13. Дизельное топливо и керосин. Требования к ним и способы повышения качества.

Дизельное топливо является сложной смесью парафиновых (10-40%), нафтеновых(20-60%) и ароматических (14-30%) углеводородов и их производных средней молекулярной массы 110-230, выкипающих в пределах 170-380 градусов по Цельсию. Температура вспышки составляет 35-80 градусов по Цельсию, застывания – ниже 5 градусов.

Для того чтобы обеспечить надежную, экономичную и долговечную работу дизельного двигателя, топливо для него должно отвечать следующим требованиям:

· хороший распыл топлива и оптимальное смесеобразование;

· полное сгорание топлива с малой задержкой самовоспламенения и минимальным образованием сажистых и токсичных веществ (оксида азота NOx, оксидов серы SO2, SОз, сероводорода H2S, бенз-а-пирена С20Н12) и др.;

· хорошая прокачиваемость топлива для обеспечения надежной и бесперебойной работы топливной аппаратуры;

· низкое нагарообразование в камере сгорания;

· отсутствие коррозии топливопроводов и деталей топливной аппаратуры;

· достаточная стабильность свойств при длительном хранении.

Основными способами улучшения качества дизельного топлива являются фильтрация, присадки, сепарация

Фильтрация – процесс очистки д.т. от мелких механических частиц и пыли. Фильтр состоит из двух деталей: корпуса и непосредственно элемента фильтрации (синтетические волокна, бумага и т.д.). Содержащаяся в топливе вода тоже ухудшает его качество. Существуют фильтры, которые удаляют воду из топлива во время его залива в бак.

Присадки представляют собой смесь определённых химических веществ, добавление которых в дизельное топливо, так или иначе, изменяют его свойства. Выбор присадок в наше время просто огромен! Основные виды присадок:

1. Антибактериальные, которые борются с развитием бактерий в баках, где хранится дизельное топливо.

2. Противоизносные. Компенсируют недостаток серы в дизельном топливе (её количество уменьшают, тем самым повышая экологичность топлива), выступая в качестве смазывающих веществ. Без этих присадок очень быстро наступит износ отдельных деталей двигателя или самого механизма в целом.

3. Цетаноповышающие. Их нужно применять только к тем видам топлива, которое обладает высокими смазывающими свойствами. Их применяют для того, чтобы улучшить пуск двигателя.

4. Депрессоры. Снижают уровень температуры, при которой дизельное топливо начинает мутнеть и кристаллизироваться.

Сепарация. Усовершенствованный вид фильтрации. К этому методу прибегают только в тех случаях, когда нужно более качественно очистить дизельное топливо при его чрезмерном загрязнении. По способу очистки сепараторы делят на химические и механические. Для их работы используют специальную бумагу, которая позволяет задерживать воду и прочие примеси в очень больших объемах и откладывать их на дно очистителя. Очень важно регулярно очищать сепараторы. Сепараторы главным образом используют в промышленных масштабах, очищая огромные массы дизельного топлива.

Физические свойства

Летнее дизельное топливо: Плотность: не более 860 кг/м³. Температура вспышки: 62 °C. Температура застывания: −5 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180—360 градусов Цельсия. Рост температуры конца выкипания приводит к усиленному закоксовыванию форсунок и дымности.

Зимнее дизельное топливо: Плотность: не более 840 кг/м³. Температура вспышки: 40 °C. Температура застывания: −35 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180—340 °C. Так же зимнее дизельное топливо получается из летнего дизельного топлива добавлением депрессорной присадки, которая снижает температуру застывания топлива, однако слабо меняет температуру предельной фильтруемости. Кустарным способом в летнее дизельное топливо добавляют до 20 % керосина ТС-1 или КО, при этом эксплуатационные свойства практически не меняются.

Арктическое дизельное топливо: Плотность: не более 830 кг/м³. Температура вспышки: 35 °C. Температура застывания: −50 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180—330 градусов Цельсия. Пределы кипения арктического топлива примерно соответствуют пределам выкипания керосиновых фракций, поэтому данное топливо — по сути утяжеленный керосин. Однако чистый керосин имеет низкое цетановое число 35-40 и недостаточные смазывающие свойства (сильный износ ТНВД). Для устранения данных проблем в арктическое топливо добавляют цетаноповышающие присадки и минеральное моторное масло для улучшения смазывающих свойств. Более дорогой способ получения арктического дизельного топлива — депарафинизация летнего дизельного топлива.

Кероси́н— смеси углеводородов (от C12 до C15), выкипающие в интервале температур 150—250 °C, прозрачная, слегка маслянистая на ощупь, горючая жидкость, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти, а также вторичной переработкой нефти. При необходимости подвергается гидроочистке.

В зависимости от химического состава и способа переработки нефти, из которой получен керосин, в его состав входят:

предельные алифатические углеводороды, нафтеновые углеводороды, бициклические ароматические, непредельные углеводороды, примеси сернистых, азотистых или кислородных соединений.

Керосин применяют как реактивное топливо, горючий компонент жидкого ракетного топлива, горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов, в аппаратах для резки металлов, как растворитель, сырьё для нефтеперерабатывающей промышленности. Керосин может использоваться как заменитель зимнего и арктического дизтоплива для дизельных двигателей, однако необходимо добавить противоизносные и цетаноповышающие присадки.. Допускается добавление до 20 % керосина в летнее дизельное топливо для снижения температуры застывания, при этом не ухудшаются эксплуатационные характеристики.

Авиационный керосин, или авиакеросин, служит в турбовинтовых и турбореактивных двигателях летательных аппаратов не только топливом, но также хладагентом и применяется для смазывания деталей топливных систем. Поэтому он должен обладать хорошими противоизносными (характеризуют уменьшение изнашивания трущихся поверхностей в присутствии топлива) и низкотемпературными свойствами, высокой термоокислительной стабильностью и большой удельной теплотой сгорания.

Керосин применяется в ракетной технике в качестве углеводородного горючего и одновременно рабочего тела гидромашин. Для повышения плотности, и, тем самым, эффективности ракетной системы, топливо часто переохлаждают.

Технический керосин используют как сырьё для пиролитического получения этилена, пропилена и ароматических углеводородов, в качестве топлива в основном при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, как растворитель при промывке механизмов и деталей.

Осветительный керосин в основном применяют в керосиновых или в калильных лампах, а также в качестве топлива и растворителя. Качество такого керосина в лампах определяется в основном высотой некоптящего пламени. Улучшению качеств керосина может содействовать гидроочистка.