Дизельное топливо: виды и характеристики

Дизельное топливо (ДТ) — один из элементов переработки нефти, который активно применяется в качестве горючего для легковых и грузовых автомобилей.

На территории РФ более половины грузовиков и 15% автобусов работают на ДТ. К потребителям относятся и иные виды транспорта: с/х, военный, водный, ж/д. Ниже рассмотрим, как получают ДТ, какие у него характеристики и виды. Отдельно поговорим о биодизеле, солярке и эмульгированном ДТ.

Как получают дизельное топливо

Изготовление дизтоплива— трудоемкий процесс, подразумевающий несколько технологических этапов:

• Подготовительный. Нефть очищается от лишних добавок и солевых элементов. Это достигается за счет смешивания с водой и обработки с помощью напряжения. Действие тока приводит к оседанию лишних элементов и очистке нефти.
• Сепарационный. Подготовленный состав подается ректификационные колонны и преобразуется. В процессе теплового и каталитического воздействия меняется химическая структура и формируются углеводородные молекулы. На этом этапе выделяется бензин и ДТ, которые представляют собой легкие / тяжелые фракции. На практике из 1 барреля удается получить около 30 л дизтоплива.
• Очистной. Из предварительного подготовленного ДТ удаляется сера, имеющая непосредственное влияние на экологичность горючего и скорость появления коррозии на элементах авто. После завершения процесса дизтопливо получает определенный Евро-класс экологичности.
• Присадочный. На этом этапе добавляются присадки для дизельного топлива, улучшающие его характеристики. В зависимости от типа они повышают качество смазки, увеличивают цетановый параметр, снижают температуру застывания и т. д.
• Лабораторный. Проверяется качество готового горючего, изучается его структура, характеристики и состав. Результатом является оформление документации, предоставляемой в дальнейшем контролирующим структурам для подтверждения качества продукта.

Характеристики дизельного топлива

Цена дизельного топлива напрямую зависит от его характеристик и, соответственно, качества. К основным параметрам стоит отнести:

• Цетановое число. Базовое свойство ДТ, по которому можно судить о способности горючего воспламеняться. Чем больше этот параметр, тем выше качество топливо, и тем быстрей оно зажигается при воздействии меньшего давления. Оптимальный параметр — около 45. Чрезмерно высокий показатель приводит к ухудшению характеристик авто, увеличению расхода горючего и усилению дымности. 
• Вязкость, плотность. Похожие показатели, которые всегда рассматриваются в комплексе. Чем меньше вязкостный показатель, тем быстрые испаряется ДТ и тем качественнее образуется состав. Увеличение этого параметра приводит к повышению диаметра капель в горючем и ухудшению его характеристик. Уменьшение показателя ниже нормы приводит к просачиванию ДТ в мелкие отверстия и появлению проблем при создании рабочего давления. Оптимальная вязкость / плотность — от 1.8 до 7.00 мм/с.
• Фракционный состав. По этому показателю можно судить о содержимом ДТ, что напрямую влияет на цетановый параметр diesel. Увеличение легких элементов углеводорода влечет за собой вытеснение кислорода, необходимого для зажигания топлива в двигателе. Следовательно, ДТ лучше воспламеняется и полностью сгорает. Вот почему наличие легких фракций — плюс, ведь это приводит к большей экономичности и экологичности. 
• Сернистые соединения в составе. Для достижения большей экологичности производители контролируют этот параметр и стараются свести его к минимуму. К примеру, количество серы в сибирской нефти составляет от 0,15%, Уралс — от 5 до 7%. Последние нормы ужесточаются и, к примеру, в Европе количество серы в ДТ не должно превышать 0,001%. Уменьшение этого параметра, как правило, ведет к ухудшению качества смазки. Для восстановления показателя добавляются специальные присадки, а это влияет на стоимость дизельного топлива.
• Уровень чистоты (коэффициент фильтрации). Проверяется посредством пропускания ДТ через специальные фильтрующие элементы для определения количества примесей. Чем быстрей состав проходит, тем лучше. Ухудшение состава возможно при наличии следующих компонентов: вода (до 0,008%), ПАВ, смолистые соединения и твердые мелкодисперсионные смеси. При наличии в ДТ множества таких примесей ухудшаются параметры мощности, увеличивается потребление, и возрастает скорость износа основных элементов. 
• Температура вспышки. Показывает, при скольки градусах Цельсия воспламеняется подготовленная дизельная смесь. От этого показателя зависит, будет ли полностью сгорать горючее. При заниженном / завышенном показателе некоторые компоненты будут сжигаться не полностью с последующим оседанием на стенках цилиндров и других элементах мотора.
• Температура застывания. Показывает, в каком регионе можно использовать ДТ. Показатель зависит от состава дизтоплива. К примеру, легкофракционный дизель с небольшой плотностью и лучшей текучестью густеет при более низких температурах. Это приводит к большей экономичности и повышению мощности. Для изменения цены дизеля в него, как правило, добавляются депрессорные добавки для уменьшения температуры застывания.

Виды дизтоплива

Предлагаемое на заправках дизельное топливо условно делится на несколько видов — по возможности применения в разных температурных режимах. Рассмотрим особенности каждого из вариантов.

Летнее

К этой группе относится ДТ, предназначенное для эксплуатации в теплое время года. Летний дизель застывает при -5 градусах Цельсия, воспламеняется при 62-х и имеет плотность, не превышающую 860 кг/куб. м.

Для получения используются методы смешения разных фракций. Применение дизеля с высокой температурой выкипания не рекомендуется, ведь это может быть чревато сбоями в работе мотора, увеличением количества дым на выхлопе и забиванием форсунок.

Зимнее

В отличие от рассмотренного выше типа ДТ, зимний вариант предназначен для использования в холодное время года. Это связано с более низкой температурой загустевания на уровне -35 градусов Цельсия. При этом параметр выкипания находится на уровне 180-340, а вспышки — 55 градусов Цельсия.
Такой вид ДТ можно получить путем добавления в летний вариант депрессорной добавки, уменьшающей температуру застывания.

На потребительском уровне в ДТ добавляется керосин в соотношении 1 к 5 без изменения эксплуатационных свойств. Применение качественного дизеля обеспечивает бесперебойность работы мотора. При этом цена зимнего дизеля выше.

Арктическое

В регионах с очень холодным климатом в дизельный двигатель заливается арктическое горючее. Его особенность состоит в сниженной температуре застывания, которая составляет -50 градусов Цельсия. Параметр вспышки / выкипания при этом составляет 25 или 180-320 градусов Целься соответственно.

По своей сути такой вид горючего представляет собой утяжеленный керосин. При этом чистое керосиновое топливо не справляется со смазкой и отличается небольшим цетановым числом (до 40). Для достижения требуемых характеристик в арктический тип горючего часто добавляются разные присадки и минеральную смазку.

Биодизель

Важно

Одним из альтернатив обычного ДТ является биодизельное топливо, которое изготавливается с применением биологических элементов.

Процесс изготовления подразумевает химическую реакцию между одним из видов масел (к примеру, соевого, коноплянового, горчичного, пальмового и т. д.) с «метилом». При этом процентное соотношение составляет 10 к 1, а рабочая температура должна быть в пределах 20-25 градусов Цельсия.

В разных странах свои подходы к изготовлению биотоплива. К примеру, в Индии масло делается из ореховых ядер, в Великобритании из отработанного растительного масла или рапса. Популярность такого топлива обусловлено его безопасностью и возможностью применения без внесения изменений в силовой агрегат. Несмотря на возможность заливки без приготовления, лучше купить дизельное топливо и смешать его биодизелем перед добавлением в процентном отношении 4 к 1. 

Преимущества биодизельного горючего:

• безотходное сжигание;
• уменьшение выделения СО;
• снижение копоти до 50%;
• высокое качество смазки;
• отсутствие вони;
• высокая скорость разложения в земле;
• безопасность с позиции температуры воспламенения (150 градусов Цельсия);
• легкость организации производства даже в условиях фермерства;
• увеличение цетанового числа при добавлении в ДТ и увеличение ресурса мотора.

Из недостатков только негативное воздействие на резиновые элементы и риск закупорки разных элементов двигателя. Также биодизель негативно воздействует на ЛКП автомобиля, поэтому в случае контакта жидкости с поверхностью машины ее необходимо сразу стереть.

Эмульгированное дизельное топливо

Особенность эмульгированного дизельного топлива состоит в добавлении в готовое ДТ воды и эмульгаторов в количестве 20% и 1% соответственно. Считается альтернативной дизтопливу, имеет мутновато белый оттенок, хранится в течение 3-месячного периода после приготовления.

Технология наиболее востребована на территории Германии. Эмульгаторы необходимы для смешивания воды и ДТ с последующем образованием однородной смеси. Эмульсия действует, благодаря наличию ПАВ, которые уменьшают энергию и междуфазное поверхностное натяжения.

Включение воды в ДТ недопустимо для дизельных моторов, каталитических нейтрализаторов и сажевых фильтров.

При этом сохраняется вероятность расслоения эмульсии, ухудшения качества смазки и образование сернистых соединений. Из плюсов — снижение температуры воспламенения, уменьшение дымности и объема выхлопа.Несмотря на это, эмульгированное ДТ пока не нашло широкого применения, но исследования ведутся в РФ и других странах. 

Солярка

Многие ошибочно считают, что дизтопливо и солярка— это синонимы. На практике это не так, ведь ДТ представляет собой смесь углеводородов, которые в дальнейшем очищаются с добавлением присадок. При этом итоговый параметр вязкости находится на уровне от 2 до 4,5 кв. мм/с. Солярка получается посредством перегонки нефти. Она может применяться в качестве горючего, но не для всех видов дизельных моторов.

У такого состав вязкость выше — от 5 до 9 кв. мм /с, а наличие высокого содержания серы является обязательным требованием. Как правило, такое горючее используется в тихоходных дизельных моторах с небольшим количеством оборотов. Чаще всего они устанавливаются на тракторы, корабли, тепловозы.

Заключение

Небольшой расход дизельного топлива, минимальный уровень токсичности, большой ресурс и высокий КПД делает «дизели» одним из наиболее популярных видов двигателей. Все это ведет к сохранению спроса на ДТ, необходимое для тракторов, грузовых машин, судов, ж/д и другой техники.

Главным «камнем преткновения» являются проблемы с экологичностью, что вынуждает многих производителей отказываться от дизельных моторов в пользу более безопасных силовых агрегатов. Но это больше касается легковых авто, а вот спецтехника, грузовики и другой упомянутый выше транспорт еще долго будут главными потребителями дизтоплива.