Виктор Балабанов - Автомобильные присадки и добавки

Фракционный состав — количественное содержание фракций, выкипающих в определенных температурных пределах, остаток и потери при перегонке в заданных условиях.

В маркировке летнего дизельного топлива указывается массовая доля серы и приводится информация о температуре вспышки (Л-0,20–40: массовая доля серы 0,2 %, температура вспышки 400 °C). В обозначении зимнего дизельного топлива приводится массовая доля серы и информация о температуре застывания (3–0,4–35: массовая доля серы 0,4 %, температура застывания —350 °C), а в обозначении арктического дизельного топлива указывается только информация о массовом содержании серы.

Температура вспышки — минимальная температура, при которой жидкость поддерживает мгновенное сгорание (вспышка), но меньшая той, при которой наблюдается продолжительное горение (температура воспламенения). Температура вспышки является важным показателем пожаро— и взрывоопасности, связанной с нефтепродуктами.

Если сравнивать с бензинами, то в отечественных дизельных топливах содержание серы выше в 5…10 раз. Наиболее агрессивными по коррозионной активности являются меркаптаны и сероводород. Содержание серы в дизельном топливе строго регламентируется по двум составляющим: по общей сере (не более 0,2…0,5 %) и по меркаптановой сере (не более 0,01 %). При отрицательных температурах оксиды серы легко растворяются в воде, присутствующей в дизтопливе даже в виде конденсата, образуя еще более активные сернистую и серную кислоты. От содержания в дизельном топливе соединений серы в большой мере зависит срок службы всего дизеля.

Чем выше концентрация серы в топливе, тем интенсивнее коррозионное изнашивание деталей дизеля, поэтому в западных странах содержание серы в дизельном топливе ограничено жесткими стандартами. Так, в штате Калифорния (США) содержание серы ограничено значением 0,05 %, что в 4…10 раз меньше по сравнению с отечественными марками дизельного топлива, а в Швеции требования к содержанию серы еще более строгие.

Эксплуатационные свойства дизельного топлива характеризуют его склонность к образованию нагара и лаковых отложений в двигателе. Содержание вредных отложений в двигателе повышается при увеличении содержания в дизтопливе серы и сернистых соединений, фактических смол, непредельных и ароматических углеводородов (йодного числа), несгораемых неорганических соединений (зольности). Повышение зольности топлива также увеличивает интенсивность изнашивания деталей ЦПГ и топливной аппаратуры дизеля.

Отечественные стандарты, так же как и западные, категорически не допускают наличия в дизельном топливе влаги и механических примесей. Однако на автозаправочных станциях этим требованиям дизтопливо соответствует крайне редко. Концентрация фактических смол в дизельном топливе отечественными стандартами также ограничена и для разных видов топлива не превышает значений 200…400 мг/л, т. е. в среднем она в 4 раза выше, чем в российских бензинах.

Содержание механических примесей определяют путем фильтрования 100 г нефтепродукта, разбавленного в бензине, через высушенный и взвешенный бумажный фильтр. Осадок на фильтре промывают бензином. Затем фильтр опять высушивают и взвешивают.

В связи с вышесказанным, российские требования к качеству дизтоплива требуют ужесточения, а промышленные технологии его изготовления — значительного усовершенствования. Основное преимущество дизеля — экономичность, может быть нивелировано при использовании отечественного дизельного топлива. Однако применение различных присадок и добавок, оптимизирующих процесс сгорания дизельного топлива, позволяет улучшить не только характеристики горючего, но и работу дизельного двигателя (табл. 20).

Таблица 20. Взаимосвязь физико — химических свойств дизельного топлива и условий работы дизеля

Сегодня трудно себе представить дизельное топливо высокого качества без присадок, имеющих разные функциональные назначения. Производятся и поставляются на рынок депрессорные, цетаноповышающие, диспергирующие, противоизносные, антиокислительные, антидымные, ингибиторы коррозии, моющие и другие любительские препараты.

Цетановое число (ЦЧ) — показатель воспламеняемости дизельного топлива, численно равный объемному проценту цетана в эталонной смеси, состоящей из смеси цетана и a — м етилнафталина. Определяется по формуле: ЦЧ = 1,5879×[( V 20 + 17,8)/ p 20], где V20 — кинематическая вязкость при +20 °C; p20 — плотность топлива при температуре +20 °C.

Регулярное профилактическое использование препаратов автохимии позволяет значительно увеличить межремонтный ресурс дизельной автомобильной техники.

В последнее время передовые нефтехимические фирмы также начали выпускать дизельные виды топлива, соответствующие требованиям EN 590 (Евро-4), т. е. более высокого качества. Такое дизтопливо отличается от требований ДСТУ 3868—99 более низким содержанием серы (не более 50 мг/кг, в то время как у Л-0,20–62 — не более 2000 мг/кг) и полициклических ароматических углеводородов, а также более высоким цетановым числом (не менее 51 ед., в отличие от дизтоплива Л-0,20–62, у которого цетановое число не менее 45 ед.).

Высокое цетановое число и низкое содержание серы дизтоплива по Евро-4 оптимизируют процесс сгорания топлива, снижают шум и вибрации, облегчают запуск, особенно в холодное время года, значительно снижают коррозионные процессы, продлевают работу сажевых фильтров, а также уменьшают количество лаковых и карбоновых отложений на деталях цилиндропоршневой группы дизеля.

Наличие в составе дизтоплива специальных противоизносных присадок позволяет уменьшить износ деталей двигателя и топливной аппаратуры. При эксплуатации техники на таком топливе снижается дымность отработанных газов, а также выброс вредных соединений в атмосферу: сажи, оксидов азота и углерода, несгоревших углеводородов и т. д.

В настоящее время одним из наиболее важных направлений работ для нефтеперерабатывающей промышленности является десульфуризация (снижение содержания серы) дизельного топлива. В европейском стандарте EN 590 регламентируется допустимое содержание серы в дизельном топливе в количестве 50 ppm, а также 10 ppm для топлива с ультранизким содержанием серы. Следствием десульфуризации стало то, что в отличие от сернистого дизельного топлива (свыше 350 ppm серы), дизельные виды топлива с низким и ультранизким содержанием серы перестали обладать необходимой смазывающей способностью деталей топливной аппаратуры, особенно прецизионных деталей ТНВД и форсунок. Поэтому для снижения износа деталей дизеля в пакет присадок добавляют антифрикционные, противоизносные компоненты, например смесь жирных кислот и их производных.