Потребительские свойства дизельного топлива поставляемого в Московский регион

Поставщиками дизельного топлива в Московский регион являются:

• Московский НПЗ, поставляющее топливо дизельное автомобильное (ЕН 590) сорта С, изготовленное по ТУ 38.401-58-296-2005.
• Крупнейшие заводы России, осуществляющие поставку дизтоплива марки Л-0,2-62 изготовленное по ГОСТ 305-82.
• Самарские НПЗ (ЮКОС), предоставляющие дизельное топливо экологически чистое марки ДЛЭЧ-0,05-62, изготовленное по ТУ 38.1011348-2003.
• Рязанский НПЗ, поставляющий дизельное топливо «ЕВРО», изготовленное по ГОСТ Р 52368-2005.
• Нижегородский НОС (Лукойл), реализующий компании «Поставком» «топливо дизельное ЛУКОЙЛ ЕН 590 (EN 590)», изготовленное по ТУ 0251 -018-00044434-2002.
• Орский НОС (РуссНефть), поставляющий топливо дизельное автомобильное (ЕН 590) ЕВРО-3, сорта С, изготовленное по ТУ 38.401-58-296-2005.

Ниже приведена таблица, из которой очевидно, что жесткие условия конкуренции на столичном рынке России в совокупности с экологическим прессингом со стороны Московского Правительства, привели к переходу на европейский стандарт ЕВРО-3. С марта 2006 года «ЛУКОЙЛ» начал поставку на собственные заправки дизельное топлива, соответствующее нормам ЕВРО-4.

Продукция Московского, Рязанского НПЗ, а также Орского НОС производится в соответствии с различными отечественными стандартами. В своем большинстве они соответствуют нормам ЕВРО-3. Продукция заводов «ЛУКОЙЛ» отвечает нормам ЕВРО-4.

Главное отличие нового экологического топлива от ГОСТ 305-82 заключается в пятикратном снижение по сере - не более 0,035%, (у ЛУКОЙЛа 40-кратное), а также увеличении цетанового числа от 45 до 51 ед. Предусмотрено введение 4 новых показателей:

• Показатель, определяющий число цетаноповышающих добавок в топливе - цетановый индекс (не менее 46).
• Показатель, указывающий на число токсичных окислов азота и твердых частиц в выхлопных газах двигателя - предельное содержание полициклических ароматических углеводородов (не более 11%).
• Показатель присутствия в топливе дистиллятных фракций вторичных процессов - окислительная стабильность (не более 25 мг/м3).
• Показатель срока эксплуатации топливных насосов высокого давления - смазывающая способность (не более 460 мкм).

Зимние дизельные топлива 

По сравнению с традиционными зимними дизельными топливами (ГОСТ 305-82), морозостойкость которых достигается посредством повышения керосиновой фракции в составе топлива, современные экологические дизельные топлива производят за счет добавления в летние сорта депрессорных присадок. Чаще всего данное топливо имеет обозначение с индексом «п» - ДЗп.

По сравнению с прежним обозначением температуры помутнения и температуры застывания для экологически дизельных топлив введен новый показатель - предельная температура фильтруемости.

Стандарт ЕN 590 предусматривает выпуск дизельных топлив для умеренной климатической зоны шести марок (сортов):
 

И пять классов для районов с холодной климатической зоны:

Арктическое дизельное топливо по ГОСТ 305-72 в московский регион не поступает.

Как известно, зима всегда приходит неожиданно. Заводы не успевают перестроиться на выпуск зимних сортов топлива в достаточном количестве. В этом случае допускается и практикуется добавление в летние сорта ди­зельного топлива авиационного керосина (ТС-1 или РТ) в следующих пропорциях:

Добавление керосина облегчается запуск холодного двигателя, поскольку керосин имеет более легкий фракционный состав (от 150 до 250°С), но при этом снижается цетановое число и как следствие падает мощность двигате­ля, увеличивается его дымность и расход топлива. Низкое содержание в смеси парафиновой фракции увеличи­вает трение в плунжерных парах и ускоряет их износ.

С высокой долей уверенности можно утверждать, что на АЗС таких компаний как ТНК, ВР, Магистраль, Татнефть, РуссНефть, ЮКОС, Сибнефть, МТК, Лукойл клиент получает товарное экологически чистое дизельное топливо. Здесь же следует отметить, что потребности заправочного комплекса собственно города Москвы составляют 70-80 тыс. тонн в месяц и ресурсные возможности нефтяных компаний обеспечить город экологически чистым ди­зельным топливом согласно постановлению Правительства Москвы от 28.12.2004 № 952-ПП «О стандартах на моторное топливо с улучшенными экологическими характеристиками» безусловно существуют.

Остальные потребности региона в количестве (120-160) тыс. тонн в месяц покрываются дизельным топливом по ГОСТ 305-82, поступающего по системе Мостранснефтепродукт через нефтебазы «Володарская», «Солнечногорская», «Нагорная», «Новоселки», а также железнодорожным транспортом на подмосковные нефтебазы.

Следует отметить, что в последние годы значительно сократилась, но, тем не менее, к сожалению, сохранилась еще практика продажи суррогата под маркой дизельного топлива. Обычно это дизельные фракции первичной пе­реработки нефти на небольших мини-НПЗ, судовое маловязкое топливо или печное топливо, поступающее из Российских регионов на областные нефтебазы ЖД транспортом.

Грешат торговлей таким топливом, как правило, независимые небольшие частные АЗС, а также джобберы, при­крываясь брендами популярных нефтяных компаний. С 2005 года департамент природопользования Москвы со­ставляет список заправок, торгующих некачественным топливом. По состоянию на декабрь 2005 года в «черный список» входило 40 АЗС, к июню 2006 года 12 АЗС, причем только две АЗС принадлежат ВИНКам, остальные – мелким частным АЗС. По нашим расчетам объем «бодяжного» дизельного топлива достигает 10% от общего объема продаж в регионе. За пределами Московской области эта цифра составляет до 20-25%.

Более чем 12-летний опыт работы нашей Компании на Московском рынке нефтепродуктов, дает нам право на­звать нефтебазы, которые строго соблюдают соответствие паспортных данных на товар его реальному качеству: это автотерминал Московского НПЗ в Капотне, нефтебазы ОАО «Мостранснефтепродукт» (Володарская, Нагорненская, Солнечногорская, Новоселки), Подольская нефтебаза ЮКОСа и нефтебаза ЛУКОЙЛа в г. Видное.

Потребительские свойства дизельного топлива
Дизельное топливо — это нефтяная фракция, основу которой составляет смесь углеводородов с температурами кипения от 200 до 350⁰С. По внешнему виду – это прозрачная жидкость от светло-желтого или светло-коричневого цвета в зависимости от содержания смол. На отечественных заводах выход дизельной фракции со­ставляет, в среднем 25% из переработанной нефти.

Эксплуатационные требования к качеству дизельных топлив
Рабочий процесс в дизельном двигателе принципиально отличается от процесса сгорания топливовоздушной смеси в бензиновом двигателе. В цилиндрах дизеля сжимается не рабочая смесь, а воздух, причем степень сжа­тия достигает 20 – 30 (в бензиновых двигателях – 9 – 12). В воздух, сжатый до 3 – 7 МПа (30-70 атм.) и нагретый за счет сжатия до 500 – 800⁰С, под высоким давлением (до 150 МПа) через форсунку впрыскивается дизельное топливо. Оно практически мгновенно испаряется, перемешивается с горячим воздухом, нагревается до темпера­туры самовоспламенения и сгорает. Принудительное зажигание рабочей смеси отсутствует.

Сложные процессы смесеобразования и сгорания топлива происходят в дизеле в течение очень малого проме­жутка времени, соответствующего повороту коленчатого вала на угол около 20⁰. Чем быстроходней двигатель, тем это время меньше. В бензиновом двигателе при равной частоте вращения коленчатого вала на смесеобразование и сгорание приходится в 10-15 раз больше времени. Отсюда и специфические требования к качеству ди­зельного топлива.

Надежная и экономичная работа дизеля обеспечивается, когда правильно подобрано топливо, установлен опти­мальный угол опережения впрыска, а смесь полностью сгорает во время рабочего хода. Иначе увеличивается дымность выхлопа, падает мощность, повышается удельный расход топлива.

Для обеспечения полного и качественного сгорания к дизельному топливу предъявляются следующие требова­ния: хорошая прокачиваемость, как условие бесперебойной и надежной работы топливного насоса высокого дав­ления (ТНВД); обеспечение тонкого распыла и хорошего смесеобразования; полное сгорание топлива; предот­вращение нагарообразования на клапанах, поршнях и поршневых кольцах, зависания игл и закоксовывания рас­пылителей форсунок; отсутствие коррозионного воздействия на детали двигателя, топливоподающую систему, топливопроводы и топливные баки; высокая химическая стабильность.

Свойства дизельных топлив

К свойствам дизельных топлив, отвечающим всем эксплуатационным требованиям, относятся: цетановое число, вязкость и плотность, низкотемпературные свойства, фракционный состав и испаряемость, противокоррозионные свойства и стабильность топлива, наличие механических примесей и воды, удовлетворение экологическим тре­бованиям.

Цетановое число (ЦЧ) — это показатель воспламеняемости дизельного топлива, численно равный объемному проценту цетана в эталонной смеси, которая в условиях испытания равноценна по воспламеняемости эталонно­му топливу.

Цетановое число — это один из самых важных параметров дизтоплива, антипод октанового числа бензина. Если октановое число характеризует стойкость бензина к самовоспламенению (детонации), то ценатовое число, на­оборот, отражает способность дизтоплива воспламеняться при нагревании.

Цетановый индекс – это расчетное значение цетанового числа до введения цетаноповышающих добавок. В состав эталонной смеси входит цетан и а-метилнафталин. Склонность цетана к самовоспламенению оценивают в 100 единиц, а а-метилнафталина — в 0 единиц. Так, если смесь состоит из 45% цетана и 55% а-метилнафталина, то считается, что ее цетановое число равно 45.

Оценку самовоспламеняемости дизельных топлив для быстроходных дизелей производят аналогично методу оценки детонационной стойкости бензинов. Испытываемый образец в обоих случаях сопоставляется с эталонным топливом на одноцилиндровой установке серии ИТ-9 с изменяемой степенью сжатия.

Цетановое число дизельного топлива по ГОСТ 305-82 должно быть не менее 45. Чем выше ЦЧ, тем лучше вос­пламеняемость топлива. В то же время при использовании топлива с повышенным цетановым числом (более 50) происходит преждевременное воспламенение топливной смеси, которое снижает экономичность и мощность ди­зеля, вызывает обильное дымление. Применение топлива с цетановым числом менее 40 приводит к жесткой ра­боте двигателя (возникает характерный металлический стук, напоминающий детонацию в бензиновом двигателе, вибрация, перегрев поршней и головок цилиндров и др.)

Цетановое число топлива может быть повышено регулированием углеводородного состава или введением в со­став топлива специальных присадок. Однако передозировка цетаноповышающими добавками может негативно отразиться на качестве топлива. Наилучшим показателем является минимальная разница между цетановым чис­лом и цетановым индексом, что свидетельствует о минимальном количестве цетаноповышающей добавки.

Вязкость и плотность дизельных топлив влияют на процессы испарения и смесеобразования. Пониженное или повышенное значение кинематической вязкости (для топлив различных марок оптимальное зна­чение лежит в пределах 1,5 – 6,0 мм²/с) приводит к нарушению работы топливоподающей аппаратуры, а также процессов смесеобразования и сгорания рабочей смеси.

При пониженной вязкости топливо вытекает через зазоры в плунжерных парах топливного насоса высокого дав­ления, вследствие чего изменяется его дозировка, снижается давление впрыска, увеличивается нагарообразование. Снижение вязкости топлива ухудшает и его смазочные свойства, что приводит к увеличению интенсивности изнашивания прецизионных плунжерных пар ТНВД, так как их износ определяется физическим состоянием топ­лива. Кроме того, при этом увеличивается опасность подтекания и просачивания маловязкого топлива и, как следствие, роста его расхода.

Повышенная вязкость топлива приводит к ухудшению качества смесеобразования, при распылении образуются крупные капли и длинная струя с малым углом. При этом продолжительность процесса испарения возрастает, топливо сгорает не полностью, увеличивается его расход, повышается нагарообразование, возникает дымление (цвет отработавших газов становится темным).

Более мелкие и однородные по составу капли рабочей смеси улучшают процессы испарения, смесеобразования и сгорания, что характерно для распыления дизельного топлива с кинематической вязкостью 2,5 – 4,0 мм²/с при температуре +20⁰С. Топливо с такой вязкостью при отрицательных температурах сохраняет такие эксплуатаци­онные свойства, как текучесть и проходимость по трубопроводам, через фильтры тонкой очистки и насос высоко­го давления.

Поскольку с понижением температуры вязкость значительно возрастает, существенно ухудшаются пусковые свойства топлива, особенно в холодное время года.

Плотность дизельного топлива нормируется (в отечественных стандартах) при температуре +20⁰С: для летнего топлива – не более 860 кг/, зимнего – не более 840 кг/м³ и арктического – не более 830 кг/м³.

В зарубежных стандартах плотность нормируется при температуре +15⁰ С. По европейскому стандарту ЕN 590 плотность летних дизельных топлив должна составлять 820 – 850 кг/м³, зимних – 800 – 845 кг/м³.

Низкотемпературные свойства дизельных топлив, характеризуемые температурам помутнения и застывания, оценивают, устанавливая предельно низкую температуру окружающей среды (воздуха), при которой его подача из топливного бака к двигателю происходит бесперебойно.

Температурой помутнения называется температура, при которой топливо теряет прозрачность в результате выпадения кристаллов парафиновых углеводородов или микрокристаллов льда, но не теряет текучести. Микрокристаллы        высокоплавких       углеводородов      образуют         в           фильтре         тонкой очистки непроницаемую для топлива парафиновую пленку, в результате чего подач топлива прекращается. Чаще всего это проявляется при пуске и прогреве дизеля, так как в это время в подкапотном пространстве еще сохраняется низкая температура.

Бесперебойная подача обеспечивается при температуре помутнения топлив на 5—10 ⁰С ниже температуры окру­жающего воздуха, при которой эксплуатируется автомобиль.

Температурой застывания называется температура, при которой дизельное топливо не обнаруживает подвиж­ности (текучести) при наклоне под углом 45⁰ в течение 1 мин. Подвижность топлива определяют в стандартном приборе. Восстановить текучесть на некоторое время можно перемешиванием застывшего топлива, однако затем оно обычно вновь застывает.

Разница между температурой помутнения и застывания составляет 5 – 15 ⁰С в зависимости от химического со­става топлива. Например, для летнего дизельного топлива (с температурой конца перегонки 360 ⁰С) при исполь­зовании его в умеренной климатической зоне температура помутнения равна – 5 ⁰С, а температура застывания равна – 10 ⁰С. Для зимнего топлива (с температурой конца перегонки 340 ⁰С) в той же климатической зоне темпе­ратура помутнения составляет -25⁰С, а температура застывания -35⁰С.

Для экологически чистых дизельных топлив введен новый показатель – предельная температура фильтруемости. Данную температуру определяют путем прямой фильтрации топлива при заданной температуре или в определенном интервале температур. Предельная температура фильтруемости для летнего дизельного топлива составляет -5⁰С, а для зимнего -25⁰С.

Учитывая, что в нашей стране преобладает холодный климат, для зимних и арктических марок дизельных топлив установлены требования к низкотемпературны свойствам.

Низкотемпературные свойства дизельных топлив улучшают двумя способами удалением из их состава высоко­плавких парафинов нормального строения или добавлением в них депрессорных присадок.

Дизельные топлива с депрессорными присадками маркируют как ДЗп. Добавление депрессорных присадок в ди­зельное топливо приводит к снижению температуры застывания с –10⁰С до –35⁰С и снижению предельной (соот­ветствующей температуре применения топлива) температуры фильтрации от минус 5⁰С до минус 20⁰С.

Депрессорные присадки существенно снижают температуру застывания и предельную температуру фильтруемости, но практически не изменяют температуру помутнения.

Депрессорные присадки вводятся в летние топлива из расчета 2 грамма на 1 кг топлива. Присадки могут обеспе­чивать бесперебойную работу дизеля до температуры –20⁰С, что значительно сокращает время пуска холодного двигателя.

Некоторые присадки к дизельным топливам снижают только температуру застывания, но не влияют на темпера­туру фильтруемости, что приводит к образованию в топливных баках двух слоев: верхнего (прозрачного) слоя, обладающего пониженным цетановым числом, и нижнего (мутного), содержащего мелкие кристаллы парафина.

При отсутствии зимнего товарного дизельного топлива допускается в виде исключения добавлять в него керосин (топливо ТС-1 или РТ). Однако следует помнить, что разбавленное керосином дизельное топливо теряет часть своих смазывающих свойств, что приводит к ускоренному изнашиванию плунжерных пар топливной аппаратуры.

Фракционный состав и испаряемость дизельного топлива определяются его физико-химическими свойства­ми. Если на первую стадию смесеобразования – распыливание – решающее влияние оказывает вязкость топли­ва, то на вторую стадию (испарение) – его испаряемость.

По ГОСТ 305—82, испаряемость дизельного топлива, характеризуемая фракционным составом, определяется температурами выкипания 50 и 96 процентов топлива (соответственно t₅₀% и t_96%). Температура начала кипения дизельных топлив обычно находится в пределах 170 - 200 °С, t₅₀% составляет 255 - 280 °С, а температура конца перегонки (t₉₆%) примерно равна 330 - 360 °С.

Показатель температуры t₅₀% характеризует пусковые качества топлива. Чем эта температура ниже, тем более облегчен фракционный состав данного топлива, тем быстрее и полнее оно испаряется в камере сгорания. Однако после прогрева двигателя до рабочей температуры топливо с облегченным фракционным составом вызывает жесткую работу дизеля.

Температура t₉₆o_/o указывает на содержание в топливе высококипящих углеводородов (трудноиспаряющаяся фракция), которые во время рабочего процесса в камере сгорания испаряются медленно и неполно. Повышение доли этой фракции ухудшает смесеобразование и вызывает неполное сгорание топлива, затрудняет пуск дизеля, снижает его экономичность и увеличивает дымность отработавших газов. Поэтому дизельные топлива должны обладать оптимальной испаряемостью.

Противокоррозионными свойствами дизельные топлива должны обладать для обеспечения минимального воздействия коррозионного разрушения деталей дизеля. Причины коррозионной агрессивности дизельных топлив те же, что и у бензинов: наличие в их составе сернистых соединений, водорастворимых кислот и щелочей, а так­же органических кислот.

При работе дизеля на сернистом топливе образуются прочные трудноудаляемые нагар и лаковые отложения. Кроме того, из окислов серы образуются сильнодействующие кислоты, вызывающие коррозию деталей, разру­шающие масло в двигателе. Дизельные топлива с содержанием более 0,2% применяют только при условии, что в двигателе применяется масло с противокоррозионной присадкой.

При производстве дизельных топлив из сернистых нефтепродуктов получают газойлевые и соляровые дистилля­ты с содержанием серы до 1,0 - 1,3 %. Серу из дистиллятов удаляют каталитическим способом, позволяющим снизить ее содержание до 0,2—0,5%, что по ГОСТ 305—82 является допустимой нормой. Повышенное до 0,6 % содержание серы в топливах приводит к увеличению износа гильз цилиндров и поршневых колец в среднем на 15%, а повышение до 1 % ускоряет этот процесс в 1,5 раза.

Из активных сернистых соединений (свободная сера, меркаптановая сера, сероводород) наибольшей коррози­онной агрессивностью обладает меркаптановая сера. Содержание ее в топливах не должно превышать 0,01 % (норма по ГОСТ). При повышении массовой доли меркаптановой серы до 0,06% коррозионный износ плунжерных пар и деталей форсунок увеличивается в 2 раза. Поэтому при производстве дизельных топлив обязательно про­водят их коррозионные испытания медной пластинкой. Если медная пластинка выдерживает испытания, то коррозионная агрессивность топлива отсутствует.

Кроме того, учитывая высокую коррозионную агрессивность и низкую химическую стабильность меркаптанов, помимо испытания на медную пластинку (качественная оценка), содержание в топливе меркаптановой серы оп­ределяют еще и потенциометрическим методом.

Минеральные кислоты и щелочи обнаруживают по реакции водной вытяжки. Присутствие водорастворимых кислот и щелочей в дизельных топливах не допускается. Кислотность согласно ГОСТ 305—82 не должна пре­вышать 5 мг КОН для нейтрализации 100 см³ топлива.

Механические примеси и вода в топливах для автомобильных дизелей по ГОСТ 305—82 недопустимы. При на­личии в дизельном топливе механических примесей происходит засорение фильтрующих элементов, ускоренный износ топливоподающей аппаратуры. При понижении температуры из воды, находящейся в топливе, образуются кристаллы льда, которые забивают фильтрующие элементы, что уменьшает подачу топлива в двигатель. Приме­нение дизельного топлива с водой при положительной температуре приводит к разрушению фильтрующих эле­ментов. Однако в связи с предельной «чувствительностью» метода оценки содержания механических примесей (ГОСТ 6370—83) и воды (ГОСТ 2477—65) за отсутствие загрязнений принимаются содержание в топливе механи­ческих примесей до 0,005 % и воды до 0,03 % (по массе).

Содержание воды в нефтепродуктах до 0,025% включительно называют «следы».

Содержание в топливе загрязнений, способных закупоривать поры бумажных фильтров и нарушать работу топ­ливной аппаратуры (механических примесей, воды, смол, серы, и др.) регламентируется коэффициентом фильтруемости, значение которого тем выше, чем больше в топливе примесей. Степень очистки дизельного то­плива, определяемая коэффициентом фильтруемости, не должна превышать 3. Наиболее опасными считаются механические примеси.

Экологические требования к дизельным топливам.

Основными показателями качества, ответственными за экологические последствия выбросов отработавших газов дизелей, являются:

·                 массовая доля серы;

·                 массовая доля ароматических углеводородов, связанная с цетановым числом дизельного топлива;

·                 фракционный состав, характеризующий пределы выкипания топлива.

Отечественные дизельные топлива по ГОСТ 305–82 не соответствуют европейским нормам ЕN 590 по содержа­нию серы и имеют в среднем несколько меньшее цетановое число.

Содержание серы в дизельном топливе определяет количество выброса, образующегося в отработавших газах диоксида серы. Масса выброса диоксида серы при сжигании 1 т дизельного топлива в зависимости от содержа­ния в нем серы составляет:

-  3,6 кг/тонну   при содержании серы в топливе 0,2%;
-  1,8 кг/тонну   при содержании серы в топливе 0,1%;
-  0,9 кг/тонну   при содержании серы в топливе 0,05%;

Если предположить, что среднее содержание серы в дизельном топливе составляет 0,1%, то за один год в атмо­сферу Московского региона только от сжигаемого дизельного топлива (бензин не в расчет) попадает около 540 тонн диоксида серы, что составляет 30-40 граммов на каждого среднестатистического жителя и гостя 15-миллионного Московского региона.

В 1996 году в Европе было введено ограничение на содержание серы в дизельных топливах до 0,05 % ( Европей­ский стандарт ЕN 590).

Фракционный состав дизельных топлив с улучшенными экологическими свойствами установлен на уровне летне­го топлива со следующими показателями: температура выкипания 50 % объема – не выше 280 ⁰С, температура выкипания 96 % объема (конец перегонки) – не выше 360 ⁰С; температура вспышки в закрытом тигле – не ниже 40 ⁰С.

Содержание ароматических углеводородов для большинства товарных дизельных топлив, выпускаемых отечест­венной промышленностью, составляет 23 – 28 %. Колебания состава ароматических углеводородов зависят от природы перерабатываемой нефти, их компонентного состава и технологии производства топлив. Для удовле­творения экологических требований массовая доля ароматических углеводородов должна быть не более 11 %.

Европейский стандарт ЕN 590 предусматривает выпуск дизельных топлив для различных климатических регио­нов. Для районов с умеренным климатом выпускается 6 марок дизельных топлив (А, В, С, D, Е и F), имеющих предельные температуры фильтруемости соответственно +5, 0, -5 , -10, -15 и -20 ⁰С. Для районов с холодным климатом предусмотрен выпуск 5 классов (0, 1, 2, 3,4) дизельного топлива с низкотемпературными свойствами.

Все вышеприведенные характеристики топлив количественно регламентируются нормативными техническими документами: государственными стандартами (ГОСТ), Отраслевыми Стандартами (ОСТ), Техническими Условиями (ТУ).

дизельное топливо Москва, дизельное топливо зимнее