Вопрос59: физические и химические свойства и показатели качества дизельного топлива. Цетановое число, методы определения.
|
В результате специального процесса переработки нефти (перегонки) получается дизельное топливо. Различают топливо зимнего и летнего вида. Зимнее топливо используется при отрицательных температурах, а летнее горючее – только при положительных. Существует также арктическое топливо, которое можно использовать при температуре до -50 градусов Цельсия. Отличаются эти марки дизельного топлива не только технологией производства, но и основными характеристиками. Рассмотрим, по каким показателям различается дизельное топливо. От цетанового числа зависит промежуток времени, который пройдет между впрыском горючей смеси в цилиндр двигателя и ее воспламенением. Более высокое цетановое число сокращает этот промежуток. Варьируется этот показатель от 40 до 50, хотя встречается топливо и с числом 60. Однако такое повышение цетанового числа в топливе является очень дорогостоящей операцией, при этом, увеличение его выше 60-ти уже не способствует повышению мощности двигателя. Поэтому большинство отечественных производителей ограничивается топливом, в котором цетановое число равно 45. Кроме мощности от цетанового числа зависит содержание вредных веществ и дыма в отработанных газах, а также уровень шума работы двигателя. Такие показатели, как вязкость и плотность, определяют то, как дизельное топливо будет образовывать горючую смесь, сгорать и испаряться. То, как дизельное топливо способно противостоять процессам окисления, то есть его срок хранения, определяет химическая стабильность. В химически нестабильном топливе со временем образуется осадок. Еще одним важным показателем является температура замерзания. В это понятие включаются такие свойства, как температура застывания, помутнения и другие. Естественно, это показатель, который определяет марку топлива. Для летнего топлива помутнение происходит при -5, а застывание при -10 градусах. Зимнее топливо застывает не выше, чем при -35 градусах. Эта норма регламентирована действующим ГОСТ-ом. Тем не менее, для современных дизельных двигателей рекомендуется значение этого показателя -50 в зимнее время года. Кроме перечисленных свойств еще существует множество других, таких как доля серы и ее соединений, состав фракций, кислотность, температура вспышки, концентрация смол, содержание примесей и другие. Из перечисленных показателей содержание серы и температура вспышки являются нормируемыми величинами, то есть регламентируются действующими стандартами. Разнообразие возможных присадок сегодня не может не впечатлить, тем не менее, многие недобросовестные продавцы используют их для повышения показателей некачественного топлива. В связи с этим рекомендуем приобретать дизельное топливо только на проверенных заправках. |
Измеритель цетанового числа (IQT)
Измеритель цетанового числа дизельных топлив для исследовательских и заводских лабораторий Ignition Quality Tester (IQT). Модель 92000-2
Цетановое число - характеристика воспламеняемости дизельных топлив, определяющая период задержки воспламенения смеси (промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения). Чем выше цетановое число, тем меньше задержка и тем более спокойно и плавно горит топливная смесь.
Оптимальную работу стандартных двигателей обеспечивают дизельные топлива с цетановым числом 40-55. При цетановом числе меньше 40 резко возрастает задержка воспламенения (время между началом впрыска и воспламенением топлива) и скорость нарастания давления в камере сгорания, увеличивается износ двигателя. Стандартное топливо характеризуется цетановым числом 40-45, а топливо высшего качества (премиальное) имеет цетановое число 45-50. Согласно российским стандартам, цетановое число летнего и зимнего дизтоплива должно быть не менее 45 единиц. При цетановом числе больше 60 снижается полнота сгорания топлива, возрастает дымность выхлопных газов, повышается расход топлива.
Нефтеперерабатывающие заводы пришли к осознанию того, что уже не могут продолжать пытаться снизить себестоимость дизельного топлива, используя устаревшие методы измерения качества, что они поставлены в условиях ужесточающейся конкуренции перед необходимостью использовать более точные и скоростные методики оценки качества для достижения высоких финансовых результатов, и это приводит к пониманию знаковых преимуществ IQT.
IQT-тестер как раз является представителем новейших "умных" методик и используется многими компаниями для предварительного измерения составных частей дизельного топлива и для точной оценки финишного продукта, минимизируя перерасход более дорогих компонентов для приготовления оптимальной смеси.
Преимущества для нефтеперерабатывающего предприятия:
Результаты теста готовы уже через 20 мин и повторяемость их превосходна. Для измерения необходимо минимальная порция топлива, а надёжность полученных результатов оставляет далеко позади все приборы, основанные на ИК анализе.
При смешивании финишного топлива уменьшение разброса определения цетанового числа от 2,5 единиц традиционным моторным методом до 0,5 при помощи IQT позволяет сохранить немалые деньги, идущие на закупку или приготовление силами предприятия добавки топлива с нужным цетановым числом.
Оптимизация приготовления дизельного топлива увеличивает срок между ремонтами и простоями оборудования за счёт выбора наивыгоднейшего режима работы.
Сокращение времени тестирования топлива сокращает расходы предприятия, так как проводится практически онлайновое тестирование продукта.
|
Основными достоинствами нового метода тестирования цетанового числа являются:
Установка IQT очень нетребовательна к обслуживанию и стоит существенно меньше, чем CFR фирмы Waukesha. |
|
Автоматический анализатор цетанового числа Ignition Quality Tester (IQTTM) с запатентованной воздушной системой впрыска топлива работает как и все двигатели внутреннего сгорания. Измеряет задержку воспламенения точно, быстро и тихо, и рассчитывает цетановое число как для обычных дизельных топлив, так и для альтернативных, в том числе тех, в которых для увеличения цетанового числа используется цетан. Высокая надёжность, скорость работы и неприхотливость к обслуживанию делают возможным использование автоматического тестера цетанового числа в качестве элемента технологической цепочки, как аппарат для непрерывного тестирования цетанового числа. ASTM D6890 является обкатанной альтернативой для ASTM D613, составной части ASTM D975 и используется многими предприятиями для ежедневного приготовления смеси дизельного топлива. Этот же метод планируется к включению в B100 спецификацию, ASTM D6751. Европейский EN15195, основанный на IP498, планируется рабочей группой CEN TC10 к включению в следующую ревизию EN590. Были проведены широкие межлабораторные испытания проб дизельного топлива нескольких мировых фирм по методу ASTM 613 (CN) и 6890(DCN) (некоторые из этих проб были с добавками для улучшения цетанового числа, что обычно является непреодолимым препятствием для экспресс анализаторов всех видов). Математическая обработка результатов подтвердила, что шкалы обоих методов практически линейны и близки к совпадению.
Сравнение данных тестирования дало показатели точности для этих методов:
IQT может использоваться в режиме исследовательского прибора, абсолютный минимум образца в этом случае - 15 мл. Может имитироваться любой режим, от холодного старта до режимов максимальной скорости. Это делает его полезным в исследовательской работе по разработке новых видов добавок и альтернативных видов топлив. На начало 2007 года более 90 тестеров IQT работало на всех пяти континентах нашей планеты. Только в Европе установлено более 40 приборов, из которых более половины на НПЗ, где они работают по 24 часа в сутки семь дней в неделю, изредка останавливаясь на пересменку. Часть анализаторов установлена в независимых лабораториях. |
