|
Реферат: Системы химического мониторинга (Химия)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ТАВРИЧЕСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. В.И. Вернадского
Химический факультет
Кафедра общей химии
СИСТЕМЫ ХИМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
(курсовая работа)
Хомяков Денис Васильевич
студент V курса
специальности 7.070301–химия
Научный руководитель:
кандидат химических наук,
доцент Работягов Константин
Васильевич
Симферополь, 2004
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ СОЗДАНИЯ СИСТЕМ ХИМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА 4
ОБЗОР ИСПОЛЬЗУЕМЫХ И ПРОЕКТИРУЕМЫХ СИСТЕМ 7
ВЫВОДЫ 14
ЛИТЕРАТУРА 16
ВВЕДЕНИЕ
Традиционно работа исследователя сопряжена с изучением печатных и
электронных материалов по предмету исследования, что связано с
использованием громадного количества данных (печатных, электронных), что
занимает чрезвычайно много времени. Объемы ежегодно издаваемой научной
литературы настолько велики, что их изучение даже в области исследований по
времени превышает охватываемый период публикации. И это при наличии всех
материалов и отсутствии языкового барьера при их изучении! И не считая
финансовой стороны (стоимость материалов), задача оказывается
трудноразрешимой. А ведь ещё существуют публикации 5, 10, 30-и летней (и
более) давности. Их изучение также необходимо, чтобы не открывать того, что
было открыто значительно раньше. Здесь на помощь человеку приходят ЭВМ,
объединённые глобальной сетью Internet или локальными вычислительными
сетями. Сбор, хранение и доступ к какой-либо информации в Internet
значительно облегчается использованием систем мониторинга, которые
позволяют отслеживать информацию об интересующем нас объекте в течение
конечного промежутка времени.
Системы мониторинга представляют собой набор средств и инструкций, при
помощи которых можно за сравнительно короткий период времени получить
необходимую информацию по интересующему нас предмету, а также вести
наблюдения за объектом в течение конечного промежутка времени, то есть, в
конечном счете, призваны значительно снизить время, затрачиваемое
исследователем на поиск необходимой информации по интересующему его
объекту. В Украине проводится ежемесячный мониторинг состояния рынка
химической продукции, данные публикуются в журнале «Химия Украины» [1].
Электронные каталоги химической продукции (Aldrich, Sigma, Fluka, Merck,
Lankaster, Avocado, Maybridge, Acros, а также российские «Экрос»,
«Реактив», «Вектон», «Крезол») являются прототипом систем химического
мониторинга, позволяя отследить ситуацию как о рынке химических веществ,
так и о состоянии разработок в области синтеза [2].
ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ СОЗДАНИЯ СИСТЕМ ХИМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
Традиционный метод поиска необходимого литературного источника
заключается в обращении к алфавитно-предметному указателю научной
библиотеки. Книгам присваивается определённый код, используя который, можно
затребовать необходимый печатный материал. Предметно-именной указатель был
прообразом используемых в настоящее время электронных баз данных. Используя
возможности современных ЭВМ, принимая во внимание возможность хранения
громадных объёмов данных на современных носителях, при наличии необходимого
материала в электронном виде и при совершенных алгоритмах поиска последний
может быть произведён очень быстро.
Задача создания глобальной базы данных, охватывающая все области химии
или какой-либо один раздел, не представляется возможным по разным причинам.
Во первых, многие разработки представляют коммерческий интерес, и
внесение их в глобальную базу означает потерю капитала и технологии.
Во вторых, языковой барьер. Около 60% химических печатных изданий
издаётся на английском языке, около 20%-на русском и около 10%-на немецком
языках. Даже внедрение в базу лучших систем машинного перевода не
облегчает задачи, так как текст перевода не всегда отражает суть исходного
документа. А наличие мультиязычного интерфейса пользователя на программном
уровне довольно затруднительно и дорого [1].
В третьих, реализация различных алгоритмов поиска. Поиск идеально
должен производиться как с использованием текстовых данных, так и
химической формулы соединения, в текстовом режиме желательна реализация
поиска по не полностью введённым словам.
Целесообразно выделить две основные группы декларированных
ограничений: финансовые и системные. Под финансовыми ограничениями
понимаются стоимости (или стоимость) создания и эксплуатации системы.
Предполагается, что финансовые ограничения определяющие при проектировании.
Действительно, функциональность системы, точность оценок, достоверность
прогноза ограничена обычно исключительно финансовыми ограничениями [3].
В качестве системных ограничений выступают требования, которым должна
удовлетворять спроектированная система. В некоторых случаях в качестве
системных ограничений могут выступать допустимая (максимальная)
продолжительность создания и допустимая (минимальная) продолжительность
эксплуатации. Также возможны некоторые технические ограничения
использования тех или иных технических средств, методов наблюдений,
обработки и передачи информации [3].
Для разработки системы мониторинга, адекватной исследуемому объекту,
необходимо иметь математическую модель поведения объекта в конечных
условиях, отражающую реальное поведение объекта. Для этого необходимо иметь
результаты наблюдений за объектом исследования в течение конечного
промежутка времени и при конечном диапазоне исследуемых параметров. Так,
желательно на предварительном этапе сбора информации для последующего
создания математической модели объекта и ядра системы организовать
параллельные серии наблюдений, которые будут отвечать максимальным
значениям математических ожиданий наиболее значимых контролируемых
параметров. В общем случае, увеличение количества и качества наблюдений
приведёт к увеличению стоимости создания системы мониторинга, а уменьшение
наблюдений к уменьшению степени достоверности результатов мониторинговой
деятельности. Вместе с тем, сокращение сети наблюдений при сохранении
степени достоверности можно в определённой степени компенсировать более
развитым программным обеспечением системы и увеличением времени настройки
системы на конкретные условия. Таким образом, итерационный процесс создания
ядра системы призван обеспечить возрастание достоверности прогнозирования и
контроля. На каждой итерации выбор варианта ядра системы должен отвечать
рассмотренным выше ограничениям [3].
Также необходим предварительный контроль выполнения декларированных
ограничений, накладываемых на систему мониторинга. Анализу подлежат проекты
системы, которые удовлетворяют системным ограничениям (необходимое, но не
достаточное условие). Выбор ядра системы мониторинга из бесконечного
разнообразия конфигураций, в основном, основан на экономических критериях.
Стоимость создания и эксплуатации сети наблюдений, технических средств,
программного обеспечения ядра системы мониторинга должны отвечать
декларированным ограничениям. То есть, проектирование системы мониторинга
предполагает разработку нескольких вариантов, удовлетворяющих экономическим
критериям, с последующим выбором варианта, обеспечивающего наибольшую
достоверность мониторинговой деятельности [3].
Кроме того, необходимо обеспечение сопряжения с системами химического
мониторинга более высокого уровня, обеспечение сопряжения с системами иных
функциональных назначений, смежных с используемой (если таковые имеются)
[3].
ОБЗОР ИСПОЛЬЗУЕМЫХ И ПРОЕКТИРУЕМЫХ СИСТЕМ
Наибольшее распространение системы химического мониторинга получили в
химической технологии при моделировании технологических процессов. Так,
производства нитроглицерина, тротила, аммиачной селитры, фосфатов и других
крупнотоннажных продуктов химической промышленности полностью
автоматизированы ещё во второй половине прошлого века. Непрерывный способ
производства этих химических продуктов экономичен, безопасен (особенно это
касается нитроглицерина, в меньшей степени тротила и других взрывчатых
веществ). Математические модели технологических процессов создавались на
основании работы опытных установок, позднее их заменили полупромышленные
установки, далее производство переносилось на крупные агрегаты, управляемые
при помощи АВМ. Адекватность поведения системы управления производительным
процессом сравнивалась с многочисленными зарубежными аналогами и
впоследствии корректировалась [4]. Однако подобные системы недоступны для
изучения, так как они представляют коммерческую ценность для производителей
и охраняются ими от конкурентов.
Математическое моделирование с использованием ЭВМ разрабатывается и в
научно–исследовательских целях. Коротко рассмотрим доступные в последнее
время разработки.
Производство изопропилбензола (полупродукт комбинированного синтеза
фенола и ацетона по методу Сергеева-Удриса-Кружалова-Немцова). Предложен
способ усовершенствования стадии ректификации действующего производства
изопропилбензола путем снижения энергозатрат на проведение процесса. Для
достижения поставленной цели реализована эффективная стратегия
компьютерного моделирования с использованием универсальной моделирующей
программы ChemCad (моделирует реакторы многих типов, системы электролитов,
переработку нефти, теплообмен, ректификацию, абсорбцию, кристаллизацию и
др.). Цель расчётов сводилась к снижению энергозатрат при сохранении
качества продукции и действующего оборудования. Отличительная особенность
предлагаемой процедуры компьютерного моделирования состоит в том, что она
основана на принципах системного анализа химических производств, которые
наиболее приемлемы для действующих процессов: добавление азеотропного
агента для улучшение энергетических показателей производства в целом,
обеспечение адекватности компьютерных моделей отдельных процессов,
определение оптимального флегмового числа и положения тарелки питания в
колонных аппаратах, а также исследование различных вариантов рекуперации
тепла в технологической схеме и выбор наилучшего. В результате анализа
различных технологических схем получены технологические параметры процесса,
позволяющие снизить потребление тепловой энергии на 46,2% [5].
Биохимическая очистка сточных вод (используется 3D моделирование с
применением геоинформационной системы Arcinfo). Данный способ очистки
сточных вод широко внедрён в процессы очистки и доочистки промышленных и
коммунально-бытовых сточных вод ввиду хороших показателей степени и
скорости очистки вод от основных органических загрязнителей. Одним из
наиболее существенных недостатков этого метода является необходимость
строительства и эксплуатации сложных и дорогостоящих гидротехнических
сооружений (технологические отстойники, песколовки, аэротенки, хлораторные
и т.д). В зависимости от конкретных географических условий (расположение
природных водоёмов-приёмников очищенных сточных вод, магистральных
трубопроводов, ЛЭП и т.п.) и возможности реализации санитарных разрывов
между различными коммуникациями и между коммуникациями и объектами возможно
различное моделирование строительства новых и реконструкции действующих
очистных сооружений. Рассмотрены вопросы автоматизированного размещения
объектов, входящих в состав сооружений биохимической очистки, на
генеральном плане. Приведены постановка задачи, алгоритм решения и
программный комплекс для ее реализации [6].
Создание автоматизированного производства субстанций фармацевтических
препаратов. Обобщен опыт проектирования и создания комплекса по
производству субстанций фармацевтических препаратов (активных
фармацевтических ингредиентов), введенного в эксплуатацию на северо-западе
России в конце 2001 года. Показаны потенциальные возможности объекта и
обозначены проблемы, препятствующие его эффективному функционированию [7].
Планирование эксперимента при получении железосодержащей соли
полиакриловой кислоты (используется в медицине-препарат "феракрил", в
качестве основного компонента закалочной среды (ПК-2)). Соли получаются
полимеризацией акриловой кислоты в воде в присутствии редокс-системы (соль
Мора-персульфат калия), в состав этого полимера входит химически связанное
железо (0,5-2,5%). С целью определения оптимальных условий синтеза на
опытно-промышленной установке была установлена оптимизация метода синтеза
железосодержащей соли с применением метода математического планирования.
Методом крутого восхождения найдены оптимальные условия синтеза
железосодержащей соли полиакриловой кислоты [8].
Оценка работоспособности химико-технологических систем. Предложен
метод количественной оценки работоспособности химико-технологических систем
(ХТС), апробированный на проекте действующих производств серной кислоты из
серного колчедана методом двойного контактирования и двойной адсорбции
(ДКДА). Анализом объективно найдены узкие места данной технологии и в
работе аппаратов. Все полученные результаты оценки и анализа
работоспособности рассмотренного технологического процесса совпали с
информацией о недостатках работы производственных линий ДКДА. Этот метод
может использоваться для экспертизы надежности аналогичных систем (пищевые,
нефтехимические или подобные с поточными технологиями) и оценки возможности
их инвестирования с помощью единой характеристики-вероятности безотказности
работы, т.е. вероятности работоспособности ХТС [9].
Математическая модель процесса пуска установки каталитического
риформинга. Каталитический риформинг бензинов (КРБ) является важнейшим
процессом современной нефтепереработки и нефтехимии. Он служит для
одновременного получения высокооктанового базового компонента автомобильных
бензинов, ароматических углеводородов-сырья для нефтехимического синтеза и
водородосодержащего газа-технического водорода, используемого в
гидрогенизационных процессах нефтепереработки.
КРБ является в настоящее время наиболее распространенным методом
каталитического облагораживания прямогонных бензинов. Процесс пуска и
останова установки каталитического риформинга как объект управления и
изучения отличаются нестационарностью, высокой пожароопасностью,
разнообразием фракционного состава сырья (в зависимости от месторождения
нефти), качеством получаемого бензина и тяжелыми условиями работы персонала
(высокая ответственность в принятии решений по управлению, температура и
т.д.). В процессе пуска и останова различными способами контролируют около
150 параметров, в том числе 20 параметров-лабораторным способом и
визуально. На основании особенностей и физико-химических закономерностях
процесса каталитического риформинга предложена математическая модель пуска
и останова установки для адаптивных систем управления. Модель описывает
основные физико-химические закономерности процесса, отражает его
нелинейность, учитывает нестационарность, включает настройку структуры и
параметров модели на заданную модификацию установки, позволяет учитывать
процессы регенерации катализаторов, а также позволяет моделировать
нештатные ситуации, возникающие во время пуска и останова установки. [10].
Система управления производством субстанций лекарственных препаратов с
перенастраиваемой технологией. Разработан программный комплекс системы
управления многоассортиментным производством субстанций лекарственных
препаратов с перенастраиваемой технологией, включающий подсистемы
моделирования наиболее важных стадий производства субстанций. Комплекс
является адаптивным по отношению к характеристикам сырья, оборудования,
выбранной технологической схеме и виду выпускаемой продукции, его
применение для управления многоассортиментным производством субстанций
лекарственных препаратов позволяет повысить эффективность (за счет
настройки на различную номенклатуру), безопасность (за счет рекомендаций
оператору по ведению процесса) и качество (за счет выбора оптимальных
воздействий) управления. Необходимость обеспечения штатного (безаварийного)
функционирования сложного производства обуславливает использование
современных систем HMI (Human Machine Interface–человеко-машинный
интерфейс) и SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition–диспетчерское
управление и сбор данных) систем в составе комплекса автоматизации. Для
контроля и управления технологическими процессами используется SCADA
система WinCC от Siemens. Выбор именно этой системы обусловлен ее
функциональными возможностями, модульной открытой архитектурой и поддержкой
распространенных средств и технологий разработки.
WinCC, оперирующая в среде Microsoft Windows 95/98/NT, поддерживает
многие современные стандарты межпрограммного взаимодействия. Для обмена
данными с приложениями пользователя используются механизмы OLE (Object
Linking and Embedding–связывание и внедрение объектов) и DDE (Dynamic Data
Exchange–динамический обмен данными). Доступ к данным проекта WinCC,
которые хранятся в формате СУБД Sybase, осуществляется при помощи
интерфейса ODBC (Open DataBase Connectivity–открытый интерфейс доступа к
базам данных). Кроме того, WinCC полностью поддерживает протокол OPC (OLE
for Process Control–OLE для управления процессами) и может работать как в
режиме сервера, так и в режиме клиента. Встроенные средства разработки,
такие как редактор Global Script позволяют на языке С программировать
отклик на системные события, а поставляемый пакет ODK (Open Development
Kit–открытый набор разработки)– предоставляет разработчику полный интерфейс
программирования WinCC. Таким образом, множество проблем может быть решено
с использованием встроенных средств. Система внедрена в опытную
эксплуатацию в научно-производственном комплексе «Капитолово Кемикалз»
закрытого акционерного общества «Фармсинтез» [11].
Рассмотренные выше системы химического мониторинга в основним
представляют интерес для химической промышленности, либо так или иначе
привязаны к действующим технологическим процессам. Наиболее универсальной
из них является CHEMCAD фирмы CHEMSTATIONS Ltd (США). Кроме того, стоимость
программного обеспечения этих систем при условии приобретения лицензионного
пакета делает их недоступными для большинства предприятий и лабораторий.
ВЫВОДЫ
Для исследователя более рационален мониторинг с использованием
информации по интересующему его соединению или группе соединений. Помощь в
этом вопросе могут оказать патентные архивы, так как почти все разработки,
представляющие какой-либо коммерческий интерес, патентуются. Наиболее
информативны:
. ISI's Reaction Citation Index-охватывает мировые патенты и международные
журналы органической химии с 1980, обеспечивая доступ к больше чем
500,000 реакций [12];
. База данных (БД) ВИНИТИ-одна из крупнейших в России баз данных по
естественным, точным и техническим наукам включает материалы РЖ
(Реферативного Журнала) ВИНИТИ с 1981 г . Общий объем БД-более 20 млн.
документов, БД формируется по материалам периодических изданий, книг,
фирменных изданий, материалов конференций, тезисов, патентов, нормативных
документов, депонированных научных работ, 30% которых составляют
российские источники. БД ВИНИТИ пополняются ежемесячно, а БД Химия-2 раза
в месяц. Документы БД ВИНИТИ содержат библиографию, ключевые слова,
рубрики и реферат первоисточника на русском языке [13].
Кроме вышеупомянутой (БД) ВИНИТИ поиск информации о выбранном объекте
мониторинга может быть осуществлен на серверах:
. ChemSourcesTM-специализированный сервер для поиска химических веществ и
их производителей и поставщиков [14];
. ChemFinder Databases Search-поиск химических соединений по базам данных
Всемирной Паутины (более чем 100 химических информационных страниц,
индексированных в ChemFinder WebServer) [15];
. MDL Information Systems-база данных, содержащая более 100,000 соединений
[16];
. ChemFinder WebServer-это база данных CambridgeSoft, обеспечивает связи с
web-страницами, содержащим данные для большого количества химических
соединений. Реализован поиск по имени, молекулярному весу, молекулярной
формуле, CAS номеру или структуре (отправка в формате SMILES). Поиск
наиболее результативен с использованием программных продуктов
CambridgeSoft (ChemDraw Net, Chem3D Net, ChemDraw Net Plugin, ChemOffice
Net) [17].
Кроме того, существенную роль играет аппаратное обеспечение процесса
мониторинга. Ввиду того, что основу парка ЭВМ Вузов Украины и нашего
университета составляют машины с мощными процессорами III и IV поколений
(для процессоров Intel) и VI и VII поколений (для процессоров AMD), а также
учитывая высокие пропускные способности существующих линий связи на основе
технологии Ethernet и оптоволоконных линий, на аппаратном уровне работа
систем мониторинга легко реализуется.
ЛИТЕРАТУРА
1. On-line версия журнала «Химия Украины» доступна по ссылке:
http://www.business.dp.ua/ruschem/xu.htm
2. Доступ к каталогам удобен с использованием навигационной системы Хим РАР
(http://www.chemrar.ru/catalogs/main.htm).
3. В.Колодкин «Создание системы экологического мониторинга в зоне
антропогенных воздействий от объектов химико-технологического профиля»,
журнал «Химическая промышленность», 2002г., № 11, стр. 27-30; электронный
вариант статьи: http://www.thesa.ru/chemprom/2002_r/11_02/kolod.pdf
4. Е.Ю. Орлова "Химия и технология бризантных взрывчатых веществ", М.,
1976г.
5. Гартман Т.Н., Малиновский В.А. " Компьютерное моделирование узла
ректификации в производстве изопропилбензола с целью экономии
энергозатрат", журнал «Химическая промышленность», 2002г., № 10, стр. 1-
19 ;
электронный вариант статьи:
http://www.thesa.ru/chemprom/2002_r/10_02/gartman.pdf .
6. Е.Н.Малыгин, В.А.Немтинов, С.Я.Егоров " Автоматизированное
проектирование генерального плана сооружений биохимической очистки
сточных вод", журнал «Химическая промышленность», 2002г., № 12, стр. 1-7;
электронный вариант статьи:
http://www.thesa.ru/chemprom/2002_r/12_02/malygin.pdf
7. В.А.Островский, М.А.Гетьман, А.А.Малин, М.Б.Щербинин, Ю.В.Островский,
Т.Б.Чистякова " Опыт создания гибкого автоматизированного производства
субстанций фармацевтических препаратов в соответствии с нормами gmp",
журнал «Химическая промышленность», 2003г., № 1, стр. 4-18; электронный
вариант статьи: http://www.thesa.ru/chemprom/2003/01_03/ostrov.pdf
8. П.А. Подкуйко, Л.Я. Царик, Н.В. Зайцев " Планирование эксперимента при
получении железосодержащей соли полиакриловой кислоты", журнал
«Химическая промышленность», 2003г., № 1, стр. 30-34;
электронный вариант статьи:
http://www.thesa.ru/chemprom/2003/01_03/podku.pdf
9. Н.Н. Прохоренко, Н.Б. Кондуков, Н.Ю. Шовкопляс " Оценка
работоспособности химико-технологических систем", журнал «Химическая
промышленность», 2002г., № 8, стр. 1-10; электронный вариант статьи:
http://www.thesa.ru/chemprom/2002_r/08_02/prohor.pdf
10. Т.И. Белая, Т.Б. Чистякова " Математическая модель процесса пуска
установки каталитического риформинга–ядро интеллектуального тренажера",
журнал «Химическая промышленность», 2003г., № 2, стр. 41-45;
электронный вариант статьи:
http://www.thesa.ru/chemprom/2003/02_03/belaya.pdf
11. Ю.В. Островский, Т.Б. Чистякова, А.А. Малин " Система управления
производством субстанций лекарственных препаратов с перенастраиваемой
технологией", журнал «Химическая промышленность», 2003г., № 5, стр. 4-18;
электронный вариант статьи: www.thesa.ru/chemprom/2003/05_03/ostrov.pdf
12. http://www.chemweb.com/databases/rci/html/welcome.htm
13. http://www.viniti.msk.su
14. http://www.chemsources.com
15. http://www.chemfinder.com
16. http://www.mdli.com
17. http://chemfinder.cambridgesoft.com
Реферат на тему: Современные дизельные, судовые и тяжелые моторные топлива
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра технологии нефти и газа
РЕФЕРАТ
ПО ТЕМЕ:
СОВРЕМЕННЫЕ ДИЗЕЛЬНЫЕ, СУДОВЫЕ И
ТЯЖЕЛЫЕ МОТОРНЫЕ ТОПЛИВА
Студент: Пономарев П.С.
ст.гр. ТП-98-01
Преподаватель: Кондрашева Н.К.
профессор, д.т.н.
УФА 2003
СОДЕРЖАНИЕ
Глава 1 Дизельные топлива.
1. Свойства дизельных топлив для наземной техники:
1. Самовоспламеняемость (цетановое число)
2. Испаряемость (фракционный состав);
3. Вязкость;
4. Низкотемпературные свойства;
5. Смазывающие (противоизносные);
6. Химическая стабильность;
7. Коррозионная агрессивность;
8. Склонность к нагарообразованию (степень чистоты топлива).
2. Современные и перспективные требования к качеству дизельных
топлив. Ассортимент, качество и состав дизельных топлив.
3. Присадки к современным дизельным топливам.
4. Улучшение смазочных свойств дизельных топлив.
5. Современные и перспективные требования к дизельным топливам.
6. Улучшение экологических и эксплуатационных характеристик дизельных
топлив.
Глава 2 Судовое маловязкое и тяжелые моторные топлива.
1. Общие физико-химические свойства.
2. Эксплуатационные свойства судового маловязкого и тяжелых моторных
топлив:
1. Склонность к образованию отложений;
2. Совместимость топлив;
3. Коррозионная активность;
4. Защитные свойства;
5. Стабильность топлив;
6. Прокачиваемость;
7. Низкотемпературные свойства;
8. Теплота сгорания.
2. Современные и перспективные требования к качеству тяжелых моторных
и судового маловязкого топлива.
3. Ассортимент, качество и состав тяжелых видов моторных топлив.
ГЛАВА 1
Дизельные топлива
1. Свойства дизельных топлив для наземной техники
Дизельное топливо предназначено для быстроходных дизельных и
газотурбинных двигателей наземной и судовой техники. Условия
смесеобразования и воспламенения топлива в дизелях отличаются от таковых
в карбюраторных двигателях. Преимуществом первых является возможность
осуществления высокой степени сжатия (до 18 в быстроходных дизелях),
вследствие чего удельный расход топлива в них на 25—30 % ниже, чем в
карбюраторных двигателях. В то же время дизели отличаются большей
сложностью в изготовлении, большими габаритами. По экономичности и
надежности работы дизели успешно конкурируют с карбюраторными
двигателями.
Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива:
цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические
показатели работы двигателя;
фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и
токсичность отработавших газов двигателя;
вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива,
распыливание в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;
низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы
питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия
хранения топлива
степень чистоты, характеризующая надежность работы фильтров грубой и
тонкой очистки и цилиндропоршневой группы двигателя;
температура вспышки, определяющая условия безопасности применения
топлива в дизелях;
наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов,
характеризующее нагарообразование, коррозию и износ. [3]
1. Самовоспламеняемость (цетановое число)
Цетановое число — основной показатель воспламеняемости дизельного
топлива. Оно определяет запуск двигателя, жесткость рабочего процесса
(скорость нарастания давления), расход топлива и дымность отработавших
газов. Чем выше цетановое число топлива, тем ниже скорость нарастания
давления и тем менее жестко работает двигатель. Однако с повышением
цетанового числа топлива сверх оптимального, обеспечивающего работу
двигателя с допустимой жесткостью (менее 0,5 МПа/°ПВК), ухудшается его
экономичность в среднем на 0,2—0,3 % и дымность отработавших газов на
единицу цетанового числа повышается на 1—1,5 единицы Хартриджа.
Чем выше цетановое число топлива, тем быстрее произойдут процессы
предварительного окисления его в камере сгорания, тем скорее
воспламенится смесь и запустится двигатель. Ниже приведены данные по
влиянию цетанового числа на время запуска двигателя:
Цетановое число 53 38
Время запуска, с 3 45-50
Цетановое число топлив зависит от их углеводородного состава.
Наиболее высокими цетановыми числами обладают нормальные парафиновые
углеводороды, причем с повышением их молекулярной массы оно повышается, а
по мере разветвления — снижается. Самые низкие цетановые числа у
ароматических углеводородов, не имеющих боковых цепей; ароматические
углеводороды с боковыми цепями имеют более высокие цетановые числа и тем
больше, чем длиннее боковая парафиновая цепь. Непредельные углеводороды
характеризуются более низкими цетановыми числами, чем соответствующие им
по строению парафиновые углеводороды. Нафтеновые углеводороды обладают
невысокими цетановыми числами, но большими, чем ароматические
углеводороды. Чем выше температура кипения топлива, тем выше цетановое
число, и эта зависимость носит почти линейный характер; лишь для
отдельных фракций цетановое число может снижаться, что объясняется их
углеводородным составом. [3]
Цетановые числа дизельных топлив различных марок, вырабатываемых
отечественной промышленностью, характеризуются следующими значениями:
Марка дизельного топлива Л 3(-35°С) 3(-45°С)
А
Метановое число 47-51 45-49 40-42 38-
40
Применение топлив с цетановым числом менее 40 приводит к жесткой
работе двигателя, а более 50 — к увеличению удельного расхода топлива
вследствие уменьшения полноты сгорания. Летом можно применять топлива с
цетановым числом, равным 40, а зимой для обеспечения холодного пуска
Двигателя — с цетановым числом не менее 45. Цетановое число и
низкотемпературные свойства топлива — это взаимосвязанные величины: чем
лучше низкотемпературные свойства топлива, тем ниже его цетановое число.
Так, топлива с температурой застывания ниже -45 °С характеризуются
цетановым числом около 40.
Хорошие низкотемпературные свойства достигаются несколькими
способами: существенным облегчением фракционного состава (температура
конца кипения 300—320 °С вместо 360 °С), проведением депарафинизации
топлива (извлечение н-парафиновых углеводородов), переработкой нафтено-
ароматических нефтей с малым содержанием н-парафиновых углеводородов. При
этом во всех случаях снижается цетановое число.
применению, но их вводят в крайне ограниченных количествах для
повышения цетанового числа с 38 до 40, так как при этом понижается
температура вспышки и повышается коксуемость топлива.
Установление оптимальных цетановых чисел имеет большое практическое
значение, поскольку с углублением переработки нефти в состав дизельного
топлива будут вовлекаться легкие газойли каталитического крекинга,
коксования и фракции, обладающие относительно низкими цетановыми числами.
Бензиновые фракции также имеют низкие цетановые числа, и добавление их в
дизельное топливо всегда заметно снижает цетановое число последнего.
Европейским стандартом на дизельное топливо установлен нижний предел
цетанового числа — 48 единиц. [3]
1.2 Испаряемость (фракционный состав)
Характер процесса горения топлива в двигателе определяется двумя
основными показателями — фракционным составом и цетановым числом. На
сгорание топлива более легкого фракционного состава расходуется меньше
воздуха, при этом благодаря уменьшению времени, необходимого для
образования топливовоздушной смеси, процессы смесеобразования протекают
более полно.
Облегчение фракционного состава топлива, например при добавке к нему
бензиновой фракции, может привести к жесткой работе двигателя,
определяемой скоростью нарастания давления на 1( поворота коленчатого
вала. Это объясняется тем, что к моменту самовоспламенения рабочей смеси
в цилиндре двигателя накапливается большое количество паров топлива, и
горение сопровождается чрезмерным повышением давления и стуками в
двигателе.
Влияние фракционного состава топлива для двигателей различных
типов неодинаково. Двигатели с предкамерным и вихрекамерньм
смесеобразованием вследствие наличия разогретых до высокой температуры
стенок предкамеры и более благоприятных условий сгорания менее
чувствительны к фракционному составу топлива, чем двигатели с
непосредственным впрыском. Наддув двигателя, создающий повышенный
термический режим камеры сгорания, обеспечивает возможность нормальной
работы на топливах утяжеленного фракционного состава.
Время прокручивания двигателя при запуске его на топливе со средней
температурой кипения 200—225 °С в 9 раз меньше, чем на топливе со средней
температурой кипения, равной 285 °С. [3]
При испытаниях дизельного топлива утяжеленного фракционного состава
с температурой конца кипения на 30 °С выше, чем у стандартного летнего
топлива, отмечен повышенный расход топлива в среднем на 3 % и увеличение
дымности отработавших газов в среднем на 10 %. Одной из основных причин
повышения расхода топлива является более высокая вязкость топлива
утяжеленного фракционного состава.
Расход топлива зависит не только от температуры конца его кипения,
но и от 50 %-ной точки перегонки.
Для летних дизельных топлив, полученных перегонкой нефти, 50 %-ная
точка выкипания находится в пределах 260-280 °С (наиболее типичные
значения 270—280 °С), для зимних марок дизельных топлив она составляет
240-260 °С. [3]
1.3 Вязкость
Определяют процессы испарения и смесеобразования в дизеле, так как
от них зависит форма и строение топливного факела, размеры образующихся
капель, дальность проникновения капель топлива в камеру сгорания. Более
низкая плотность и вязкость обеспечивают лучшее распиливание топлива; с
повышением указанных показателей качества увеличивается диаметр капель и
уменьшается полное их сгорание, в результате увеличивается удельный
расход топлива, растет дымность отработавших газов. Вязкость топлива
влияет на наполнение насоса и на утечку топлива через зазоры плунжерных
пар. С увеличением вязкости топлива возрастает сопротивление топливной
системы, уменьшается напол-
нение насоса, что может привести к перебоям в его работе. Ниже приведена
зависимость подачи топлива насосом от температуры топлива: [3]
Температура топлива, °С +10 -30 -40 -50
Подача насоса, кг/ч 850 830 810 300
При уменьшении вязкости количество дизельного топлива,
просачивающегося между плунжером и втулкой, возрастает, в результате
снижается подача насоса. Перевод двигателя на топливо с меньшей
плотностью и вязкостью может привести к прогару головок поршня, в связи с
чем требуется регулировка топливной аппаратуры. При работе топливной
аппаратуры на газоконденсатном дизельном топливе без регулировки
топливной аппаратуры происходит уменьшение цикловой подачи топлива до 1 %
и снижение максимального давления топлива в трубопроводе высокого
давления на 10—15 %. Период задержки впрыска увеличивается на 2—4°
поворота коленчатого вала.
Понижение цикловой подачи связано с уменьшением подачи топливного
насоса высокого давления вследствие уменьшения плотности и увеличения
утечки менее вязкого газоконденсатного топлива.
Увеличение задержки впрыска топлива вызвано его большой
сжимаемостью; чтобы получить цикловую подачу газоконденсатного топлива,
достаточно увеличить ход рейки топливного насоса высокого давления.
От вязкости зависит износ плунжерных пар. Нижний предел вязкости
топлива, при котором обеспечивается его высокая смазывающая способность,
зависит от конструктивных особенностей топливной аппаратуры и условий ее
эксплуатации. Вязкость топлива в пределах 1,8—7,0 мм2/с практически не
влияет на износ плунжеров топливной аппаратуры современных быстроходных
дизелей.
Вязкость топлива зависит от его углеводородного состава. Летнее
дизельное топливо, получаемое из западносибирской нефти, в котором
преобладают парафино-нафтеновые углеводороды, имеет вязкость при 20 °С
3,5—4,0 мм2/с; такое же по фракционному составу топливо из сахалинских
нефтей, в котором преобладают нафтено-ароматические углеводороды, —
5,5—6,0 мм2/с. Стандартом на дизельное топливо вязкость нормируется в
достаточно широких пределах, что обусловлено различием углеводородного
состава перерабатываемых нефтей. Попытки ограничить вязкость топлива в
узких пределах приведут к сокращению ресурсов его производства, так как
потребуется снизить температуру конца кипения топлива. В зарубежных
стандартах кинематическая вязкость нормируется обычно при 40 °С, в то
время как отечественные ГОСТ и ТУ регламентируют вязкость при 20 °С.
Ниже приведена кинематическая вязкость (, мм2/с, среднедистиллятных
топлив при 20 и 40 °С: [3]
|При 20 °С |При 40 °С |При 20 °С |При 40 °С |
|2,8 |2,0 |9,2 |5,5 |
|3,7 |2,5 |10,5 |6,0 |
|4,6 |3,0 |11,6 |6,5 |
|5,5 |3,5 |12,4 |7.0 |
|6,4 |4,0 |13,4 |7.5 |
|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 °С. В том случае, если дизельное топливо не содержит
депрессорных присадок, равна или на 1—2 °С ниже Tп. Для топлив,
содержащих депрессорные присадки на 10 °С 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 °С, 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 °С и tп = –25 °С требуется понизить
температуру конца кипения топлива с 360 до 320 °С, а для топлива с t3 =
–45 °С и tn = –35 °С — до 280 °С, 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 °С и температуру застывания на 15—20 °С. 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, °С |
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 °С.
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
сернистые соединения.
Химическая стабильность оценивается по количеству образовавшегося в
топливе осадка (мг/100 мл) по ASTM D 2274. Легкий газойль каталитического
крекинга (ЛГКК) по химической стабильности существенно уступает
прямогонным или гидроочищенным дистиллятным фракциям: [3]
Содержание ЛГКК 43/107 в топливе, %. 0 10 20 30
40 100 Норма
Осадок, мг/100 мл 1,2 5,5 7,2
8,9 10,3 21,5 < 0,2
7. Коррозионная агрессивность
Стандартами на дизельные топлива регламентируются следующие
показатели качества, характеризующие их коррозионную агрессивность:
содержание общей серы, содержание меркаптановой серы и сероводорода,
водорасворимых кислот и щелочей, испытание на медной пластинке.
Современная технология получения дизельных топлив практически
исключает возможность присутствия в них элементной серы и сероводорода в
количествах, вызывающих коррозионное воздействие на металлы. Отсутствие
эле-
ментной серы и сероводорода надежно контролируется испытанием на медной
пластинке. Топливо выдерживает эти испытания, если содержание свободной
серы не выше 0,0015 %, сероводорода не более 0,0003 %.
Общее содержание серы мало характеризует коррозионную агрессивность
топлива по отношению к металлам. При увеличении содержания серы с 0,18 до
1,0 %, но незначительном повышении содержания меркаптановой серы с 0,005
до 0,009 %, коррозионная агрессивность топлива почти не изменяется.
Большое влияние на коррозионную агрессивность дизельных топлив
оказывает глубина их гидроочистки, так как при этом вместе с сернистыми и
ароматическими соединениями удаляются поверхностно-активные вещества, в
результате чего ухудшаются защитные свойства топлив. Удаление
поверхностно-активных веществ приводит к снижению способности топлива
вытеснять влагу с поверхности металлов и образовывать защитную пленку.
Коррозионная агрессивность дизельных топлив, в основном, зависит от
содержания меркаптановой серы. Так, повышение содержания меркаптановой
серы с 0,01 % (норма ГОСТ) до 0,06 % увеличивает коррозию более чем в 2
раза.
Коррозионная активность меркаптановой серы в дизельном топливе
существенно зависит от присутствия в нем свободной воды и растворенного
кислорода, которые ускоряют процесс образования меркаптидов.
Прямогонные дизельные топлива обладают более высокими защитными
свойствами по сравнению с гидроочищенными. Сравнительно низкими защитными
свойствами обладает газойль каталитического крекинга.
Защитные свойства мало зависят от фракционного состава. Зимнее и
летнее топлива, полученные по одинаковой технологии, обладают примерно
одинаковым защитными свойствами.
Причиной повышенной коррозии и износа является присутствие в топливе
металлов. [3]
Содержание металлов в дизельных топливах (х10-4 %), полученных на
различных предприятиях:
| |Л |3 |А |
|Цетановое число, не менее |45 |45 |45 |
|Фракционный состав: | | | |
|50 % перегоняется при температуре, °С, не|280 |280 |255 |
|выше | | | |
|90 % перегоняется при температуре (конец | | | |
|перегонки), | | | |
|°С, не выше |360 |340 |330 |
|Кинематическая вязкость при 20 °С, ммг/с |3,0-6,0|1,8-5,0 |1,5-4,0|
|Температура застывания, °С, не выше, для | | | |
|климатической | | | |
|зоны: | | | |
|умеренной |-10 |-35 |- |
|холодной |- |-45 |-55 |
|Температура помутнения, °С, не выше, для | | | |
|климатической | | | |
|зоны: | | | |
|умеренной |-5 |-25 |- |
|холодной |- |-35 |- |
|Температура вспышки в закрытом тигле, °С,| | | |
|не ниже: | | | |
|для тепловозных и судовых дизелей и |62 |40 |35 |
|пазовых турбин | | | |
|для дизелей общего назначения |40 |35 |30 |
|Массовая доля серы, %, не более, в | | | |
|топливе: | | | |
|Вида I |0,20 |0,20 |0,20 |
|вида II |0,50 |0,50 |0,40 |
|Массовая доля меркаптановой серы, %, не |0,01 |0,01 |0,01 |
|более | | | |
|Содержание фактических смол, мг/100 см3 |40 |30 |30 |
|топлива, | | | |
|не более | | | |
|Кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не |5 |5 |5 |
|более | | | |
|Йодное число, г I2/100 г топлива, не |6 |6 |6 |
|более | | | |
|Зольность, %, не более |0,01 |0,01 |0,01 |
|Коксуемость 10 %-ного остатка, %, не |0,20 |0,30 |0,30 |
|более | | | |
|Коэффициент фильтруемости, не более |3 |3 |3 |
|Плотность при 20 °С, кг/м3, не более |860 |840 |830 |
|Примечание. Для топлив марок Л, 3, А: содержание сероводорода, |
|водорасворимых кислот и щелочей, механических примесей и воды — |
|отсутствие, испытание на медной пластинке— выдерживают. |
Таблица 4 — Характеристики дизельного экспортного топлива (ТУ 38.401-58-
110-94)
|Показатели |Норма для марок |
| |ДЛЭ |ДЭЗ |
|Дизельный индекс, не менее |53 |53 |
|Фракционный состав: перегоняется при |280 |280 |
|температуре, °С, не выше: |340 |330 |
|50% |360 |360 |
|90% | | |
|96% | | |
|Кинематическая вязкость при 20 °С, мм2/с |3,0-6,0 |2,7-6,0|
|Температура, °С: |-10 |-35 |
|застывания, не выше |-5 |-25 |
|предельной фильтруемое, не выше |65 |60 |
|вспышки в закрытом тигле, не ниже | | |
|Массовая доля серы, %, не более, в топливе: | | |
|вида I |0,2 |0,2 |
|вида II |0,3 |- |
|Испытание на медной пластинке |Выдерживает |
|Кислотность, мгКОН/100 см3 топлива, не более |3,0 |3,0 |
|Зольность, %, не более |0.01 |0,01 |
|Коксуемость 10 %-ного остатка, %, не более |0,2 |0,2 |
|Цвет, ед. ЦНТ, не более |2,0 |2,0 |
|Содержание механических примесей |Отсутствие |
|Прозрачность при температуре 10 °С |Прозрачно |
|Плотность при 20 °С, кг/м3, не более |860 |845 |
3. Присадки к современным дизельным топливам.
Зимние дизельные топлива с депрессорными присадками. С 1981 г.
вырабатывают зимнее дизельное топливо марки ДЗп по ТУ 38.101889— 81.
Получают его на базе летнего дизельного топлива с tп = -5 °С. Добавка
сотых долей присадки обеспечивает снижение предельной температуры
фильтруемости до -15 °С, температуры застывания до -30 °С и позволяет
использовать летнее дизельное топливо в зимний период времени при
температуре до -15 °С. [3]
Для применения в районах с холодным климатом при температурах -25 и
-45 °С вырабатывают топлива по ТУ 38.401-58-36-92. Согласно техническим
условиям получают две марки топлива: ДЗп-15/-25 (базовое дизельное
топливо с температурой помутнения -15 °С, товарное — с предельной
температурой фильтруемости -25 °С) и арктическое дизельное топливо ДАп-
35/-45 (базовое топливо с температурой помутнения -35 °С, товарное — с
предельной температурой фильтруемости -45 °С). [3]
Таблица 5 — Характеристики зимних дизельных топлив с депрессорными
присадками
|Показатели |Нормы для марок |
| |ДЗп |ДЗП-15/-25|ДАП-35/-4|
| | | |5 |
| |ТУ |ТУ 38.401-58-36-92 |
| |38.101889 | |
| | | |
| |-81 | |
|Цетановое число, не менее |45 |45 |40 |
|Фракционный состав: | | | |
|перегоняется при температуре, °С, не | | | |
|выше: | | | |
|50% |280 |280 |280 |
|90% (конец перегонки) |360 |360 |340 |
|Кинематическая вязкость для дизелей |3,0-6,0 |1,8-6,0 |1,5-5,0 |
|общего | | | |
|назначения при 20 °С, мм7с | | | |
|Температура, °С, не выше: | | | |
|застывания |-30 |-35 |-55 |
|помутнения |-5 |-15 |-35 |
|предельной фильтруемое |-15 |-25 |-45 |
|Температура вспышки в закрытом тигле, °С,| | | |
|не ниже: | | | |
|для дизелей общего назначения |40 |40 |35 |
|для тепловозных и судовых дизелей |62 |35 |30 |
|Массовая доля серы, %, не более, в | | | |
|топливе: | | | |
|вида I |0,2 |0,2 |0,2 |
|вида II |0,5 |0,5 |0,4 |
|Массовая доля меркаптановой серы, %, не |0,01 |0,01 |0,01 |
|более | | | |
|Концентрация фактических смол, мг/100 см3|40 |- |- |
|базового | | | |
|топлива, не более | | | |
|Кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не |5 |5 |5 |
|более | | | |
|Йодное число, г у 100 г топлива, не более|6 |5 |5 |
|Зольность, %, не более |0,01 |0,01 |0,01 |
|Коксуемость 10 %-ного остатка, %, не |0,3 |0,2 |0,2 |
|более | | | |
|Коэффициент фильтруемое, не более: | | | |
|для базового топлива |2,0 |- |- |
|для топлива с присадкой |3,0 |3,0 |3,0 |
|Плотность при 20 °С, кг/м3, не более |860 |860 |840 |
|Цвет, ед. ЦНТ, не более |2,0 |2,0 |2,0 |
|Примечание. Для топлив всех марок: содержание сероводорода, водорасворимых|
|кислот |
|и щелочей, механических примесей и воды — отсутствие; испытание на медной |
|пластинке — выдерживают. |
4. Улучшение смазочных свойств дизельных топлив
Топлива в дизельных двигателях являются смазочным материалом для
движущихся деталей топливной аппаратуры, трущихся пар плунжерных
топливных насосов. В связи с этим они должны обладать хорошими
противоизносными свойствами. Оценку противоизносных свойств дизельных
топлив проводили в результате измерения износа плунжеров полноразмерной
топливной аппаратуры после проведения длительных испытаний. Так,
установлено, что при снижении содержания серы в дизельном топливе с 1,0
до 0,03% уменьшается износ плунжеров в 2 раза, при этом особенно сильно
влияют на износ меркаптаны. По аналогии с топливами для реактивных
двигателей можно было полагать, что кроме сернистых соединений на
противоизносные свойства дизельных топлив может влиять вязкость,
кислотность и присутствие воды.
5. Современные и перспективные требования к дизельным топливам
В таблице 6 приведены требования к качеству дизельных топлив по стандарту
EN 590. Приведена тенденция снижения серы, увеличения ЦЧ с 1993 по 2000
гг.
Таблица 6 — Требования к качеству дизельных топлив по EN 590
|Показатели |EN590 |
| |1993-1996 |1996-1999 |Действующий|
| |гг. |гг. |с 2000 г. |
|Массовая доля серы, %, |0,5 |0,3 |0,035 |
|не более | | | |
|Цетановое число, не |45 |49 |51 |
|менее | | | |
|Плотность при 1 5°С, |820-860 |820-860 |820-845 |
|кг/м' | | | |
|Кинематическая вязкость |2,0-4,5 |2,0-4,5 |2,0-4,0 |
|при 40°С, мм2/с | | | |
|Фракционный состав: 95% |370 |370 |360 |
|перегоняется до, °С | | | |
|Содержание |Не норм. |Не норм. |II |
|полициклических | | | |
|ароматических | | | |
|углеводородов, %, не | | | |
|более | | | |
|Смазывающая способность,|Не норм. |Не норм. |460 |
|мкм, не более | | | |
|Окислительная |Не норм. |Не норм. | | |
