Дизельное топливо

Дизельное топливо — один из наиболее востребованных нефтепродуктов. Дизельное топливо дешевле бензина, средний расход горючего в дизельных двигателях на 25-30% ниже, чем в карбюраторных. Высокие показатели надежности и экономичности дизельных двигателей оправдывают их широкое применение, а это приводит к тому, что потребности мирового рынка в дизельном топливе исчисляются миллионами тонн в год. Такие объемы не только стимулируют увеличение объемов добычи первичного сырья для ДТ — нефти, но и ускоряют развитие технологической базы процесса её переработки. Производство дизельного топлива — крупный сектор нефтегазовой отрасли, характеризующийся высокой прибыльностью инвестиций и постоянно возрастающей потребностью в применении современных наукоемких технологий.

Отличия, стандарты и характеристики ДТ

Различают три вида дизельного топлива — летнее топливо (ДТЛ), зимнее (ДТЗ), и арктическое (ДТА). Основными параметрами, определяющими принадлежность горючего к той или иной марке, являются диапазон температур, в котором топливо может использоваться, температура вспышки и застывания. Согласно ГОСТ 305-82, летнее топливо предназначено для использования при температуре 0°С и выше, застывает оно при -10°С. Зимнее выдерживает температуры в диапазоне от -20°С и выше или от -30°С(в зависимости от того, для какой климатической зоны — холодной или умеренной — оно производится, используются разные добавки), а застывает при -35°С или -45°С. Арктическое дизельное топливо обладает наибольшей устойчивостью к морозу. Оно применяется при температурах от -50°С, а застывает при -55°С.

Марки различаются и по содержанию серы — до 0.2% от объема для ДТЛ, до 0.5% для ДТЗ, и до 0.4% для ДТА. Надо отметить, что наличие серы в составе обосновано — чем оно выше, тем лучше смазывающие характеристики топлива. Но сера — основной источник вредных соединений в выхлопах, потому существует необходимость ограничивать количество этого элемента.

Существуют также нормы, общие для всех марок. Цетановое число — условная характеристика, отражающая свойства воспламенения дизельного топлива — не может быть ниже 45% (за 100% принято считать свойства чистого цетана, а измеряется значение числа путем сравнения испытуемого топлива со свойствами смеси цетана с a-метилнафталином, цетановое число которого равно 0). Топливо не должно содержать сероводорода, водорастворимых кислот, щелочей, механических примесей или воды, должно выдерживать испытание на коррозионную активность к меди по ГОСТ 6321-92 (ИСО 2160-85).

На практике зимнее, летнее или арктическое дизельное топливо различаются своей плотностью. Летнее топливо получается при перегонке нефти при температуре до 360°С, зимнее — до 340°С, арктическое — до 330°С. Чем выше температура перегонки, тем выше плотность, и тем выше температура застывания конечного продукта.

Использовать топливо при температуре, ниже рекомендованной, рискованно. Оно кристаллизуется, а это приведет к закупориванию топливного насоса и шлангов, или даже их повреждению. В таком случае запустить двигатель без серьезного ремонта точно не удастся. Использование зимнего топлива в летний период мотору не повредит, но вызовет повышенную задымленность выхлопных газов, увеличит выброс вредных веществ. Мощность мотора будет ниже, чем при использовании нужной марки ДТ.

Дизель — использование и производство Ведутся многочисленные исследования по улучшению характеристик дизельного топлива и уменьшению его стоимости. В настоящее время существует масса разнообразных добавок, изменяющих его свойства. При обработке топлива различными присадками может быть существенно снижена температура застывания, повышено цетановое число, улучшен коэффициент сгорания и понижена задымленность выхлопных газов. Летнее топливо с минимальным порогом -5°С в среднем дешевле зимнего на 15-18%. Присадки сами по себе достаточно дорогие, но они обеспечивают понижение допустимой температуры для ДТЛ на 10-15°С. Существуют также противоизносные присадки, повышающие смазывающие характеристики ДТ. Стоит отметить, что, несмотря на огромный научный потенциал России в области топливной энергетики, большинство присадок на внутреннем рынке — зарубежного производства, и некоторые из них могут иметь побочные действия, плохо совмещаются с моторными маслами и присадками другого типа.

В последнее время специалисты прогнозируют значительное увеличение объемов производства в Росиии ДТ и присадок, не уступающих по качеству импортным образцам. Связано это, по мнению экспертов «Нефтяного Клуба Петербурга», в первую очередь с тем, что в России в период с 2003 по 2010 год, согласно проекту Федерального закона «Специальный технический регламент „О требованиях к бензинам, дизельному топливу и другим горюче-смазочным материалам"», вводятся нормы, соответствующие требованиям Евро 2, Евро 3, Евро 4. Это означает, что минимальное цетановое число в дизельном топливе возрастет до 51%, ужесточатся требования к содержанию в топливе серы. В России, как и в большинстве развивающихся стран, содержание серы ограничивают 0.2% для летнего и 0.5% для зимнего топлива, а в Евросоюзе максимально допустимая норма — 0.001%. Улучшение таких характеристик в значительной степени снизит расход топлива и приведёт к уменьшению количества токсичных соединений в выхлопных газах. С другой стороны, ужесточение стандартов неминуемо усложнит процесс получения топлива и повысит стоимость литра на 1-2 рубля. Повышения цен можно избежать только путем внедрения новых, прорывных технологий.

Поиск альтернативного сырья для ДТ ведется во многих странах. Сейчас для получения летнего дизельного топлива используют, помимо нефти и природного газа, печное топливо, которое по своему фракционному составу тяжелее и плотнее дизельного, ДТ с истекшим сроком годности, зараженное микроорганизмами или имеющее признаки расслоения, отработанное машинное масло и другие продукты нефтепереработки. Для производства зимнего топлива сырьем могут быть нестабильные газовые конденсаты — жидкие смеси высококипящих углеводородов, выделяемые из природных газов. Зимнее дизельное топливо можно получать путем переработки летнего. В этом случае летнее топливо подвергают вторичной перегонке при температурах до 340°С, понижая вязкость и улучшая морозоустойчивость. Стоимость дизеля, полученного из альтернативного сырья, практически равна стоимости обычного топлива. Более того, переработка уже готовых продуктов проще технологически, что позволяет широко использовать этот метод.

Биодизель — технологический прорыв Последние разработки — технологии получения дизельного топлива из растительных масел (соевого, пальмового, рапсового, подсолнечного). В Европе подобная технология была запатентована уже в 2001 году, имеются примеры ее промышленного использования. Стоимость топлива, полученного таким способом, в разы ниже. Оно также имеет массу других положительных отличий. Одним из них является высокая смазывающая способность, что продлевает срок службы двигателя. Топливо на основе природных компонентов чистое, в почве или воде оно подвергается полному биологическому распаду за 1 месяц и не наносит при этом вреда окружающей среде. Биодизель обладает изначально высоким цетановым числом — 56-58%, а его температура воспламенения — 100°С, что снижает его взрыво- и пожароопасность по сравнению с нефтепродуктами и во многом облегчает его транспортировку. Как и обычное дизельное топливо, биодизель производят для разных температурных режимов. В Германии например, существуют три марки — «летняя» (от 0°С и выше), «осень-весна» (до -10°С) и «зимняя» (до -20°С). При производстве зимних и осенних сортов часто применяют присадки, созданные специально для биодизеля.

Массовому применению биодизеля в качестве самостоятельного топлива для дизельных моторов мешает пока только возникающая для некоторых моделей необходимость внесения изменений в их конструкцию. Тем не менее, Евросоюз планирует к 2010 году увеличить долю ДТ, полученного из растительных компонентов, до 5,75%, всячески стимулирует внедрение технологий получения биодизеля, создает законодательную и экономическую базу для дальнейшего развития экологически чистых видов топлива. Безусловно, биодизель — оптимальный заменитель существующим видам топлива на основе нефти и газа. Что касается традиционного синтетического ДТ, то, по наиболее смелым прогнозам специалистов, к середине текущего века его доля не будет превышать 40-45% от всего мирового объема производства.