Сера в дизельном топливе: проблема и решение – «НефтеГазЛогистика»

Важно знать всем автомобилистам использующим ДТ – на что влияет сера в дизельном толпиве, а так же сколько содержится серы в старых стандартах, и сколько ее в новых

Влияние серы в дизельном топливе на двигатель

Соотношение требований к бензинам российских ГОСТ и норм ЕВРО

Действующие стандарты жестко регламентируют фракционный состав горючего, в том числе и сернистых соединений. Однако определенный процент таких веществ все же остается, несмотря на очистку и обработку исходного сырья. Полностью удалять сульфиды и другие сернистые элементы очень дорого и нерентабельно.

Присутствие таких сернистых веществ при взаимодействии с парами воды приводит к образованию сернистой и серной кислоты. В результате появляется коррозия металлических деталей поршневой группы, топливной и выхлопной системы. Образование отложений ухудшает отвод тепла, снижает компрессию, ограничивает подвижность колец.

Влияние серы на свойства топлива ограничивает и технические характеристики самих дизельных двигателей, а именно:

  • снижается мощность;
  • повышается расход топлива;
  • ухудшаются мощностные и разгонные характеристики.

Из-за высокого содержания серы в судовом топливе или горючем для других дизелей изменяется сам процесс сгорания смеси. В результате возможна потеря мощности, снижение экономичности и ухудшение динамики дизеля.

Нужно учитывать, что низкое содержание серы тоже не очень хорошо для дизеля. При уменьшении сернистых соединений ниже 0,035 % ухудшаются смазывающие свойства горючего. В результате появляется преждевременный износ и сокращаются сроки эксплуатации топливной системы. Чтобы устранить эту проблему, используют специальные присадки.

Стандарты экологичности дизтоплива

Характеристики дизельного топлива ЕВРО

Определенного баланса между содержанием серных веществ и экологичностью горючего удалось добиться с появлением соответствующих стандартов (Евро 0-6). Эти нормы регламентируют выброс вредных элементов и технические характеристики дизтоплива. Последние принятые варианты — Евро 5 и 6 (2009 и 2015 г. соответственно), согласно которым вредные выбросы не должны превышать следующих значений:

  1. оксид углерода — 0,5;
  2. оксид азота — 0,18 – 0,08;
  3. взвешенные частицы — 0,005.

Совсем не допускается присутствие углеводорода и летучих органических веществ.

Бензовоз 5

Технические характеристики дизтоплива

Легковые машины, грузовики, автобусную и специальную технику заправляют горючим в соответствии с климатическими условиями. Есть летнее, зимнее и арктическое топливо. По температуре применения горючее разделяют на сорта (A-F) и классы (0-4). Такое топливо отличается следующими показателями:

  • цетановое число 45–51;
  • содержание серы в дизельном топливе Евро 5 и 6 — не более 10 мг;
  • температура фильтрации — до -55 °С;
  • плотность в пределах 0,830-0,860 г/см3.

Согласно российского ГОСТ содержание серы в дизельном топливе тоже не должно превышать 10 мг.

Звоните по номеру +7 (812) 426-10-10. С нами удобно, доставка 24/7

Допустимые пределы концентраций серы для различных видов дизтоплива

Европейский стандарт ЕВРО-5 был принят на территории РФ 1 января 2016 года. Документ определяет нормы содержания вредных веществ в выхлопных газах, по которым можно судить о качестве топлива и его экологической безопасности. Горючее, изготовленное по европейским стандартам, имеет лучшие характеристики, например, при его эксплуатации снижается дымность отработанных газов и уровень выбросов продуктов сгорания.

Классификация дизтоплива осуществляется по двум основным параметрам: содержание сернистых соединений и температура фильтруемости.

Дизтопливо может маркироваться следующим образом: ДТ-Е-К5, или ДТ-З-К5. Расшифровываются данные условные обозначения следующим образом:

  • «ДТ» – дизельное топливо;

Следующая литера обозначает климатические условия, также эта характеристика содержит данные о температуре фильтруемости:

  • «Л» – летнее ДТ. В данном виде не определяется температура фильтруемости.

  • «Е» – межсезонное, температура фильтруемости -15°С;

  • «З» – зимнее, с температурой фильтруемости -20°С;

  • «А» – арктическое, с температурой фильтруемости -38°С.

Следующее цифробуквенное обозначение говорит, о том, какое содержание серы присуще данному типу горючего:

  • К2 – содержится не более 500 мг/кг;

  • К3 – не более 350 мг/кг;

  • К4 – не больше 50 мг/кг;

  • К5 – не более 10 мг/кг.

Что такое остаточное топливо?

Многие дизельные двигатели с низкой скоростью, установленные на коммерческих судах и грузовых автомобилях, часто работают на остаточном топливе. Также известное как бункерное топливо или мазут, это высоковязкая нефть высокой плотности, добываемая на нефтеперерабатывающих заводах, является по сути остатками процесса рафинирования, состоящими из длинного остатка, короткого остатка, крекинг-масла и бензина.

Остаточный мазут представляет собой низкосортную топливную смесь парафиновых и ароматических соединений. Иногда он смешиваются с высококачественным топливом, таким как бензин и керосин, чтобы получить желаемые свойства. При этом мазут не имеет фиксированной температуры плавления и часто зависит от их источника. Основное использование этого топлива – для питания промышленных котельных, силовых установок и двухтактных дизельных двигателей большого размера.

Устаревшие нормы

По содержанию серы солярку подразделяют на два класса: сернистая и малосернистая. До недавнего времени при оценке качества топлива не анализировали, каким образом его использование скажется на окружающей среде. Было три основных критерия оценивания:

  • стабильность работы двигателя;
  • расход горючего;
  • стоимость солярки.

В соответствии с принятыми в СССР нормами к сернистой причисляли солярку, концентрация серы в которой была приблизительно равна 0,2-1,0%. Дизельное топливо с содержанием этого элемента в пределах до 0,2 % классифицировали как малосернистое. Каким образом сказывалась такая незначительная разница? При использовании сернистого дизтоплива интенсивнее изнашивалась цилиндро-поршневая группа, на деталях образовывалось больше нагара. Ухудшалось охлаждение поршня. Для нейтрализации серы стали использовать специальные щелочные присадки. Благодаря им удалось уменьшить образование отложений на деталях, а также уменьшить коррозию.

Применение[править | править код]

Основные потребители дизельного топлива — железнодорожный транспорт (тепловозы, автомотрисы, дизель-поезда), грузовой автотранспорт, автобусы, водный транспорт, военная техника, дизельные электрогенераторы, сельскохозяйственная техника, а также легковой дизельный автотранспорт. Кроме дизельных двигателей, остаточное дизельное топливо (соляровое масло) зачастую используется в качестве котельного топлива, для пропитывания кож, в смазочно-охлаждающих средствах и закалочных жидкостях, при механической и термической обработке металлов.

Чем грозит превышение допустимых норм содержания серы в дизельном топливе

Соединения серы, присутствующие в горючем, вступают в реакцию с водяными парами, образуя кислоты. Последствием подобного взаимодействия будет сильный коррозирующий эффект и множественное нагарообразование при сгорании топлива. Поэтому, превышение серы в дизельном топливе оказывает негативное влияние на его эксплуатационные характеристики.

Основными последствиями повышенного содержания серы будут:

  • Сильная коррозия поршневой системы двигателя, снижение срока службы;

  • Нагарообразование и появление отложений на контактирующих с продуктами сгорания участках;

  • Общее снижение эффективности топливной и выхлопной систем;

  • Загрязнение окружающей среды.

Так как полное удаление серосодержащих соединений нерентабельно, некоторый процент серы всегда остается в ДТ, кроме того, снижение концентрации серосодержащих компонентов до 0,035% и ниже приводит к уменьшению смазывающей способности топлива.

Современный подход

Ученые уже давно выяснили, на что влияет сера в дизельном топливе, поэтому активно стремятся изменить сложившуюся ситуацию. Современные марки отличаются крайне низким содержанием данного элемента, т.к. он успешно компенсируется различными добавками и присадками. Среди достоинств такого подхода можно выявить наиболее важные:

  • минимизация воздействия на окружающую среду;
  • улучшение смазывающей способности;
  • увеличение безремонтного эксплуатационного периода всей топливной системы;
  • повышенная устойчивость к низким температурам.

Имеются и иные достоинства практикуемых методов решения проблемы, которые позволили повысить экономичность использования топлива и иные важные критерии в различной степени.

Современные ДВС в большинстве случаев плохо реагируют с устаревшими марками ДТ, т.к. в них повышенное содержание серы, которое быстро приводит топливную систему в нерабочее состояние.

Определение массовой доли серы в дизельном топливе

Массовая доля серы в дизельном топливе – важная характеристика горючего. Все стандартизированные методы определения количества серы можно разделить на несколько типов:

  • методы, основанные на процессе окисления серы;

  • методы, в основе которых лежит восстановление серы до сероводорода (H2S);

  • спектральные методики анализа, в том числе с применением УФ-флуоресцентного, рентгеновского излучений и атомно-эмиссионные методы.

Рассмотрим метод ультрафиолетовой флуоресценции, который позволяет установить, сколько серы содержится в ДТ. Эта методика описана в нескольких российских нормативных документах: ГОСТ ISO 20846-2012, ГОСТ Р 56342-2015, ГОСТ 34237-2017.

анализатор NSX2100H

Рис. 1. Анализатор NSX-2100H, производства Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd, с детектором SD-210 для анализа серы в дизельном топливе

Анализ серосодержащих примесей включает стадию пиролитического сжигания образца с последующим детектированием ультрафиолетового флуоресцентного излучения, интенсивность которого соответствует содержанию серы в пробе.

Преимуществами данного способа можно считать:

  1. Минимальное влияние присадок и соотношения С-Н на результаты измерений;

  2. Доступность сертифицированных СО для построения калибровочных кривых;

  3. Возможность определения низкого содержания серы в пределах от 0,02 до 10000 ppm (1 ppm = 1 мг/кг);

  4. Множество типов устройств для ввода, позволяющих анализировать образцы в различном агрегатном состоянии.

Сера в дизельном топливе

1df12e0595feaba68d651f76abfd6ad1.jpg

Сера в дизельном топливе — один из нежелательных элементов в его составе. Допустимое количество серосодержащих примесей строго ограничено, поскольку их присутствие негативно влияет на экологическую обстановку и снижает ресурс оборудования.

Марки топлива

Сегодня все марки топлива можно разделить на солярку и современное топливо Евро образца. По содержанию серы их можно разделить:

  • Очень много. К данной категории относится солярка (соляровое масло), которая актуальна для сельхоз техники, котлов на жидком топливе и в аналогичных ситуациях.
  • Средне. Данную позицию стабильно удерживают Евро-3 и Евро-4, потому что у них доли приблизительно равнозначные.
  • Минимум. Лидирующую позицию уже много лет удерживает стандарт Евро-5, который регламентирует минимальное содержание серы и при этом максимальный КПД.

Каждый вариант пользуется заслуженной популярностью в определенных ситуациях, поэтому всегда нужно консультироваться перед покупкой с нашим менеджером. Нередко поддержка специалиста помогает сэкономить немало денег и сил.

Очистка дизельного топлива от серы

Задача уменьшения количества серы в дизтопливе является основной при его производстве. Очистка дизельного топлива от серы производится с помощью физико-химических и химических методов. Физико-химические методы удаления серы представляют собой очистку, при которой ДТ обрабатывают специальными сорбционными реагентами. Они впитывают серосодержащие компоненты, очищая ДТ от нежелательных примесей.

Химический метод основан на процессе гидроочистки. Устранение серы происходит вследствие химической реакции с водородом в условиях высокого давления и высокотемпературного нагрева. В результате гидроочистки серосодержащие примеси преобразуются в водорастворимый сернистый газ. Промывка обработанного сырья водой приводит к значительному снижению количества серы в конечном продукте.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...