По этой причине дизельное топливо остается востребованным. Необходимо знать его состав, сферы применения и характеристики, чтобы получать максимальную отдачу от этого источника энергии для двигателей внутреннего сгорания и иных механизмов, где дизель применяется.
Состав ДТ
Рассматриваемый вид смеси представляет собой топливо, которое получается путем переработки нефти. Процесс осуществляется под воздействием высоких температур. На выходе жидкость имеет желтый оттенок и масляную консистенцию. Нужно учитывать, что дизтопливо подразделяется на несколько видов. Для того чтобы получить продукт, требуется разогреть нефть до показателей в 180-360 градусов. В процессе прохождения химических превращений образуются испарения, которые конденсируют пары газойля и керосина. Также высвобождаются тяжелые углеводороды. В составе готового к использованию дизельного топлива присутствуют такие элементы:
- парафиновые углеводороды или алканы - 40%.
- Нафтены - 55%.
- Ароматические арены - до 5%.
Дополнительно в составе присутствуют сера и механические примеси. Для того чтобы улучшить показатели дизеля используются присадки. Особенность состоит в том, что состав в процентном соотношении компонентов может изменяться. На показатели оказывают влияние различные факторы: место и способ добычи нефти, перевозка, особенности хранения. Учитывать требуется и то, какое оборудование используется нефтяными вышками для добычи сырья. Все изменения должны соответствовать требованиям ГОСТ. Среди добавок могут присутствовать такие компоненты, как смолы, сернистые соединения, вода, механические примеси, красители за исключением зеленого и голубого оттенков.
Особенности производства дизельного топлива
Теперь нужно рассмотреть, как изготавливается дизельное топливо. ДТ можно получить путем перегонки нефти. Этот компонент должен быть нагрет до высоких температурных показателей. Только в таких условиях будет запущен процесс выкипания некоторых фракций углеводородов.
Здесь нужно указать на то, что дизтопливо состоит из газойлевых и керосиновых фракций. Показатели кипения для них – 180-360 градусов. Каждая марка ДТ обладает определенными температурными показателями выкипания. Особенностью производства является тот факт, что половина нефти перегоняется при температурах, которые не должны превышать 280 градусов. Так производится летнее и зимнее топливо. Если требуется изготовить арктическое, то показатели температуры не переходят значения в 255 градусов.
Процесс производства дизеля можно разбить на 3 этапа:
- Разделение нефти на фракции. Предполагается использование ректификационных колонн, которые являются аппаратами для разделения жидких смесей углеводородов, имеющих разную температуру кипения. В результате получают бензиновую, керосиновую, дизельную фракции. Дополнительно выделяется мазут.
- Вторичная переработка. Полученная дизельная фракция подвергается повторной перегонке. Процедура требуется для достижения определенного химического состава. Применяется технология каталитического крекинга или гидрокрекинга. В результате состав очищается от избыточного количества серы.
- Завершение. На этом этапе происходит смешивание прямогонных фракций с фракциями, которые прошли дополнительную очистку.
В дизтопливо только в конце добавляются депрессорные, антидымные присадки.
Области применения дизеля
Полученный в результате перегонки дизельный состав используется в разных областях деятельности человека. Основными направлениями являются: автомобильный транспорт (перевозки), обеспечение железнодорожного транспорта (движение тепловозов запускается с помощью солярки). Этот вид топлива используется на морских и речных судах, в сельском хозяйстве. Именно дизель применяется для работы электрогенераторов, как топливный элемент для котлов. Если требуется создать буровые растворы, то и здесь не обходится без применения дизеля.
Характеристики дизтоплива
Сначала нужно рассмотреть основные характеристики дизтоплива. Обращать внимание рекомендуется на такие показатели и параметры, как:
- Показатель воспламеняемости (цетановое число).
- Плотность.
- Вязкость.
- Зольность.
- Кислотность.
- Содержание в составе воды.
Нельзя забывать и о таких показателях, как температура вспышки, предельная температура фильтруемости, содержание серы. Теперь о каждом пункте подробнее.
Цетановое число
Так называется показатель воспламеняемости дизельного топлива. Именно от него зависит период задержки горения рабочей смеси. Определяется также и промежуток времени, которое проходит от момента впрыска топлива в цилиндр до непосредственного начала горения. Значения показателя для двигателя определяются в пределах 40-55. Здесь нужно учитывать, что стандартный тип должен иметь показатель в 40-45, высшее качество топлива показывает значение в 45-50.
Если же происходит применение дизтоплива с цетановым числом менее 40, наблюдаются проблемы с работой двигателя. Опасность состоит в том, что некачественное горючее приводит к постепенному разрушению деталей цилиндропоршневой группы. В результате двигатель испытывает перегрузки. Когда показатель будет превышать 50, то снижается показатель полноты
сгорания топлива. Это приводит к увеличению показателя расхода. Цетановое число можно определить с помощью специальной установки, которая оснащена одноцилиндровым двигателем.
Кинематическая вязкость
Нужно знать, что дизельный вид топлива при рассмотрении качества учитывает, что кинематическая вязкость характеризует сопротивление трения слоев состава, перемещающихся в процессе движения относительно друг друга. Здесь нужно учитывать такие показатели как сезонность и климатические условия применения состава. Параметры учитываются при температуре в 20 градусов. Показатели вязкости следующие:
- Арктическое топливо – 1,5-4.
- Зимнее – 1,8-5.
- Межсезонное – 3-6.
- Летнее – 3-6.
Вязкость определяет процессы работы двигателя: прокачиваемость горючего по системам топливоподачи, тонкость распыла состава в форсунках. В том случае, когда наблюдается увеличение показателя вязкости, происходит ухудшение качества смесеобразования. Фиксируется появление нагара, осуществляется повышение расхода топлива. Визуально можно наблюдать, как выделяются черные отработанные газы.
Плотность
Плотность дизельного топлива является отношением веса к объему. Рассматриваемый показатель зависит от нескольких факторов: химический состав, условия окружающей среды, в которых происходит использование. Нужно учитывать, что оказывают влияние на показатели специфика производственного процесса, наличие примесей. Вода способствует изменению массы топливного продукта. Присадки же оказывают влияние на показатели плотности. Стандарт рассчитывается при 20 градусах:
- Летняя солярка имеет показатель 0,860.
- Зимняя – 0,840.
- Арктическая – 0,830.
Для проверки топлива по плотности используется ареометр. Пробу топлива в этом случае следует держать при температуре окружающей среды.
Температура вспышки
Параметр определяется ГОСТ. Значение ниже 40 допускается для летнего и межсезонного дизельного топлива. В том случае, когда показатель 30 – зимнее и арктическое топливо. Здесь важно знать, что если солярка используется для работы тепловозных и судовых двигателей, запуска газовых турбин значения будут другими: не ниже 62 - для летнего и межсезонного дизеля, не ниже 40 - для зимнего. Арктическое должно показывать в этом случае не ниже 35. Параметр определяет пожароопасность горючего при хранении и перевозке.
Содержание серы
Массовая доля серы составляет 2000 мг/кг. Ограничения связаны с тем, что химическое вещество является опасным для окружающей среды. Процесс постепенного сгорания топлива, в котором концентрация этого компонента превышена, приводит к образованию нагара. Также способствует ускорению износа деталей двигателя. Может стать причиной коррозионного разрушения. Если серы будет меньше установленного значения, то дизель утратит смазывающие свойства. Это также снижает долговечность работы двигателя. Для того чтобы устранить недостаток в топливо добавляются присадки.
Зольность
Параметр должен быть в пределах, которые не превышают значения 0,01 %. Во время сгорания наблюдается образование золы. В составе компонента находятся минеральные компоненты. Если они попадают в пространство между деталями, где происходит процесс трения, наблюдается усиление износа. Если в составе золы находится кварц, то он приводит к абразивному износу прецизионных элементов топливного насоса. Дополнительно осуществляется износ форсунок.
Содержание воды
В дизеле вода присутствует всегда. Допустимое значение составляет 200 мг/кг.
Превышение приводит к тому, что концентрация жидкости достигает точки насыщения. В результате меняется состояние – раствор превращается в эмульсию. Работа двигателя наущается, топливные баки могут разрушиться.
Кислотность
Параметр по значению не должен превышать 5 мг КОН на 100 мл дизтоплива. Если показатели будут превышены, то запускается процесс коррозии элементов топливной аппаратуры. Повреждается также большая часть деталей двигателя.
