Моторное топливо¶
Моторное топливо — обобщённое название жидких, газообразных и твёрдых горючих веществ, предназначенных для преобразования химической энергии в механическую работу в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), газотурбинных установках и ракетных двигателях. К моторным топливам относят бензины, дизельное топливо, авиационные керосины, судовые мазуты, сжиженные и сжатые газы, а также специальные виды — например, ракетные компоненты и спиртовые смеси.
¶Основные свойства
Качество моторного топлива определяется физико-химическими показателями, которые нормируются стандартами.
¶Физические свойства
- Плотность — влияет на массу подаваемого топлива и, соответственно, на энерговыделение.
- Вязкость — определяет качество распыления и удобство перекачки.
- Летучесть — способность испаряться, важна для холодного пуска бензиновых двигателей.
- Температура вспышки — минимальная температура, при которой пары топлива образуют с горючим воздухом взрывоопасную смесь.
- Кристаллизация и застывание — критичны для работы в зимних условиях.
¶Химические свойства
- Октановое число (для бензинов) — мера стойкости к детонации; чем выше число, тем выше сопротивление самовоспламенению под давлением. Нормируется по моторному (МЧС) и исследовательскому (ИЧС) методам.
- Цетановое число (для дизельного топлива) — показатель воспламеняемости: чем выше значение, тем короче период задержки воспламенения.
- Сера — её содержание ограничено стандартами, так как оксиды серы разрушают цилиндропоршневую группу и загрязняют выхлоп.
- Теплота сгорания — количество энергии, выделяемое при полном сгорании единицы массы топлива; у большинства углеводородных топлив составляет около 42–46 МДж/кг.
¶Классификация
По агрегатному состоянию моторные топлива делятся на:
- Жидкие — бензин, дизельное топливо, керосин, мазут, спирты, эфиры.
- Газообразные — природный газ (метан), сжиженные газы (пропан-бутан), водород.
- Твёрдые — пылевидный уголь, ранее применялся в некоторых авиационных и танковых двигателях; в настоящее время практически не используется.
¶Бензин
Лёгкая фракция нефти с диапазоном кипения 30–200 °C. Автомобильные бензины в России соответствуют国家标准 ГОСТ 32513-2013 и маркируются по октановому числу (АИ-92, АИ-95, АИ-98). Помимо углеводородов, в состав входят антидетонационные присадки — ранее тетраэтилсвинец, ныне метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) и другие соединения.
¶Дизельное топливо
Тяжёлая фракция нефти, применяемая в дизелях и форсунках. В России регулируется ГОСТ Р 52368-2005 (евронорма EN 590). Существуют летние, зимние и арктические марки, различающиеся температурой помутнения и застывания. С 2015 года в стране действует обязательный переход на дизельное топливо класса Евро-5 с содержанием серы не более 10 мг/кг.
¶Авиационный керосин
Марки ТС-1, РТ и Т-1 применяются в турбовентиляторных и турбовинтовых двигателях. Отличается широким диапазоном кипения, низкой температурой застывания и стабильностью при высотных условиях.
¶Мазут
Тяжёлое остаточное топливо, используемое преимущественно в судовых двигателях и котельных установках. Разделяется на марки по вязкости и сернистости.
¶Производство и переработка
Основной источник моторных топлив — нефть. Первичная переработка (прямая перегонка) разделяет сырьё на фракции по температуре кипения. Для повышения качества и выхода лёгких фракций применяются процессы каталитического крекинга, гидрокрекинга, риформинга и алкилирования. В России основные производственные мощности сосредоточены на НПЗ «Лукойл-Нижегороднефтепродукт», «Роснефти» (Новосибирский, Куйбышевский, Новокуйбышевский заводы), «Газпром нефти» и «Татнефти».
¶Альтернативные виды топлива
Развитие альтернативных моторных топлив связано с ограничением выбросов и зависимостью от нефти:
- Биодизель — эфиры жирных кислот, производимые из растительных масел.
- Этанол — спирт, получаемый ферментацией сельхозсырья; используется как компонент смесевых бензинов (Е85).
- Водород — применяется в топливных элементах и ДВС; в России разрабатывается для городского транспорта.
- Сжатый природный газ (СПГ) — метан, широко используемый на грузовом и городском транспорте.
¶Экологическое регулирование
С 2006 года в России действует технический регламент «О требованиях к выбросам автомобильной техникой», устанавливающий экологические классы (Евро-2 … Евро-5). Переход на Евро-6 планировался, но сроки его введения неоднократно переносились. Ограничения по содержанию бензола, полиароматических углеводородов и серы привели к широкому внедрению гидроочистки и каталитических процессов на НПЗ.
Источники:
- ГОСТ 32513-2013 «Топлива автомобильные. Бензины. Технические условия»
- ГОСТ Р 52368-2005 «Топливо дизельное. Евронорма EN 590»
- «Нефтепереработка и нефтехимия» — учебник под ред. О. С. Стадникова
- Б. А. Гринберг «Справочник по переработке нефти и газа»
- Федеральный закон № 69-ФЗ «О газоснабжении в Российской Федерации»