Намакштанский Я.В., к.с.-х.н. Романова
Е.В., к.с.-х.н. Туманян
А.Ф.
Российский университет дружбы народов, г.
Москва, Российская Федерация
Традиционные и альтернативные виды дизельных топлив
Основными видами
моторных топлив, применяемых на автомобильном транспорте, являются бензин и
дизельное топливо различных сортов и марок. В последние годы во многих странах идет
интенсивный поиск в направлении улучшения энергетического обеспечения
автомобильного транспорта традиционными топливами путем повышения выхода светлых
нефтепродуктов за счет глубины переработки нефти и оптимизации качества
топлива. Рассмотрим вкратце, какие же требования предъявляют к
физико-химическим показателям современных зарубежных и отечественных дизельных
топлив.
Таблиц 1. Физико-химические
показатели современных зарубежных
и отечественных дизельных топлив
|
|
Европейские дизельные
топлива |
Российское
дизельное топливо Евро ГОСТ Р
52368- 2005 (ЕН 590:2004) |
|
|
Показатели |
эталонное RF-03-A-84 |
стандартное |
|
|
Плотность, при 15° С, кг/м3 |
835-845 |
800-870 |
820-845 |
|
Вязкость, мм2/с при 20° С при 40° С |
3.95-5.6 2.5-3.5 |
- 1.5-4.5 |
- 2.0-4.5 |
|
Содержание серы, % (масс.) |
не более 0.3 |
0.05-0.3 |
0.01-0.35 |
|
Цетановое число |
49-53 |
45-55 |
51 |
|
Цетановый индекс |
не
нормируется |
45-46 |
46 |
|
Температура помутнения, |
не нормируется |
-1 - -
22 |
-10 - -34 |
|
Предельная температура фильтруемости,° С |
не выше -5 |
-5 - -
32 |
-20 - -44 |
|
Температура вспышки в закрытом тигле, ° С |
не ниже 53 |
- |
не ниже 55 |
|
Фракционный состав, ° С 50% 90% |
не ниже 245 320-340 |
не выше 280 не выше 355 |
не ниже 250 не ниже 350 |
|
Общая коррозия, баллы |
не более 1 |
не
нормируется |
не
нормируется |
|
Содержание, % (масс.) золы воды |
не более
0.01 не более
0.05 |
то же то же |
не более
0.01 не более 0.2 |
|
Число нейтрализации (кислотное число), мгКОН/г |
не более 0.2 |
то же |
- |
|
Окислительная стабильность, мг/100мл |
не более 2.5 |
то же |
то же |
После анализа физико-химические показателей и
требований к современным углеводородным топливам остановимся
кратко на тех альтернативных топливах, которые в той или иной мере могут быть
заменителями жидких топлив из нефти.
Общая характеристика альтернативных топлив
В последнее время большое количество зарубежных
научно-исследовательских центров моторостроительных фирм проводят исследования,
направленные на решение задач обеспечения экономии топлива и замены
традиционных жидких углеводородных топлив топливами ненефтяного
происхождения.
Альтернативные топлива можно классифицировать по
следующим признакам:
·
по составу – углеводородно-кислотные (спирты), эфиры, эстеры, водородные топлива с добавками;
·
по агрегатному состоянию – жидкие,
газообразные, твердые;
·
по объемам
использования – целиком, в качестве добавок;
·
по источникам сырья –
из угля, торфа, сланцев, биомассы, горючего газа, электроэнергии и др.
Теперь следует обратить внимание на современное
состояние проблемы производства синтетических жидких топлив (СЖТ) как наиболее
приемлемых, с точки зрения агрегатного состояния, заменителей нефтяных топлив. Основными видами сырья для получения СЖТ являются: природный газ,
нефтяной (попутный) газ, газовый конденсат; каменный и бурый уголь; природные
битумы и битуминозные породы (сланцы, нефтяные пески); вторичные ресурсы
(коксовый, ферросплавный, доменные газы), промышленные и бытовые отходы.
По физико-химическим и моторным свойствам СЖТ могут
быть разделены на три категории: топливо на нефтяной основе с синтетическими
добавками (бензоспиртовые смеси, бензины с добавками метил-трет-бутилового эфира – МТБЭ); СЖТ, близкие к
нефтяным топливам; спиртовые топлива (СЖТ из синтез-газа).
Анализируя возможность применения жидких альтернативных топлив (в том числе
СЖТ), необходимо отметить, что работа автомобилей на сжатом природном газе
(метане) приводит к снижению технико-экономических показателей: запас хода
снижается на 88%, грузоподъемность – примерно на 500-
Следующим после газа заменителем моторного топлива
считают синтетические спирты: этанол и метанол. К недостаткам метанола
необходимо отнести высокую токсичность (яд!), пониженную теплоту сгорания, сниженную
на 20% номинальную мощность. Этанол рекомендуется в качестве добавок 5-15% к
бензинам. В США, например, заправка автомобилей газахолом
– бензин – этанол в соотношении 9:1 осуществляется с начала 80-х годов.
Возможность использования МТБЭ справедливо
рассматривается как одно из перспективных направлений расширения ресурсов высооктановых неэтилированных бензинов. К преимуществам
МТБЭ можно отнести и то, что его можно получать, используя ненефтяные
источники – уголь или биомассу. Недостатками МТБЭ являются токсичность и
некоторое ухудшение физико-химических свойств смесей эфира (11–16 %) с
бензином.
Использование газовых конденсатов (ГК) ограничено
из-за следующих недостатков: вредное воздействие на центральную нервную
систему, опасность представляет и искрообразование в процессе работы с
топливом, кроме того, снижается мощность (на 20%) двигателя при его работе на
ГК и наблюдается повышенный удельный эффективный расход топлива.
Водород – это еще один вид альтернативного топлива,
рассматриваемый в настоящее время как возможный заменитель бензина и дизельного
топлива. К недостаткам водорода как топлива необходимо отнести следующее: он
отличается повышенной взрывоопасностью, для его хранения необходимы специальные
способы и оборудование, высокая себестоимость получения водорода.
Заслуживает внимания применение электроэнергии в
качестве энергоносителя для электромобилей. Кардинально решается вопрос,
связанный с токсичностью отработанных газов. Появляется возможность
использования нефти для получения химических веществ и соединений. К
недостаткам электроэнергии как вида электроносителя
можно отнести: ограниченный запас хода электромобиля, увеличенные
эксплуатационные расходы, высокая первичная стоимость, высокая стоимость
энергоемких аккумуляторных батарей.
Таким образом, краткий обзор свойств альтернативных
топлив позволяет сделать вывод о том, что несмотря на
некоторые положительные моменты, перечисленные энергоносители обладают рядом
существенных недостатков, которые ограничивают их широкое распространение и
использование.
Растительные масла
Еще Рудольф Дизель, патентуя свое изобретение,
отмечал, что двигатель может работать на растительных маслах. И действительно,
в ряде стран Европы в конце ХХ столетия начали использовать растительные масла
в качестве топлив для дизельных двигателей.
Особенностью растительных масел является их значительная
вязкость и плотность, а высокое
содержание (8-10%) кислорода обуславливает некоторое снижение низшей теплоты
сгорания топлива. Сначала пытались заливать в тракторные баки обычное рапсовое
масло вместо дизельного топлива. Однако обнаружилось, что через 100-200 ч.
работы наблюдается повышенное количество углеродистых отложений на поверхности
камеры сгорания дизеля. Для выгорания углеродистых отложений фирма “Фольксваген”
на автомобиле “Гольф” установила двигатель “Эльсбетт”
инженера Людвига Эльсбетта. Установка дизеля
позволила снизить расход топлива на сто километров пути с 4.5 до 3.5 литров (при
скорости 90 км/час) и понизить токсичность отработанных газов.
В 1988 году Государственный
комитет по науке и технике СССР финансировал приобретение лицензии на
производство и продажу дизелей с непосредственным впрыском конструкции Эльсбетт. Развал Союза и отсутствие финансирования не
позволили осуществить идею создания отечественного биодизеля,
т.е. дизеля, работающего на растительных маслах или их производных.
В настоящее время биотопливом, более близким по своим физико-химическим
свойствам к углеводородному (дизельному) топливу, является смесь метиловых
эфиров жирных кислот рапсового масла (МЭРМ). В качестве сырья используются
также подсолнечное, соевое, льняное, пальмовое
масла. В
В связи с быстро возрастающей дефицитностью жидких
топлив нефтяного происхождения и продолжающимся ужесточением мировых норм на
токсичность выхлопных газов концепция биодизеля
представляется одним из лучших вариантов решения указанных проблем. Переход на биотопливо означает децентрализацию, по крайней мере, части
топливно-энергетического комплекса, демонополизацию производства горючего и
снижение капитальных затрат на его производство, в котором используются
традиционные сельскохозяйственные машины и механизмы.
Вероятнее всего, биодизель и
дальше будет доминировать в потреблении биотоплива в
Европе. Это связано с тенденцией увеличения количества дизельных автомобилей и
в растущем спросе на дизель. Однако, для дальнейшего развития рынка биодизеля необходимо обеспечение свободной конкуренции и
проведение продуманной государственной политики поддержки его производителей.
Список
использованных источников:
1.
Электронный ресурс. – Режим доступа: http://www.nge.ru.
2.
Электронный ресурс. – Режим доступа: http://infobio.ru.