4.6.2. Характеристики отечественных
и зарубежных дизельных топлив

В табл. 4.44 приведены требования на дизельные топлива в соответствии с европейским стандартом EN590.

Важнейшими показателями ДТ являются цетановые числа и температура застывания. Из приведенных данных следует, что к 2005 г. планируется переход на экологически чистые ДТ с наилучшими качественными показателями. При этом содержание серы планируется снизить на порядок. Это понятно, так как в основных требованиях зарубежных спецификаций на дизельные топлива содержание серы нормируется не более 0,05% масс. (США и страны-члены ЕС, в Швеции для некоторых марок не более 0,005

409

и 0,001%). Содержание ароматических углеводородов не более 10% нормируется только в штатах США. В европейском стандарте EN-590 содержание АУ не нормируется; содержание серы не должно превышать 0,05% масс.

Нормы на предельные уровни выбросов автомобилями ОГ постоянно ужесточаются (табл. 4.45, 4.46).

Требования к современным и перспективным топливам в США определяются поправкой к Закону о чистом воздухе и предложениями, разрабатываемыми Агентством по охране окружающей среды (ЕРА). В России экологическое законодательство базируется на Законе об охране окружающей среды.

Таблица 4.44

Европейская спецификация на дизельное топливо EN590

Показатель 1993г. 1998 г. 2005 г.*
Цетановое число 45 49 53
Плотность (15°С), г/л - 820-860 <845
Фракционный состав (95% об.), °С - 370 340
Тк. к, °С - - 350
Полиароматические соединения, % - - 2
Содержание серы, % 0,2 0,05 0,003-0,005
Смазывающая способность - 460** -
Защита от коррозии - - Вводится
Моющая способность - - Вводится

* Европейский парламент одобрил спецификацию до 2005 г. ** действует до 1999 г.

Таблица 4.45

Нормы токсичности ОГ дизелей мощностью более 150 кВт, г/кВт·ч

Страна СО Углеводороды NOX тч
ЕЭС 4 1,1 7,0 0,15
  4 1,1 7,0 0,15
Швейцария 4,9 1,23 9,0 0,7
Австрия 4,9 1,23 9,0 0,4
Швеция 4,9 1,2 9,0 -
  4,9 1,2 9,0 0,35-0,45
  2,0 0,6 7,0 0,15
Норвегия 4,9 1,2 7,0 0,4
Нидерланды 5 1,25 9,0 -
США 20,9 20,9 1,76 1,76 6,7 6,7 0,34 0,14

410

Таблица 4.46

Нормы вредных выбросов для автомобилей, г/км

Выбросы США Россия ЕЭС
Оксид углерода, СО 2,1 13-25* 2,72
Углеводороды, СН 0,25 - -
Оксиды азота, NOX 0,63 - -
Сумма СН + NOX - 4,8-7* 0,97

* - в зависимости от контрольной массы

Кроме того, в Европе действует спецификация EN590, в которую входит шесть классов топлив в зависимости от климатических поясов (табл. 4.47).

В табл. 4.48 приведены показатели качества различных дизельных топлив: ДК-1 - дизельное топливо США низкого качества; ДК-2 - дизельное топливо США среднего качества; ДК-3 - западноевропейское дизельное топливо хорошего качества; ДК-4 - экспериментальное топливо, полученное в результате глубокой гидроочистки дизельных фракций и характеризующееся высоким значением цетанового числа и низким содержанием серы.

В табл. 4.49 и на рис. 4.5 показаны относительные величины выбросов вредных веществ автомобилем, эксплуатируемым на указанных топливах (за 100% приняты выбросы при работе на дизельном топливе ДК-3).

Во всех странах принимаются правительственные постановления, ужесточающие требования к моторным топливам, в частности к дизельным, по содержанию серы, азота и ароматических углеводородов. Некоторые действующие нормы и экологически чистые дизельные топлива (ЭЧДТ) представлены в табл. 4.50.

Нефтеперерабатывающей промышленностью России вырабатывается дизельное топливо (в соответствии с ГОСТом) трех марок:

  • - Л - летнее, применяемое при температурах окружающего воздуха 0°С и выше;
  • - 3 - зимнее, применяемое при температурах до -20°С (в этом случае зимнее дизельное топливо должно иметь Тзаст ≤ -35°С и Тп ≤ -25°С);
  • - или зимнее, применяемое при температурах до -30°С (тогда топливо должно иметь Тзаст ≤ -45°С и Тп = -35°С);
  • - марки А - арктическое, температура которого устанавливается до -50°С.

411

Таблица 4.47

Классификация дизельных топлив по климатическим поясам

Страна Класс ПТФ*, °С
Зимнее Летнее
Австрия F -20 5
Бельгия Е -15 0
Дания F -20 0
Франция Е, F -20; -15 0
Германия F -20 0
Великобритания Е -15 -5
Греция С -5 5
Италия D -10 0
Нидерланды Е -15 0
Португалия D -10 0
Испания D -10 0
Швейцария F -20 -10
Финляндия Арктическое, кл.2 -16** -32
Норвегия Арктическое, кл.1 - 10** -20
Швеция Арктическое, кл.1, 2,3 -10;-16;-20** -20; -26; -32

* ПТФ - предельная температура фильтруемосш. ** ТП - температура помутнения.

Таблица 4.48

Свойства дизельных топлив

Показатель ДК-1 ДК-2 ДК-3 ДК-4
Плотность при 15°С, г/см3 0,870 0,871 0,842 0,816
Цетановое число 40,2 45,6 52,2 64,3
Содержание:        
серы, % масс. 0,27 0,47 0,24 0,01
ароматических углеводородов, % об. 52,0 34,1 35,0 8,8

Таблица 4.49

Относительные величины выброса вредных веществ различных дизельных топлив, % масс.

Марка топлива Углеводороды Оксиды углерода Оксиды азота Твердые частицы
ДК-3 100 100 100 100
ДК-1 196 142 108 145
ДК-2 151 121 103 141
ДК-4 61 78 93 67

412

Рис. 4.5. Влияние качества дизельного топлива на выбросы вредных веществ для автомобиля с дизельным двигателем: 1, 2, 3, 4 - дизельное топливо ДК-1, ДК-2, ДК-3, ДК-4 соответственно
Рис. 4.5. Влияние качества дизельного топлива на выбросы вредных веществ для автомобиля с дизельным двигателем: 1, 2, 3, 4 - дизельное топливо ДК-1, ДК-2, ДК-3, ДК-4 соответственно

Приняты технические условия на дизельное летнее экологически чистое топливо (ДЛЭЧ) без ограничения содержания ароматических углеводородов и ДЛЭЧ-В с ограничением содержания ароматических углеводородов, а также дизельное арктическое экологически чистое (ДАЭЧ) с ограничением содержания ароматических углеводородов (табл. 4.51).

Содержание серы в дизельном топливе марок Л и 3 не превышает 0,5%, а марки А - 0,4%; для топлив высшей категории качества этот параметр не должен превышать 0,2%. Топливо получают компаундированием прямогонных гидроочищенных фракций в соотношениях, обеспечивающих требования по содержанию серы. В качестве сырья для гидроочистки нередко используют смесь среднедистиллятных фракций прямой перегонки и вторичных 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%.

Дизельное топливо утяжеленного фракционного состава вырабатывается для применения в летний период времени. Оно отличается

413

Таблица 4.50

Показатели качества экологически чистых дизельных топлив

Показатель США с 1993 г. Швеция ЕЭС* Япония с 1997 г.
Закон о чистом воздухе шт. Калифорния I кл. II кл. III кл.
Плотность, кг/м3 830-860 830-860 800-820 800-820 800-830 - -
Содержание серы, млн-1, не более 500 500 10 50 500 500 500
Содержание азота, млн-1 , не более - 10 - - - - -
Содержание ароматических угле-              
водородов, % об., не более 35 10 5 10 25 - -
Цстановый индекс, не менее 40 48 (ЦЧ) 50 47 47 - -
Температура, °С:              
и. к. 171 170-215 180 180 180 - -
к. к. 349 305-350 300 310 330 - -

* в странах ЕЭС 25% ЭЧДТ выпускают с 1995 г., полный переход - в 1996 г.

414

более высокой (на 20-30°С) температурой конца кипения - до 360°С. Вырабатывают также дизельное топливо экспортное с содержанием серы до 0,2%.

Таким образом, по уровню содержания серы и аренов новые российские топлива не уступают лучшим зарубежным (кроме шведских).

Законодательство промышленно развитых стран нормирует предельные нормы токсичных выбросов двигателями внутреннего сгорания и содержание вредных компонентов в топливах. Общепризнанными лидерами в области экологического законодательства являются ФРГ, США и скандинавские страны.

Для городов с высокой плотностью автопарка разработано городское дизельное топливо, предназначенное, в частности, для использования в условиях г. Москвы (табл. 4.52).

Таким образом, наиболее важной задачей в производстве топлив является удовлетворение растущего спроса в условиях более жестких требований на экологические и потребительские свойства топлив. Для решения этой задачи потребуется увеличить глубину очистки продуктов, степень гибкости и рентабельности новых технологических решений.

Таблица 4.51

Физико-химические показатели экологически чистых дизельных топлив

Показатель Летнее Арктическое
ДЛЭЧ ДЛЭЧ-В ДАЭЧ
Цетановое число, не менее 45 45 40
Фракционный состав, °С:      
50%, не выше 280 280 255
96%, не выше 360 360 330
Температура застывания, °С, не выше -10 -10 -55
Массовая доля серы, %, не более I вид - 0,05 I вид - 0,05 0,05
  II вид - 0,2 II вид- 0,2  
Массовая доля ароматических углеводородов, %, не более Не нормируется I вид - 10 I вид - 10
    II вид - 20 II вид - 20
Плотность при 20°С, кг/м3, не более 860 860 860

415

Таблица 4.52

Характеристики городского дизельного топлива с улучшенными экологическими свойствами

Показатель Нормы для марок
ДЭК-Л ДЭК-3 ДЭКп-Л ДЭКп-3, -15°С ДЭКп-3, -20°С
Цетановое число, не менее 49 45 49 45 45
Фракционный состав: перегоняется при температуре, °С, не выше:          
50% 280 280 280 280 280
96% (конец перегонки) 360 340 360 360 360
Кинематическая вязкость при 20°С, мм2 3,0-6,0 1,8-5,0 3,0-6,0 1,8-6,0 1,8-6,0
Температура, °С, не выше:          
застывания -10 -35 -10 -25 -35
предельной фильтруемости -5 -25 -5 -15 -25
Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, °С, не ниже:          
для тепловозных и судовых дизелей и газовых турбин 62 40 62 40 40
для дизелей общего назначения 40 35 40 35 35
Массовая доля серы, %, не более, в топливе:          
вида I 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05
вида II 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10
Массовая доля меркаптановой серы, %, не более 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01
Кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не более 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0
Йодное число, г I2/100 r топлива 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0
Зольность, %, не более 0,01 0,01 0,04 0,04 0,04
Коксуемость 10%-ного остатка, %, не более 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3
Коэффициент фильтруемости (до введения присадки в топливо), не более 2 2 2 2 2
Цвет, ед. ЦНТ, не более 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
Плотность при 20°С, кг/м3, не более 860 860 860 860 860

Примечание. Для дизельных топлив всех марок: содержание сероводорода, водорастворимых кислот и щелочей, механических примесей и воды - отсутствие; испытание на медной пластине - выдерживают.

416

Основными направлениями увеличения ресурсов ДТ являются:

  • - расширение фракционного состава топлива;
  • - вовлечение в состав суммарного фонда ДТ дистиллятов вторичного происхождения - газойлей каталитического крекинга и коксования.

Важно отметить, что, несмотря на качественное улучшение отечественных топлив за последние годы, снижение содержания серы и АУ в дизельных топливах по-прежнему остается актуальной проблемой.

В соответствии с требованиями EN 590 основные прогнозируемые показатели качества дизтоплива в России (по материалам "О стратегии развития нефтеперерабатывающей промышленности в России до 2020") следующие:

Показатели 2000 г. 2010 г. 2020 г.
Массовая доля серы, % 0,035-0,05 0,035 0,005
Содержание АУ, % - 15 10
Содержание полициклических АУ, % Не нормируется 11 3
Цетановое число 45 49-51 53

Для обеспечения качества и ассортимента дизельных топлив необходимо обеспечить производство депрессорных, моющих, противоизносных и других присадок, особая роль отводится процессам гидроочистки.

Вопросы:

  • В чем заключается техническое назначение дизельного топлива?
  • Какие продукты горения дизельных топлив наиболее опасны для среды обитания человека?
  • Чем различаются стандарты на дизельное топливо, существующие в России и за рубежом?
  • Какие показатели качества отечественных дизельных топлив наиболее важны с точки зрения экологии?
  • Назовите физико-химические свойства и дайте классификацию дизельных топлив.
  • Дайте характеристику основным маркам отечественного дизельного топлива.

417



Купить BlueTooth гарнитуру

Яндекс цитирования Rambler's Top100
Tikva.Ru © 2006. All Rights Reserved