К числу важнейших эксплуатационных характеристик дизельного топлива относится нагарообразование, а также уровень коррозионного воздействия на отдельные узлы и детали техники. Как и в ситуации с бензином, тут все во многом зависит от массовой доли серы. Чем этот показатель ниже, тем лучше качество топлива.
На что влияет избыток серы в дизельном топливе
Сера содержится в дизтопливе в виде сераорганических соединений, элементарной серы и сероводорода. При сгорании топливно-воздушной смеси образуется серный и сернистый газ, который вступает в реакцию с водяными парами. В итоге возникает серная и сернистая кислота, которая вызывает активную коррозию металла. Особо сильным разрушениям подвергаются гильзы цилиндров и поршневые кольца.
Среди сернистых соединений на первом месте по коррозионной активности стоит меркаптановая сера. Увеличение ее массовой доли всего лишь с 0.01% до 0.06% приводит к росту коррозии плунжерных пар и форсунок вдвое. Для количественной оценки содержания меркаптановой серы используют потенциометрический метод, а для качественной — устраивают испытания медной пластинкой.
При избытке серы и сернистых соединений снижается эффективность работы топливной системы и двигателя. Уменьшается теплота сгорания смеси, на соплах форсунок образуются смолистые отложения, что препятствует качественному распылению топлива.
Большое содержание серы и особенно сернистых соединений в нефтепродуктах пагубно влияет и на окружающую среду. В последние десятилетия вводятся все новые и более жесткие нормативы по серности дизельного топлива, которые приводят к заметному оздоровлению атмосферы. К настоящему моменту в России действует стандарт Евро-5, а в Европе уже Евро-6+.
Методы обессеривания дизтоплива
Для получения нефтепродуктов прямой перегонкой стараются использовать сырье с изначально невысоким содержанием серы. Преимущество продукции из нефти с низкой серностью заключается в высокой химической стабильности. Свойства такого дизтоплива остаются практически неизменными, даже если оно хранится уже более пяти лет. Высокосернистое сырье дополнительно очищают гидрированием или окислительным обессериванием.
В чем польза серы
По вопросу очищения дизельного топлива от серы и ее производных ведется острая дискуссия. Полемика разворачивается вокруг того, стоит ли стремиться удалять все соответствующие примеси без учета их химической структуры. Ведь наряду с коррозионно-активными соединениями в составе топлива присутствуют и довольно стабильные сернистые компоненты, обладающие антиокислительным эффектом.
Сера является природной смазкой, что положительно влияет на такой показатель, как диаметр пятна износа. От нее сильно зависит изнашиваемость плунжерных пар насоса высокого давления и игл форсунок. При использовании дизтоплива с ультранизким содержанием серы приходится компенсировать недостаток смазывающих свойств введением присадок, причем недешевых.
Действующие нормативные документы
ГОСТ 32511-2013 и ГОСТ 52368-2005 предусматривает для дизтоплива ЕВРО три экологических класса — К3, К4 и К5. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 013/2011 содержит четыре класса дизельного топлива, с К2 по К5.
Экологический класс указывается в конце условного обозначения топлива. В сопроводительных документах на продукцию класса К5 разрешено прописывать нулевое содержание серы.
Экологический класс | Массовая доля серы, мг/кг, не более |
---|---|
K2 | 500 |
K3 | 350 |
K4 | 50 |
K5 | 10 |
Из перечисленных позиций в РФ и государствах Таможенного союза к выпуску и обращению допущена только продукция класса К5. Исключения относятся к следующим ситуациям:
- экспортные поставки за пределы Таможенного союза;
- поставки по гособоронзаказу;
- хранение в Росрезерве;
- использование для собственных нужд на нефтяных промыслах и буровых платформах.
В отношении дизтоплива для быстроходных дизелей и газотурбинных двигателей наземной техники и судов, не предназначенного к реализации на автозаправках общего пользования, а также экспортных поставок наряду с приведенной выше экологической классификацией действует ГОСТ 305-2013.
Вид примеси | Массовая доля | |
---|---|---|
Сера | Подгруппа 1 | Не более 2000 мг/кг |
Подгруппа 2 | Не более 500 мг/кг | |
Меркаптановая сера | Не более 0.01% | |
Сероводород | Отсутствие |
Дизельное топливо подгруппы 1 используется только для поставок по гособоронзаказу или на экспорт.
Российская практика введения новых стандартов
Процесс перехода России на дизтопливо стандарта Евро-5, соответствующее по содержанию серы классу К5, начался еще в 2011 году. Тогда Ростехнадзор, Росстандарт и Федеральная антимонопольная служба подписали с производителями нефтепродуктов соглашение, по которому последние обязались выполнить указанную задачу к началу 2016 года.
Для претворения инициативы в жизнь потребовались многомиллиардные инвестиции на модернизацию существующих нефтеперерабатывающих заводов. Незадолго до конца 2015 года было решено отсрочить переход до июля следующего года из опасений, что не все предприятия успеют закончить работы в срок, и тогда на рынке возникнет нехватка топлива. Однако отстающих среди НПЗ оказалось не слишком много, большинство компаний справились с задачей вовремя, и с лета 2016 года стандарт Евро-5 был введен в действие.
Снижение содержания серы в дизельном топливе принесло ожидаемые результаты. По данным экологического мониторинга, загрязненность воздуха в Москве начала уменьшаться, хотя число автомобилей на улицах продолжило расти. Реализованная программа позволила существенно повлиять на чистоту атмосферы и в других крупных городах. Ориентиром в дальнейшей экологической стратегии теперь можно считать стандарт Евро-6+, по которому массовая доля серы будет снижена до совсем незначительной величины — 5 мг/кг.