А. Н. КартАшевич в. С. товСтыка а в. ГордееНКо топливо, СмАзочНые мАтериАлы

• Название: А. Н. КартАшевич в. С. товСтыка а в. ГордееНКо топливо, СмАзочНые мАтериАлы
• Дата: 21.02.2022
• Размер: 2.39 Mb.
• Имя файла: 014.docx
• Тип: Документы; #369524
• страница: 17 из 72

Экологические требования к дизельному топливу

Основными показателями качества, ответственными за эколо- гические последствия выбросов отработавших газов дизелей, яв- ляются:

• 
  массовая доля серы;
  
• 
  массовая доля ароматических углеводородов, связанная с цетановым числом дизельного топлива;
  
• 
  фракционный состав, характеризующий пределы выкипа- ния топлива.
  

В табл. 2.12 приведены действующие, а также перспективные отечественные и зарубежные требования к дизельным топливам по ряду экологических показателей.

Анализируя табл. 2.12, можно заметить, что отечественные требования к дизельному топливу не менялись четверть века, а за- рубежные постоянно обновляются и ужесточаются.

В последнее время наблюдается резкое ужесточение требова- ний к качеству дизельных топлив и, несмотря на различие в специ- фикациях разных стран, четко прослеживается тенденция к сни- жению содержания серы. Лидером в этом движении является Швеция, которая в 1991 г. ввела спецификацию на дизельное то- пливо классов I и II, предусматривающую содержание серы 10 и 50 мг/кг соответственно, предоставив налоговые льготы произ- водителям и потребителям этого топлива.

За Швецией последовали США, где в октябре 1993 г. был вве- ден стандарт CARB (Калифорнийского Совета по контролю над воздушной средой), ограничивающий содержание серы в дизель- ном топливе. Начиная с 1998 г. нефтеперерабатывающие заводы США перешли на производство дизельных топлив с содержанием серы 50 мг/кг.

Европейский стандарт EN 590 за последние годы также пре- терпел существенные изменения: с 0,2 % до 0,001 % снизилось со- держание серы, увеличено цетановое число с 45 до 51, введены ограничения на плотность и вязкость — 2,0...4,5 при 40 С, что со- ответствует 2,7...6,5 мм²/с при 20 С. Введены новые показатели: содержание полициклических ароматических углеводородов, сма- зывающие свойства и окислительная стабильность — и установле-


91

2.5. Дизельное топливо



Таблица2.12

Нормы экологических показателей дизельных топлив

Показатель	Отечественные нормы						Зарубежные нормы
	Действующие			Вводимые			Действующие		Перспективные
	«Л» ГОСТ 305–82	«З» ГОСТ 305–82	СТБ 1658– 2006	ДЭК-Л	ДЭК-З	EN 590:2000		EN 590:2009	Предложение Ассо- циации европейских автомобильных компаний
Цетановое число	45	45	51	49	45	51		51	58
Фракционный состав, С,
не выше:
перегонка 95 %	360	340	–	360	340	360		–	–
полная перегонка	–	–	360	–	–	–		360	340
Массовая доля серы, %, не
более	0,2	0,2	0,035	0,05	0,05	0,05		0,001...0,005	0,003
Плотность при 20 С,
кг/м3, не более	860	840	820...845*	860	860	860*		820...845*	870
Объемная доля ароматиче-
ских углеводородов, %, не
более	–	–	–	–	–	–		–	**
Объемная доля полицикли-
ческих углеводородов, %,
не более	–	–	–	–	–	–		–	1

* При температуре 15 С.

** Предложение Германии (BMW) — не более 10 %, США — не более 5 %.

ны нормы на эти показатели. Содержание ароматических углево- дородов для большинства товарных дизельных топлив, выпускае- мых отечественной промышленностью, составляет 23...28 %. Коле- бания состава ароматических углеводородов зависят от природы перерабатываемой нефти, их компонентного состава и технологии производства топлив. Для удовлетворения экологических требо- ваний массовая доля ароматических углеводородов должна быть не более 10 %.

Изготовители автомобилей обсуждают дальнейшее ужесточение требований к качеству дизельных топлив, предлагая снижение со- держания серы и полициклических ароматических углеводородов.

Содержание серы в дизельном топливе определяет количество выбросов образующегося в отработавших газах диоксида серы (табл. 2.13). В 1996 г. в Европе было введено ограничение на со- держание серы в дизельных топливах до 0,05 %.
Таблица2.13

Количество выбросов диоксида серы при сжигании 1 т дизельного топлива

Содержание серы в топливе, %	Масса выбросов диоксида серы, г/кг
0,2	3,6
0,1	1,8
0,05	0,9

С 2005 по 2010 гг. введены еще более жесткие нормы на содер- жание серы — до 10 мг/кг, а на полициклические ароматические углеводороды — до 2 %.

В приложении 12 приведены действующие на территории Та- моженного союза требования к экологическим классам дизельного топлива (ТР ТС 013/2011). В Республике Беларусь требования к качеству дизельного топлива будут ужесточаться быстрее, чем в России и Казахстане. До 2016 г. все страны Таможенного союза должны будут выпускать дизельное топилво с минимальным содер- жанием серы и полициклических ароматических углеводородов.

3. влияние свойств топлива и присадок на долговечность и качество работы дизельного двигателя

Эксплуатационные свойства дизельных топлив в значитель- ной степени определяют качество работы и долговечность дизель- ных двигателей. Улучшение свойств топлив достигается путем введения в их состав многофункциональных присадок.

Присадки делятся на следующие группы:

• 
  инициирующие присадки (например, изопропилат), кото- рые повышают цетановое число на 8. 12. Их добавляют в количе-
  

стве 0,25. 2 % по массе;

• 
  противодымные присадки (например, ацетонитрил, метил- анилин, сульфонат бария). Добавляются в количестве 0,25. 0,5 %
  

по массе;

• 
  антиокислители (например, 2,6-дитретбутил-4-метилфенол, N-фенил-N-изопропилфенилендиамин). Добавляются в количе- стве 0,002. 0,1 % по массе;
  
• 
  деактиваторы металлов (например, N,N-десалицилиден- этилендиамин). Добавляются в количестве 0,003 0,005 % по массе;
  
• 
  присадки, предотвращающие образование нерастворимых продуктов окисления (например, нафтенаты и сульфонаты бария и кальция). Добавляются в количестве 0,025. 0,1 % по массе;
  
• 
  антикоррозионные присадки (например, масляный раствор окисленного петролатума и сульфоната кальция). Добавляются в количестве 0,003. 0,005 % по массе;
  
• 
  депрессорные присадки, понижающие температуру застыва- ния (например, полиметакрилаты, сополимеры этилена с винил- ацетатом). Добавляются в количестве 0,01. 2 % по массе.
  

Применение антидымных присадок МСТ-15, АДП-2056, ЭФАП-6 в концентрации 0,2...0,3 % позволяет снизить дымность отработавших газов на 40. 50 %.

Разрушающее действие кислот нейтрализуют добавлением в моторные масла для дизельных двигателей противокоррозион- ных присадок, из которых наиболее эффективен нафтенат цинка (0,25. 0,3 %). Дизельные топлива с содержанием серы более 0,2 %

применяют только при условии, что в двигателе применяется мас- ло с противокоррозионной присадкой.

Многофункциональные присадки для дизельных топлив, со- стоящие из депрессорного, моющего и противодымного компонен-

тов, не только расширяют низкотемпературные свойства топлив, но и снижают токсичность отработавших газов. Введение присад- ки АДДП в дизельное топливо в количестве 0,05...0,3 % снижает температуру застывания топлива на 20...25 С. Предельная темпе- ратура фильтруемости при этом снижается на 10...12 С, дымность отработавших газов — на 20...55 %, а нагарообразование — на 50...60 %.

В приложении 11 приведены потребительские свойства неко- торых присадок и добавок в дизельные топлива.

4. ассортимент дизельных топлив

В зависимости от типа двигателя дизельные топлива имеют различную маркировку. Топлива, применяемые в двигателях с вос- пламенением от сжатия, подразделяются на три группы. К первой группе относятся топлива для быстроходных дизелей, среди кото- рых различают марки ДА, ДЗ, ДЛ, ДС. Ко второй группе принад- лежат дизельные топлива для автотракторных, тепловозных и су- довых двигателей, они имеют маркировку А, С, З, Л. Третью группу составляют топлива для среднеоборотных дизелей, их мар- кировка — ДТ и ДМ. Все дизельные топлива, выпускаемые в на- шей стране в соответствии с действующим стандартом, предназна- чены для использования в дизельных двигателях, которые установлены на тракторах, тепловозах, морских и речных судах, тяжеловесных грузовых автомобилях.

В соответствии с ТР ТС 013/2011 дизельное топливо может

быть следующих марок: Л — летнее, применяемое при температу- рах окружающего воздуха 0 С и выше; З — зимнее, применяемое при температурах до –20 С; А — арктическое, температура при- менения которого до –38 С; Е — межсезонное, температура при- менения которого до –15 С.

В соответствии с ТР ТС 013/2011 обозначение дизельного то- плива включает группы знаков, расположенные в определенной последовательности через дефис. Первая группа: буквы ДТ, обо- значающие дизельное топливо для автомобильных дизельных двигателей. Вторая группа: буквы Л (летнее), З (зимнее), А (ар- ктическое) или Е (межсезонное), обозначающие климатические условия применения. Третья группа: символы К2, К3, К4, К5, обо- значающие экологический класс дизельного топлива.

В табл. 2.14 приведены требования к качеству дизельных то- плив по стандарту EN 590. В настоящее время отечественные неф- теперерабатывающие заводы выпускают топливо, соответствую- щее EN 590:2009, включая изменение к нему А1:2010.

Таблица2.14

Требования к качеству дизельных топлив по EN 590

Показатель	1993–1996 гг.	1996–1999 гг.	Действующий с 2000 г.	С изменени- ями 2010 г.
Массовая доля серы,
%, не более	0,5	0,3	0,035	0,001...0,005
Цетановое число, не
менее	45	49	51	51
Плотность при 15 С,
кг/м3	820...860	820...860	820...845	820...845
Кинематическая вяз-
кость при 40 С,
мм2/с	2,0...4,5	2,0...4,5	2,0...4,0	2,0...4,0
Фракционный со-
став: 95 % перегоня-
ется до, С	370	370	360	360
Содержание полици-
клических аромати-
ческих углеводоро-
дов, %, не более	–	–	11	8
Смазывающая спо-
собность, мкм, не бо-
лее	–	–	460	460
Окислительная ста-
бильность, г/м3, не
более	–	–	25	25

Требования к качеству дизельного топлива за рубежом приве- дены в приложении 13.

В настоящее время российской нефтеперерабатывающей про- мышленностью вырабатывается дизельное топливо по ГОСТ 305–82 трех марок: Л — летнее, применяемое при температурах окружаю- щего воздуха 0 С и выше; З — зимнее, применяемое при темпера- турах до –20 С (в этом случае зимнее дизельное топливо должно

иметь температуру замерзания менее –35 С и температуру по- мутнения менее –25 С), или зимнее, применяемое при температу- рах до –30 С (температура замерзания менее –45 С и температу- ра помутнения менее –35 С); А — арктическое, температура применения которого до –50 С. Содержание серы в дизельном топливе марок Л и З не превышает 0,2 % для I вида топлива и 0,5 % для II вида топлива; марки А — 0,4 %. Для удовлетворения потреб- ности в дизельном топливе по согласованию с потребителем раз- решаются выработка и применение топлива с температурой засты- вания 0 С без нормирования температуры помутнения.

В соответствии с ГОСТ 305–82 принято следующее условное обозначение дизельного топлива: летнее топливо заказывают с учетом содержания серы и температуры вспышки (Л-0,2-40), зимнее — с учетом содержания серы и температуры застывания (З-0,2-минус 35). В условное обозначение на арктическое дизель- ное топливо входит только содержание серы: А-0,2.

Дизельное топливо (ГОСТ 305–82) получают компаундирова- нием прямогонных и гидроочищенных фракций в соотношениях, обеспечивающих соблюдение требований стандарта по содержа- нию серы. В качестве сырья для гидроочистки нередко использу- ют смесь среднедистиллятных фракций прямой перегонки и вто- ричных процессов, чаще — прямогонного дизельного топлива и легкого газойля каталитического крекинга. Содержание серы в прямогонных фракциях в зависимости от перерабатываемой нефти колеблется в пределах 0,8...1,0 % (для сернистых нефтей), а содержание серы в гидроочищенном компоненте — от 0,08 до 0,1. Дизельное экспортное топливо ТУ 38.401-58-110–94 выраба-

тывают для поставок на экспорт. Содержание серы в нем 0,2 %.

Исходя из требований к содержанию серы, дизельное экспорт- ное топливо получают гидроочисткой прямогонных дизельных фракций. Для оценки его качества по требованию заказчиков определяют дизельный индекс (а не цетановое число, как принято ГОСТ 305–82). Кроме того, вместо определения содержания воды и коэффициента фильтруемости экспресс-методом устанавливают прозрачность топлива при температуре 10 С.

В настоящее время производство высококачественных дизель- ных топлив невозможно без добавки присадок различного функ- ционального назначения, таких как депрессорные, цетаноповышаю-

щие, антидымные, моющие, антиокислительные, диспергирующие, ингибиторы коррозии, противоизносные и многие другие. При со- ставлении многофункциональных пакетов присадок учитывают их совместимость, поскольку различные поверхностно-активные ве- щества могут влиять на функциональные свойства друг друга.