Современные дизельные, судовые и тяжелые моторные топлива

|7,3         |4,5         |14,4       |8,0         |

|8,2         |5,0         |—          |—           |

 

        Из всех классов углеводородов наименьшая вязкость  у  алифатических.

  Эти  же  углеводороды  в  меньшей  степени  изменяют  свою  вязкость  при

  охлаждении, т.е. имеют наиболее пологую  вязкостно-температурную  кривую.

  Алифатические углеводороды разветвленного  строения,  имеющие  в  боковых

  цепях два-три атома углерода, обладают  более  высокой  вязкостью  и  при

  охлаждении она изменяется более резко, чем  у  углеводородов  нормального

  строения.  Присутствие  двойной  связи  снижает  вязкость  алифатического

  углеводорода. Ароматические и нафтеновые кольца в  молекуле  углеводорода

  повышают  вязкость  и   ухудшают   вязкостно-температурную   зависимость.

  Бициклические  углеводороды   при   одинаковой   молекулярной   массе   с

  моноциклическими имеют не только  более  высокую  вязкость,  но  и  более

  крутую кривую зависимости вязкости от температуры.

        Хотя  вязкость  дизельных  топлив  при   понижении   температуры   и

  повышается, поведение топлива, как правило, продолжает подчиняться закону

  Ньютона (вязкость не зависит от градиента  сдвига)  вплоть  до  выпадения

  кристаллов твердых углеводородов.

 

  1.4 Низкотемпературные свойства

 

        Низкотемпературные свойства характеризуются такими показателями, как

  температура   помутнения,   предельная   температура   фильтруемости    и

  температура застывания последняя определяет условия  складского  хранения

  топлива  — условия применения топлива, хотя в  практике  известны  случаи

  использования  топлив  при  температурах,  приближающихся  к  температуре

  застывания. Для большинства  дизельных  топлив  разница  между  Tп  и  Tз

  составляет 5—7 °Ð¡. В том  случае,  если  дизельное  топливо  не  содержит

  депрессорных  присадок,  равна  или  на  1—2  °Ð¡  ниже  Tп.  Для  топлив,

  содержащих депрессорные присадки на 10 °Ð¡ и более ниже Tп. [3]

        В дизельных  топливах  содержится  довольно  много  углеводородов  с

  высокой  температурой   плавления.   Для   всех   классов   углеводородов

  справедлива закономерность: с ростом молекулярной массы, а следовательно,

  и температуры кипения  повышается  температура  плавления  углеводородов.

  Однако весьма сильное влияние на температуру плавления оказывает строение

  углеводорода. Углеводороды одинаковой молекулярной массы,  но  различного

  строения могут иметь значения температур плавления  в  широких  пределах.

  Наиболее высокие температуры плавления имеют парафиновые  углеводороды  с

  длинной неразветвленной  цепью  углеводородных  атомов.  Ароматические  и

  нафтеновые углеводороды плавятся при низких температурах (кроме  бензола,

  п-ксилола), однако эти углеводороды, но с длинной неразветвленной боковой

  цепью, плавятся при более высоких температурах. По мере разветвления цепи

  парафинового углеводорода или боковой парафиновой цепи, присоединенной  к

  ароматическим или нафтеновым кольцам, температура плавления углеводородов

  снижается.

        Таблица 1 — Плотность отечественных дизельных топлив

 

|                          |Марка топлива               |

|Плотность при 20 °Ð¡, кг/м3|                            |

|                          |летнее  |зимнее  |арктическо|

|                          |        |        |е         |

|Фактические значения      |802-875 |792-847 |790-830   |

|Наиболее типичные значения|830-850 |800-830 |800-820   |

 

        Исследования показали, что при охлаждении дизельных топлив в  первую

  очередь выпадают парафиновые углеводороды нормального строения. При  этом

  температура помутнения топлива не зависит от суммарного содержания в  нем

  н-парафиновых углеводородов.

        Для обеспечения требуемых температур помутнения и застывания  зимние

  топлива получают облегчением фракционного  состава.  Так,  для  получения

  дизельного топлива с t3 = –35  °Ð¡  и  tп  =  –25  °Ð¡  требуется  понизить

  температуру конца кипения топлива с 360 до 320 °Ð¡, а для топлива с  t3  =

  –45 °Ð¡ и tn = –35 °Ð¡  —  до  280  °Ð¡,  что  приводит  к  снижению  отбора

  дизельного топлива от нефти с 42 до 30,5 и 22,4 % соответственно. [3]

        Сократить потери при производстве зимнего дизельного  топлива  можно

  введением в топливо  депрессорных  присадок  (в  сотых  долях  процента).

  Добавка депрессорных присадок позволяет  снизить  предельную  температуру

  фильтруемости на 10—15 °Ð¡ и температуру застывания на 15—20 °Ð¡.  Введение

  присадок не влияет на ta  топлива.  Это  связано  с  механизмом  действия

  депрессорных   присадок,   заключающемся    в    модификации    структуры

  кристаллизующихся парафинов,  уменьшении  их  размеров.  При  этом  общее

  количество н-парафиновых углеводородов  не  снижается.  Последнего  можно

  достичь  лишь  в  результате  депарафинизации  (цеолитной,   карбамидной,

  каталитической) топлива.

 

        Таблица  2  —   Характеристики   дизельных   топлив   с   различными

  низкотемпературными свойствами* [3]

 

|Показатели                  |Фракции, °Ð¡                                   |

 

        Низкотемпературные  свойства  дизельных   топлив   с   депрессорными

  присадками спецификациями всех  стран  оцениваются  по  ГОСТ  305-82  для

  топлива без депрессора низкотемпературные свойства регламентируют по tЗ и

  tП. Разность не должна превышать 10 °Ð¡.

 

 

   5. Смазывающие (противоизносные)

 

        Топлива  являются  смазочным  материалом  для   движущихся   деталей

  топливной  аппаратуры  быстроходных  дизелей,   пар   трения   плунжерных

  топливных насосов, запорных игл, штифтов и других деталей.

        Смазывающие свойства топлив значительно хуже, чем у масел, так как и

  вязкость, и содержание поверхностно-активных  веществ  (ПАВ)  в  топливах

  меньше, чем их  содержание  в  маслах.  Противоизносные  свойства  топлив

  улучшаются  с  увеличением  содержания  ПАВ,   вязкости   и   температуры

  выкипания.

        В связи с ужесточением требований к  качеству  дизельных  топлив  по

  содержанию серы и переходом  на  выработку  экологически  чистых  топлив,

  гидроочистку их проводят в жестких условиях. При этом из дизельных топлив

  удаляются соединения, содержащие серу, кислород  и  азот,  что  негативно

  влияет  на  их  смазывающую  способность.  Наиболее   реальным   способом

  улучшения смазывающих  свойств  дизельного  топлива  является  применение

  противоизносных присадок.

 

  1.6 Химическая стабильность.

 

        Химическая   стабильность   дизельного   топлива    —    способность

  противостоять окислительным  процессам,  протекающим  при  хранении.  Эта

  проблема возникла с углублением переработки нефти и вовлечением в  состав

  товарного  дизельного  топлива   среднедистиллятных   фракций   вторичной

  переработки нефти, таких, как легкого газойля  каталитического  крекинга,

  висбрекинга,    коксования.     Последние     обогащены     ненасыщенными

  углеводородами, включая диолефины  и  дициклоолефины,  а  также  содержат

  значительное количество  сернистых,  азотистых  и  смолистых  соединений.

  Наличие гетероатомных соединений, особенно в  сочетании  с  ненасыщенными

  углеводородами,   способствует   их   окислительной    полимеризации    и

  поликонденсации, тем самым влияя на образование смол  и  осадков.  Самыми

  сильными промоторами смоло-  и  осадкообразования  являются  азотистые  и