на котельне паливо — ГОСТ 10 585–75 передбачає випуск чотирьох його марок: флотських мазутів Ф-5 і Ф-12, котрі за в’язкості класифікуються як легкі палива, топочных мазутів марки 40 — як середнє і марки 100 — важке паливо. Цифри вказують орієнтовну в’язкість (ответствующих марок мазутів при 50 °З. Залежно від змісту сірки топочные мазути поділяють на низкосернистые — до 0,5%, малосернистые — від 0,5% до 1,0%, сірчисті — від 1,0 до 2,0% і высоко-сернистые від 2,0 до 3,5%. [3].

Топочные мазути марок 40 і 100 виготовляють із залишків нафтопереробки. У мазут марки 40 зниження температури застигання до 10 °З додають 8—15% среднедистиллятных фракцій, в мазут марки 100 дизельні фракції не добавляют.

Таблиця 17 — Характеристики мазутів (ГОСТ 10 585−75).

|Показатели | Марка | | |палива | | |Ф-5 |Ф-12 |40 |100 | |В'язкість при 50 °З, трохи більше: | | | | | |умовна, °ПУ |5,0 |12,0 |- |- | |відповідна їй |36,2 |89,0 |- |- | |кінематична, мм2/с | | | | | |В'язкість при 80 °З, трохи більше: | | | | | |умовна, °ПУ |- |- |8,0 |16,0 | |відповідна їй |- |- |59,0 |118,0 | |кінематична, мм2/с | | | | | |Динамічна в’язкість при 0 °C,|2,7 |- |- |- | |Па-с, трохи більше | | | | | |Зольність, %, трохи більше, для | | | | | |мазуту: | | | | | |малозольного |- |- |0,04 |0,05 | |зольного |0,05 |0,10 |0,12 |0,14 |.

|Масова частка, %, трохи більше: | | | | | |механічних домішок |0,10 |0,12 |0,5 |1,0 | |води |0,3 |0,3 |1,0 |1,0 | |Масова частка сірки, %, не | | | | | |більш, для мазуту: | | | | | |низкосернистого |- |- |0,5 |0,5 | |малосернистого |- |0,6 |1,0 |1,0 | |сірчистого |2,0 | |2,0 |2,0 | |высокосернистого |- |- |3,5 |3,5 | |Коксуемость, %, трохи більше |6,0 |- |- |- | |Температура спалахи, °З, не | | | | | |нижче: | | | | | |у закритому тиглі |80 |90 |- |- | | «у відкритому тиглі |- |- |90 |110 | |Температура застигання, °З, не |-5 |-8 |10; 25*|25; 42*| |вище | | | | | |Теплота згоряння (нижча) в | | | | | |перерахунку | | | | | |на сухе паливо (не | | | | | |браковочная), кДж/кг, | | | | | |щонайменше, для мазуту: | | | | | |низкосернистого, малосернистого|41 454 |41 454 |40 740 |40 530 | |і сірчистого | | | | | |высокосернистого |- |- |39 900 |39 000 | |Щільність при 20 °З, кг/м3, не |955 |960 |- |- | |більш | | | | | |* Для мазуту з высокопарафинистых нафт | |Примітка. Всім марок палива зміст водорозчинних | |кислот і лугів, сірководню — відсутність. |.

Флотські мазути марок Ф-5 і Ф-12 призначені для спалювання в суднових енергетичних установках. У порівняні з топочными мазутами марок 40 і 100 вони мають найкращими характеристиками: меншими в’язкістю, змістом механічних домішок та води, зольністю і перевагу нижчої температурою застигання. Флотський мазут марки Ф-5 отримують змішанням продуктів прямий перегонки нафти: здебільшого 60—70% мазуту прямогонного і 30—40% дизельного палива з додаванням депрессорной присадки. Допускається залучити до його до 22% керосиногазойлевых фракцій вторинних процесів, зокрема легкого газойлю каталітичного і термічного крекінгу. Флотський мазут марки Ф-12 виробляють потроху на установках прямий перегонки нафти. Основними відзнаками мазуту ф-12 від Ф-5 є як жорсткі вимогами з змісту сірки (.