26.07.2020

Реальное положение с дизельным топливом. Сера в дизельном топливе: проблема и решение Госты по содержанию серы в дизельном топливе


Сера в дизтопливе по праву считается одним из важнейших элементов и занимает производителей больше остальных элементов. Данная составляющая оказывает благотворное смазывающее воздействие на всю топливную систему, но деструктивно сказывается на окружающей среде. Большинство стран уже перешли исключительно на Евро-5 , потому что данная марка выгодно отличается среди аналогов по своим экологическим показателям, причем не вредит топливной системе.

Смазывающая способность

  • Евро-5 – 10 мг\кг;
  • Евро-4 – 50 мг\кг;
  • ГОСТ 305-82 (корабельное топливо) – 5000 мг\кг;
  • Евро-3 – 150 мг\кг;
  • EN-590 – 10-50 мг\кг.

Продолжать можно достаточно долго, причем периодически эти стандарты признаются неактуальными и им на смену создаются новые.

Не стоит забывать про основное назначение серы, из-за которого ее пока что не удается полностью вывести из состава – смазка топливной системы и обеспечение ее работы. Даже самые современные присадки, которые используются производителями, не способны полностью заменить данный элемент.

Серная кислота

Многих начинающих химиков беспокоит сера в дизельном топливе именно из-за образования серной кислоты при окислении в ДВС, т.к. идет прямая реакция с воздухом. Такая реакция действительно происходит, но единственный страдающие элементы – это верхние компрессионные кольца, потому что с гильзы смывается масляная пленка. Далее эта субстанция перегорает и до выхлопной трубы не доходит.

Экологическая составляющая

Прежде чем приобретать горючее, всегда нужно уточнять, сколько серы дизельном топливе. Этот шаг гарантирует полное соблюдение действующих экологических норм и позволит избежать даже малейшей вероятности штрафов из-за несоблюдения экологических норм. В большинстве случаев есть смысл использовать только стандарты Евро-4 и 5, т.к. лишь они гарантируют исключительные экологические результаты.

Если же работа осуществляется с устаревшей сельхозтехникой, то здесь количеством серы можно пренебречь, чтобы значительно удешевить рабочий процесс. Солярка традиционно приобретается именно для таковых работ.

Чтобы правильно сделать выбор дизельного топлива, звоните и заказывайте его в нашей компании. Опытные менеджеры непременно помогут рассмотреть все нюансы и сделать верный выбор персонально для ваших потребностей.

В современном мире дизельные агрегаты используются весьма интенсивно. Однако, многие, заказывающие доставку дизтоплива , слабо разбираются в его параметрах, которые самым решительным образом влияют на экономичность и срок службы дизельного двигателя. Этому также способствует чехарда с различными ГОСТами и ТУ, согласно которым выпускается топливо в России.

Мы не будем приводить нормативные документы целиком, остановимся лишь на некоторых, очень важных для потребителя параметрах дизельного топлива.

Цетановое число

Параметр характеризующий скорость самовоспламенения сжатого в цилиндре топлива.

От скорости воспламенения зависит жесткость работы дизеля. Чем выше цетановое число, тем меньше период задержки и тем быстрее воспламеняется топливо, основная масса которого сгорает по мере поступления в цилиндр, а процессом сгорания можно управлять с помощью инжекторов. Это идеальный вариант.

Малое цетановое число означает малую скорость воспламенения. Топливо накапливается в цилиндре, а затем сгорает в короткий промежуток времени. Это вызывает резкое повышение давления, которое бьет по поршню. Топливная экономичность ухудшается, происходит неполное сгорание, двигатель начинает дымить.

В случае, если цетановое число слишком высокое, самовоспламенение происходит в момент, когда топливо еще не успевает испариться и превратиться в топливную смесь. Это ведет к неполному сгоранию, увеличению вредных выбросов, жесткой работе двигателя, увеличению вибрации.

Сегодня в России действуют два стандарта на дизельное топливо – ГОСТ 305-82 и ГОСТ Р 52368-2005 . Согласно этим документам российские НПЗ выпускают топливо с цетановым числом от 40 до 51.

Какое дизельное топливо нужно лично вам? Ответ можно найти в инструкции по эксплуатации вашего двигателя. Каждый дизельный агрегат оптимизирован под топливо с определенным цетановым числом.

Любое дизельное топливо содержит сернистые соединения. Общее их количество зависит от нефти, из которой вырабатывается топливо и степени очистки.

Во время работы двигателя, сернистые соединения вода, содержащиеся в топливе превращаются в кислотные окислы. Всё происходит по такой схеме:
S0 2 (двуокись серы) --> S0 3 (сернистый ангидрид) --> H 2 S0 4 (серная кислота).

В процессе расширения, серная кислота конденсируется на стенках цилиндров, образуя растворы серной кислоты. В картере сернистые соединения резко ухудшают качество смазочного масла. С увеличением содержания серы в топливе возрастает износ поршневых колец и зеркала втулки цилиндра. Интенсивность кислотной коррозии возрастает при нарушении режимов охлаждения цилиндров.

Окислы серы и несгоревшая сера образуют отложения на выпускных клапанах, ускоряя выход их из строя. Кроме того, использование дизельного топлива с высоким содержанием серы существенно снижает срок службы катализаторов и узлов выхлопной системы автомобиля.

Существует еще одна проблема – экологическая. Окислы серы в той или иной степени присутствуют в выхлопных газах. Вступая в реакцию с влагой из воздуха, они отравляют атмосферу. Отсюда заболевания, кислотные дожди и т.д.

Именно экологические проблемы заставляют вводить ограничения на содержание серы в дизельном топливе и бензине. Снижение содержания серы достигается за счет дополнительных этапов переработки нефти и влечет за собой значительное удорожание топлива.

Действующий ГОСТ 305-82 допускает выработку дизтоплива с содержанием серы:

  • 0,5% (вид II)
  • 0,2% (вид I)
  • менее 0,2% (высший сорт).

Более новый ГОСТ Р 52368-2005 допускает выработку топлива с содержанием серы:

  • 0,35% (вид I)
  • 0,05% (вид II)
  • 0,01% (вид III).

Обратите внимание, виды топлива в этих стандартах имеют обратную нумерацию. А топливо вида I выработанное по старому ГОСТу оказывается даже чище, чем аналогичное топливо выработанное по новому ГОСТу.

Впрочем, если вам дорого здоровье свое и своего дизельного друга, пользуйтесь топливом с содержанием серы 0,05% или 0,01%. Чаще всего его можно встретить под названием ЕВРО-4 и ЕВРО-5 соответственно.


ООО "Ойл-Экспо" - дизельное топливо и бензин с доставкой. Обоснованные цены, гарантированное качество.

В 2005 году в связи с принятыми государственными обязательствами по снижению экологической нагрузки от выхлопных газов, а также необходимость соответствовать требованиям европейских заказчиков при экспортных отгрузках вынудило разработать в России новый стандарт на дизельное топливо.

ГОСТ Р 52368-2005 дублирует все требования европейского стандарта EN 590:2004 (именно поэтому в обозначениях дизельного топлива, изготовленного по ГОСТ Р 52368-2005 обязательно присутствует слово «ЕВРО» и ссылка на «EN 590:2004»).

Осенью 2009 года в Европе вступила в действие новая версия BS EN 590:2009. Основным отличием ее от прошлого стандарта является исключение видов дизтоплива с содержанием серы 50 мг/кг. Таким образом, в стандарте Евросоюза остается только одна норма по содержанию серы - не более 10 мг/кг.

В российском ГОСТ Р 52368-2005 норма содержания серы до 350 мг/кг существовала до 31 декабря 2011 г., а 50 мг/кг просуществует до 31 декабря 2014 г. У дизельного топлива с содержанием серы 10 мг/кг срок выпуска в оборот не ограничен. Итак, с 2012 г. нефтеперерабатывающая промышленность вырабатывает дизельное топливо с содержанием серы 10 и 50 мг/кг.

Согласно ГОСТу Р 52368-2005 дизельное топливо классифицируется по двум параметрам:

1. Предельное содержание серы, отраженное в показателе «ВИД» топлива, а именно:

вид I - содержание серы не более 350 ррМ (мг/кг);

вид II - содержание серы не более 50 ррМ (мг/кг);

вид III с содержание серы менее 10 ррМ (мг/кг).

2. Температура применения (климатическая зона, в которой дизельное топливо может применяться). Для умеренной климатической зоны дизельное топливо разделяют по шести сортам: А,В,С,D,E,F.

Требования к топливу для умеренного климата


Для районов с холодным климатом дизельное топливо условно разделяют на пять классов: 0, 1, 2 , 3, 4.

Термин «температура фильтруемости» также впервые введен новым ГОСТ Р 52368-2005 и обозначает ту температуру, ниже которой дизельное топливо не проходит с необходимой скоростью (расходом) через стандартный эталонный фильтр.

Требования к топливу для холодного и арктического климата

Наименование показателя

Класс

Предельная температура фильтруемости, °С, не выше

Температура помутнения, °С, не выше

Плотность при 15 °С, кг/куб. м

800-845

800-845

800-840

800-840

800-840

Кинематическая вязкость при 40 °С, кв. мм/с

1,50-4,00

1,50-4,00

1,50-4,00

1,40-4,00

1,20-4,00

Цетановое число, не менее

49,0

49,0

48,0

47,0

47,0

Цетановый индекс, не менее

46,0

46,0

46,0

43,0

43,0

Фракционный состав:

До температуры 180 °С, % (по объему), не более

До температуры 340 °С, % (по объему), не более

Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже

Важно запомнить: «СОРТ» или «КЛАСС» - это параметр температурной характеристики, а «ВИД» - это параметр содержания серы в дизельном топливе.
Приведем несколько примеров условного обозначения топлива его расшифровку.

Пример 1. «ДТ Евро сорт F, ВИД II». Из этого обозначения мы узнаем, что дизельное топливо предназначено для умеренной климатической зоны (сорт F) - зимний сорт, а содержание серы в этом топливе не более 50 ррМ (мг/кг).

Пример2. «ДТ Евро класс 2,вид I». Cлово «КЛАСС» означает, что это топливо предназначено для холодной и арктической климатической зоны. Класс «2» показывает что предельная температура фильтруемости составляет минус -32 °С. Вид I говорит о том, что содержание серы не более 350 ррМ (мг/кг).

Сезонное применение дизельных топлив в регионах Российской Федерации в соответствии с требованиями к предельной температуре фильтруемости

Центральный федеральный округ

Применение дизельного топлива по предельной температуре фильтруемости

летний период

переходные весенний/осенний периоды

зимний период

сорт A

сорт B

сорт C

сорт D

сорт E

сорт F и класс 0

класс 1

класс 2

класс 3

класс 4

не выше +5 °С

не выше 0 °С

не выше

не выше -10 °С

не выше -15 °С

не выше

-20 °С

не выше

-26 °С

не выше -32 °С

не выше -38 °С

не выше-44°С

Белгородская обл.

Брянская обл.

Воронежская обл.

Курская обл.

Липецкая обл.

Орловская обл.

В соответствии с климатическими условиями допускается изменение числа суток весеннего и осеннего переходных периодов в сторону зимы или лета по согласованию местной администрации с региональными службами Гидрометцентра.

Требования к дизельному топливу по ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009) следующие:

Наименование показателя

Значение

1. Цетановое число, не менее

51,0

2. Цетановый индекс, не менее

46,0

3. Плотность при 15 °С, кг/куб.м

820 - 845

4. Полициклические ароматические углеводороды, % (по массе), не более

Вид I

350,0

Вид II

50,0

Вид III

10,0

6. Температура вспышки в закрытом тигле, °С, выше

7. Коксуемость 10%-ного остатка разгонки, % (по массе), не более

0,30

8. Зольность, % (по массе), не более

0,01

10. Общее загрязнение, мг/кг, не более

11. Коррозия медной пластинки (3 ч при 50 °С) 6), единицы по шкале

Класс 1

12. Окислительная стабильность: общее количество осадка, г/куб. м, не более

13. Смазывающая способность: скорректированный диаметр пятна износа при 60 °С, мкм, не более

14. Кинематическая вязкость при 40 °С, кв. мм/с

2,00 - 4,50

15. Фракционный состав:

При температуре 250 °С, % (по объему), менее

При температуре 350 °С, % (по объему), не менее

95% (по объему) перегоняется при температуре, °С, не выше

Однажды представители зарубежного автостроения высказали свою оценку российскому дизельному топливу. Они посчитали, что вряд ли какой работающий на нём двигатель автомобиля способен перешагнуть 600 000 км пробега. Практика же показала обратное, бывает, и больший пробег выдерживают. После обращения за разъяснением к таким специалистам «ВНИИ НП», как Резников В. Д. и Бакалейник А. М., стала понятна общая картина.

Откуда сера в топливе

Наличие серы и ее соединений в сырой нефти никого не удивляет, она просто там содержится в элементарном состоянии. А элементарная сера, сероводород и меркаптаны довольно агрессивно вызывают коррозию металла, если допустить ее наличие в дизтопливе или бензине. На нефтеперегонных предприятиях выводят их из конечного продукта, меркаптаны же строго ограничивают. На другие соединения серы выставлены лимит, выше которого переходить нельзя, и называется он «массовой долей серы».

Поскольку эта норма становится все более жесткой, то и переработчики нефти все больше средств тратят на очистку и производство дизельного топлива, и оно тоже растет в цене. Сера не удаляется полностью, небольшое количество (в пределах нормы) все же имеет место в составе любого “коммерческого” топлива.

Немного истории и химии

Согласно настоящему стандарту, топливо может быть «малосернистым» и «сернистым». Эти слова понимали раньше неоднозначно. Когда не было или почти не было ограничений на количество вредных выбросов, норма на содержание серы нужна была только для того, чтобы она не вредила двигателю. Этот подход в производстве топлива не был таким затратным, как сейчас, и приходится на период с 1950 до 1970 гг.

В то время «сернистым» считалось топливо, имеющего в составе 1% серы, «малосернистое» ограничивалось 0,2%. Кроме износа узлов и деталей дизельного двигателя проблемы не видели. Беспокоили также и отложения на металле, образовавшиеся при сгорании серных соединений SO3 и SO2.

В основном эти соединения выбрасываются из двигателя вместе с отработанными газами. Другая же часть данных серных продуктов вступает во взаимодействие с водяным паром, и образует серную и сернистую кислоты.

Результат их воздействия на двигатель следующий:

  • увеличение коррозии на деталях поршневой группы;
  • образование снижает теплоотдачу от поршня;
  • нагар ограничивает подвижность колец, и компрессия снижается.

Влияние щелочного числа масла на износ поршневых колец дизеля

Решать эту проблему начали с помощью химического состава масла. Присадки в нём должны были нейтрализовать кислоты за счет своих щелочных и моющих свойств. Если менять масло своевременно, то полностью предотвращается коррозия и образование нагара.

Топливо с большим процентом серы требует более частых замен масла, пробег таких двигателей меньше.

Сейчас обстановка несколько другая. Лимиты изменились в разы:

  • сернистое топливо содержит 0,2% серы;
  • малосернистое – 0,035%.

Вся причина в том, что начали бороться и за состояние окружающей среды. Парк машин вырос многократно и чтобы спасти природу, ужесточили нормы выбросов в атмосферу всего того, чем автомобиль ее загрязняет. Соответственно, напряглись производители техники, снабдив двигатели дожигателями, катализаторами и фильтрами. Вносились изменения в процесс подготовки сгорания топлива.

Сернистые соединения в составе топлива при сгорании повышают уровень токсичности отработанных газов. Поэтому не только технику модернизируют под новые стандарты, но и реализуются требования снизить процент серы в автомобильном топливе.

ГОСТы и ТУ на дизельное топливо, производимое в России, регламентируют его качество не только для дорожных автомобилей, но и для кораблей, тепловозов, сельскохозяйственных машин, парка ремонта дорог и строительства. ГОСТ 305-82 распространен на 85% выпускаемого дизельного топлива. Процент серы 0,2% принят за основу. Топливо второго вида допускает увеличение процента серы до 0,5%. Но уже сейчас стандарты предусматривают содержание серы до 0,05%.

Этапы ужесточения нормы к содержанию серы в топливе автомобилей

Разработаны специальные технические условия на качество дизельного топлива, которое будет использовано в сложных экологических районах и крупных городах страны. Содержание серы в топливе должно быть максимум 0,05%.

С 01.11.2011 ввели ТУ 38,401-58-296-2001, ограничивающие процент серы в топливе до 0,035%.

Несколько позже промышленность ориентируется на выпуск бензина и дизельного топлива с учетом требований ЕВРО-3 и содержанием серы не более 0,015% в бензине. Это процесс не одного дня и растянулся на 5 лет. А значит, еще действовали и прежние технические условия.

Когда процент серы стал менее 0,035%, у дизельного топлива ухудшились смазывающие свойства. Это ускоряет износ топливных насосов и других элементов топливной системы. Появилась нужда в присадках с целью улучшения смазывающих характеристик. А они в основном импортного происхождения.

Да и на отечественных заправках пока нет раздельных колонок на различные марки дизельного топлива. Смешивая в одной емкости разные сорта, продавец (владелец АЗС) ухудшает экологические свойства горючего. И тут надо уже решать вопрос инфраструктуры, чтобы от производителя к потребителю дизтопливо поступало без потери качества. А это дело не одного дня.

Эта статья родилась из случайного разговора с коллегой, когда прозвучала фраза о том, что по оценкам представителей зарубежных автостроительных компаний при том содержании серы, которым отличается российское топливо, ни один дизель не может пройти больше 600 тыс. км. Но ведь ходят! Мы задумались, и поняли, что здесь все не так просто, как хотелось бы нашему коллеге. И чтобы не плодить домыслы и легенды обратились к специалистам: уже хорошо известному нашим читателям Виктору Давидовичу Резникову и его коллеге по ВНИИ НП, специализирующемуся на топливе, Аркадию Мироновичу Бакалейнику.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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