Автомобільні бензини та дизельні палива
Довговічність роботи двигуна залежить від багатьох факторів, і значною мірою від якості застосовуваного палива.
Детонація- неконтрольоване самозаймання частини бензоповітряної суміші, що супроводжується горінням вибухового характеру (швидкість поширення фронту полум'я зростає з 15-20 до 1500-2500 м/с). Її ознаками є характерні металеві стуки (результат багаторазового відображення ударних хвиль від поверхонь циліндрів), вібрації та зниження потужності двигуна, збільшення витрати палива, підвищення димності газів, що відпрацювали. Детонація призводить до перегріву та оплавлення поршнів, прогару прокладки головки блоку циліндрів, руйнування поршневих кілець, зносу підшипників колінчастого валу.
Дизельні паливапризначені для двигунів внутрішнього згоряння із запаленням від стиснення. Є сумішшю вуглеводнів з температурою кипіння 180 - 360°С. Деякі марки дизпалива вводять присадки для поліпшення його експлуатаційних властивостей.
Дизельне паливо, впорхнуте в стиснене і нагріте в циліндрі повітря (500-700°С), повинне розпорошитися, частково випаруватися і самозайматися за дуже короткий (0,002-0,003 с) проміжок часу, званийперіодом затримки самозаймання<>.
Цетанове число (ЦЧ)характеризує займистість дизпалива (що воно більше, тим менше ПЗЗ) і визначається випробуванням на моторній установці. Чисельне значення ЦЧ дорівнює процентному вмісту цетану (ЦЧ=100) у його суміші з (a-метилнафталіном (ЦЧ=0), займистість якоїеквівалентна випробуваному дизпаливу.
При ЦЧ менше 40 (великому ПЗЗ) паливо в циліндрі встигає добре прогрітися, тому займання носить вибуховий характер і різко підвищує тиск у циліндрі. Таку роботу дизеля називають "жорсткою", вона викликає ударні навантаження на поршень, підшипники коленвала, призводить до їх прискореного зносу. Дизпаливо з ЦЧ вище 55 (малим ПЗЗ), надійшовши в циліндр, не встигає добре прогрітися, тому тиск у циліндрі наростає рівномірно, дизель працює "м'яко". Однак при цьому погіршується процес сумішоутворення, що призводить до неповного згоряння палива, падіння потужності та економічності двигуна, підвищення димності газів, що відпрацювали.
Цетанове число пов'язане з низькотемпературними характеристиками палива — чим менше, тим нижча температура застигання. Тому літні та зимові дизпалива мають різні ЦЧ. У арктичного дизпалива воно знаходиться на межі жорсткої роботи дизеля. "М'якою" роботою двигуна "жертвують" для забезпечення можливості його пуску, проходження палива через фільтри, прокачування по паливній системі і т.д.
В'язкістьдизельного палива повинна знаходитися в певних межах. Якщо вона надмірно висока, погіршується прокачування по системі та процес сумішоутворення через незадовільну тонкість розпилу. Це знижує економічність двигуна і підвищує димність газів, що відпрацювали. Паливо з низькою в'язкістю гірше забезпечує мастило та герметизує зазор плунжерних пар паливного насоса високого тиску, що може призвести до виходу його з ладу.
Низькотемпературні властивостідизельних палив -температура помутніння(кристалізації парафінів),застигання(повна втрата плинності) іграничної фільтрації(температура, при якій паливо щездатне проходити через фільтр). Вони визначають здатність палива проходити через фільтри та забезпечувати прокачування трубопроводами в умовах низьких температур.
Включає цілий комплекс технологічних процесів (див. нижче про промислове виробництво), що здійснюються переважно на великих нафтопереробних заводах (НПЗ).
Споживання високооктанових бензинів (наприклад, АІ-95, АІ-98) дещо більше, ніж виробництво на НПЗ. Це з низькою потребою у цих бензинах у деяких регіонах країни, а малотоннажне виробництво великим підприємствам невигідно.
У зв'язку з цим товарні бензини виробляють невеликі фірми, які повинні мати для цього допуск, виданий міжвідомчою комісією з випробування палив, мастил і спеціальних рідин при Держстандарті РФ. Вони одержують бензин із компонентів, виготовлених промисловим шляхом на НПЗ. Наприклад, додаванням АІ-92 або АІ-95 12-15% метил-трет-бутилового ефіру (МТБЕ) отримують АІ-95 або АІ-98 (відповідно), які мають цілком прийнятну якість. Використовують також високооктанові добавки-антидетонатори у допустимих концентраціях.
Несумлінні "виробники" для отримання надприбутку йдуть на порушення технології виробництва. В основному це полягає у виготовленні сурогатних бензинів із низькооктанових компонентів шляхом додавання антидетонаційних присадок у концентраціях, що перевищують допустимі норми. Використання такого палива здебільшого призводить до порушення нормальної роботи двигуна і навіть виходу його з ладу. Наприклад, перевищення допустимих норм залізовмісних антидетонаторів викликає відкладення струмопровідного червоного нальоту на свічках, розпилювальних отворах форсунок і т. д., який практично не видаляється і виводить ці елементиз ладу.
Зимове дизпаливо дорожче за літнє, тому вищезгадані "виробники" для зниження температури застигання додають взимку в літню марку бензини або гаси. У них досить низька цетанова кількість (у гасу - 20-40, у бензину - 14-24), що призводить до жорсткої роботи дизеля, відповідно до підвищення зносу і т.д.
Додавання в дизпаливо неякісних депресорних присадок, що знижують лише температуру застигання і не впливають на граничну температуру фільтрації, викликає забивання фільтрів.
Промислове виробництвопалив складається з наступних основних етапів:первинна, вторинна переробка нафтита процесизмішування(компаундування).
Первинна переробка(пряма перегонка) - поділ нафти окремі фракції (частини) за температурами кипіння при нагріванні в спеціальних ректифікаційних колонах. В результаті виходять бензинові, гасові, дизельні фракції, які використовуються для одержання відповідних видів палив, а також мазут. Пряма перегонка дозволяє отримати невелику частину (10-25%) бензинових фракцій, переважно невисокої якості. Прямогонні бензини мають, як правило, дуже низьке ОЧ (не більше 40-50). Для збільшення виходу палива та поліпшення його якості (наприклад, підвищення детонаційної стійкості) використовують деструктивні процеси.
Вторинна переробка(деструктивні процеси від латів. destructio - Порушення, руйнування структури) змінює хімічний склад і структуру вуглеводнів. Основним методом єкрекінг(від англ. cracking - розщеплення), головна реакція якого - розщеплення великих молекул мазуту на дрібніші: під дією високих температур без каталізатора -термічний крекінг, у присутності каталізатора -каталітичний крекінг, каталізатора і водню -гідрокрекінг. Ці процеси дозволяють збільшити вихід бензинових фракцій із нафти до 60%. Для отримання високооктанових компонентів товарних бензинів використовують процесикаталітичного риформінгу(отримання ароматичних компонентів),алкілування(отримання алкілатів) таізомеризації(отримання ізомеризатів). Для видалення сірки з палив застосовується гідроочищення (різновид гідрокрекінгу). Порівняно з прямою перегонкою всі вторинні, деструктивні процеси складні в технологічному відношенні та дорогі, проте дозволяють суттєво збільшити вихід товарних палив та покращити їхню якість.
Змішуванняпрямогонних фракцій з компонентами вторинних процесів і присадок є завершальним процесом отримання товарних автомобільних бензинів та дизпалив.
Бензини різних марок отримують змішуванням (процес, досить складний у технологічному відношенні) різної кількості компонентів первинної, вторинної переробки нафти та присадок.
Автомобільні бензини однієї марки, виготовлені на різних підприємствах, мають склад, що відрізняється, що пов'язано з неоднаковим набором технологічного обладнання. Однак вони мають відповідати нормативній документації (ГОСТам, ТУ). Усереднений компонентний склад бензинів різних марок наведено в.
Дизельні палива отримують змішуванням прямогінних і пройшли гідроочищення фракцій у співвідношеннях, що забезпечують вимоги стандарту вмісту сірки.
Для забезпечення низькотемпературних властивостей зимове та арктичне дизпалива отримують з легших фракцій, ніж літнє, або проводять його депарафінізацію (витяг парафінів), а в паливо марки ДЗп вводять депресорні присадки. В арктичнедизпаливо підвищення ЦЧ вводять спеціальні присадки, що підвищують його з 38 до 40.
Введенням в екологічно чисте паливо присадок (влітку — антидимною, взимку ще й депресорною) одержують міське дизельне паливо, призначене для використання у Москві.
Практика роботи контролюючих організацій у Москві показує, що, незважаючи на посилення режиму перевірок якості автомобільних палив, що реалізуються, поки не вдається повністю припинити продаж сурогатів.
Присвоєння цього знака здійснюється Комісією з добровільної акредитації АЗС та перевізників палива. Він видаватиметься окремо для кожної автозаправної станції та розміщуватиметься на видному місці фризу (навісу), операторській або на інформаційному табло.
Головною підставою для присвоєння "Знаку якості палива на АЗС" є відсутність протягом календарного року претензій щодо якості реалізованого моторного палива від контролюючих, наглядових організацій та споживачів.
Позбавлення"Знаку якості палива на АЗС" проводитиме рішення комісії у випадках:
отримання від Московської транспортної інспекції (МТІ) даних про встановлені факти реалізації на АЗС моторного палива, яке не відповідає встановленим вимогам;
скарги споживача послуг АЗС, підтвердженої МТІ, щодо реалізації неякісного палива;
появи публікацій у засобах масової інформації про реалізацію на АЗС неякісного моторного палива, які отримали підтвердження МТІ.