На что влияет сера в дизельном топливе на двигатель

Дизельное топливо и сера: проблемы и решения

Сера и ее соединения в качестве естественной составляющей входят в состав сырой нефти в виде элементарной серы, сероводорода и различных органических соединений (меркаптанов, сульфидов, дисульфидов и др.), при этом в более тяжелых погонах нефти серы и сернистых соединений содержится больше, чем в легких. Элементарная сера, сероводород, меркаптаны обладают высокой коррозионной агрессивностью, поэтому в бензинах и дизельных топливах их присутствие не допускали (сера и сероводород) или строго ограничивали (меркаптаны). Общее содержание остальных соединений серы в топливе ограничивают предельной нормой показателя «массовая доля серы». Ужесточение норм по этому показателю требует углубления очистки от серы и, соответственно, дополнительных затрат на производство топлива, повышает его стоимость, сокращает ресурсы. Поэтому в определенном количестве сера присутствует во всех коммерческих топливах.

Напомним, что действующий стандарт делит дизельное топливо на «сернистое» и «малосернистое». В эти термины в разное время вкладывали различный смысл. Когда производители техники совсем не имели или имели минимальные ограничения выбросов вредных веществ, содержание серы нормировали, исходя из возможности обеспечения надежной работы двигателя без существенного снижения его ресурса, но так, чтобы это не уменьшало выход топлива и не повышало его стоимости.

На этом этапе, т.е. в 50-х – 70-х годах, к «сернистому» относили дизельное топливо с содержанием серы около 1,0%, а «малосернистым» считали топливо, в котором ее было не более 0,2%. Главной проблемой при использовании сернистых топлив было увеличение износа деталей цилиндро-поршневой группы дизелей и рост количества отложений на них под действием продуктов сгорания серы. Большая часть этих продуктов (SO2 и SO3) выбрасывается с отработавшими газами в атмосферу, но и то количество SO2 и SO3, которое с парами воды образовывает сернистую и серную кислоты, значительно увеличивает коррозионное изнашивание цилиндров, поршневых колец и других деталей, способствует нагарообразованию, нарушающему теплоотвод от поршня, подвижность поршневых колец, снижающему компрессию.

Для решения этих проблем дизельным маслам с помощью щелочных моющих присадок придали нейтрализующую способность. Детали двигателей практически полностью прекращают изнашиваться корозией при наличии писадок. При достаточной щелочности масла (около 8 – 10 мг КОН/г) износ комплекта поршневых колец при работе на топливах с содержанием серы 1,0; 0,5 и 0,2% практически одинаков, если смена масла выполняется своевременно. При работе на топливе с высоким содержанием серы щелочное число масла убывает быстрее и пробег до смены масла сокращается.

Сегодня ситуация изменилась. Теперь «сернистым» называют топливо, содержащее 0,2% серы, а в «малосернистом» ее может иметься всего 0,035% и менее. В чем причина таких резких перемен?

В последние годы в связи с остротой проблемы загрязнения окружающей среды от эксплуатации быстро растущего многомиллионного парка автомобилей вводятся все более строгие нормы на выбросы автомобилем токсичных соединений, твердых частиц, других загрязнителей воздуха. Соблюдение этих норм потребовало от производителей техники применения в конструкции автомобилей различных систем управления выбросами (дожигателей, каталитических нейтрализаторов, фильтров и т.д.), а также изменений в организации процесса сгорания, введения рециркуляции отработавших газов, новых систем впрыскивания топлива.

Наличие сернистых соединений в топливе повышает токсичность отработавших газов не только непосредственно – за счет увеличения в них концентрации оксидов серы и твердых частиц, но и опосредованно – за счет снижения эффективности и надежности работы современных систем управления составом отработавших газов. Поэтому в настоящее время наряду с разработкой и производством техники, отвечающей новым стандартам на выбросы вредных веществ, постепенно вводятся более строгие ограничения на содержание серы в автомобильных топливах.

Дизельные топлива в России в настоящее время вырабатывают по ГОСТ 305-82 и по более тридцати техническим условиям (ТУ). По этим документам дизельные топлива производятся не только для автотранспорта, но также для сельскохозяйственной техники, строительных и дорожных машин, тепловозов, судов и т.д. В соответствии с ГОСТ 305-82 сейчас в России вырабатывается 80 – 85%, т.е. основной объем дизельного топлива. Уровень содержания серы в 0,2% можно считать для России базовым. В дизельном топливе вида 2 по этому стандарту допускается даже содержание серы до 0,5%. Однако эта норма пересматривается в сторону ужесточения в отношении содержания серы, вводится также топливо с предельным содержанием в 0,05%.

Читайте также:  Где находиться датчик температуры двигателя пежо 206

Для использования в крупных городах или регионах со сложной экологической обстановкой разработаны технические условия на дизтопливо с улучшенными экологическими свойствами – городское (ТУ 38.401-58-170-96) с содержанием серы не более 0,05% и «экологически чистые» топлива (ТУ 38.1011348-99), предусматривающие среди прочих ограничений выпуск топлива с содержанием серы не более 0,035%.

С 1 ноября 2001 г. утверждены и введены в действие ТУ 38.401-58-296-2001 «Топливо дизельное автомобильное. Технические условия», разработанные на базе аутентичного перевода EN-590-2000 с нормой содержания серы не более 0,035%, для автомобилей, соответствующих требованиям Euro-3. К 2003 – 2005 гг. намечается гармонизация отечественных стандартов на бензин и дизельное топливо с европейскими требованиями для автомобилей уровня Euro-3. Это означает ограничение содержания серы в бензинах до 0,015%, а в дизельном топливе до 0,035%. Но введение подобных стандартов не будет означать одновременный переход на новые требования: процесс продолжится не менее 5 лет. В этот период будут одновременно действовать «старые» и «новые» требования.

Дизельные топлива с содержанием серы меньше 0,035% имеют худшие смазывающие свойства. Их применение приводит к существенному увеличению износа плунжеров насоса высокого давления и снижению срока безотказной работы других агрегатов топливной аппаратуры. Стал необходимым ввод в топлива присадок, улучшающих их смазывающие свойства. В России такие присадки пока еще серийно не производятся. И это не единственная проблема, связанная с переходом на новые стандарты.

К сожалению, на наших АЗС до сих пор не организован раздельный сбыт дизельных топлив разных марок, отличающихся по содержанию в них серы и другим показателям, характеризующим их экологичность. Эта актуальная задача должна быть решена, так как смешение топлив в одной емкости АЗС приводит к ухудшению качества экологичных сортов. Но это уже вопрос реформирования инфраструктуры, которое потребует немалого времени.

Источник

Влияние серы в дизельном топливе на двигатель

Влияние серы в дизельном топливе на двигатель

Основное воздействие серы из дизельного топлива на топливную систему сводится к следующему:

  1. коррозия элементов поршневой группы;
  2. нагар и отложения;
  3. ускоренный выход из строя выхлопной и топливной систем;
  4. увеличение дымностм выхлопа;
  5. вредное воздействие серы на окружающую среду;

Существующие ГОСТы определяют основные характеристики топлива, включая серу и ее соединения. Несмотря на это, топливо полностью не очищается от серы в силу экономической нецелесообразности данной процедуры.

Взаимодействие сернистых соединений дизельного топлива с водой ведет к образованию серной кислоты, под воздействием которой образуется коррозия элементов поршневой группы, топливной системы. Накопление нагара снижает теплопроводность двигателя, компрессию, а также подвижность колец.

Сера в дизельном топливе воздействует и на сам двигатель:

  • уменьшается мощность;
  • увеличивается расход топлива;
  • снижается мощность двигателя.

При этом нужно иметь ввиду, что низкая доля серы в солярке также плохо для двигателя. При снижении серы ниже 0,035 % в топливе снижаются его смазывающая способность. Это ведет к преждевременному износу деталей топливной системы. Поэтому в дизтопливе с небольшим содержанием серы дополнительно применяют смазывающие присадки. Двигатели, работающие на газе (пропан-бутан), лишены данной проблематики.

Источник

Содержание серы в дизельном топливе

Наличие серы в дизельном топливе неизбежно даже при самой эффективной очистке. Но её массовая доля при этом может быть разной. Это важно потому, что при сгорании топлива происходит образование серного и сернистого газа, и их объём будет зависеть от содержания серы в дизтопливе. В условиях высокой температуры будет происходить газовая коррозия металлов, а при низких – образовываться серная и сернистая кислота. Это означает, что в любом случае они будут отрицательно влиять на состояние двигателя, его работу, сократят его физический ресурс.

Содержание серы: нормы и требования

В зависимости от степени очистки дизельное топливо можно назвать сернистым или малосернистым. В первом случае массовая доля серы в солярке будет составлять 0,2 %, во втором – до 0,035 %. Работа по ужесточению экологических стандартов для всех видов топлива неразрывно связана со снижением количества этого вещества. В результате с показателя 350 мг/кг, актуального для Евро 3, удалось снизить долю серы до 10 мг/кг (Евро 5). Но в то же время в соответствии с требованиями профильного отечественного ГОСТ 305-82 возможен выпуск топлива, в котором содержится 500 (вид II); 200 (вид I) и менее 200 мг/кг (высший сорт).

Читайте также:  Двигатель турбо дизель плохо заводится

Основной причиной такого несоответствия старых и новых нормативных требований стало то, что отечественная военная техника чаще всего работает именно на дизтопливе, изготовленном в соответствии с ГОСТ. Кроме того, резкий переход к производству солярки, соответствующей новым требованиям, невозможен ещё и потому, что основная масса нефтеперерабатывающих предприятий производит топливо, в котором содержится 0,05-0,2 % серы. Для перехода на новые стандарты потребуется вложение достаточно больших средств и серьёзная модернизация оборудования.

В результате сложилась ситуация, когда производство дизтоплива происходит не только по ГОСТ 305-82, но и по более, чем трём десяткам различных ТУ. В соответствии с ними на нефтеперерабатывающих предприятиях выпускается солярка для автомобилей, сельскохозяйственной техники, тепловозов, дорожных или строительных машин, судов. Основной объём дизтоплива всё же выпускается в соответствии с ГОСТ (около 80 %). В связи с этим можно считать 0,2 % базовым для российского рынка уровнем содержания серы.

Кроме того, для крупных городов с проблемной экологической обстановкой выпускается городское дизельное топливо с улучшенными экологическими характеристиками. В нём норма содержания серы составляет 0,05 %. Также потребителю предлагается «экологичное» горючее, в котором этот показатель не превышает 0,035 %.

Но в то же время стоит отметить, при снижении уровня серы ниже 0,035 % снижаются и смазывающие способности дизтоплива. Из-за этого увеличивается износ плунжера насоса высокого давления, снижается срок службы других агрегатов топливной системы. Это привело к необходимости введения в состав горючего дополнительных присадок для улучшения смазывающих свойств. Но основной проблемой в этой ситуации стало то, что пока в России их промышленный выпуск не налажен.

Сернистые соединения в дизтопливе: польза и вред

Принято считать, что основной задачей процесса гидроочистки дистиллятного дизельного топлива является разрушение всех содержащихся в нём сернистых соединений для того, чтобы образовался сероводород, который можно будет впоследствии легко отделить. Но в то же время всё чаще между специалистами в данной области ведутся споры о том, насколько целесообразным будет удаление из топлива всех сернистых соединений, не учитывая при этом их химическое строение.

На самом деле в нефтепродуктах содержится столько разных видов сернистых соединений, что их количество превышает число углеводородов. При этом важно, что среди них имеются коррозионноактивные составляющие, которые заметно снижают стабильность дизельного топлива, становятся причиной образования осадка, смол. Но есть и достаточно стабильные соединения, которые оказывают на дизтопливо антиокислительный эффект и являются некоррозионноактивными.

Некоторые сернистые соединения имеют поверхностную активность, которая оказывает существенное влияние на снижение износа трущихся пар. Всё это позволяет сделать вывод о том, что сера и её соединения вполне способны для химической отрасли стать новым источником сырья, который требует своего тщательного изучения. Но в настоящее время содержание серы при производстве товарных нефтепродуктов нужно строго регламентировать. При получении топлива методом прямой перегонки стоит предварительно вести работу по выбору нефти, в которой содержание серы будет ограничено. Другим вариантом становится дополнительная глубокая переработка высокосернистых нефтепродуктов, при которой сернистые соединения будут разрушены (это может быть гидроочистка, каталитический крекинг, гидрирование).

ООО «Компания «Нипетойл» специализируется на поставках дизельного топлива в Москве и Московской области. У нас имеется собственный автопарк спецтранспорта, который позволяет перевозить горючее в любом необходимом заказчику объёме. Мы гарантируем качество нефтепродуктов, оптимальную цену, наличие всей необходимой в таких случаях документации. Сроки поставки минимальны. При необходимости могут быть задействованы автомобили с разделёнными на отсеки цистернами, чтобы доставить дизтопливо сразу в несколько пунктов назначения, указанных заказчиком. Обращайтесь за более детальной информацией к нашим специалистам по указанным на сайте телефонам.

Источник

Плюсы и минусы снижения серы в дизельном топливе

Сера, как один из составных элементов дизельного топлива оказывает существенное влияние на увеличение смазывающих свойств солярки. Почему же при существенном дефиците показателя смазывающей способности (так называемый диаметр пятна износа) требования по фракционному содержанию серы в дизельном топливе становятся все жестче?

Читайте также:  Как проверить состояние двигателя при его покупке

Мы не будем стремиться рассматривать вопросы экологии, хотя они довольно значительны и именно они более всего определяют ход эволюционирования дизельных двигателей в настоящее время. В данной статье мы постараемся рассмотреть вопрос влияния содержания серы в топливе именно на саму эксплуатируемую технику.

Одним из наиболее токсичных составляющих выхлопных газов дизельного двигателя являются оксиды азота. Каталитический нейтрализатор в дополнение к сажевому фильтру не в силах полностью с ними справиться. Для уменьшения вредных выбросов оксидов азота производители пошли разными путями: одни выбрали систему SCR (нейтрализация выхлопа с применением мочевины), выбор других пал на систему EGR (Exhaust Gas Recirculation – система рециркуляции выхлопных газов). Третьи для выполнения строжайших мер «Евро 6» объединили обе эти системы в одном автомобиле. И если система SCR мало реагирует на качественный состав топлива по сере, то система EGR крайне чувствительна к количеству серы в дизельном топливе.

Прежде всего, необходимо понять, что EGR не предназначена для улучшения технических характеристик двигателя, а устанавливается исключительно из экологических соображений. Идея заключается в том, чтобы на определенных режимах работы двигателя подавать некоторую часть отработанных газов из выпускного коллектора во впускной. Принцип прост: повышенное содержание окислов азота в выбросах ДВС вызывается высокой температурой в камере сгорания. Катализатором реакции горения является кислород: чем больше кислорода – тем выше температура, а значит, подмешав к подаваемой воздушной смеси выхлопные газы, мы в итоге уменьшаем содержание кислорода и на выходе уменьшаем температуру сгорания смеси в цилиндре.

Как результат: токсичность выхлопных газов по оксидам азота (NO) значительно снижается.

Но имеется и обратная сторона медали: поступающие газы из системы рециркуляции имеют значительно большую долю влаги и контактируя с серой она образует в камере сгорания серную кислоту, которая не только негативно влияет на окружающую среду, но и вызывает усиленную коррозию деталей двигателя (верхние части гильз, рабочие поверхности головки блока цилиндров) и выхлопной системы автомобиля.

Иногда наблюдается химическая коррозия деталей топливной системы (например, насос-форсунок) еще до образования топливной смеси. Двигатели класса «Евро- 4» требуют топливо с содержанием серы не более 50 мг на кг солярки, класса «Евро-5» и того строже: не более 10 мг/ кг топлива.

Сернистое дизельное топливо также влияет на срок службы моторного масла. Причиной раннего окисления масла зачастую становятся активные сернистые соединения, проникающие в него после сгорания топлива с повышенным содержанием серы.

Дизельное топливо с большим содержанием серы оказывает негативное влияние на срок службы сажевого фильтра.

Зависимость: чем больше массовая доля серы в используемом топливе, тем меньше срок службы сажевого фильтра. Причина: увеличенная способность к образованию сажи одного из компонентов — сульфатной серы.

На первый взгляд, применение системы EGRимеет неоспоримые преимущества перед применением SCR(впрыск мочевины): экономится место за отсутствием бака для AdBlue, нет необходимости в усиленных деталях ЦПГ из-за пониженной температуры в цилиндре, уменьшается снаряженная масса автомобиля на 200 — 300 кг, нет необходимости в столь частой замене деталей глушителя (своего рода маленького химического предприятия), нет головной боли в холодное время года из- за высокой температуры кристаллизации мочевины (всего -11°С)

Но если в странах Евросоюза жестко следят за качеством топлива, то у нас это русская рулетка. Так по данным одного известного автомобильного журнала «В образцах (дизельного топлива), отобранных на «СУПЕР-АЗС» в одном большом российском городе, содержание серы лежало в диапазоне от 7мг/ кг до 4000 мг/кг топлива». Необходимо сказать больше: производство и обращение дизельного топлива класса «Евро-3» (допустимое количество серы 350 мг/ кг) по Техрегламенту Таможенного союза допускается аж до 01.01.2015 г., а в Казахстане до 2016 г..

При этом заметьте: про некондиционное топливо мы даже не упоминаем. Вот и получается, что эксплуатация современных двигателей с системой EGRв российских условиях на данный момент — это своеобразная фортуна: кому как повезет.

Источник

Adblock
detector