Виды топлива и их характеристики

В данной статье мы рассмотрим основные виды топлива и их характеристики.

Керосин

Керосин — горючая смесь жидких углеводородов (от C8 до C15) с температурой кипения от +150 до +250 °C, прозрачная, бесцветная (или слегка желтоватая), слегка маслянистая на ощупь, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти.

Характеристики:

плотность — 0,78–0,85 г/см³ (при +20 °C);
вязкость — 1,2–4,5 мм²/с (при +20 °C);
температура вспышки — +28…+72 °C;
температура самовоспламенения — 200–400 °С (в зависимости от давления среды);
теплота сгорания — около 43 МДж/кг.

В зависимости от химического состава и способа переработки нефти, из которой получен керосин, в состав входят:

предельные алифатические углеводороды — 20–60 %;
нафтеновые углеводороды — 20–50 %;
бициклические ароматические — 5–25 %;
непредельные углеводороды — до 2 %;
примеси сернистых, азотистых или кислородных соединений.

Авиационный керосин

Авиационный керосин — смесевое углеводородное топливо, изготавливаемое на основе лигроино-керосиновой фракции нефти с добавлением комплекса присадок. Официальное название — топливо для реактивных двигателей, реактивное топливо (ГОСТ 10227-2013).

Авиационный керосин применяется главным образом в качестве горючего для турбореактивных, турбовентиляторных и турбовинтовых двигателей. Выпускается несколько марок, различающихся по химическому составу и области применения. Также топливо на основе керосина применяется в ракетно-космической технике.

Мазут

Мазут — жидкий продукт тёмно-коричневого, иногда чёрного цвета, остаток после выделения из нефти или продуктов её вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций, выкипающих до 350–360 °С. Представляет собой смесь углеводородов (с молекулярной массой от 400 до 1000), нефтяных смол (с молекулярной массой 500–3000 и более), асфальтенов, карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы (V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca).

Физико-химические свойства мазута зависят от химического состава исходной нефти и степени отгона дистиллятных фракций:

вязкость — 8–80 мм²/с (при 100 °C);
плотность — 0,89–1 г/см³ (при 20 °C);
температура застывания — 10–40 °С;
содержание серы — 0,5–3,5 %, золы — до 0,3 %;
низшая теплота сгорания — 39,4–40,7 МДж/кг.

Бензин

Бензин — горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от +33 до +205 °C (в зависимости от примесей). Плотность — около 0,71... 0,76 г/см³. Теплотворная способность — около 10 600 ккал/кг (44,4 МДж/кг, 32,7 МДж/л). Температура замерзания — около −60 °C в случае применения специальных присадок. Бензины используются в качестве моторного топлива и сырья в промышленном органическом синтезе.

Дизельное топливо

Дизельное топливо — жидкий продукт, использующийся в дизельном двигателе внутреннего сгорания. Обычно под этим термином понимают топливо, получающееся из керосино-газойлевых фракций после прямой перегонки нефти.

Название «солярка» происходит от нем. Solaröl («солнечное масло»). Так ещё в 1857 году называли более тяжёлую фракцию, образующуюся при перегонке нефти, из-за желтоватого цвета. Советская нефтеперерабатывающая промышленность выпускала соляровое масло по ГОСТ 1666-42 и ГОСТ 1666-51.

Виды дизтоплива: летнее и зимнее

Различают так называемое зимнее и летнее дизельное топливо. Основное различие — в температурах предельной фильтруемости (ASTM D6371, ГОСТ 22254-92), помутнения и застывания (ASTM D97, ASTM D2500, ГОСТ 20287-91), указанной в стандартах. Производство зимнего топлива обходится дороже, но без предварительного подогрева невозможно использовать летнее (например, при −10 °C). Ещё одной проблемой является повышенное содержание воды в дизтопливе. Она отслаивается при хранении и собирается внизу, так как плотность топлива меньше 1 кг/л. Водяная пробка в магистрали полностью блокирует работу двигателя. Межгосударственный стандарт ГОСТ 305-2013 «Топливо дизельное. Технические условия» регламентирует кинематическую вязкость при 20 °C для летних сортов в пределах 3,0÷6,0 сСт, для зимних — 1,8÷5,0 сСт, для арктических — 1,5÷4,0 сСт. Этот стандарт требует также отсутствия воды во всех марках.

Основной показатель качества дизтоплива — цетановое число (Л-45). Оно характеризует его способность к воспламенению в камере сгорания и равно объёмному содержанию цетана в смеси с α-метилнафталином. Температура вспышки по ASTM D93 для дизельного топлива должна быть не ниже 55 °C по ГОСТ 32511-2013. Температура перегонки по ASTM D86 — не ниже 200 и не выше 350 °C.

В последнее время в рамках борьбы за экологию жёстко нормировано содержание серы в дизтопливе. А именно сернистых соединений: меркаптанов, сульфидов, дисульфидов, тиофенов, тиофанов и др. Содержание серы варьируется от 0,15 % (лёгкие нефти Сибири), 1,5 % (нефть Urals) до 5–7 % (тяжёлые битуминозные нефти). Допустимое количество в некоторых остаточных топливах — до 3 %, в судовом — до 1 %, а по последним нормативам Европы и штата Калифорнии — не более 0,001 % (10 ppm). Понижение содержания серы в ДТ, как правило, приводит к уменьшению смазывающих свойств, поэтому, если оно ультранизкое, обязательным условием является наличие смазывающих присадок.

Порядковый номер согласно принятой ООН системе — 1202, класс — 3.

Характеристики дизтоплива

В России действует ГОСТ 305-82*, который регламентирует характеристики всех видов дизельного топлива:

Летнего. Плотность — не более 860 кг/м³. Температура вспышки — 62 °C, застывания — −5 °C. Получается смешением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180–360 °C. Рост температуры конца выкипания приводит к усиленному закоксовыванию форсунок и дымности. Дизельное топливо в воде малорастворимо, не реагирует с ней. Неагрессивно по отношению к металлам. Токсично.
Зимнего. Плотность — не более 840 кг/м³. Температура вспышки — 40 °C, застывания — −35 °C. Производится таким же способом, что и первое, но с температурой выкипания 180–340 °C. Также зимнее дизельное топливо получается из летнего при добавлении депрессорной присадки, которая снижает температуру застывания, однако слабо меняет температуру предельной фильтруемости. Кустарным способом в летнее дизтопливо добавляют до 20 % керосина ТС-1 или КО, при этом эксплуатационные свойства практически не меняются. Более трудоёмкий метод — вымораживание летнего топлива при отрицательной температуре. При этом жидкая фракция используется как зимнее топливо, а выпавший осадок применяется в летний (тёплый) период. Зимнее дизтопливо используется для обогрева загородных и дачных коттеджей.
Арктического. Плотность — не более 830 кг/м³. Температура вспышки — 35 °C, застывания — −55 °C. Получается аналогичным способом, что и первые два вида, но с температурой выкипания 180–320 °C. Пределы кипения арктического топлива примерно соответствуют керосиновым фракциям, поэтому это, по сути, утяжелённый керосин. Однако чистый керосин имеет низкое цетановое число (35–40) и недостаточные смазывающие свойства (сильный износ ТНВД). Для устранения данных проблем в арктическое топливо добавляют цетаноповышающие присадки и минеральное моторное масло, улучшающее смазывающие свойства. Более дорогой способ получения арктического дизельного топлива — депарафинизация летнего.

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/