Плотность бензина и дизельного топлива: от чего зависит, как измеряется, разница плотности ДТ зимнего и летнего

от чего зависит, как измеряется, разница плотности ДТ зимнего и летнего

Оглавление:

1. Что такое «плотность дизельного топлива».
2. Эталонные значения.
3. Какие параметры оказывают влияние.
4. Зависит ли плотность дизтоплива от температуры.
5. Расчетные нормы.
6. Разница плотности летом и зимой.
7. Зависимость экономичности от плотности.
8. Как вычислить плотность при 20 °С.
9. Зависимость плотности, расхода и эксплуатации.
10. Зависимость плотности от качества ДТ.
11. Что регулирует ГОСТ.
12. Почему зимой расход больше.
13. Может ли солярка замерзнуть.
14. Как проверить, что в продаже зимнее топливо.
15. Самостоятельное определение плотности.
16. Шаг изменения плотности.
17. Показатели нефтепродуктов.
18. Формулы расчета основных показателей ДТ.

19. Расчет веса.
20. Считаем объем.
21. Вычисление плотности.
Видео. Как замерять плотность ареометром.

Дизельное топливо используется для заправки автомобилей, сельскохозяйственной и железнодорожной техники. Качество солярки определяется ГОСТами и ТР ТС и влияет на работоспособность ДВС, в частности – плотность дизельного топлива. Она изменяется в соответствии с внешними факторами. 

Плотность топлива дизельного зависит от наличия тяжелых фракций. При повышении КПД мотора ухудшается испаряемость, происходит ускоренное накопление нагара.

1. Что такое «плотность дизельного топлива»

Плотность дизельного топлива – удельный вес, т. е. отношение веса к объему топлива. Величина зависит от вида горючего и температуры. Измеряется в «кг/м³», «г/см³».

2. Эталонные значения

Вычисление удельной массы ДТ выполняют при 20 °С. Отклонение температуры требует корректировки на коэффициент.

При нагреве топлива производят вычитание, при охлаждении – сложение.

3. Какие параметры оказывают влияние 

При измерении плотности дизельного топлива учитывают тип горючего, колебания температуры и наличие присадок. Это связано с тем, что происходит изменение эталонных показателей – массы, объема.

4. Зависит ли плотность дизтоплива от температуры

Плотность ДТ зависит от колебаний температуры. Оптимальные показания наблюдаются при 20 °С.

5. Расчетные нормы

Контролеры при проверке объема солярки в цистернах, бочках принимают во внимание изменение плотности горючего. Расчеты ведутся с учетом корректирующих коэффициентов и сравнения показателей с табличными данными.

6. Разница плотности летом и зимой

В соответствии с существующими стандартами, показатели удельной массы солярки определяются так:

Для северных регионов (работает до –50 °С) плотность дизельного топлива составляет 830 кг/м3.

При превышении показателей температуры горючее густеет и забивает систему подачи топлива за счет наличия парафинов.

Пример вычисления плотности ДТ

Алгоритм получения показателей горючего:

• Находим табличное значение (в г/см3) горючего при 20 °С.

• Определяем степень нагрева солярки градусником. Предположим, получили значение 31 °С.

• Производим вычисление температурного отклонения 31 – 20 = 11 °С.

• Определяем корректировочный коэффициент: 11 х 0,0007 = 0,0077 (г/см3).

• Вычисляем плотность. Для этого из значения ДТ по паспорту вычитаем поправочный коэффициент.

Если температурные показатели меньше 20 °С, то алгоритм вычислений аналогичен. Но последнее действие – суммирование, а не вычитание.

7. Зависимость экономичности от плотности

Прямой зависимости нет. Плотность зимнего дизельного топлива отличается от летнего требованиями ГОСТ и температуры.

Утверждение, что зимнее горючее менее экономично — неверно. Зимой расход горючего увеличивается из-за лишних затрат: подогрева антифриза, магистралей, блока цилиндров, кабины и прочего.

8. Как вычислить плотность при 20 °С

Теоретическое вычисление предполагает:

• Проведение замеров ареометром и градусником в емкости, где находится горючее.

• Вычисление разницы температур.

• Применение корректировочного коэффициента.

Полученные результаты определяют тип топлива. Это влияет на вязкость горючего и способность использования в различных климатических зонах.

9. Зависимость плотности, расхода и эксплуатации

По плотности можно определить, при каких условиях может быть использовано горючее, какое влияние оказывается на работу двигателя. Если неправильно выбрать солярку, то:

Также в таком случае при передвижении в сложных условиях (дождь, снег, крутые подъемы и спуски) при нормативной нагрузке автомобиля будет наблюдаться перерасход топлива, чрезмерный износ двигателя.

10. Зависимость плотности от качества ДТ

Плотность влияет на количество фракций в составе горючего. Так, повышенные показатели сообщают о том, что в ДТ содержатся тяжелые углеводороды. Они ухудшают процесс выброса солярки, снижают скорость образования топливной смеси. Данные процессы провоцируют нарушение в работе мотора, увеличивают потребление солярки и повышают образование нагара.

11. Что регулирует ГОСТ

Требования ГОСТ определяют нормативы, которые предъявляются к ДТ в зависимости от вида. Учитывают:

• содержание серы;

• климатические условия использования;

• маркировку;

• классификацию;

• экологический класс и прочие параметры.

Все это влияет на технические показатели горючего, сферу его использования.

Какие требования предъявляют к составу дизтоплива

ГОСТ Р 305-82 и 52368-2005 определяют допустимое количество примесей, плотность по маркам. Превышение обозначенных показателей негативно сказывается на работе ДВС, силе впрыска горючего, составе отработанного газа.

Требования ГОСТ не допускают наличия водных растворов из-за возможности появления коррозии, повреждения фильтров и насосов.

12. Почему зимой расход больше

Плотность дизельного топлива определяет выделяемое количество энергии при работе ДВС. За счет того, что зимнее дизтопливо менее плотное, чем летнее, увеличивается расход топлива (из-за меньшего выделения энергии). При этом в зимнее время горючее расходуется на обогрев кабины водителя, топливной системы, разогрев масла и т. д.

Однако использовать летнее топливо категорически запрещено, поскольку в его составе содержатся парафины. Они снижают текучесть солярки, а при пониженных температурах превращают топливо в гель.

13. Может ли солярка замерзнуть 

Солярка густеет в зависимости от количества фракций и плотности при низких температурах. Вязкость определяется типом горючего и объемным содержанием фракций. Если в дизтопливе есть вода, то при температуре ниже 0°С происходит кристаллизация (образуется лед внизу бака). Это препятствует поступлению солярки в топливную систему. При отогревании топливной системы подача горючего возобновляется.

14. Как проверить, что в продаже зимнее топливо

Поступление на АЗС горючего зависит от сезона. В теплый период реализуется летнее ДТ, а в холодное время года – зимнее. Определить, какое топливо вам продали, довольно легко. Нужно поместить около 100 мл горючего в прозрачную емкость, после чего поставить его в морозилку. Если жидкость начнет мутнеть, это значит, что в составе присутствуют парафины. Зимнее топливо должно сохранять свои свойства при температуре до –22 °С, а арктическое – до –34 °С (но в холодильнике данные показатели не достигаются).

15. Самостоятельное определение плотности

Проверить плотность ДТ в зимнее время самостоятельно можно несколькими способами. Для этого выполняют:

• Оценку текучести. Небольшое количество ДТ наливается на металлическую поверхность. Если топливо хорошо стекает, остается жидким и не мутнеет, то солярка пригодна для использования. Если горючее стекает плохо, мутнеет, то при использовании начнется его кристаллизация, что приведет к обездвиживанию автомобиля. Данный способ применяется при температуре ниже –10 °С.

• Проверку консистенции. Если температура ниже –20 °С, то можно оценить капли на заправочном пистолете. Отмечается помутнение, загустение? Лучше заправиться на другой АЗС.

• Оценку точных данных. Можно получить при использовании ареометра. Для этого нужно прогреть топливо до + 20 °С, выполнить замеры и сравнить полученные результаты с табличными.

Если оценка ДТ производилась после заправки, и полученные данные указывают, что горючее не соответствует показателям, следует уменьшить скорость кристаллизации. Для этого в бак добавляют качественную солярку.

16. Шаг изменения плотности

Корректирующий коэффициент – шаг изменения веса. В соответствии с ГОСТ, он равен 0,0007 единиц.

17. Показатели нефтепродуктов

Плотность топлива дизельного выше по сравнению с бензином. Так, АИ-92 определяется на уровне 0,76 г/см3, у АИ-95 – около 0,75 г/см3, для АИ-98 – 0,78 г/см3. У сжиженного газа самая низкая плотность – 0,53 г/см3, а у авиационного керосина – 0,81 г/см3.

Данные показатели определяются присутствием легких фракций, температура кипения которых составляет + 50 °С. Топливо остается одинаково текучим в любое время года. Кристаллизация начинается от – 60 °С.

18. Формулы расчета основных показателей ДТ

Для получения корректных данных учитывают температурные показатели, сорт горючего, корректировочный коэффициент (для дизельного топлива – + 20 °С, для бензинов – + 15 °С).

У полученных результатов может быть небольшая погрешность (зависит от приборов). Точные результаты получают в лабораториях на специализированном оборудовании.

19. Расчет веса

Для определения веса нефтепродукта необходимо умножить плотность на объем топлива.

На нефтебазах топливо хранится в цистернах, на которых есть метки и маркировочные таблицы с указанием погрешности измерений.

20. Считаем объем

В процессе реализации продукции нужно определять объем топлива. Расчет предполагает деление массы на плотность топлива. Из сопроводительных документов получают значение массы, а по сорту из документации узнают плотность дизельного топлива. При отсутствии данных производят замеры ареометром.

21. Вычисление плотности

Расчет проводят как соотношение массы к объему. Исходные параметры указываются в сопроводительной документации либо определяются самостоятельно: вес – с помощью взвешивания емкости, а объем – по меткам в резервуаре. При вычислении плотности нужно не забывать про температурные показатели, от которых зависят корректировочные поправки.

Видео. Как замерять плотность ареометром.

АИ 92, АИ 95, ГОСТы, в чем она измеряется и как правильно проводить замеры

Оглавление:

1. ГОСТы, регулирующие марки бензинов.
2. Как производятся расчеты.
3. Для чего нужно выполнять измерения.
4. Как измерить плотность.
5. Показатели АИ 92
6. Какие показатели соответствуют АИ 95
7. Табличные плотностные показатели бензина

Нефтепродукты отличаются по составу, области применения, физическим и химическим свойствам, методам производства. Кроме октанового числа (благодаря которому можно оценить детонационные характеристики), есть еще один определяющий показатель – плотность бензина. Удельный вес позволяет оценить физические и эксплуатационные свойства топлива, а еще – применяется для расчета объема и массы бензина, который важен при транспортировке нефтепродуктов, их хранении и проведении калибровочных работ для бензиновых двигателей и различных приборов.

Плотность измеряется в килограммах (иногда граммах) на кубический метр (предел показателя – 780). Плотность не применяется для оценки качества топлива. Она зависит от нефтепродуктов, которые использовались при производстве бензина.

1. ГОСТы, регулирующие марки бензинов.

Развитие нефтехимической отрасли и ужесточение требований к экологии привело к разработке регламентов и стандартов нефтехимической продукции. Так, с 2002 года действует ГОСТ Р 51866-2002, который определяет нормы наличия металлических соединений в бензине. Он регулирует производство высокооктановых бензинов класса «премиум» (95, 98 и их виды).

ГОСТ 32513-2013 введен после разработки стандарта ЕВРО-4 на бензин. Также в 2015 году были приняты ТУ 0251-001-12150839-2015, которые определяют нормы производства современных марок топлива.

Автомобили, нефтепродукты и топливо, которое ввозится на территорию России, соответствуют нормам ЕВРО-5. В нем регулируется более двадцати показателей топлива, включая отказ от использования веществ, которые вредят экологии (ядовитые соединения, металлосодержащие компоненты).

Стоит учитывать, что в зависимости от технологических процессов завода-изготовителя, различаются технические характеристики и плотность бензина. ГОСТы только регулируют соблюдение минимальных обязательных требований.

2. Как производятся расчеты 

Измерения плотности керосина, солярки, бензина должны производиться при определенной температуре. На данный момент ГОСТ устанавливает температуру 15ºC на бензин (ранее данное значение было на 20 градусах). Поэтому при расчете нужно учитывать информацию, которая указана в паспорте на продукт, ведь результаты будут отличаться.

При отсутствии специализированного оборудования производят теоретические расчеты, исходя из данных, которые содержатся в паспорте. Для вычисления необходимо (исходная температура принимается 20ºC):

• найти показатель плотности;

• вычислить температуру исследуемого топлива;

• определить разницу между температурными значениями;

• в таблице поправок плотностных показателей нефтепродуктов найти значение изменения на 1 градус;

• умножить поправку на температурную разницу;

• произвести окончательные расчеты – прибавить (если температура ниже 20 градусов) к паспортным показателям полученные результаты или вычесть (если выше).

Все вычисления производятся без использования лабораторного оборудования.

3. Для чего нужно выполнять измерения

Плотность помогает оценить марку бензина и его объемный вес. Данное значение необходимо при отпуске топлива и приеме продукции. 

Из-за колебаний температуры показатели топлива могут различаться, что может стать причиной разногласий при отпуске и приемке нефтепродуктов. Поэтому для стандартизации процесса измерения плотности нефтепродуктов разработаны правила пересчета количества нефтепродуктов в зависимости от средних показателей по маркам топлива.

При этом плотность помогает определять химический состав бензина и идентифицировать его. У каждой марки есть свои показатели плотности, которые варьируются в небольших пределах. Например, если при измерении получили данные, которые выше или ниже нормативных показателей, то без проведения лабораторного химического анализа нельзя убедиться в достоверности представленной марки топлива.

Также благодаря вычислению плотности бензина можно определять приблизительную массу больших объемов нефтепродуктов (например, в резервуарах), когда выполнить взвешивание невозможно. Данные методики измерений указаны в ГОСТ Р 8.595-2004.

4. Как измерить плотность

Обязательное условие при проведении измерений – организация одинаковых условий, ведь плотность представляет собой отношение массы к объему. Чтобы получить результат, нужно:

• взять любую емкость с градуированными делениями;

• взвесить емкость;

• влить в емкость 100 мл топлива;

• выполнить взвешивание жидкости и найти разницу значений измерений;

• результат разделить на объем топлива.

Удобнее будет воспользоваться ареометром. Это специализированный измерительный прибор, который выглядит как стеклянная колба. Он оснащен измерительной шкалой, встроенным термометром. Работа прибора основана на принципе Архимеда.

5. Показатели АИ 92

В большинстве автомобилей используется топливо марки 92. Данный бензин имеет высокую детонационную стойкость. При исследовании показывает октановое число АИ 91 или 82,5 (моторный метод). Плотность при 15ºC находится в интервале от 740 до 770 кг на 1 м3.

6. Какие показатели соответствуют АИ 95

Бензин марки 95 показывает при моторном методе исследования октановое число до 85, АИ показатели – до 95. Бензин отличается наличием ароматических компонентов, повышенными эксплуатационными качествами. В 95-м бензине класса «супер» отсутствует свинец. Плотность при температуре 15ºC данного бензина варьируется от 745 до 755 кг на 1 м3.

7. Табличные плотностные показатели бензина

Плотность нефтепродуктов, которые используются в автомобильной промышленности, составляет от 700 до 780 кг на 1 м3. При этом в зависимости от типа нефтепродуктов и входящих в состав соединений будут изменяться показатели плотности. Так, у ароматических соединений меньшие значения по сравнению с алифатическими.

Но данная величина – непостоянная. Она изменяется в зависимости от температуры. При ее повышении показатели снижаются, а при понижении – увеличиваются. Поэтому специалисты разработали показатели, которые отражают плотность нефтепродуктов в зависимости от температурного режима и условий его хранения. 

Приблизительные значения при 15ºC 

Марка бензина	Плотностные показатели, кг/м3
92	760
95	750
98	780
Премиум 95	725–780
Супер 98	725–780

Плотность нефтепродуктов и расчет плотности

ПЛОТНОСТЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ

НЕФТЕПРОДУКТЫ	ПЛОТНОСТЬ ПРИ 20* С, г/см3
Авиационный бензин	0,73-0,75
Автомобильный бензин	0,71-0,76
Топливо для реактивных двигателей	0,76-0,84
Дизельное топливо	0,80-0,85
Моторное масло	0,88-0,94
Мазут	0,92-0,99
Нефть	0,74-0,97

 

Точный расчет плотности нефтепродукта

Для того чтобы определить при помощи этой таблицы плотность нефтепродукта при данной температуре, необходимо:

таблица средних температурных поправок плотности нефтепродуктов.

 

Плотность при 20oС	Температурная поправка на 1oС	Плотность при 20oС	Температурная поправка на 1oС
0,650-0,659	0,000962	0,8300-0,8399	0,000725
0,660-0,669	0,000949	0,8400-0,8499	0,000712
0,670-0,679	0,000936	0,8500-0,8599	0,000699
0,680-0,689	0,000925	0,8600-0,8699	0,000686
0,6900-0,6999	0,000910	0,8700-0,8799	0,000673
0,7000-0,7099	0,000897	0,8800-0,8899	0,000660
0,7100-0,7199	0,000884	0,8900-0,8999	0,000647
0,7200-0,7299	0,000870	0,9000-0,9099	0,000633
0,7300-0,7399	0,000857	0,9100-0,9199	0,000620
0,7400-0,7499	0,000844	0,9200-0,9299	0,000607
0,7500-0,7599	0,000831	0,9300-0,9399	0,000594
0,7600-0,7699	0,000818	0,9400-0,9499	0,000581
0,7700-0,7799	0,000805	0,9500-0,9599	0,000567
0,7800-0,7899	0,000792	0,9600-0,9699	0,000554
0,7900-0,7999	0,000778	0,9700-0,9799	0,000541
0,8000-0,8099	0,000765	0,9800-0,9899	0,000528
0,8100-0,8199	0,000752	0,9900-1,000	0,000515
0,8200-0,8299	0,000738

 

а) найти по паспорту плотность нефтепродукта при +20^oС;

б) измерить среднюю температуру груза в цистерне;

в) определить разность между +20^oС и средней температурой груза;

г) по графе температурной поправки найти поправку на 1^oС, соответствующую плотность данного продукта при +20^oС;

д) умножить температурную поправку плотности на разность температур;

е) полученное в п. «д» произведение вычесть из значения плотности при +20^oС, если средняя температура нефтепродукта в цистерне выше +20^oС, или прибавить это произведение, если температура продукта ниже +20^oС.

Примеры.

Плотность нефтепродукта при +20^oС, по данным паспорта 0,8240. Температура нефтепродукта в цистерне +23^oС. Определить по таблице плотность нефтепродукта при

этой температуре.

Находим:

а) разность температур 23^o — 20^o =3^o;

б) температурную поправку на 1^oС по таблице для плотности 0,8240, состовляющую 0,000738;

в) температурную поправку на 3^o:

0,000738*3=0,002214, или округленно 0,0022;

г) искомую плотность нефтепродукта при температуре +23^oС (поправку нужно вычесть, так как температура груза в цистерне выше +20^oС), равную 0,8240-0,0022=0,8218, или округленно 0,8220.

2. Плотность нефтепродукта при +20^oС, по данным паспорта, 0,7520. Температура груза в цистерне -12^oС. Определить плотность нефтепродукта при этой температуре.

Находим:

а) разность температур +20^oС — (-12^oС)=32^oС;

б) температурную поправку на 1^oС по таблице для плотности 0,7520, составляющую 0,000831;

в) температурную поправку на 32^o, равную 0,000831*32=0,026592, или округленно 0,0266;

г) искомую плотность нефтепродукта при температуре -12^oС (поправку нужно прибавить, так как температура груза в цистерне ниже +20^oС), равную 0,7520+0,0266=0,7786, или округленно 0,7785.

Плотность дизельного топлива, полезно знать

Плотность дизельного топлива, соответствующая ГОСТу — важный показатель, влияющий не только на его качество, но и возможность использовать его в сложных зимних условиях.

Плотность дизельного топлива согласно ГОСТа должна быть: летнее ДТ – 860 кг/куб.м, зимнее ДТ – 840 кг/куб. м. При этом температура окружающей среды должна быть 20 градусов по Цельсию.

Главное чтобы автомобиль ехал

Покупая дизельное топливо на заправках, мы вряд ли интересуемся его плотностью, особенно летом, главное, что бы автомобиль хорошо ехал, и пока все нормально, мы ни про что не переживаем. Но лето заканчивается, наступает осень, затем зима, и тут плотность дизельного топлива может сыграть ключевую роль в судьбе вашего автомобиля, а иногда и вашей.

Ведь многим известно про способность дизельного топлива при сильных морозах парафинироваться и превращаться в жидкую кашицу, которая забивает не только топливные фильтра, но и всю топливную систему. Если у вас летнее дизельное топливо, то резкое изменение погоды может привести к не хорошим последствиям.

Конечно, определить на глаз, летнее дизельное топливо или зимнее вы заливаете в топливный бак, конечно же, невозможно, тут остается верить только документам, в частности паспорту на топливо.

Узнаем плотность самостоятельно

Но вот узнать плотность дизельного топлива, можно. Можно это сделать как в домашних условиях, так и прямо на заправке, конечно если на улице мороз.

Мы знаем, что плотность дизельного топлива при 20 градусах равна 840 кг/куб. м.

Так же следует знать, что чем меньше температура окружающей среды, тем больше плотность дизтоплива будет.

Вы заправились, но не уверенны, что это зимнее ДТ

Чтобы узнать правду, налейте ДТ в 3-х литровую банку и поставьте ее на ночь в квартире, где комнатная температура 18 – 20 градусов. А утром измерьте плотность дизельного топлива с помощью ареометра. Показатели должны соответствовать ГОСТу.

Надо учитывать, то, что сама плотность, говорит о том, что дизтопливо не летнее, но вот какого оно качества вы не узнаете.

Так же существуют специальные методики и сравнительные таблицы, которые позволяют быстро узнать плотность дизельного топлива при разных температурах с помощью специальных графиков.

Сейчас в Интернете есть даже онлайн сервисы, которые позволяют быстро узнать плотность ДТ. Но онлайн сервис с собой в дорогу не возьмешь.

А что вы льете в топливный бак

Как же узнать летнее дизельное топливо вы льете в бак или зимнее.

Если вы заправляетесь на морозе, температура воздуха меньше минус 10 градусов, то можно налить немного ДТ на любой метал и посмотреть, изменится ли структура топлива или нет, и повысится ли резко его плотность. Если топливо стекает нормально, то оно зимнее, а если помутнеет и начнет, как бы застывать, то это летняя солярка.

А если вообще очень сильный мороз, то вытянув пистолет из бака, посмотрите на последнею каплю ДТ, если застыла, то вам не повезло. Хотя лучше это делать еще до заправки.

Шаг изменения плотности ДТ

Давайте разберемся, с каким шагом меняется плотность дизельного топлива, при изменении температуры на один градус.

Данный шаг уже вымерен и равен 0,00075. То есть если температура воздуха минус 10 градусов, то плотность зимнего ДП будет равна 0,840 + 30*0,00075 = 0,8625. 30, это разница между 20 градусов по ГОСТу и реальной температуры минус 10 градусов. То есть с понижением температуры плотность дизельного топлива будет увеличиваться.

Но опять же если вы смешаете бензин с плотностью 0,72 с парафином один к одному, то получится жидкость с плотностью 0,81. Казалось-бы отлично, можно ехать. Но здесь вам никто не даст гарантию, что при низких температурах данный парафин не застынет и выведет топливную систему из строя.

Поэтому если вы точно знаете, что дизельное топливо произведено в заводских условиях, то исходя из знания его плотности, можно определить зимнее оно или нет, и при приблизительно каких температурах оно замерзнет. А если дизельное топливо бодяжное, то мерь его плотность сколько угодно, смысла в этом нет.

Качественное зимнее ДТ начинает мутнеть при – 45 градусов, и застывает при – 48. А арктическое дизельное топливо вообще застывает при – 65 градусов.

Узнать качество дизельного топлива, можно только в лабораторных условиях с помощью фракционной разгонки. Есть и другие более современные методы. Но поверьте, в домашних условиях этим заниматься не стоит, разве что вы хотите купить дизтопливо оптом, при том большую партию. Чтобы ваш бизнес не прогорел, комплексный анализ дизельного топлива стоит провести для подстраховки.

В домашних же условиях, а так же в пути, достаточно и тех способов, которые описаны выше. И помните, что заправлять свой автомобиль стоит только на проверенных заправках вашего города или у известных брендов. Плотность дизельного топлива — это один из главных показателей, но все же не основной.

Есть еще много других свойств дизельного топлива, которые могут погубить Ваш двигатель. Смотрите в предыдущих статьях этого раздела. Узнаете много интересного.

Параметры качества дизельного топлива.

Литры или тонны — в чем считать дизельное томливо. Интересные факты и полезная информация

Проблема пересчета дизельного топлива заключается в том, что для разных целей используют разные единицы измерения. Например, при заправке транспортного средства топливо считают в литрах, поскольку бензобак рассчитан на определенный объем горючего. При перевозке партии дизельного топлива рассчитывается его масса в тоннах, потому что транспортные средства имеют ограничения по грузоподъемности. Перерасчет производится также и в бухгалтерских целях.

Что же касается взаиморасчетов между поставщиком нефтепродуктов и оптовым покупателем, то в этом случае целесообразнее использовать в качестве единиц измерения всё же тонны. Причина этому — физические свойства дизельного топлива, а именно особенность жидкости изменять объем в зависимости от изменений температуры.

Масса топлива рассчитывается по формуле M = V*p (масса равна произведению объема и плотности).

Плотность дизельного топлива не является постоянной — она меняется в зависимости от марки топлива (сезонности) и температуры. ГОСТом 305-2013 установлены максимальные величины плотности для дизтоплива разных марок. Так, плотность летнего топлива не может быть больше значения 863,4 кг/м³, а зимнего — не более 843,4 кг/м³. Но это максимальные, а не обязательные величины, причем установленные для температуры окружающей среды 15^oС.

При изменении температуры топлива на 1^oС его плотность изменится обратно пропорционально в среднем на 0,7 кг/м³. Чем выше температура, тем меньше плотность. То есть, если при температуре воздуха 15^oС плотность дизельного топлива составляет, например, 860 кг/м³, то при 20^oС плотность будет составлять 856,5 кг/м³.

Теперь вернемся к формуле расчета массы M = V*p. Если бы мы рассчитывали массу по постоянному объему, например, в 10000 литров (10 кубометров), то получили бы вес нашей партии топлива при температуре окружающей среды 15^oС равный 8600 кг, а при температуре 20^oС — 8565 кг. Однако, для этого нам пришлось бы поместить указанный объем топлива в условия, препятствующие изменению объема в связи с изменением температуры. В вакуум, например. Но поскольку на сегодняшний день никто не перевозит оптовые партии топлива в вакуумных емкостях, жидкость в зависимости от изменения температур имеет возможность свободно изменять объем — расширяться или сжиматься, как ей и положено по законам физики.

А вот масса как раз остается величиной постоянной, независимо от температуры окружающей среды и марки топлива. Если в бензовозы на нефтебазе залито 8600 кг дизельного топлива при 15^oС, что составляет 10 м³, то к покупателю даже при повышении температуры до 20^oС приедет 8,6 тонн, но объем партии уже будет составлять 10,04 куба, то есть на 40 литров больше.

Согласитесь — расчет с поставщиком по установленному на бензовозе счетчику в указанном случае будет не в пользу покупателя, но, увы, далеко не каждый оптовик располагает оборудованием, позволяющим взвесить закупленную партию при приемке. По этой причине большинство закупщиков дизельного топлива соглашаются на взаиморасчет по объему, производя перерасчет данных, полученных при приемке, и сверяя их со сведениями о партии, указанными в паспорте качества.

Важно помнить, что надежный поставщик нефтепродуктов на каждую партию дизельного топлива предоставляет паспорт качества, в котором указываются и масса отгруженного топлива в тоннах, и его установленная ГОСТом и фактическая плотность при 15^oС. Если нет возможности взвесить партию при приемке, то при наличии паспорта качества легко рассчитать объем загруженного топлива. Всё, что потребуется от приемщика — измерить ареометром плотность топлива на момент приемки, умножить ее на принятый объем и сравнить полученный тоннаж с тем, что указан в паспорте качества. Главное — выбрать заботящегося о своей репутации поставщика с честной ценовой политикой.

Возникли вопросы?

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!

Четыре признака качественного дизельного топлива

Основные 4 показателя из технического паспорта и как самостоятельно проверить один из них.

Каждый раз, используя дизельное топливо, хочется быть уверенным в его качестве, тем более, когда встает вопрос о выборе поставщика. Сегодня нередки случаи, когда нечистые на руку поставщики, сопровождают паспортом качества, соответствующим стандартам ГОСТ, некачественное топливо. В данной статье мы рассмотрим четыре показателя, которым, на наш взгляд, следует уделить особое внимание, и расскажем, как можно проверить один из них самостоятельно.

---

Первый признак

Первым важным показателем, на основании которого топливо делится на стандарты ЕВРО, является количество серных соединений, иначе говоря – серы. Хоть сера и оказывает существенное влияние на снижение износа трущихся деталей, одновременно влияет на уровень токсичности выхлопных газов, а значит и экологическую безопасность работы дизельного двигателя.

В связи с этим, работа по ужесточению экологических стандартов связана с сокращением содержания серы в дизельном топливе, а для улучшения эксплуатационных свойств топлива допускается использовать присадки, не причиняющие вред здоровью граждан и окружающей среде.

В соответствии со стандартом содержание серы в ЕВРО 5 составляет не более 10 мг/кг, но постепенно требования к наличию серы в топливе ужесточаются и уже сейчас рассматривается вопрос о внедрении ЕВРО 6 с еще более низким показателем содержания серы.

Второй признак

Второй, не менее важной, характеристикой топлива является температура вспышки в закрытом тигле, т.е. наименьшая температура летучего конденсированного вещества, при которой пары над поверхностью вещества способны вспыхивать в воздухе под воздействием источника зажигания.

Другими словами, дизельное топливо при нагревании постепенно испаряется, в закрытом пространстве скапливаются пары и, при воздействии искры или огня, эти пары вспыхивают. Поэтому так важно знать температуру вспышки. Для многокомпонентного продукта, а дизельное топливо является таким, это температура вспышки самого легко испаряемого компонента.

И эта температура показывает как можно хранить и перевозить данный продукт. Для дизельного топлива она должна быть не ниже 30-55°С, в зависимости от класса.

Третий признак

Третий важный показатель – плотность. Плотность дизельного топлива – это соотношение массы нефтепродукта к его объему, величина изменяющаяся и зависящая от температуры дизельного топлива и окружающей среды. Снижение температуры приводит к снижению плотности, повышение – к повышению.

В зависимости от времени года, плотность топлива колеблется от 810 до 860 кг/м3 и регламентируется государственными стандартами ГОСТ (показатели подразумевают температуру дизельного топлива на отметке +15°С).

Важно понимать, что более высокая плотность топлива означает присутствие в его составе больше тяжелых фракций, в том числе и парафинов, которые даже при незначительном понижении температуры затвердевают, сгущая топливо. Зимнее топливо имеет меньшую плотность сравнительно с летним, что позволяет ему сохранять текучесть и противостоять застыванию в условиях низких температур.

Проверить плотность дизельного топлива самостоятельно можно доступным, быстрым и дешевым способом. Представляем последовательный список действий, которые необходимо совершить.

1. Приобрести следующее оборудование: Пробоотборник металлический переносной, 1 шт. Примерная цена 
3 000 — 3 500 ₽. Ареометр АНТ-2. Примерная цена
 400 — 800 ₽.. Пластиковый цилиндр для ареометра с градуировкой. Цена 300 — 600 ₽. Емкость для смешения 2-3 проб, взятых с разного уровня автоцистерны
2. С помощью пробоотборника произвести забор топлива из бензовоза. В соответствии со стандартом, проба отбирается тремя равными частями из трех уровней цистерны. Из нижней трети цистерны, из середины и из верхней трети.
3. Вытащив каждую пробу, следует поместить ее в емкость для смешивания.
4. Смешанным продуктом наполнить пластиковый цилиндр, поместить в него ареометр и подождать около 2-х минут. Таким образом термометр отобразит корректную температуру, а сам прибор перестанет колебаться и остановится на одном значении.
5. Полученные показания надлежит сравнить со значением указанным в паспорте. Необходимо помнить, плотность указывается при температуре +15°С или +20°С и для корректного сравнения измеренной плотности, при необходимости, воспользоваться представленной таблицей.
   

   Таблица для определения плотности нефтепродуктов в зависимости от изменения температуры (кг/м3).

   Надо найти в таблице величину известной плотности и вести отсчет вправо (если температура нефтепродукта ниже) или влево (если температура выше известной) на столько значений, на сколько градусов температура отличается от известной.

   Пример: Плотность нефтепродукта при плюс 20° С равно 727,4. Надо определить его плотность при температуре – 10° С и + 32° С. Находим в таблице плотность 727,4. Отсчитав вправо от нее тридцать значений (20-(-10)-30), получим плотность 753,0 при -10° С. Отсчитав влево от 727,4 двенадцать значений (32-20“ 12), получим плотность 716,9 при + 32° С.

   Если известная нам плотность нефтепродукта по численному значению не совпадает с плотностью, указанной в таблице, то берем за основу ближайшую по значению и от неё производим требуемые отсчеты, а к найденному результату прибавляем (или отнимаем) разницу между взятой за основу и известной плотностями.

   При сравнении плотности отклонение значения в пределах +/- 5 единиц деления кг/m3 считается нормой. Отклонение более чем на 10 единиц кг/m3 может свидетельствовать о некачественном топливе и явиться поводом для проведения лабораторных испытаний.

Четвертый признак

Четвертая характеристика, которая тоже является важной для дизельного топлива это предельная температура фильтруемости (далее – ПТФ). Предельная температура – это та минимальная температура, при которой дизельное топливо становится вязким и не способно просачиваться сквозь отверстия фильтра, тем самым забивая его. Происходит этот процесс из-за кристаллизации парафинов, которые сбиваются в хлопья и выпадают в осадок.

Этот показатель, является очень важным при эксплуатации дизельного топлива в зимнее время так как влияет на работу двигателя и даже может вывести его из строя.

---

Какие выводы мы можем сделать

Контролируя эти четыре показателя, вы можете быть уверены, что с высокой долей вероятности, вы используете именно то топливо, которое приобрели у вашего поставщика. Основной же защитой от некачественного дизельного топлива является выбор надёжных и проверенных временем поставщиков.

Заказ топлива с доставкой по лучшей цене

Вам больше не нужно

• Думать, какого производителя выбрать
• Сравнивать все цены и добиваться лучших условий
• Выбирать оптимальную нефтебазу
• Подбирать подходящие по объему и техническому оснащению автоцистерны

• Прогнозировать месячную потребность и закупать / резервировать топливо на нефтебазе
• Контролировать качество закупаемого продукта на всех этапах

Алексей  
 Панин Основатель

Плотность бензина | Топливо — новости и обзоры Ойл Ресурс

02.10.2020

Бензин – продукт фильтрации и температурной обработки сырой нефти с добавлением специальных присадок, продлевающих эксплуатационный ресурс силового агрегата. На него приходится четверть всего объема нефти, которую добывают профильные организации. Основной характеристикой является устойчивость к детонации. В народе больше распространено второе название – октановое число. Указанное значение не используется для демонстрации качества продукции. Это принадлежность к категории продуктов, ориентированных на определенный тип двигателя внутреннего сгорания. Еще одним важным параметром, указывающим на эксплуатационные характеристики, выступает плотность бензина. Путем определения массы горючего из общего объема производитель имеет возможность установить объемный вес и марку топлива.

Плотность топлива: государственная стандартизация

Стремительное развитие нефтеперерабатывающей отрасли с параллельным ужесточением экологических требований – основные причины создания стандартов и регламентов для всех марок бензина. Например, на нормативном уровне закреплены допустимые пределы металлических соединений в структуре бензина (ГОСТ Р 51866-2002). Стандарт позволяет регулировать процесс изготовления продукции с высоким октановым числом – 95 и 98.

В 2013 году в результате внедрения стандарта Евро-4 на территории России появился профильный стандарт ГОСТ 32513-2013. Еще через два года официально запущены Технические условия ТУ 0251-001-12150839-2015, где содержится еще более жесткий норматив изготовления топливопродуктов.

Каждое транспортное средство, топливо и нефтепродукция, импортируемые на территорию страны, обязаны соответствовать требованиям Евро-5. Структура экологического стандарта состоит из 20+ характеристик, включая удельный вес бензина, плотность бензина АИ-92 при 20 градусах, процентное соотношение веществ, вредящих местной экологии, от общей массы горючего.

Необходимо понимать, что показатели плотности и другие технические характеристики могут отличаться в зависимости от того, какие технологические процессы использует производитель при обработке сырья. Задача ГОСТов и экологических стандартов сводится лишь к регулированию соблюдения требований, являющихся минимальными обязательными.

Составление расчетов

Удельная плотность бензина любой марки, вне зависимости от способа изготовления, определяется при условии соблюдения регламентированной температуры. Раньше измеряли плотность бензина АИ-95 при 20 градусах (как и другого доступного). Но теперь, учитывая ужесточение требований, температуру пришлось снизить на пять градусов. В процессе составления расчетов необходимо опираться на сведения, указанные в техническом паспорте продукции. Ведь в конечном итоге это приведет к разным результатам.

Если на территории отсутствует специализированное диагностическое оборудование, эксперты могут воспользоваться рядом теоретических расчетов. Тут за основу берется информация, указанная в техническом паспорте. Последовательность действий следующая.

1. Определение показателя плотности.
2. Вычисление температуры топлива, подвергнутого диагностике.
3. Определение разницы между показателями температуры.
4. Поиск значения изменения на один градус, используя для этого специальную таблицу, где представлены поправки плотностных характеристик нефтепродукции.
5. Умножение поправки на значение разницы температур.
6. Прибавление или вычет полученных результатов из паспортных данных, если температура превышает или не доходит до регламентированного значения.

Преимущество вычислений заключается в возможности определить плотность бензина в кг м3, не используя лабораторное оборудование.

Показатели плотности для различных видов топлива

Для каждого типа топлива регламентированы отдельные показатели. Но необходимо понимать, что плотность – это непостоянная величина, зависящая во многом от температуры.

Плотность бензина АИ 92

Бензин АИ-92 не может иметь октановое число ниже, чем 91. Основная сфера применения – легковой и грузовой автомобильный транспорт, бытовые устройства (газонокосилки, бензорезы, бензопилы и так далее). Визуально продукция должна быть чистой и прозрачной. Характерная особенность бензина представленной марки – устойчивость к детонации. Это одна из основных причин сохранения популярности представленного горючего: таким бензином до сих пор заправляют старые автомобили отечественного и зарубежного производства. В процессе проверки можно увидеть, что при температуре +15 градусов Цельсия удельный вес бензина аи 92 колеблется в пределах 725-780 килограмм на кубометр.

Плотность бензина АИ 95

Рассматриваемое горючее активно используется для заправки импортных транспортных средств. Отличительная особенность заключается в улучшенных эксплуатационных свойствах. При изготовлении продукции используется ряд технологических компонентов. Минимальное октановое число составляет 95.

Проверка плотности 95 бензина проводится при температуре 15 градусов по Цельсию. Стандартный удельный вес бензина аи 95 находится на уровне 750 килограмм на кубический метр. Это значение может «плавать» на 5 кг в большую и меньшую сторону.

Плотность бензина АИ-100

В последнее время все чаще можно встретить заправки, на которых можно заправиться «сотым» бензином. Продукция отличается от других разновидностей благодаря наличию дополнительных Экто-присадок. Стоимость хоть и высокая, но оправдана повышенными эксплуатационными характеристиками.

Стандартный показатель плотности колеблется на уровне 725-750 килограмм на кубический метр. Естественно, при температуре 15 градусов Цельсия.

Диагностика ареометром

Определение удельного веса проводится с помощью специального приспособления – ареометра. В основе заложено выполнение принципа Архимеда, дающего возможность определить удельный вес. Согласно рассматриваемому принципу, любой объект, находящийся в жидкости, будет вытеснять такое количество воды, которому соответствует вес объекта. Шкала прибора позволяет оперативно установить текущее значение.

Для получения точного результата необходимо придерживаться установленной последовательности действий.

1. В прозрачную жидкость заливают бензин и аккуратно помещают в нее ареометр.
2. Прибор вращают, чтобы полностью избавиться от воздушных пузырьков, параллельно стабилизировав положение прибора на поверхности. Необходимость полного удаления пузырьков связана с повышением плавучести ареометра, приводящей к получению некорректных результатов.
3. Ареометр устанавливают таким образом, чтобы поверхность горючего находилась на уровне глаз.
4. Полученное значение, указанное на шкале, записывают. Параллельно необходимо записать температуру, при которой проводился эксперимент.

Для проведения диагностических работ также допускается использование пикнометра, разработанного в соответствии с ГОСТ 3900-85. Но указанный прибор редко применяется на практике в силу нестабильности показаний.

Дизельное топливо — обзор

3.2.4 Дизельное топливо

Дизельное топливо по существу такое же, как топочный мазут, но доля крекированного газойля обычно меньше, поскольку высокое содержание ароматических веществ в крекированном газойле снижает цетановое число стоимость дизельного топлива.

Допустимое содержание серы для керосина со сверхнизким содержанием серы и дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы (15 частей на миллион) намного ниже, чем предыдущий дорожный стандарт США для дизельного топлива с низким содержанием серы (500 частей на миллион), что не только снижает выбросы соединений серы. (причина кислотных дождей), но также позволяет устанавливать передовые системы контроля выбросов, которые в противном случае были бы отравлены этими соединениями.Эти системы могут значительно снизить выбросы оксидов азота и твердых частиц.

Дизельное топливо изначально представляло собой прямогонный продукт, полученный при перегонке сырой нефти. Однако при использовании различных процессов крекинга для получения компонентов дизельного топлива дизельное топливо также может содержать различные количества выбранных крекинг-дистиллятов для увеличения объема, доступного для удовлетворения растущего спроса. Особое внимание уделяется выбору растрескавшейся ложи таким образом, чтобы она соответствовала спецификациям.

В широком определении свойств дизельного топлива (таблица 3.3) существует множество возможных комбинаций характеристик (таких как летучесть, качество воспламенения, вязкость, сила тяжести, стабильность и другие свойства). Чтобы охарактеризовать дизельное топливо и тем самым установить рамки определений и ссылок, в разных странах используются различные классификации.

Примером является ASTM D975 в Соединенных Штатах, в котором сорта № 1D и 2-D представляют собой дистиллятные топлива, типы, наиболее часто используемые в высокоскоростных двигателях мобильного типа, в стационарных двигателях средней скорости и в железнодорожных двигателях. .Сорт 4-D относится к классу более вязких дистиллятов, а иногда и к смесям этих дистиллятов с мазутом. Топливо № 4-D применимо для использования в двигателях с низкой и средней частотой вращения, используемых в системах, предполагающих постоянную нагрузку и преимущественно постоянную скорость.

Цетановое число — это мера склонности дизельного топлива к детонации в дизельном двигателе. Шкала основана на характеристиках воспламенения двух углеводородов n -гексадекан (цетан) и 2,3,4,5,6,7,8-гептаметилнонан (изоцетан).Цетановое число имеет короткий период задержки во время воспламенения, и ему присвоено цетановое число 100; изоцетан имеет длительный период задержки и ему присвоено цетановое число 15. Так же, как октановое число имеет значение для автомобильного топлива, цетановое число является средством определения качества воспламенения дизельного топлива и эквивалентно процентному содержанию по объему цетан в смеси с изоцетаном, что соответствует качеству воспламенения испытуемого топлива (ASTM D613).

Когда-то при производстве мазута использовалось в основном то, что осталось после удаления желаемых продуктов из сырой нефти.В настоящее время производство мазута представляет собой сложный вопрос выбора и смешивания различных нефтяных фракций для удовлетворения определенных требований, а производство однородного, стабильного жидкого топлива требует опыта, подкрепленного лабораторным контролем.

Как и бензин, присадки также доступны для дизельного топлива. Присадки к дизельному топливу выполняют две основные функции. Первая добавка к дизельному топливу предназначена для поддержания чистоты форсунок. Чистый инжектор будет распылять идеальный туман дизельного топлива с рисунком «лисьего хвоста», обеспечивая эффективное сгорание.Грязные форсунки производят брызги топлива, которые не представляют собой однородно мелкодисперсный туман, который, помимо прочего, влияет на расход топлива, выходную мощность и качество холостого хода. Вторая роль присадок к дизельному топливу — предотвратить гелеобразование в холодную погоду. Без надлежащей присадки дизельные двигатели не запустятся, когда температура опустится ниже определенной точки.

Топливо — Плотность и удельный объем

Плотность — ρ — и удельный объем некоторых обычно используемых видов топлива:

5-780

Топливо	Плотность при 15 ° C — ρ —		Удельный объем — v —
	(кг / м 3 )	(фунт / фут 3 )	(м 3 /1000 кг)	(фут 3) за тонну)
Антрацит	720-850	45-53	1.2 — 1,4	42-50
Каменный уголь	690-800	43-50	1,2 — 1,5	45-52
Бутан (газ)	2,5	0,16	400	14100
Древесный уголь, твердая древесина	149	9,3	6,7	240
Древесный уголь мягких пород	216	13,5	4.6	165
Кокс	375-500	23,5 — 31	2,0 — 2,7	72-95
Дизель 1D 1)	875	54,6	1,14	40,4
Дизель 2D 1)	849	53	1,18	41,6
Дизель 4D 1)	959	59,9	1.04	36,8
EN 590 Дизель 2)	820-845	51-53	1,18-1,22	42-43
Газойль	825-900	51-56	1,1-1,2	36-43
Бензин
45-49	1,3-1,4	45-49
Мазут № 1 3)	750-850	47-53	1.2-1,3	42-47
Мазут №2 3)	810-940	51-59	1,1-1,2	38-44
Мазут тяжелый	800-1010	50-63	1,0-1,3	35-44
Керосин	775-840	48-52	1,2-1,3	42-46
Природный газ ( газ)	0,7 — 0,9	0.04-0.06	1110-1430	39200-50400
Торф	310-400	19,5 — 25	2,5 — 3,2	90-115
Пропан (газ)	1,7	0,11	590	20800
Древесина	360-385	22,5 — 24	2,5 — 2,8	90-100

Примечание 1) Дизельное топливо в США разбито на 3 разных класса: 1D, 2D и 4D .Разница между этими классами зависит от вязкости и диапазонов температур кипения . Топливо 4D обычно используется в тихоходных двигателях. Топливо 2D используется в более теплую погоду и иногда смешивается с топливом 1D для создания подходящего зимнего топлива. Топливо 1D предпочтительнее для холодной погоды, так как оно имеет более низкую вязкость. Раньше было стандартно видеть номер топлива на насосе, но на многих заправочных станциях больше не указывается номер топлива.

Примечание 2) Европейский стандарт на дизельное топливо от 2005 г.

Примечание 3) Мазут — это продукт с множеством классов и классов, а также с различными спецификациями на разных рынках. Приведенные диапазоны плотности представляют собой вариации, однако некоторые продукты могут выходить за пределы этих диапазонов.

Как измерить плотность бензина

Обновлено 22 декабря 2020 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Измерение плотности бензина может дать вам лучшее представление об использовании бензина для различных целей в различных типах двигателей.3

Плотность дизельного топлива в США зависит от его класса 1D, 2D или 4D. Топливо 1D лучше подходит для холодной погоды, поскольку оно имеет меньшее сопротивление потоку. 2D-топливо лучше подходит для более теплых наружных температур. 4D лучше подходит для тихоходных двигателей. Их плотности соответственно составляют 875 кг / м ³ , 849 кг / м ³ и 959 кг / м ³ . Европейская плотность дизеля в кг / м ^3. находится в диапазоне от 820 до 845.

Удельный вес бензина

Плотность бензина также можно определить с помощью удельного веса бензина.Удельный вес — это плотность объекта по сравнению с максимальной плотностью воды. Максимальная плотность воды составляет 1 г / мл при температуре около 4 ° C. Это означает, что если вы знаете плотность в г / мл, это значение должно быть удельным весом бензина.

Третий способ расчета плотности газа использует закон идеального газа:

PV = nRT

, в котором P — давление, V — объем, n — количество молей, R — это постоянная идеального газа, а T — температура газа.Преобразование этого уравнения дает нВ = P / RT , в котором левая часть представляет собой отношение между n и В .

Используя это уравнение, вы можете рассчитать соотношение между количеством молей газа, имеющихся в количестве газа, и его объемом. Затем количество молей можно преобразовать в массу, используя атомную или молекулярную массу частиц газа. Поскольку этот метод предназначен для газов, бензин в жидкой форме будет сильно отличаться от результатов этого уравнения.

Экспериментальная плотность бензина

Взвесьте градуированный цилиндр, используя метрическую шкалу. Запишите это количество в граммах. Залейте в баллон 100 мл бензина и взвесьте его в граммах с помощью весов. Вычтите массу цилиндра из массы цилиндра, если он содержит бензин. Это масса бензина. Разделите это число на объем, 100 мл, чтобы получить плотность.

Зная уравнения для плотности, удельного веса и закона идеального газа, вы можете определить, как плотность изменяется в зависимости от других переменных, таких как температура, давление и объем.Выполнение серии измерений этих величин позволяет определить, как плотность изменяется в результате этих величин или как плотность изменяется в результате одной или двух из этих трех величин, в то время как другая величина или количества остаются постоянными. Это часто удобно для практических приложений, в которых вы не знаете всей информации о каждом количестве газа.

Газы на практике

Имейте в виду, что уравнения, такие как закон идеального газа, могут работать теоретически, но на практике они не учитывают свойства газов на практике.Закон идеального газа не учитывает размер молекул и межмолекулярное притяжение частиц газа.

Поскольку закон идеального газа не учитывает размеры частиц газа, он менее точен при более низкой плотности газа. При более низких плотностях объем и давление больше, так что расстояния между частицами газа становятся намного больше, чем размер частиц. Это уменьшает отклонение от теоретических расчетов по размеру частиц.

Межмолекулярные силы между частицами газа описывают силы, вызванные различиями в заряде и структуре между силами.Эти силы включают в себя дисперсионные силы, силы между диполями или заряды атомов среди частиц газа. Они вызваны электронными зарядами атомов в зависимости от того, как частицы взаимодействуют с окружающей средой среди незаряженных частиц, таких как благородные газы.

Диполь-дипольные силы, с другой стороны, представляют собой постоянные заряды на атомах и молекулах, которые используются среди полярных молекул, таких как формальдегид. Наконец, водородные связи описывают очень специфический случай диполь-дипольных сил, в котором молекулы имеют водородные связи с кислородом, азотом или фтором, которые из-за разницы в полярности между атомами являются самыми сильными из этих сил и приводят к качествам воды.

Плотность бензина по ареометру

Используйте ареометр как метод экспериментального измерения плотности. Ареометр — это устройство, которое использует принцип Архимеда для измерения удельного веса. Этот принцип гласит, что объект, плавающий в жидкости, вытесняет количество воды, равное весу объекта. Шкала измерения на боковой стороне ареометра покажет удельный вес жидкости.

Наполните прозрачную емкость бензином и осторожно поместите ареометр на поверхность бензина.Вращайте ареометр, чтобы вытеснить все пузырьки воздуха и подождать, пока положение ареометра на поверхности бензина стабилизируется. Важно удалить пузырьки воздуха, поскольку они увеличивают плавучесть ареометра.

Посмотрите на ареометр так, чтобы поверхность бензина находилась на уровне глаз. Запишите значение, связанное с маркировкой на уровне поверхности бензина. Вам нужно будет записать температуру бензина, поскольку удельный вес жидкости зависит от температуры.Проанализируйте значение удельного веса.

Бензин имеет удельный вес от 0,71 до 0,77, в зависимости от его точного состава. Ароматические соединения менее плотны, чем алифатические соединения, поэтому удельный вес бензина может указывать на относительную долю этих соединений в бензине.

Бензин Химические свойства

В чем разница между дизельным топливом и бензином? Бензины обычно состоят из углеводородов, которые представляют собой цепочки углеродов, связанных вместе с ионами водорода, длина которых колеблется от четырех до 12 атомов углерода на молекулу.

Топливо, используемое в бензиновых двигателях, также содержит некоторое количество алканов (насыщенные углеводороды, то есть они имеют максимальное количество атомов водорода), циклоалканы (молекулы углеводородов, расположенные в кольцевых образованиях) и алкены (ненасыщенные углеводороды с двойными связями). .

В дизельном топливе используются углеводородные цепи с большим числом атомов углерода, в среднем 12 атомов углерода на молекулу. Эти более крупные молекулы увеличивают его температуру испарения и увеличивают потребность в энергии от сжатия перед воспламенением.

Дизельное топливо, полученное из нефти, также содержит циклоалканы, а также разновидности бензольных колец, которые имеют алкильные группы. Бензольные кольца представляют собой гексагоноподобные структуры из шести атомов углерода каждое, а алкильные группы представляют собой удлиненные углеродно-водородные цепи, ответвляющиеся от таких молекул, как бензольные кольца.

Физика четырехтактного двигателя

Дизельное топливо использует воспламенение топлива для перемещения камеры цилиндрической формы, которая выполняет сжатие, генерирующее энергию в автомобилях.Цилиндр сжимается и расширяется в процессе работы четырехтактного двигателя. И дизельные, и бензиновые двигатели работают с использованием процесса четырехтактного двигателя, который включает впуск, сжатие, сгорание и выпуск.

1. На этапе впуска поршень перемещается из верхней части камеры сжатия в нижнюю, так что он втягивает смесь воздуха и топлива в цилиндр, используя разницу давлений, создаваемую в этом процессе. Клапан остается открытым во время этого этапа, так что смесь свободно протекает через него.
2. Затем, на этапе сжатия, поршень сжимает смесь, увеличивая давление и генерируя потенциальную энергию. Клапаны закрываются, так что смесь остается внутри камеры. Это вызывает нагрев содержимого цилиндра. Дизельные двигатели используют большее сжатие содержимого цилиндра, чем бензиновые двигатели.
3. Этап сгорания включает вращение коленчатого вала за счет механической энергии двигателя. При такой высокой температуре эта химическая реакция происходит самопроизвольно и не требует внешней энергии.Свеча зажигания или тепло ступени сжатия либо воспламеняют смесь.
4. Наконец, этап выпуска включает перемещение поршня обратно вверх с открытым выпускным клапаном, так что процесс может повторяться. Выпускной клапан позволяет двигателю удалять израсходованное горючее.

Дизельные и бензиновые двигатели

Бензиновые и дизельные двигатели используют внутреннее сгорание для выработки химической энергии, которая преобразуется в механическую. Химическая энергия сгорания для бензиновых двигателей или сжатия воздуха в дизельных двигателях преобразуется в механическую энергию, которая перемещает поршень двигателя.Это движение поршня посредством различных ходов создает силы, приводящие в действие сам двигатель.

Бензиновые двигатели или бензиновые двигатели используют процесс искрового зажигания для воспламенения смеси воздуха и топлива и создания химической потенциальной энергии, которая преобразуется в механическую энергию на этапах технологического процесса двигателя.

Инженеры и исследователи ищут экономичные методы выполнения этих шагов и реакций, чтобы сохранить как можно больше энергии, оставаясь при этом эффективными для бензиновых двигателей.Дизельные двигатели или двигатели с воспламенением от сжатия («двигатели CI»), напротив, используют внутреннее сгорание, при котором в камере сгорания находится воспламенение топлива, вызванное высокими температурами, когда топливо сжимается.

Это повышение температуры сопровождается уменьшением объема и повышением давления в соответствии с законами, демонстрирующими изменение количества газа, например законом идеального газа: PV = nRT . Для этого закона P — давление, V — объем, n — количество молей газа, R — константа закона идеального газа и T Это температура.

Хотя эти уравнения могут быть верными в теории, на практике инженеры должны принимать во внимание реальные ограничения, такие как материал, из которого изготовлен двигатель внутреннего сгорания, и то, что топливо намного более жидкое, чем чистый газ.

Эти расчеты должны учитывать, как в бензиновых двигателях двигатель сжимает топливно-воздушную смесь с помощью поршней, а свечи зажигания воспламеняют эту смесь. Дизельные двигатели, напротив, сначала сжимают воздух перед впрыском и воспламенением топлива.

Бензин и дизельное топливо

Бензиновые автомобили более популярны в Соединенных Штатах, в то время как дизельные автомобили составляют почти половину всех продаж автомобилей в европейских странах. Различия между ними показывают, как химические свойства бензина придают ему качества, необходимые для транспортных и инженерных целей.

Автомобили с дизельным двигателем более экономичны при движении по шоссе, поскольку дизельное топливо имеет больше энергии, чем бензин. Автомобильные двигатели, работающие на дизельном топливе, также имеют больший крутящий момент или вращающую силу в своих двигателях, что означает, что эти двигатели могут ускоряться более эффективно.При движении по другим районам, например по городам, преимущество дизельного топлива менее значимо.

Дизельное топливо также обычно труднее воспламенить из-за его меньшей летучести, способности вещества испаряться. Однако когда он испаряется, его легче воспламенить, потому что он имеет более низкую температуру самовоспламенения. Бензин, с другой стороны, требует зажигания свечи зажигания.

В США практически нет разницы в стоимости бензина и дизельного топлива.Поскольку у дизельного топлива лучший пробег, его стоимость в отношении пройденных миль выше. Инженеры также измеряют выходную мощность автомобильных двигателей, используя мощность в лошадиных силах. Хотя дизельные двигатели могут ускоряться и вращаться легче, чем бензиновые, они имеют меньшую мощность в лошадиных силах.

Преимущества дизеля

Наряду с высокой топливной экономичностью дизельные двигатели обычно имеют более низкие затраты на топливо, лучшие смазочные свойства, большую плотность энергии во время процесса четырехтактного двигателя, меньшую воспламеняемость и возможность использовать биодизельное топливо, не являющееся нефтяным. это более экологично.

Плотность энергии — Energy Education

Плотность энергии топлива обсуждается на этой странице, для получения информации о плотности энергии таких устройств хранения, как батареи, щелкните здесь. Рисунок 1. Комикс XKCD, показывающий сравнительную плотность энергии урана. ^[1]

Плотность энергии — это количество энергии, которое может храниться в данной массе вещества или системы. ^{[2] [3]} Чем выше плотность энергии системы или материала, тем большее количество энергии хранится в его массе. ^[4] Энергия может храниться в различных типах веществ и систем.

Материал может выделять энергию в четырех типах реакций. Эти реакции бывают ядерными, химическими, электрохимическими и электрическими. ^[5] При расчете количества энергии в системе чаще всего измеряется только полезной или извлекаемой энергии. В научных уравнениях плотность энергии часто обозначается как U . ^[6]

Плотность энергии обычно выражается двумя способами, хотя первый более распространен:

• Объемная плотность энергии — сколько энергии содержит система по сравнению с ее объемом; обычно выражается в ватт-часах на литр (Втч / л) или мегаджоулях на литр (МДж / л). ^[7]

• Гравиметрическая плотность энергии ( Удельная энергия ) — сколько энергии содержит система по сравнению с ее массой; обычно выражается в ватт-часах на килограмм (Втч / кг) или мегаджоулях на килограмм (МДж / кг). ^[7]

Наличие высокой плотности энергии не дает информации о том, как быстро эта энергия может быть использована. Эти знания содержатся в плотности мощности вещества , которая описывает скорость , с которой может выделяться его энергия.Обычно высокая плотность энергии сочетается с низкой удельной мощностью. Посетите страницу плотности энергии и плотности мощности для получения дополнительной информации и примеров.

Плотность энергии топлива

Энергия может храниться во многих различных материалах, от продуктов питания до дизельного топлива и урана. Эти материалы известны под общим названием топлива, и все эти виды топлива используются в качестве источников энергии для различных систем. Когда топливо поступает непосредственно из природы (например, сырая нефть), оно является основным топливом; когда топливо необходимо модифицировать, чтобы его можно было использовать (например, бензин), его называют вторичным топливом.В таблице ниже показана плотность энергии для различных видов топлива.

Для наглядного представления этих значений на Рисунке 1 и на графике справа показаны сравнения плотности энергии различных видов топлива.

Как далеко вы можете зайти?

Источники энергии не отдают свою энергию таким же образом, но если предположить, что они могли бы, как далеко каждый из них переместил бы транспортное средство? Чтобы выяснить это, уголь можно использовать в качестве базового, если количество энергии в определенной массе угля равно 10 метрам — длине школьного автобуса.Таким образом, энергия, доступная в той же массе урана, равна расстоянию между Келоуной, Британская Колумбия, и Виннипегом, Манитоба (рис. 2). Ниже приведен список других видов топлива по сравнению с углем, чтобы вычислить энергию на расстояние, чтобы сравнить другие виды топлива с углем.

• Дерево — 7 метров, примерно ширина гаража на две машины
• Уголь — 10 метров, примерно по длине школьного автобуса
• Сырая нефть — 18 метров, примерно длина горбатого кита
• ²³⁵ Уран — 1 625 000 м (1 625 км), больше, чем расстояние от Ванкувера до Саскатуна

Рисунок 2.Расстояние от Ванкувера, Британская Колумбия, до Саскатуна, Южная Каролина, с использованием плотности энергии урана.

Начнем с другого набора чисел. Один килограмм сырой нефти позволяет машине проехать ~ 20 км. Нефтепродукты, такие как бензин, используются, потому что они энергоемки. На килограмм ядерного топлива, например ²³⁵ урана, у автомобиля потребуется 1,77 млн км. Насколько это далеко? Это путешествие с Земли на Луну и обратно. Дважды. ^[10] Ядерное топливо невероятно энергоемко.

Список литературы

1. ↑ XKCD. Шкала бревен [онлайн], доступно: http://xkcd.com/1162/
2. ↑ К. Диллон. (2009, октябрь). Как далеко пойдет энергия? — Сравнение плотности энергии [онлайн]. Доступно: http://www.cleanenergyinsight.org/interesting/how-far-will-your-energy-go-an-energy-de density-comparison/
3. ↑ А. Гольник и Г. Элерт. (2003). Плотность энергии бензина [Онлайн]. Доступно: http://hypertextbook.com/facts/2003/ArthurGolnik.штмл.
4. ↑ Uni. Южная Каролина. (2003, октябрь). Описание энергетики и мощности [Онлайн]. Доступно: http://www.che.sc.edu/centers/RCS/desc_e_and_p.htm
5. ↑ Б. Э. Лейтон, «Сравнение плотностей энергии преобладающих источников энергии в единицах джоулей на кубический метр», Int. J. Green Energy , т. 5, вып. 6. С. 438-455, декабрь 2008 г.
6. ↑ E. W. Weisstein. (2007). Плотность энергии — из «Мира физики» Эрика Вайсштейна [онлайн].Доступно: http://scienceworld.wolfram.com/physics/EnergyDensity.html
7. ↑ ^{7,0 7,1} К. Симпсон, «Характеристики аккумуляторных батарей», National Semiconductor . Texas Instruments Inc., Даллас, 2011 г.
8. ↑ Я. Чисти, «Биодизель из микроводорослей», Biotechnol. Adv. , т. 25, нет. 3. С. 294–306, май-июн. 2007 г.
9. ↑ I. Hore-Lacy, «Future Energy Demand and Supply», в Ядерная энергия в 21 веке, , 2-е изд., Лондон, Великобритания: WNUP, 2011, глава 1, раздел 6, стр.9
10. ↑ Wolfram Alpha, запись: 1772727273 м.

Объяснение различий между дизельным топливом и бензином | ACEA

Дизель — популярное топливо для европейских автомобилей, более половины новых регистраций этого типа. В чем разница между этими двумя порохами?

Обычное дизельное топливо и бензин производятся из минерального масла, но точные методы очистки различаются.Дизель в принципе легче очищать, чем бензин, однако он содержит больше загрязняющих веществ, которые необходимо извлечь, прежде чем он сможет достичь тех же уровней выбросов, что и бензин. В расчете на литр дизельное топливо содержит больше энергии, чем бензин, и процесс сгорания в двигателе транспортного средства более эффективен, что способствует повышению топливной эффективности и снижению выбросов CO2 при использовании дизельного топлива.

Дизельные и бензиновые двигатели

Благодаря процессу сгорания и общей концепции двигателя дизельный двигатель может быть на 40% эффективнее бензинового двигателя с искровым зажиганием при той же выходной мощности, при прочих равных условиях, особенно с новыми дизелями с «низким» сжатием.

Теплотворная способность дизельного топлива составляет примерно 45,5 МДж / кг (мегаджоули на килограмм), что немного ниже, чем у бензина, который составляет 45,8 МДж / кг. Однако дизельное топливо плотнее бензина и содержит примерно на 15% больше энергии по объему (примерно 36,9 МДж / литр по сравнению с 33,7 МДж / литр). Учитывая разницу в плотности энергии, общий КПД дизельного двигателя все еще примерно на 20% выше, чем у бензинового двигателя, несмотря на то, что дизельный двигатель также тяжелее.

• Расход топлива 1 литр на 100 км соответствует примерно 26.5 г CO2 / км для дизельного топлива и 23 г CO2 / км для бензина, в зависимости от точного состава топлива.

Бензин против дизельного топлива: переработка на НПЗ

Сырая нефть содержит сотни различных типов углеводородов, смешанных вместе, и, в зависимости от источника сырой нефти, различные примеси. Для производства бензина, дизельного топлива или любых других продуктов на основе нефти углеводороды должны быть отделены путем переработки того или иного типа:

Углеводородные цепи разной длины имеют все более высокие температуры кипения, чем длиннее цепь, поэтому все они могут быть разделены с помощью процесса, известного как фракционная перегонка.Во время процесса сырая нефть нагревается в дистилляционной колонне, и различные углеводородные цепи извлекаются в виде пара в соответствии с их температурами испарения, а затем повторно конденсируются.

• Бензин состоит из смеси алканов и циклоалканов с длиной цепи от 5 до 12 атомов углерода. Они кипят при температуре от 40 ° C до 205 ° C.
• Газойль или дизельное топливо представляют собой алканы, содержащие 12 или более атомов углерода. У них температура кипения от 250 ° C до 350 ° C.

После перегонки используются различные методы, которые используются для преобразования одних фракций в другие:

• крекинг, при котором большие углеводородные цепи разбиваются на более мелкие.
• объединение — объединение меньших углеводородных цепей для создания более крупных. превращать дизельное топливо в бензин в зависимости от спроса на бензин.Нефтеперерабатывающие заводы также будут объединять различные фракции (обработанные, необработанные) в смеси для получения желаемых продуктов. Например, различные смеси углеводородных цепей могут создавать бензины с различным октановым числом.

  Дистиллированные и химически обработанные фракции обрабатываются для удаления примесей, таких как органические соединения, содержащие серу, азот, кислород, воду, растворенные металлы и неорганические соли.

  Доля рынка

  Информацию о рыночной доле дизельного топлива и бензина можно найти в Карманном справочнике ACEA и в этой интерактивной инфографике.

  Свойства топлива и выбросы

  Свойства топлива и выбросы

  Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
  Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

  Abstract : Существует четкая корреляция между некоторыми свойствами топлива и регулируемыми выбросами дизельного топлива. Однако сделать общие выводы сложно из-за таких факторов, как взаимная корреляция различных свойств топлива, различных технологий двигателей или циклов испытаний двигателей.В двигателях большой мощности увеличение цетанового числа снижает выбросы HC, CO и NOx, а уменьшение плотности топлива снижает NOx и PM, но увеличивает HC и CO. Двигатели малой мощности показывают другую чувствительность к топливу, чем двигатели большой мощности. Сера увеличивает содержание твердых частиц в двигателях обоих классов. Также известно, что сера мешает нескольким стратегиям контроля выбросов дизельного топлива.

  Введение

  Исторически свойства топлива постоянно менялись по разным причинам, включая цены на сырую нефть, качество сырой нефти, технологии нефтепереработки, относительный спрос на дизельное и бензиновое топливо и изменение технологий двигателей.В последние годы экологические соображения и законодательство о выбросах стали играть все более важную роль в рецептуре и свойствах топлива. Необходимо понимать механизмы взаимодействия между качеством топлива, технологиями двигателей и выбросами, чтобы найти наиболее эффективный подход к дизельным двигателям с низким уровнем выбросов. Для изучения влияния свойств топлива на выбросы был проведен ряд исследований. Наиболее комплексные программы включают Европейскую программу по выбросам, топливу и технологиям двигателей (EPEFE) [229] и Американскую программу исследований по улучшению качества воздуха для автомобилей / масел (AQIRP) [230] .Многие другие исследования были проведены нефтяной и моторной промышленностями, научно-исследовательскими институтами и университетами. Библиография публикаций, выбранных для моделирования эффектов выбросов топлива в двигателях большой мощности, опубликована Агентством по охране окружающей среды США [571] .

  Несмотря на обилие экспериментальных данных, влияние некоторых свойств топлива на выбросы до сих пор не ясно. Ниже приводится список соображений, которые затрудняют интерпретацию результатов и сравнение данных различных исследований:

  • Взаимосвязь свойств топлива,
  • Двигательные технологии,
  • Циклы испытаний на выбросы,
  • Технологии доочистки.

  Взаимосвязь свойств топлива. Свойства дизельного топлива, влияющие на выбросы, обычно взаимосвязаны. Примером этого является плотность, содержание ароматических углеводородов и цетановое число. Потоки смешивания дизельного топлива с высоким содержанием ароматических углеводородов имеют высокую плотность и низкое цетановое число.

  Чтобы изучить влияние определенного свойства топлива на выбросы дизельного топлива, необходимо позаботиться о том, чтобы отделить изменение конкретного свойства топлива от изменений других свойств испытуемого топлива.Некоторые исследования не привели к адекватному разделению свойств топлива. Если несколько свойств топлива изменяются одновременно, невозможно отнести какие-либо изменения выбросов к изменению одного свойства.

  Двигательные технологии. Технология дизельных двигателей развивалась в разных направлениях по всему миру. В 1990-х годах, в то время, когда проводилось большинство вышеупомянутых исследований, тяжелые двигатели в США имели большой рабочий объем и уже имели высокую степень электронного управления.В Европе по-прежнему доминировало механическое управление двигателем. Двигатели были более мощными и имели меньший рабочий объем. В Японии на рынке преобладали атмосферные двигатели большого объема. Все эти различные технологии двигателей имеют тенденцию демонстрировать несколько разную чувствительность выбросов к качеству топлива. Также почти очевидно, что реакция на выбросы будущих технологий двигателей будет отличаться от тех, которые производятся в настоящее время.

  Наибольшая разница во влиянии качества топлива на выбросы была обнаружена между двигателями большой и малой мощности [231] .Очевидно, что результаты исследований двигателей большой мощности нельзя экстраполировать на двигатели малой мощности или наоборот, и эти два класса двигателей следует обсуждать отдельно.

  Циклы испытаний на выбросы. Двигатели для разных географических рынков сертифицированы по выбросам с использованием различных циклов испытаний двигателей. Большинство исследований влияния качества топлива на выбросы сосредоточено либо на двигателях, изготовленных в США, испытанных в переходном цикле FTP в США, либо на двигателях ЕС, испытанных в цикле ECE R-49.В исследовании EPEFE была сделана попытка сравнить эти два цикла испытаний [228] . Принимая во внимание масштабы эффектов, обнаруженных в исследовании, и распространение эффектов по всему автопарку ЕС, который был протестирован, влияние качества топлива на выбросы из наборов данных США и ЕС в целом схоже. Несмотря на разные циклы испытаний и разные скорости образования загрязнителей, общая экстраполяция топливных эффектов из одного набора данных в другой представляется возможной.

  Технологии доочистки. Соответствие будущим стандартам выбросов может потребовать более широкого использования технологий доочистки выхлопных газов, таких как катализаторы окисления дизельного топлива, катализаторы обедненных NOx, фильтры твердых частиц дизельного топлива или другие методы. Влияние качества топлива на эти технологии обычно неизвестно. Единственным исключением является сера в топливе, которая была тщательно протестирована на предмет ее влияния на характеристики дизельных катализаторов.

  Если используется эффективное устройство последующей обработки, оно станет основным фактором, влияющим на выбросы из выхлопной трубы.С точки зрения выбросов свойства топлива имели бы второстепенное значение. Таким образом, основной проблемой топлива будет его совместимость с конкретными технологиями доочистки.

  ###

  Что такое дизельное топливо

  Что такое дизельное топливо

  W. Addy Majewski, Hannu Jääskeläinen

  Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
  Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

  Реферат : Дизельное топливо представляет собой смесь углеводородов, полученную путем перегонки сырой нефти. Важные свойства, которые используются для характеристики дизельного топлива, включают цетановое число (или цетановый индекс), летучесть топлива, плотность, вязкость, характеристики при низких температурах и содержание серы. Характеристики дизельного топлива различаются для разных марок топлива и в разных странах.

  Переработка сырой нефти

  Начало нефтехимической промышленности относится к 1850-м годам.Первые современные нефтеперерабатывающие заводы были построены Игнацием Лукасевичем недалеко от Ясло, Польша (тогда под властью Австрии) в 1854–56 гг. [3410] . Очищенные продукты использовались в керосиновой лампе Лукасевича, а также в искусственном асфальте, машинном масле и смазках. Несколько лет спустя, в 1859 году, сырая нефть была обнаружена в Пенсильвании в Соединенных Штатах. Первым продуктом, очищенным из нефти в Пенсильвании, был также керосин, используемый в качестве лампового масла [1149] .

  Поскольку только часть сырой нефти могла быть переработана в керосин, первые нефтеперерабатывающие заводы остались с большим количеством побочных нефтепродуктов.Эти побочные нефтепродукты привлекли внимание Рудольфа Дизеля, изобретателя поршневого двигателя с воспламенением от сжатия. Дизель, чья первая концепция двигателя была разработана для использования угольной пыли в качестве топлива, признала, что жидкие нефтепродукты могут быть более эффективным топливом, чем уголь. Двигатель был перепроектирован для работы на жидком топливе, в результате чего в 1895 году был создан успешный прототип. И двигатель, и топливо до сих пор носят название Diesel.

  Дизельное топливо представляет собой смесь углеводородов с температурой кипения в диапазоне от 150 до 380 ° C, которые получают из нефти.Нефть состоит из углеводородов трех основных классов: (1) парафиновые, (2) нафтеновые (или циклопарафиновые) и (3) ароматические углеводороды. Ненасыщенные углеводороды (олефины) редко встречаются в сырой нефти. Следует отметить, что термины «парафиновый» и «нафтеновый» кажутся устаревшими; мы используем их, потому что они все еще распространены в нефтехимической промышленности. В современной химии соответствующие группы углеводородов называются алканами и циклоалканами .

  Состав сырой нефти может варьироваться от жидких светлых коричневатых или зеленоватых нефтей низкой плотности до густых и черных масел, напоминающих расплавленную смолу.Тонкая нефть с низкой плотностью называется сырой нефтью с высокой плотностью, а толстая нефть с высокой плотностью — с низкой плотностью. Это соглашение, которое довольно сбивает с толку тех, кто не работает в нефтяной промышленности, объясняется использованием «плотности в градусах API», которая представляет собой свойство топлива, обратно пропорциональное его плотности, уравнение (5).

  В процессе переработки сырая нефть превращается в транспортное топливо — бензин, авиакеросин и дизельное топливо — и другие нефтепродукты, такие как сжиженный нефтяной газ (СНГ), топочное топливо, смазочное масло, воск и асфальт.Сырая нефть с высокой плотностью содержит больше легких продуктов, необходимых для производства транспортного топлива, и, как правило, имеет более низкое содержание серы. Современные процессы нефтепереработки также могут преобразовывать сырую нефть с низкой плотностью в более легкие продукты за счет дополнительных затрат на более сложное технологическое оборудование, большее количество этапов обработки и больше энергии.

  Современные процессы нефтепереработки можно разделить на три основные категории:

  • Разделение: Сырая нефть разделяется на компоненты на основе некоторых физических свойств.Наиболее распространенным процессом разделения является дистилляция, при которой компоненты сырой нефти разделяются на несколько потоков в зависимости от их температуры кипения. Процессы разделения не изменяют химическую структуру компонентов сырья.
  • Конверсия: Эти процессы изменяют молекулярную структуру компонентов сырья. Наиболее распространенными процессами конверсии являются каталитический крекинг и гидрокрекинг, которые, как следует из названий, включают «крекинг» больших молекул на более мелкие.
  • Обновление: Обычно используется в топливе с измененным составом . для удаления соединений, присутствующих в следовых количествах, которые придают материалу некоторые нежелательные качества. Наиболее часто используемым процессом повышения качества дизельного топлива является гидроочистка, которая включает химические реакции с водородом.

  Схема современного нефтеперерабатывающего завода с выделенными потоками дизельного топлива показана на Рисунке 1 [1149] . В колонне первичной дистилляции, работающей при атмосферном давлении, сырье сырой нефти разделяется на ряд потоков со все более высокой температурой кипения, которые называются продуктами прямой перегонки (например.г., дизель прямогонный ). Материал, который слишком тяжел для испарения при атмосферной перегонке, удаляется из нижней части колонны (так называемые «атмосферные кубовые остатки»). На большинстве нефтеперерабатывающих заводов атмосферный кубовый остаток дополнительно фракционируется второй перегонкой, проводимой в вакууме.

  Рисунок 1 . Дизельные потоки на современном нефтеперерабатывающем заводе

  AGO — газойль атмосферный; ВГО — вакуумный газойль; HCO — мазут тяжелого цикла

  (любезно предоставлено Chevron)

  Количество и качество потоков, отводимых при перегонке, зависит от химического состава сырой нефти.Из сырой нефти также получают бензин, дизельное топливо, мазут и другие продукты, которые обычно отличаются от структуры спроса на продукты на определенных рынках. Единственный способ сбалансировать структуру производства нефтеперерабатывающих заводов с требованиями рынка — это последующие конверсионные процессы. В этих процессах преобразования большие молекулы углеводородов разбиваются на более мелкие под воздействием тепла, давления или катализаторов. Нефтеперерабатывающие заводы используют термический крекинг (висбрекинг и коксование), каталитический крекинг и гидрокрекинг (также использующий катализатор, но проводимый под высоким давлением водорода) для увеличения выхода желаемых продуктов за счет крекинга нежелательных тяжелых фракций.Конечные продукты получают путем смешения продуктов конверсии (компонентов крекинга) с потоками первичной перегонки.

  И для смешанных, и для прямогонных продуктов может потребоваться различная степень облагораживания для снижения содержания серы, азота и других соединений. В ряде процессов, называемых гидрообработка , используется водород с подходящим катализатором для улучшения нефтеперерабатывающих потоков. Гидроочистка может варьироваться от мягких условий гидроочистки , при которой удаляются реакционноспособные соединения, такие как олефины и некоторые соединения серы и азота, до более жестких условий гидроочистки , которая насыщает ароматические кольца и удаляет почти все соединения серы и азота.

  Как видно из рисунка 1, дизельное топливо, используемое в автомобильном транспорте, представляет собой дистиллятное топливо , то есть оно не содержит (не подвергшихся крекингу) остаточных фракций. Нефтяные остатки содержатся в топочном масле, а также в судовом топливе (также известном как бункерное топливо). Эти продукты обычно имеют свойства, сильно отличающиеся от свойств дистиллятного дизельного топлива.

  ###

  .