Реферат: Современные дизельные, судовые и тяжелые моторные топлива
Исследования
проводились после предварительной термообработки и четырехчасовой выдержки
образца топлива в приборе методом последовательного разрушения структур.
Полные реологические кривые, полученные при этом, дали возможность оценить значение
эффективной вязкости и, что немаловажно, начальную ньютоновскую вязкость
практически неразрушенной структуры, которая обусловливает прокачиваемость
топлив в начальный период работы двигателя, при его запуске.
В силу того, что
топлива являются вязкопластичными системами и начальная вязкость
экспериментально трудноизмерима, нами использовался для ее определения способ
экстраполяции эффективной вязкости в область малых сдвиговых скоростей в
двойных логарифмических координатах.
2.7 Низкотемпературные
свойства
Характеризует условия
слива и перекачки топлива. Она зависит от двух основных факторов: качества
перерабатываемой нефти и способа получения топлива. Тяжелые моторные топлива,
получаемые смешением остаточных и дистиллятных фракций, довольно не стабильны,
их t при хранении
может повышаться на 4—15 °С. Явление это присуще только топливам, содержащим
остаточные компоненты — такие как флотский мазут Ф-5, моторное топливо ДТ и ДМ
и экспортный мазут. Полагают, что повышение tзаст при хранении (регрессия) обусловлено взаимодействием
парафиновых углеводородов и асфальтено-смолистых веществ с образованием более
жесткой кристаллической структуры. Это свойство топлив очень затрудняет их
применение и не позволяет гарантировать соответствующее качество после хранения
и транспортирования.
Большое влияние на tзаст оказывают температура нагрева, скорость охлаждения,
наличие или отсутствие перемешивания и даже диаметр сосуда, в котором она
определяется. Для котельных топлив tзаст изменяется в зависимости от условий термической
обработки. [3]
2.8 Теплота сгорания
Это одна из важнейших
характеристик топлива, от которой зависит его расход, особенно для топлив,
применяемых в судовых энергетических установках, так как при заправке топливом
с более высокой теплотой сгорания увеличивается дальность плавания. Теплота
сгорания зависит от отношения Н/С, а также элементного состава топлива и его
зольности. Различают высшую и низшую теплоту сгорания. При определении высшей
теплоты сгорания учитывают, что часть тепла, выделяющегося при сгораний
топлива, расходуется на конденсацию паров воды, образовавшейся при сгорании
водорода в топливе. При определении низшей теплоты сгорания тепло, затрачиваемое
на образование воды, не учитывается. [3]
3. Современные и перспективные требования и технологии
к качеству тяжелых моторных и судового маловязкого топлива
Настоящие технические
условия распространяются на топливо маловязкое судовое получаемое из
дистиллятных фракций прямой перегонки и вторичной переработки нефти.
Топливо маловязкое
судовое должно изготавливаться в соответствии с требованиями настоящих
технических условий по технологии, согласованной с разработчиком и утвержденной
в установленное порядке.
Топливо маловязкое
судовое вырабатывается трех видов в зависимости от массовой доли серы: [6]
I вид - с массовой долей серы не более 0,5 %; код ОКП
02 5195 0301
II вид -
с массовой долей серы не более 1,0 %; код ОКП 02 5195 0302
III вид - с массовой долей серы не более 1,5 %; код ОКП
02 5195 0303
При производстве
топлива маловязкого судового разрешаемся использование присадок, допущенных к
применению в установленном порядке.
Топливо маловязкое
судовое соответствует марке ДМА MS IPO - 8217.
На предприятиях,
впервые осваивающих производство топлива маловязкого судового, осуществляется
постановка его на промышленное производство по ГОСТ 15.001.
Производство топлива
маловязкого судового допускается только на предприятиях, согласовавших
настоящие технические условия и внесенных, как производитель, в каталожный лист
продукции, зарегистрированный в установленном порядке.
Топливо маловязкое
судовое должно соответствовать требованиям настоящие технических условий,
указанным в таблице. [6]
Таблица 14 —
Технические требования на СМТ (ТУ 38.101567-2000)
|
Наименование
показателя
|
Значение
|
Метод
испытания
|
1 |
Вязкость при 20°С, не более:
- условная, °ВУ
|
2,0 |
ГОСТ
6258 |
|
- соответствующая ей
кинематическая, мм2/с
|
11,4 |
ГОСТ
33 |
2 |
Цетановое число, не менее |
40 |
ГОСТ
3122 |
3 |
Температура вспышки, определяемая
в закрытом тигле, °С, не ниже |
62 |
ГОСТ
6356 или
ASTM Д 93
|
4 |
Температура застывания, °С, |
Минус
10 |
ГОСТ
20287 |
5 |
Массовая доля серы, %, не более
I вид
II вид
III вид
|
0,5
1,0
1,5
|
ГОСТ
I9I2I
или
ГОСТ
Р 50442 или ASTM Д 12 66 или ASTM
Д 4294
|
6 |
Массовая доля меркаптановой серы,
%, не более |
0,025 |
ГОСТ
17323 |
7 |
Содержание воды |
Следы |
ГОСТ
2477 |
8 |
Коксуемость, % не более |
0,2 |
ГОСТ
19932 или
ASTV Д 189
|
9 |
Содержание механические примесей,
%, не более |
0,02 |
ГОСТ
6370 |
10 |
Зольность, %, не более |
0,01 |
ГОСТ
1461 или
ASTM Д 482
|
11 |
Содержание водорастворимых
кислот и щелочей |
отсутствие |
ГОСТ
6307 |
Судовое маловязкое
топливо по ТУ 38.101567-87 — это
среднедистиллятное топливо, в отличие от моторного ДТ и судового высоковязкого
топлива, получаемых смешением остаточных и среднедистиллятных фракций.
Предназначено для применения в судовых энергетических установках вместо
дизельного топлива. Компонентами маловязкого судового топлива являются
негидроочищенные прямогонные атмосферные и вакуумные дистилляты, продукты
вторичного происхождения — легкие и тяжелые газойли каталитического и
термического крекинга, коксования.
Таблица 15 — Характеристики моторного топлива для
среднеоборотных и малооборотных дизелей (ГОСТ 1667-68)
Показатели |
Марка
топлива |
ДТ |
ДМ |
Плотность при 20 °С, г/см3,
не более
|
0,930 |
0,970 |
Фракционный состав:
до 250 °С перегоняется, %, не
более
|
15 |
15 |
Вязкость при 50 °С:
кинематическая, мм2/с,
не более
соответствующая ей условная, °ВУ,
не более
|
36
2,95
|
130
17,4
|
Коксуемость, %, не более |
3,0 |
9,0 |
Зольность, % не более |
0,04 |
0,06 |
Массовая доля серы, %, не более:
в малосернистом топливе
в сернистом топливе
|
0,5
1,5
|
2,0
2,0
|
Массовая доля, %, не более:
механических примесей
воды
ванадия
|
0,05
0,5
0,015
|
0,1
0,5
0,01
|
Температура, °С:
вспышки в закрытом тигле, не ниже
застывания, не выше
|
65
-5
|
85
10
|
Примечание.
Для марок ДТ и ДМ содержание сероводорода, водорастворимых кислот и щелочей—
отсутствие.
|
Таблица 16 — Характеристики маловязкого судового
топлива (ТУ 38.101567-87)
Показатели |
Значение |
Вязкость:
условная при 20 'С, 'ВУ, не более
соответствующая ей
кинематическая, мм2/с, не более
Цетановое число, не менее
Температура, °'С:
вспышки в закрытом тигле °С, не
ниже
застывания, не выше
Массовая доля, %, не более:
серы
меркаптановой серы
воды
механических примесей
Коксуемость, %, не более
Зольность, %, не более
Содержание водорастворимых кислот
и щелочей
Плотность при 20 °С, г/м3,
не более
Йодное число, г йода на 100 г
топлива, не более
|
2,0
11,4
40
62
-10
1,5
0,025
Следы
0,02
0,2
0,01
Отсутствие
890
20
|
4. Ассортимент, качество и состав
тяжелых видов моторных топлив
Стандарт на котельное
топливо — ГОСТ 10585—75 предусматривает выпуск четырех его марок: флотских
мазутов Ф-5 и Ф-12, которые по вязкости классифицируются как легкие топлива,
топочных мазутов марки 40 — как среднее и марки 100 — тяжелое топливо. Цифры
указывают ориентировочную вязкость (ответствующих марок мазутов при 50 °С. В
зависимости от содержания серы топочные мазуты подразделяют на низкосернистые —
до 0,5 %, малосернистые — от 0,5 % до 1,0 %, сернистые — от 1,0 до 2,0 % и
высоко-сернистые от 2,0 до 3,5 %. [3]
Топочные мазуты марок
40 и 100 изготовляют из остатков переработки
нефти. В мазут марки 40 для снижения температуры застывания до 10 °С добавляют
8—15 % среднедистиллятных фракций, в мазут марки 100 дизельные фракции не добавляют.
Таблица 17 — Характеристики мазутов (ГОСТ
10585-75)
Показатели |
Марка топлива |
|
Ф-5 |
Ф-12 |
40 |
100 |
Вязкость при
50 °С, не более: |
|
|
|
|
условная, °ВУ |
5,0 |
12,0 |
- |
- |
соответствующая
ей кинематическая, мм2/с
|
36,2 |
89,0 |
- |
- |
Вязкость при
80 °С, не более: |
|
|
|
|
условная, °ВУ |
- |
- |
8,0 |
16,0 |
соответствующая
ей кинематическая, мм2/с
|
- |
- |
59,0 |
118,0 |
Динамическая
вязкость при 0 °С, Па-с, не более |
2,7 |
- |
- |
- |
Зольность, %, не
более, для мазута: |
|
|
|
|
малозольного |
- |
- |
0,04 |
0,05 |
зольного |
0,05 |
0,10 |
0,12 |
0,14 |
Массовая доля,
%, не более: |
|
|
|
|
механических
примесей |
0,10 |
0,12 |
0,5 |
1,0 |
воды |
0,3 |
0,3 |
1,0 |
1,0 |
Массовая доля
серы, %, не более, для мазута: |
|
|
|
|
низкосернистого |
- |
- |
0,5 |
0,5 |
малосернистого |
- |
0,6 |
1,0 |
1,0 |
сернистого |
2,0 |
|
2,0 |
2,0 |
высокосернистого |
- |
- |
3,5 |
3,5 |
Коксуемость, %,
не более |
6,0 |
- |
- |
- |
Температура
вспышки, °С, не ниже: |
|
|
|
|
в закрытом тигле |
80 |
90 |
- |
- |
' в открытом
тигле |
- |
- |
90 |
110 |
Температура
застывания, °С, не выше |
-5 |
-8 |
10;
25* |
25;
42* |
Теплота
сгорания (низшая) в пересчете |
|
|
|
|
на сухое
топливо (не браковочная), кДж/кг, |
|
|
|
|
не менее, для
мазута: |
|
|
|
|
низкосернистого,
малосернистого |
41454 |
41454 |
40740 |
40530 |
и сернистого |
|
|
|
|
высокосернистого |
- |
- |
39900 |
39000 |
Плотность при
20 °С, кг/м3, не более
|
955 |
960 |
- |
- |
* Для мазута
из высокопарафинистых нефтей
Примечание.
Для всех марок топлива содержание водорастворимых кислот и щелочей,
сероводорода — отсутствие.
|
Флотские мазуты марок
Ф-5 и Ф-12 предназначены для сжигания в
судовых энергетических установках. По сравнению с топочными мазутами марок 40 и
100 они обладают лучшими характеристиками: меньшими вязкостью, содержанием механических
примесей и воды, зольностью и более низкой температурой застывания. Флотский
мазут марки Ф-5 получают смешением продуктов прямой перегонки нефти: в
большинстве случаев 60—70 % мазута прямогонного и 30—40 % дизельного топлива с
добавлением депрессорной присадки. Допускается использовать в его составе до 22
% керосино-газойлевых фракций вторичных процессов, в том числе легкого газойля
каталитического и термического крекинга. Флотский мазут марки Ф-12 вырабатывают
в небольших количествах на установках прямой перегонки нефти. Основными отличиями
мазута ф-12 от Ф-5 являются более жесткие требования по содержанию серы
(<0,8 % против <2,0 %) и менее жесткие требования по вязкости при 50 °С (<12
°ВУ против <5 °ВУ).
Кроме флотских и
топочных мазутов промышленность выпускает технологическое экспортное топливо по
ТУ 38. 001361—87. Это топливо изготовляют только из продуктов прямой перегонки
нефти и поставляют на экспорт. Для оценки прямогонности топлива введен
показатель, определяемый по ГОСТ Р 50837.1-95 — Р 50837.8-95. Конкретно метод
определения прямогонности топлива устанавливается контрактом на его поставку. [3]
Таблица 18 — Характеристики
технологического экспортного топлива
Показатели |
Марка
топлива |
Э-2 |
Э-3 |
Э-4 |
Э-5 |
Плотность при
20 °С, кг/ма, не более
|
920 |
930 |
965 |
965 |
Вязкость: |
|
|
|
|
условная при
80 °С, °ВУ, не более |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
соответствующая
ей кинематическая, мм2/с, при 50 °С, не более
|
|
|
|
|
30 |
70 |
- |
- |
Зольность, %, не
более |
0,02 |
0,05 |
0,1 |
0,1 |
Массовая доля
серы, %, не более |
|
|
|
|
I вида |
0,5 |
0,5 |
- |
- |
II вида |
1,0 |
1,0 |
- |
- |
III вида |
- |
- |
2,0 |
2,0 |
IV вида |
- |
- |
2,5 |
2,5 |
Массовая доля,
%, не более: |
|
|
|
|
механических
примесей |
0,05 |
0,05 |
0,2 |
0,2 |
воды |
|
|
0,5 |
|
ванадия |
0,001 |
0,002 |
0,012 |
0,020 |
Температура,
'С: |
|
|
|
|
застывания, не
выше |
15 |
15 |
15 |
15 |
вспышки в
закрытом тигле, не ниже |
65 |
65 |
75 |
75 |
Теплота сгорания
низшая, кДж/кг, не менее |
40402 |
40402 |
40402 |
40402 |
Для судовых
энергетических установок вырабатывают несколько видов топлив, в том числе
моторное топливо по ГОСТ 1667—68, судовое маловязкое топливо по ТУ 38.101567—87
и судовое высоковязкое топливо по ТУ 38.1011314-90.
Моторное топливо ДТ по ГОСТ 1667-68 по вязкости приближается к флотскому
мазуту Ф-5, но в его состав могут входить все компоненты, обеспечивающие
качество топлива.
Литература
1.
Гуреев А.А., Серегин
Е.П., Азев B.C. Квалификационные методы испытаний
нефтяных топлив. М, Химия, 1984.- 200 с.; ил.
2. Кондрашева Н.К., Ахметов А.Ф. Судовые
топлива. Уфа: Гилем, 2001. 143с.
3.
Топлива, смазочные материалы, технические жидкости.
Ассортимент и применение: Т 581 Справочник / И.Г. Анисимов, К.М. Бадыштова,
С.А. Бнатов и др.; Под ред. В.М. Школьникова. Изд. 2-е перераб. и доп. - М.:
Издательский центр "Техинформ", 1999.-596 с.: ил.
4.
Т.Н. Митусова, Е.В.
Полина, М.В. Калинина. Современные дизельные топлива и присадки к ним — М.:
Издательство «Техника». ООО «ТУМА ГРУПП», 2002. — 64 с.
5.
Топливо дизельное
автомобильное (EN 590) ТУ 38.401-58-296-2001
6.
Топливо маловязкое
судовое. Технические условия ТУ 38.101567-2000 Взамен ТУ 38 101567-87
|