Давление насыщенного пара паров дизельного топлива

Давление насыщенного пара паров дизельного топлива

Температура кипения и давление паров топлив

Жидкость начинает кипеть тогда, когда давление паров нагре­ваемого вещества становится равным давлению окружающей ат­мосферы. Для углеводородных, в том числе топливных смесей, ис­пользуется парамер, характеризующий пределы выкипания.

Па основе температуры кипения и изменения давления насы­щенных паров топлив в зависимости от температуры устанавли­вают технологический режим их получения, рассчитывают объем и производительность заводской аппаратуры, разрабатывают ус­ловия хранения, перекачки и транспортирования топлив и, нако­нец, осуществляют рациональный, наиболее эффективный, с точ­ки зрения максимального использования энергетических возмож­ностей, процесс их сжигания в системе двигателя. Поэтому знать температурные пределы выкипания, характер испарения нефтяных топлив и составляющих их углеводородов весьма важно.

С увеличением давления окружающей среды температура ки­пения жидкости возрастает. На рис. 31 показано повышение температуры кипения топлив ТС-1 и Т-1 при различной степени испарения с увеличением давления до 21 кГ/см 2 .

Как видно из рисунка, с увеличением давления температура выкипания 95% топлива ТС-1 возрастает с 240 до 510 °С, а для Т-1 —с 275 до 550 °С, т. е. более чем вдвое. Из этих данных сле­дует, что с повышением давления тяжелые фракции топлив испа­ряются менее интенсивно, чем при низких давлениях. С пониже­нием давления окружающей среды температура кипения жидкости понижается. В связи с этим желательно, чтобы авиационные топ­лива обладали возможно меньшим давлением насыщенных паров, поскольку оно будет возрастать по мере увеличения высоты поле­та вследствие увеличения разреженности атмосферы, с которой сообщается топливо в баке. Повышенное испарение авиационного топлива из баков самолета приведет к увеличенной его потере, а следовательно, к сокращению продолжительности полета. Чрез­мерно интенсивное парообразование в баке с топливом затруднит подачу насосами топлива в зо­ну сгорания. Кроме того, в этих условиях из-за опасности воспламенения образующихся паров топливо-воздушной смеси требуются дополнитель­ные противопожарные меры.

Для авиационных бензинов давление насыщенных паров при 37,8 °С и атмосферном дав­лении составляет 220—340 мм рт. ст., для автомобильных 200—500 мм рт. ст., а для ке­росинов менее 10 мм рт. ст.

Избежать потерь реактивно­го топлива широкого фракци­онного состава (Т-2, IР-4) можно предварительным его охлаждением до температуры, при которой даже в условиях пониженного давления испаре­ние его будет минимальным. Предварительное охлаждение такого топлива до —21°С поз­волило избежать потерь на сравнительно больших высотах.

Представление о потерях топлива из баков самолета на высоте можно получить из данных, приведенных в табл. 32.

Из табл. 32 видно, что поте­ри топлива на высоте сильно возрастают с увеличением темпера­туры топлива на поверхности земли.

На больших высотах потерь топлива, имеющего большое дав­ление насыщенных паров, можно избежать не только предвари­тельным охлаждением его на земле, но и созданием над ним из­быточного давления. Для топлив, приведенных в табл. 32, это давление на высоте 18 300 м должно быть не менее давления его паров, составляющего 0,35 ат. Однако создание такого давления связано с конструктивными и эксплуатационными трудностями, например с утяжелением топливных баков. Если же из топлива удалить легкие фракции, то в результате изменения его фракционного состава ухудшатся некоторые его эксплуатационные, в том числе и огневые свойства. Из изложенного выше следует, что дав­ление насыщенных паров перспективных авиационных реактивных топлив должно быть насколько возможно ниже.

То обстоятельство, что с понижением давления понижается температура кипения вещества, широко используется в технике, в частности для разделения высококипящих соединений. При этом весьма важно знать, как изменяется температура кипения жид­кости с понижением давления. Это изменение зависит от хими­ческой природы вещества и степени ассоциации его молекул при нагреве.

Рекхард на основе математической обработки полученных данных предложил воспользоваться константой b , являющейся мерилом степени ассоциации молекул перегоняющего вещества:

где b — константа при нормальном давлении; b _p — константа при заданном пониженном давлении Р; t _s — температура кипения ве­щества при нормальном давлении; t _p — то же при заданном дав­лении Р.

Для каждого класса соединений константа b оказалась харак­терной величиной. Для сильно ассоциированных веществ с гид- роксильной группой (кислоты, фенолы, спирты) константа нахо­дится в пределах от 0,17 до 0,16 (с точностью до ±5%). Для слабо ассоциированных веществ (алифатические, ароматические углеводороды, галогениды, азот- и сероорганические соединения, эфиры, альдегиды, кетоны) константа b находится в пределах от 0,19 до 0,20. В равных условиях большее значение b отвечает бо­лее высокой температуре. Например, для воды при температуре от 0 до 100 °С значение b равно 0,167, а при критической темпе­ратуре достигает 0,18.

Ниже приводятся средние значения b для различных классов соединений при любой температуре:

Для определения температуры кипения при пониженных дав­лениях топлив, углеводородов и других химических соединений составлена номограмма (рис. 32). На левой стороне номограм­мы обозначена температура кипения (4 в С С) жидкости при нор­мальном давлении, на правой шкале — заданное пониженное дав­ление (в мм рт. ст.). В середине номограммы сетка универсально­го назначения, на которой определяется температура кипения ве­щества при пониженном давлении с учетом характерной констан­ты Ъ. Для практических целей предлагается упрощенная номо­грамма (рис. 33) при константе 6 = 0,18. Эта номограмма не дает большой точности и ‘пригодна для соединений неизвестного состава.

При помощи номограмм, изображенных на рис. 32 и 33, можно определить: 1) температуру кипения соединения при нормальном давлении зная температуру его кипения при пониженном дав­лении; 2) температуру кипения соединения при пониженном дав­лении 1 _Р , зная температуру кипения при нормальном давлении; 3) давление паров соединения с известной температурой кипения при нормальных условиях; 4) константу b .

Зависимость между температурой кипения и давлением паров лучше всего описывается уравнением Антуана:

P — абсолютное давление, мм рт. ст.; Т — абсолютная темпе- «ратура, °К; А, В, С —постоянные константы, характеризующие углеводороды (соединение).

Для определения давления паров нормальных алканов С ₄ —С ₂₉ (в пределах от —20 до +240 С С) построена номограмма со шка­лой от 1 до 90 мм рт. ст..

Для определения давления насыщенных паров индивидуаль­ных углеводородов и их смесей пользуются различными методами и приборами, в том числе такими, для которых достаточно иметь 5 г образца.

Для авиационных бензинов Бударов предложил эмпириче­скую формулу и на ее основе составил номограмму зависимости температуры кипения смеси углеводородов (температуры образо­вания паровых пробок t _п . _пр . в топливной системе двигателя) от атмосферного давления и от давления насыщенных паров топлив при 38 °С (рис. 34).

Зная давление насыщенных паров топлива при одной темпе­ратуре, можно определить температуру топлива при другом (за­данном) давлении насыщенных паров по номограмме (рис. 35).

Для сложных и многокомпонентных топливных смесей часто нужно знать среднюю температуру кипения. В наиболее простом случае эту величину принимают равной температуре выкипания 50% объема топлива при стандартной разгонке. Если необходима большая точность, среднюю температуру кипения подсчитывают как средневзвешенную величину, получаемую от деления суммы произведений теплоемкостей и температурных пределов выкипа­ния узких фракций (10—20 °С), составляющих топливо, на сред­нюю теплоемкость топлива:

где t _ср — средняя температура кипения топлива, °С; t — темпера­тура начала кипения топлива, °С; t ₁ , t ₂ , t ₃ … t _к-1 —температуры кипения отдельных фракций, °С; t _к — температура кипения послед­ней фракции, °С; с ₁ с ₂ , с ₃ , . с _к — теплоемкость топлива в интер­вале температур t – t ₁ , t ₁ – t ₂ , t ₂ – t ₃ … t _{k -1} — t _k , ккал/(кг • град); с _{с р} . — средняя теплоемкость топлива, кипящего в интервале тем­ператур t – t _k , ккал/(кг•град).

Теплоемкость топливных фракций подсчитывается по формуле:

где ? плотность фракции топлива при 15 °С, г/см 3 ; t — темпера­тура, при которой определяется теплоемкость, °С.

Зная среднюю абсолютную температуру кипения для топлива при нормальном давлении, можно ее пересчитать с точностью до 14% для повышенного давления по формуле:

где Т _{с р} . — средняя температура кипения топлива (керосина) при давлении Р, °К; T _{cp .} — средняя температура кипения топлива при давлении 760 мм рт. ст., °К; Т — температура кипения гексана 68,74 °С при 760 мм рт. ст.; Р — давление, при котором опреде­ляется средняя температура кипения топлива, мм рт. ст.

Источник

Давление Насыщенных Паров

Давление насыщенных паров (ДНП) — давление паров вещества в воздухе, которое устанавливается при достижении динамического равновесия между жидкой и газовой фазой при определенной температуре.

Давление насыщенных паров является одной из главных характеристик, обуславливающих испаряемость, а следовательно, и пусковые свойства топлива. Различают два вида испарения:

• статическое (относительное перемещение топлива и воздуха на поверхности их соприкосновения отсутствует), имеет место при хранении топлива
• динамическое (происходит активное перемешивание или «обдув»), имеет место в двигателях внутреннего сгорания

Значение давления насыщенных паров позволяет оценивать следующие параметры топлив:

• нижний предел ДНП характеризует наличие пусковых фракций (нормируется для авиационных бензинов)
• верхний предел ДНП характеризует стабильность топлива в плане возможности возникновения газовых пробок
• потери при испарении

Механизм процесса

При испарении молекулы вылетают с поверхности топлива в окружающее пространство, при этом часть вылетевших молекул могут снова поглотиться жидкостью. Степень испарения определяется отношением количеств вылетающих и поглощаемых обратно молекул.

Если пространство над жидкостью не ограничено, имеет место свободное испарение. В замкнутом объеме в начальный момент скорость испарения равна скорости свободного испарения, но по мере насыщения воздуха молекулами топлива увеличивается число молекул, возвращающихся обратно в жидкую фазу, и процесс испарения замедляется.

При определенной концентрации молекул топлива в воздухе число вылетающих из жидкости и возвращающихся в нее молекул уравнивается, наступает состояние динамического равновесия.

Максимальная концентрация паров топлива в воздухе, при которой устанавливается состояние динамического равновесия, характеризует собой давление насыщенных паров данного топлива. Чем выше значение данного параметра, тем большее количество его испаряется, прежде чем концентрация молекул в паровой фазе достигнет состояния динамического равновесия.

Стандарты определения давления насыщенных паров

• ГОСТ 1756-2000
• ГОСТ 28781-90
• ГОСТ 31874-2012
• ГОСТ Р ЕН 13016-1-2008
• ГОСТ EN 13016-1-2013
• ГОСТ Р 52340-2005

• ASTM D323-15
• ASTM D1267-02
• ASTM D5191-13
• ASTM D6378-10
• ASTM D6897-09

Источник

ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ

Давление насыщенных паров дает дополнительное представление об испаряемости бензина, а также о возможности образования газовых пробок в системе питания двигателя. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем выше его испаряемость. По фракционному составу бензина рассчитывают индекс испаряемости (см. далее).

Бензины, предназначенные для применения в летних условиях, имеют более низкое давление паров. Чтобы обеспечить необходимые пусковые свойства товарного бензина, в его состав включают, как правило, до 30 % (об.) легких компонентов (фр. н.к. — 62 0 С, изомеризата, алкилата и др.). Требуемое давление насыщенных паров обеспечивается также добавлением бутана. В летних бензинах обычно содержится 2— 3 % (об.) бутана, в зимних — до 5—8 % (об.).

ХИМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ

В процессе хранения, транспортирования и применения бензинов возможны изменения в их химическом составе, обусловленные реакциями окисления и полимеризации. Окисление приводит к понижению октанового числа бензина и повышению его склонности к нагарообразованию. Для оценки химической стабильности бензинов используют показатели содержания фактических смол, индукционного периода окисления. Высокой химической стабильностью обладают компоненты, не содержащие алкенов, — прямогонные бензины, бензины каталитического риформинга, алкилаты и изомеризаты. В бензинах коксования, термического и каталитического крекинга, напротив, содержатся в достаточном количестве алкены, которые легко окисляются с образованием смол. Для повышения химической стабильности к топливам, содержащим компоненты вторичного происхождения, добавляют антиокислительные присадки: п-оксидифениламин, ионол (2,6-ди-трет-бутил-п-крезол), антиокислитель ФЧ-16, древесносмоляной антиокислитель и др.

СОДЕРЖАНИЕ СЕРНИСТЫХ И АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Активные сернистые соединения, содержащиеся в бензинах (сероводород, низшие меркаптаны) вызывают сильную коррозию топливной системы и транспортных емкостей; полнота очистки бензинов от этих веществ контролируется анализом на медной пластинке. Неактивные сернистые соединения (тиофены, тетрагидротиофены, сульфиды, дисульфиды, высшие меркаптаны) коррозии не вызывают, однако при их сгорании образуются оксиды серы (S0₂, S0₃), под действием которых происходит быстрый коррозионный износ деталей двигателя, снижается мощность, ухудшается экологическая обстановка.

Наибольшую опасность для людей представляют ароматические углеводороды, особенно бензол и полициклические ароматические углеводороды. Токсическое действие бензола объясняется возможностью его окисления в организме. В связи с этим в последних нормативных документах ограничено допустимое содержание серы, бензола и ароматических соединений в бензинах.

В настоящее время в России выпускаются бензины в соответствии с ГОСТ 2084—77 и новым ГОСТ Р 51105—97, который отвечает современным экологическим требованиям, а также по техническим условиям, вырабатываемым для конкретных НПЗ. Основные характеристики автомобильных бензинов в соответствии с ГОСТ представлены в табл. 5.1 и 5.2.

Таблица 5.1. — Требования к качеству автомобильных бензинов

(ГОСТ 2084—77)

Таким образом, из данных табл. 5.1 видно, что указанные марки различаются в основном по октановым числам и индукционным периодам. Следует отметить различие во фракционном составе летнего и зимнего сортов бензина: для зимнего бензина все температуры выкипания ниже, чем для летнего. Это значительно облегчает запуск двигателей при низких температурах.

Таблица 5.2. — Требования к качеству автомобильных бензинов

(ГОСТ Р 51105—97)

Как видно из табл. 5.2, в зависимости от октанового числа по исследовательскому методу устанавливают четыре марки бензинов: «Нормаль-80», «Регуляр-91 и 92», «Премиум-95» и «Супер-98». Бензин «Нормаль-80» предназначен для грузовых автомобилей наряду с бензином А-76. Бензины «Регуляр-91 и 92» предназначены для эксплуатации автомобилей вместо этилированного А-93. Автомобильные бензины «Премиум-95» и «Супер-98» полностью отвечают европейским требованиям и конкурентоспособны на нефтяном рынке. Согласно ГОСТ Р 51105—97 допускается использование в небольших количествах марганцевого антидетонатора. В соответствии с европейскими требованиями ограничивается содержание бензола (не более 5 % об.) и серы (не более 0,05 % масс.).

В табл. 5.3 представлены характеристики испаряемости топлив. В зависимости от климатического района применения автомобильные бензины подразделяют на пять классов. Наряду с определением температуры перегонки при заданном объеме предусмотрено и определение объема испарившегося бензина при заданной температуре. Введен также показатель «индекс испаряемости».

Таблица 5.3. — Характеристика испаряемости бензинов

ИНДЕКС ИСПАРЯЕМОСТИ

Индекс испаряемости (ИИ) бензина характеризует испаряемость бензина и его склонность к образованию паровых пробок при определенном сочетании давления насыщенных паров и объема испарившегося бензина при температуре 70° С. Индекс испаряемости рассчитывают по формуле

ИИ=10ДНП + 7 V ₇₀,

где ДНП —давление насыщенных паров, кПа; V₇₀ — объем испарившегося бензина при температуре 70 °С, %.

В соответствии с ГОСТ Р 51105—97 в настоящее время вырабатываются только неэтилированные бензины (свинца не более 0,01 г/дм). В зависимости от октанового числа, определенного по исследовательскому методу, выпускаются пять марок бензинов: «Нормаль-80» — предназначен для использования на грузовых автомобилях наряду с бензином А-76; «Регуляр-91», «Регуляр-92» — предназначены для эксплуатации автомобилей взамен этилированного А-93; «Премиум-95» и «Супер-98» — полностью отвечают европейским требованиям, конкурентоспособны на нефтяном рынке и предназначены в основном для зарубежных автомобилей, эксплуатируемых в России (см. табл. 5.2).

На экспорт выпускаются следующие марки автомобильных бензинов: А-80, А-92, А-96 и АИ-98. Числовые значения в марках бензинов указывают на октановое число, определяемое по исследовательскому методу. По моторному методу октановые числа этих бензинов должны быть не менее 76, 83, 85 и 88 пунктов соответственно. Для всех экспортных бензинов повышены требования к температурам выкипания 50 % бензинов (не выше 120 0 С) и концу кипения (не выше 215 0 С), ужесточены нормы по содержанию серы (не выше 0,05 % масс.) и изменен ряд других показателей.

Интенсивное развитие промышленности и расширение сферы использования нефтепродуктов всех видов приводят к возрастающему загрязнению окружающей среды. В связи с этим нефтеперерабатывающая промышленность всего мира сталкивается с жесткими экологическими требованиями к качеству выпускаемых продуктов. Так, например, в США Управлением по охране окружающей среды опубликованы требования к так называемому реформулированному бензину. Реформулированный бензин — бензин с принципиально измененным компонентным составом, производимый для минимизации экологического ущерба от его использования при сохранении технического уровня транспортных средств. Ужесточение требований к экологически чистому реформулированному бензину предусматривает ограничения по содержанию ароматических углеводородов (продукты окисления ароматических углеводородов — канцерогены), непредельных углеводородов (непредельные углеводороды являются причиной смога и исчезновения озонового слоя Земли), серы (оксиды серы — причина кислотных дождей, яд для дожигателей выхлопных газов, способствуют коррозии металла) и обязательное добавление к бензину кислородсодержащих соединений. Характеристика реформулированных бензинов представлена в табл. 5.4.

Таблица 5.4. Основные показатели качества реформулированного бензина

В Европе также поэтапно вводятся жесткие нормы к качеству автомобильных бензинов. Сравнительная характеристика требований к автобензинам Европейского Союза, России, США представлена в табл. 5.5.

Таблица 5.5. — Сравнительная характеристика требований к автомобильным бензинам Европейского Союза, России, США

Бензины, выпускаемые по ГОСТ Р 51105—97, удовлетворяют современным требованиям к качеству бензина, но не удовлетворяют перспективным. Для обеспечения регионов с высокой плотностью автомобильного транспорта экологически чистыми топливами в соответствии с экологической программой Евросоюза (Евро 2,3,4), в которой Россия принимает участие, разработан ряд технических условий на бензины автомобильные неэтилированные с улучшенными экологическими характеристиками («Городские» — ТУ 38.401-58-171—96, «ЯрМарка»— ТУ 38.301.-25-41-97 и др.). По сравнению с ГОСТ Р 51105-97 в этих технических условиях установлены более жесткие нормы по содержанию бензола (не более 3—5 % об.), предусмотрено нормирование ароматических углеводородов (не более 45 % об.) и добавление моющих присадок.

АВИАЦИОННЫЕ БЕНЗИНЫ

Авиационные бензины предназначены для применения в поршневых авиационных двигателях малых винтовых самолетов и вертолетов. В отличие от автомобильных двигателей в авиационных используется в большинстве случаев принудительный впрыск топлива во впускную систему, что определяет некоторые особенности авиационных бензинов по сравнению с автомобильными. В связи с тем что к авиационным бензинам предъявляются более жесткие требования, чем к автомобильным, в их состав входят компоненты ограниченного числа технологических процессов: прямой перегонки нефти, каталитического риформинга, алкилирования, ароматизации, реже продукты изомеризации. Продукты вторичных процессов, содержащие олефиновые углеводороды, для получения авиационных бензинов не используются. К основным показателям качества авиационного бензина относятся достаточная детонационная стойкость на богатой и бедной топливно-воздушной смеси, оптимальный фракционный состав, низкая температура кристаллизации, небольшое содержание смолистых веществ, кислот и сернистых соединений, высокие теплота сгорания и стабильность при хранении. Для авиационных двигателей требуется топливо с такими же и даже более высокими антидетонационными характеристиками, чем у чистого изооктана. Поэтому оценивать антидетонационные свойства авиационных бензинов только на бедной смеси (по октановому числу) недостаточно, так как на форсированных режимах (взлет) авиадвигатели работают на богатых смесях.

Оценка антидетонационных свойств авиационных бензинов на богатых смесях проводится не только по октановому числу, но и по показателю сортности. Сортностью бензинаназывается число, показывающее в процентном отношении, какую мощность может развивать двигатель на испытуемом бензине по сравнению с изооктаном, сортность которого, как и октановое число, принята за 100. Например, бензин Б 91/115 соответствует топливу с октановым числом 91 и сортностью 115, т. е. на бензине с такой сортностью двигатель развивает мощность на 15 % больше, чем на изооктане.

Авиационные бензины выпускают следующих марок: Б-91/115, Б-95/130 (ГОСТ 101272), Б-100/130 (ТУ 38.401-58-197-97), Б-92 (ТУ 38.401-58-47-92) и Б-70 (ТУ 38.101913-82). Эти бензины не имеют сортов по сезонам, так как температура среды (в полете) мало изменяется в течение года. К ним добавляют значительно большее количество тетраэтилсвинца (от 2,5 до 3,3 г/кг), для них ужесточены нормы по кислотности, содержанию смол и серы. Для обеспечения требований ГОСТ и ТУ по детонационной стойкости, теплоте сгорания, содержанию ароматических углеводородов (чем больше в авиабензине ароматических углеводородов, тем выше его сортность на богатой смеси, но выше температура начала кристаллизации и выше вероятность образования паровых пробок в цилиндрах двигателей) к базовым авиационным бензинам добавляют такие компоненты, как алкилбензин, изоме-ризат, толуол (не более 20 % об.) и пиробензол (не более 10 % об.). В качестве антиокислителя применяется п-оксидифениламин, добавляемый в количестве 0,004—0,005 % (масс.). Авиационные бензины окрашивают в яркие цвета: оранжевый, зеленый и желтый, что свидетельствует о наличии в топливе ядовитой этиловой жидкости. В настоящее время авиационных бензинов вырабатывается около 2 % от общего объема всех бензинов.

РЕАКТИВНЫЕ ТОПЛИВА

Массовые сорта реактивных топлив России не уступают по качеству топливам других стран, а по некоторым показателям (например, по содержанию серы) превосходят их (табл. 5.6).

Показатели качества отечественных реактивных топлив в прошлом диктовались требованиями конструкторов авиационных двигателей. В настоящее время российские авиакомпании приобретают и берут в лизинг самолеты зарубежного производства, а авиационные заводы России осваивают производство отечественных самолетов с зарубежными двигателями. Это приводит к тому, что качество авиационных топлив, по-видимому, будет сближаться с качеством европейских и американских топлив.

Таблица 5.6. — Требования к качеству реактивных топлив

Актуальным является вопрос об организации производства в России топлива типа Jet —A(A-l). Это повлечет за собой изменение выхода других топливных продуктов (бензиновой и дизельной фракций), так как топливо Jet —A(A-l) характеризуется более высокой 10%-ной точкой выкипания (205 °С) по сравнению с топливами ТС-1 и РТ и более высокой температурой вспышки (не менее 38 °С).

Многие нефтеперерабатывающие заводы России уже приступили к выпуску топлив марок Jet. Для решения этой задачи потребуются определенные усилия в освоении методов анализа ASTM (оснащение зарубежными приборами и оборудованием, обучение персонала).

ДИЗЕЛЬНЫЕ ТОПЛИВА

На НПЗ России в 2003 г. вырабатывалось около 49 млн т/год дизельного топлива, из которых 93 % с содержанием серы до 0,2 % (масс.) и 7% —с содержанием серы от 0,2 до 0,5% (масс.). Основное количество — это летнее дизельное топливо, объем производства которого достигает 90 % от общего объема дизельных топлив, 9 % — зимние виды дизельных топлив с температурой застывания минус 35 °С и минус 45 °С, 1 % — арктическое дизельное топливо с температурой застывания минус 55 °С для обеспечения районов Крайнего Севера и Арктики. Характеристика дизельного топлива представлена в табл. 5.7.

Таблица 5.7. — Требования к качеству дизельного топлива (ГОСТ 305—82)

*Числитель — для умеренной климатической зоны, знаменатель — для холодной.

В табл. 5.8 представлены показатели качества ДТ в соответствии с зарубежными спецификациями. Требования к дизельному топливу, нормируемые шведскими спецификациями, являются самыми жесткими.

Таблица 5.8. — Основные требования зарубежных спецификаций к дизельному топливу

*Действует с 01.01.93. **Действует с 01.01.96.

По содержанию серы требования различных стран для основных сортов дизельного топлива находились до 1996 г. в пределах 0,2— 0,3 % (мас). Содержание серы 0,5 % (масс.) имелось только в стандарте России; экстремальные требования — 0,0005 % (масс.) — в шведском стандарте. С 1996 г. европейские страны перешли на выпуск топлива с содержанием серы до 0,05 % (масс.), осуществляется дальнейшее ужесточение требований — до 0,035 % (масс.) серы в настоящее время и до 0,005 % (масс.) и 0,001 % (масс.) или (50 и 10 ррт) в перспективе.

В зарубежных стандартах также ограничивается содержание ароматических углеводородов, а в последнее время — содержание полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) как наиболее токсичных соединений.

Отмечается тенденция к облегчению фракционного состава топлива, что влечет снижение его плотности. Так, согласно требованиям Европейского Парламента к 2005 г. температура выкипания 95 % (об.) дизельной фракции по кривой разгонки не должна превышать 340 0 С (при плотности не более 825 кг/м 3 ).

Основной задачей производителей дизельного топлива на сегодняшний день является массовый переход на производство экологически чистого дизельного топлива с содержанием серы не выше 0,035— 0,05 % (масс.) и ароматических углеводородов не более 20 % (масс.).

Для получения дизельного топлива с содержанием серы 0,05 % (масс.) без нормирования ароматических углеводородов на большинстве действующих установок гидроочистки необходимо наряду с заменой катализатора и увеличением его загрузки в 1,2—1,5 раза обеспечить повышение давления до 5 МПа и провести ряд работ по реконструкции и замене оборудования.

Для перевода всех НПЗ России на производство экологически чистого дизельного топлива потребуется сооружение новых мощностей, обеспечивающих не только глубокое обессеривание сырья, но и его деароматизацию. Принципиальным отличием этой технологии от традиционной является применение более высокого давления (7—10 МПа), что увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, но позволяет осуществить переработку как прямогонных дистиллятов, так и вторичного сырья, объемы которых ежегодно возрастают по мере углубления переработки нефти.

Вместе с тем глубокая гидроочистка дизельного топлива вызывает повышенный износ топливной аппаратуры, что может быть компенсировано введением противоизносных присадок.

В настоящее время для всех ДТ, поставляемых на экспорт, введены дополнительно такие обязательные характеристики, как:

коэффициент износа (степень износа), введение которого связано с уменьшением концентрации природных поверхностно-активных веществ, удаляемых при гидроочистке; с увеличением глубины обессеривания дизельного топлива увеличивается износ двигателей;

предельная температура фильтруемости, которая с трудом поддается регулированию путем введения присадок, но может регулироваться смешением различных фракций дизельного топлива.

Качество дизельных топлив может быть существенно улучшено и за счет использования специальных присадок (антидымных, моющих, депрессорных, противоизносных и др.). Значительное распространение получили также депрессорные присадки, позволяющие существенно расширить выработку зимнего и арктического дизельного топлива. Все большее применение находят и противоизносные присадки, необходимые для улучшения смазывающих свойств глубокоочищенных топлив.

Источник