Nafta

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 26. prosince 2020; kontroly vyžadují 33 úprav .

Motorová nafta  je kapalný produkt používaný jako palivo ve vznětových spalovacích motorech . Obvykle se tímto pojmem rozumí palivo získané z petrolejových frakcí plynového oleje přímé destilace ropy .

Od toho pochází název „solární olej“ .  Solaröl [1]  - "solární olej": již v roce 1857 se tak nazývala těžší frakce vzniklá při destilaci ropy. Frakce je tak pojmenována v souvislosti s nažloutlou barvou. Sovětský průmysl zpracování ropy vyráběl produkt " Solární olej GOST 1666-42 a GOST 1666-51 ".

Aplikace

Hlavními spotřebiteli motorové nafty jsou železniční doprava ( dieselové lokomotivy , motorové vozy , dieselové vlaky ), nákladní automobily , autobusy , vodní doprava , vojenská technika , dieselagregáty, zemědělské stroje , ale i osobní dieselová vozidla. Kromě vznětových motorů se zbytková motorová nafta (solární olej) často používá jako palivo do kotlů , k impregnaci kůže, v řezných a kalicích kapalinách a při mechanickém a tepelném zpracování kovů.

Hlavní charakteristiky paliva

Existují destilát nízkoviskózní - pro rychloběžné, a vysokoviskózní, zbytkové, pro pomaloběžné (traktorové, lodní, stacionární atd.) motory. Destilát se skládá z hydrogenačně rafinovaných frakcí petroleje s přímou destilací a až 1/5 z katalytického krakování a koksovacích plynových olejů . Viskózní palivo pro nízkootáčkové motory je směs topných olejů s petrolejovými frakcemi. Výhřevnost motorové nafty je v průměru 42624 kJ/l (10180 kcal/l).

Obecně platí, že motorová nafta používaná pro vznětové motory musí splňovat požadavky stanovené v mezistátní normě GOST 32511-2013 [≡] (EN 590:2009) a povinné pro použití od 1. ledna 2015.

Motorová nafta používaná pro vysokorychlostní dieselové a plynové turbínové motory pozemních a námořních zařízení, jakož i určená pro export, musí splňovat požadavky stanovené v mezistátní normě GOST 305-2013 „Nafta“. Specifikace " [≡] (zavedeno jako náhrada za GOST 305-82 [≡] ) a povinné pro použití od 1. ledna 2015.

Motorová nafta s obsahem síry 2000 mg/kg podle GOST 305-2013 „Nafta. Specifikace“ od data zavedení dne 01.01.2015 není povoleno prodávat prostřednictvím veřejných čerpacích stanic (oddíl 1 „Rozsah“).

Odběr vzorků motorové nafty k posouzení její kvality se provádí v souladu s GOST 2517-2012 „Ropa a ropné produkty“ [≡] .

Viskozita a obsah vody

Existuje takzvaná zimní a letní motorová nafta. Hlavní rozdíl je v mezní teplotě filtrovatelnosti (ASTM D6371, GOST 22254-92) a bodech zákalu a tuhnutí (ASTM D97, ASTM D2500, GOST 20287-91) uvedených v normách pro toto palivo. Výroba zimního paliva je dražší, ale bez předehřevu nelze použít letní palivo např. při -10 °C. Dalším problémem je vysoký obsah vody v motorové naftě. Voda se během skladování nafty odlupuje a shromažďuje se na dně, protože hustota motorové nafty je menší než 1 kg / l. Vodní zátka v potrubí zcela blokuje chod motoru. Požadavky mezistátní normy GOST 305-2013 „Nafta. Specifikace“ regulují kinematickou viskozitu při 20 °C pro letní odrůdy v rozmezí 3,0÷6,0 cSt , pro zimní odrůdy 1,8÷5,0 cSt, pro arktické odrůdy 1,5÷4,0 cSt. Tato norma také vyžaduje nepřítomnost vody ve všech typech paliva.

Hořlavost

Hlavním ukazatelem motorové nafty je cetanové číslo (L-45). Cetanové číslo charakterizuje schopnost paliva vznítit se ve spalovací komoře a je rovno objemovému obsahu cetanu ve směsi s α-methylnaftalenem, který má za standardních podmínek ASTM D613 stejnou hořlavost ve srovnání se studovaným palivem. Bod vzplanutí stanovený podle ASTM D93 pro motorovou naftu musí být alespoň 55 °C podle GOST 32511-2013 [2] . Teplota destilace stanovená podle ASTM D86 pro motorovou naftu by neměla být nižší než 200 a vyšší než 350 °C.

Obsah síry

V poslední době v rámci boje o životní prostředí nebyl obsah síry v motorové naftě v Rusku přísně regulován. Síra zde označuje obsah sloučenin síry - merkaptany (R-SH), sulfidy (RSR), disulfidy (RSSR), thiofeny, thiofany atd., nikoli elementární síru jako takovou; R je uhlovodíkový radikál. Obsah síry v ropě se pohybuje od 0,15 % (lehké sibiřské oleje), 1,5 % ( uralská ropa ) do 5-7 % (těžké bituminózní oleje); přípustný obsah v některých zbytkových palivech je až 3 %, v lodním palivu  až 1 % a podle nejnovějších norem v Evropě a ve státě Kalifornie není přípustný obsah síry v motorové naftě vyšší než 0,001 % (10 ppm). Snížení obsahu síry v motorové naftě zpravidla vede ke snížení jeho mazacích vlastností, proto je u motorové nafty s ultra nízkým obsahem síry předpokladem přítomnost mazacích přísad.

Sériové číslo podle systému OSN: 1202, třída - 3.

Fyzikální vlastnosti

V Rusku je norma GOST 305-82* regulována:

Letní nafta: Hustota: ne více než 860 kg/m³. Bod vzplanutí: 62 °C. Bod tuhnutí : -5 °C. Získává se smícháním primárních, hydrogenačně rafinovaných a recyklovaných uhlovodíkových frakcí s bodem varu 180–360 °C. Zvýšení teploty na konci varu vede ke zvýšenému koksování vstřikovačů a kouři. Motorová nafta je mírně rozpustná ve vodě a nereaguje s ní. Není agresivní vůči kovům. Toxický.

Zimní nafta: Hustota: ne více než 840 kg/m³. Bod vzplanutí: 40 °C. Bod tuhnutí : -35 °C. Získává se smícháním primárních, hydrogenačně rafinovaných a recyklovaných uhlovodíkových frakcí s bodem varu 180–340 °C. Zimní motorová nafta se také získává z letní motorové nafty přidáním činidla snižujícího bod tuhnutí, který snižuje bod tuhnutí paliva, ale mírně mění mezní teplotu filtrovatelnosti. Řemeslným způsobem se do letní motorové nafty přidává až 20 % petroleje TS-1 nebo KO , přičemž výkonnostní vlastnosti se prakticky nemění. Časově náročnější metodou je zmrazení letního paliva při teplotách pod nulou. V tomto případě se kapalná frakce používá jako zimní palivo a sraženina se používá v letním (teplém) období.

Arktická nafta: Hustota: ne více než 830 kg/m³. Bod vzplanutí: 35 °C. Bod tuhnutí : -55 °C [3] . Získává se smícháním primárních, hydrogenačně rafinovaných a recyklovaných uhlovodíkových frakcí s bodem varu 180–320 °C. Rozsah varu arktického paliva zhruba odpovídá rozmezí bodu varu frakcí petroleje, takže toto palivo je v podstatě vážený petrolej . Čistý petrolej má však nízké cetanové číslo 35-40 a nedostatečné mazací vlastnosti (silné opotřebení vstřikovacího čerpadla ). K překonání těchto problémů se do arktických paliv přidávají látky zlepšující cetanové číslo a minerální motorový olej , aby se zlepšila mazivost. Dražší způsob výroby arktické motorové nafty je prostřednictvím odparafínování letní motorové nafty.

Zlomkové složení

Frakční složení motorové nafty se stanoví zahřátím 100 ml paliva ve speciálním zařízení (GOST 2177-82). Páry se ochladí, vzniklý kondenzát se fixuje v odměrném válci. V procesu destilace jsou klíčové body varu 50 % a 96 %. Bod varu 50 % charakterizuje výchozí vlastnosti paliva, 96 % - sklon k tvorbě uhlíku a úplnost spalování.

Pokud je v motorové naftě hodně lehkých uhlovodíků, pak je proces spalování narušen (tlak se prudce zvyšuje na stupeň úhlu klikového hřídele). Těžké palivo s vysokým bodem varu při rozprašování tvoří větší kapky, zhoršuje se kvalita spalitelné směsi a zvyšuje se spotřeba paliva. S výrazným navážením paliva se výrazně zvyšuje koksování vstřikovacích trysek, zvyšuje se množství uhlíkových usazenin v zóně skupiny válec-píst.

Při provozu motorů v zimě se používá palivo, které se vyvaří v rozmezí 140 - 340 C, a v létě - v rozmezí 170 - 360 C. Takovéto frakční složení motorové nafty při správně nastaveném energetickém systému, zajišťuje dokonalé spálení paliva a měkký chod moderních vysokootáčkových dieselových motorů.

Zabezpečení

Motorová nafta je jedovatá látka [4] . Motorová nafta ve vysokých koncentracích působí narkoticky a celkově jedovatě, proniká neporušenou pokožkou . Způsobuje otravu vdechováním par a prachu.

Doporučená MPC v pracovní oblasti je 300 mg/m³ (ve smyslu uhlíku ) [5] .

V souladu s GOST 12.1.007-76 je motorová nafta toxickou látkou s nízkým rizikem z hlediska stupně dopadu na lidský organismus, 4. třída nebezpečnosti [6] .

Rozdíly mezi motorovou naftou a motorovou naftou

Motorová nafta je směs parafinických, naftenických a aromatických uhlovodíků a také jejich derivátů, které mají průměrnou molekulovou hmotnost 120-230 amu . e. m. Komponenty mají tendenci se při zahřátí na teplotu 170-380 °C odvařovat. Poté motorová nafta prochází procesem čištění, po kterém se do ní přidávají určité přísady. Konečný produkt má index viskozity přibližně 2-4,5 mm²/s. Solární olej je solární olej, který je produktem přímé destilace ropy.

Motorovou naftu lze použít pouze jako palivo pro určité typy naftových motorů. Takové palivo má index viskozity 5-9 mm² / s. Bod varu je asi 240-400°C. Tento typ paliva je vhodný pro použití v nízkootáčkových nízkootáčkových dieselových motorech, které jsou instalovány na dieselových lokomotivách , lodích a traktorech . Motorová nafta je bohatá na uhlovodíky, má nižší bod varu a mnohem nižší viskozitu. Motorová nafta je viskóznější, bod varu tohoto produktu je také vyšší. Přítomnost síry v motorové naftě je povinná při použití dieselových motorů s mechanickými plunžrovými čerpadly. Motorová nafta bez síry zvyšuje opotřebení dvojice plunžrů.

Alternativy ke konvenční motorové naftě

Bionafta

Bionafta  je směs metylesterů mastných kyselin , které se svými fyzikálními a chemickými vlastnostmi podobají naftové frakci z ropy. Bionafta má cetanové číslo nejméně 51 (ve srovnání s běžnou motorovou naftou 42-45), bod vzplanutí vyšší než 150 °C a dobrou mazací schopnost. Hlavní nevýhodou je omezená trvanlivost po výrobě – ne více než 3 měsíce z důvodu bakteriálního rozkladu. Tato vlastnost je zároveň jednou z hlavních výhod – v případě úniku bionafty je bionafta zcela biologicky odbouratelná bez poškozování životního prostředí.

Získává se reakcí interesterifikace mastných kyselin obsažených v rostlinných olejích (řepkový, sojový, palmový) a metylalkoholu v poměru 10:1 za přítomnosti methoxidu sodného jako katalyzátoru. Reakce probíhá v procesu míchání oleje a alkoholu v nádobě s míchadlem při normální teplotě 20-25 ° C. Vedlejším produktem je glycerol , který se dále odděluje v promývací koloně vodou.

Emulgovaná motorová nafta

Alternativou ke konvenční motorové naftě je přidání 20 % vody a 1 % emulgátoru do běžné motorové nafty . Směs lze použít v běžných vznětových motorech bez jejich úprav. Barva směsi je zakalená bílá. Doba použitelnosti po přípravě je asi tři měsíce. Technologie je aplikována v Německu . Možnost přidání vody a emulgátoru do bionafty nebyla studována.

Emulgátory  jsou látky, které zajišťují tvorbu emulzí z nemísitelných kapalin. Působení emulgátorů je založeno na schopnosti povrchově aktivních látek snižovat energii potřebnou k vytvoření volného rozhraní. Povrchově aktivní látky, které se soustředí na rozhraní mísitelných fází, snižují mezipovrchové napětí a zajišťují dlouhodobou stabilitu kompozice. Podle charakteru tenzidů urychlují tvorbu a stabilizují typ emulze, v jejímž disperzním prostředí jsou lépe rozpustné.

Ale přidávání vody do nafty je katastrofální. Pro vysokotlaké trysky (jako CDI ) jsou agresivními prvky voda a síra. Při vysokém tlaku a vodě se ve složení paliva tvoří kyselina sírová, která ničí přesné kanály. Pokud se navíc do oleje dostanou plyny z klikové skříně, síra snižuje jeho životnost. Proto v pokynech pro dovážená auta výrobci píší, že doba výměny oleje v zemích bývalého SSSR (kde se stále prodává motorová nafta s 0,2% síry) je poloviční. Kyseliny navíc zkracují životnost katalyzátorů a filtrů pevných částic.

Výroba, export a domácí spotřeba v Rusku

Podle ruského ministerstva energetiky činila výroba motorové nafty v Rusku v roce 2013 72,6 milionů tun (+4,6 % oproti roku 2012) [7] .

Výroba 2011 2012 2013
milionů tun 70,9 [7] 69,4 [7] 72,6 [7]

Motorová nafta je ve struktuře ruského exportu (v peněžním vyjádření) na třetím místě po ropě a plynu .

Vývozní 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
milionů tun 33.8 36.1 35.7 n/a n/a n/a 39,6 [7] 41,4 [7] 43,0 [7]
miliard dolarů 16.2 20.2 21.4 n/a n/a n/a n/a n/a n/a

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Solaröl v Pierer's Universal-Lexikon Archivováno 29. srpna 2014 na Wayback Machine  (německy)
  2. ↑ GOST 32511-2013 4 Technické požadavky - 4.2 p6
  3. ↑ Motorová nafta. GOST 305-82 (Datum zavedení 01.01.83) . Datum přístupu: 18. června 2015. Archivováno z originálu 4. března 2016.
  4. ↑ název= https://docs.cntd.ru_Disel
  5. ↑ jméno= https://docs.cntd.ru_GOST  (nepřístupný odkaz) 12.1.005-76. Vzduch v pracovní oblasti. Všeobecné hygienické a hygienické požadavky
  6. ↑ jméno= https://docs.cntd.ru_GOST  (nepřístupný odkaz) 12.1.007-76. Systém norem bezpečnosti práce (SSBT). Škodlivé látky. Klasifikace a obecné požadavky na bezpečnost (se změnami č. 1, 2)
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Výsledky práce ruského palivového a energetického komplexu v roce 2013 // Ministerstvo energetiky Ruska, 13. ledna 2014

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie