Дизельное топливо. 
Топлива для газовых турбин

Дизельное топливо — это жидкое нефтяное топливо, представляющее собой смесь углеводородов, получаемое из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти, применяемое в дизельных двигателей внутреннего сгорания и для газотурбинных энергетических установок Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива:

• — цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя;
• — фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработавших газов двигателя;
• — вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыливание в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;
• — низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива;
• — степень чистоты, характеризующая надежность работы фильтров грубой и тонкой очистки и цилиндро-поршневой группы двигателя;
• — температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива в дизелях;
• — наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износ.

Дизельное топливо зимних и летних сортов, маркируют по сере и, кроме того, летние — по температуре вспышки, зимние — по температуре застывания. Обозначение марок дизтоплива начинается, как правило, с одной из трех букв: Л (летнее), 3 (зимнее) или, А (арктическое). Затем идет цифра 0.2, 0.4 или 0.5, обозначающая максимально допустимое содержание серы в процентах. Далее идет цифра, которая для летнего дизтоплива характеризует температуру вспышки в закрытом тигле, а для зимнего — температуру застывания. С целью исключения ошибок «минус» перед значением температуры пишется словом, а не знаком «-» .

В СССР, а впоследствии и в России в соответствии с ГОСТ 305–82 дизельное топливо делилось на следующие марки:

• — летнее — используется при температуре воздуха не ниже 0 °C и имеет в своем обозначении кол-во серы и температуру вспышки, например, Л-0,2−40;
• — зимнее — применяется при температурах не ниже -20°С и имеет в обозначении кол-во серы и температуру застывания, например, З-0,05 (-25°С);
• — арктическое — применяется до -50°С, имеет в обозначении кол-во серы и температуру застывания, например, А-0,05 (-50°С).

В настоящее время вышеуказанный стандарт СССР устарел, но старые обозначения солярки еще можно встретить в запросах потребителей.

В Европейском союзе с начала введения в 1993 г. стандарта EN 590 (первоначально Евро-1), дизельное топливо приобрело классификацию по температурно-климатическим зонам применения: Class A — F для температур от +5 до -20 °С, Class 0 — 4 для температур от -20 до -44 °С.

Производство дизельного топлива является сложным технологическим процессом. Качественную солярку могут производить лишь крупные нефтеперерабатывающие заводы, использующие самые передовые технологии. Только при полном контроле каждого технологического шага можно обеспечить требуемые характеристики дизельного топлива. Процесс производства состоит из трех основных этапов:

а)первичная переработка;

• б) вторичная переработка
• в) смешение всех компонентов топлива.
• а) Прежде чем попасть в топливный бак автомобиля, локомотива или теплохода, нефть проходит сложный процесс переработки. Она, представляя собой смесь многих углеводородов, от самых легких, типа эфиров, до гудрона и асфальтенов, способна при разделении на фракции дать все виды моторного топлива. Это и есть первая стадия нефтепереработки, в результате которой получается лучшее по многим показателям топливо. После чего для получения очищенной нефти из нее удаляются механические примеси. Очищенная таким образом нефть поступает в систему ректификационных колонн, предназначенных для ее перегонки. Ректификационные колонны — это именно та часть нефтеперерабатывающего комплекса, где нефть разделяется на различные фракции: бензин, керосин, дизель, мазут. Этот ключевой процесс называется ректификацией. В ректификационных колоннах нефть, нагретая до определенных температур, отдает только определенные, необходимые для получения данного продукта фракции. Так, для дизельного топлива этот диапазон при атмосферном давлении составляет от 180 до 360 °C, а секции оборудования, где ведется процесс, также называются атмосферными. Это самая легкая и недорогая часть производственной технологии, и проходит она быстро, но выход дизельного топлива здесь невелик и составляет максимум 22−25%.
• б) Отделенный от остальных фракций дизель подается в систему вторичной переработки. Где более тяжелые углеводородные фракции, требуют дальнейшей переработки крекинг-процессом.

В процессе вторичной переработки в дизельной фракции изменяется химический состав и содержание углеводородов. Это обеспечивает процесс крекинга (дословно с английского — расщепления). В ходе его длинномерные молекулы расщепляются и на выходе получаются компоненты, пригодные для сгорания в цилиндрах двигателя.

Видов крекинг-процесса несколько: термический, ведущийся без катализаторов, гидрокрекинг, в ходе которого нефтепродукты взаимодействуют с водородом, содержащимся в реакторе, а также каталитический, где в роли инициаторов и ускорителей процесса выступают некоторые металлы — железо, никель, а иногда и губчатая платина. Это нелегкий и весьма энергоемкий, но необходимый этап. В ходе его выход легких компонентов увеличивается до 70−80% объема исходного сырья.

Далее полуфабрикаты дизельного топлива очищаются от серы и других вредных примесей. С этой целью нефтепродукты подвергаются гидрокрекингу. Такая очистка позволяет обеспечить соответствие дизельного топлива экологическому классу. В ходе взаимодействия с водородом, обладающим высокой химической активностью при высокой температуре и давлении образуются сернистые и некоторые другие соединения, которые затем удаляются из реактора. Обессеривание стоит весьма недешево, и расходы на него нередко превышают половину общей стоимости выработки дизельного топлива, особенно если сырьем служат наиболее распространенные сегодня высокосернистые нефти. Заключительным этапом освобождения продукта от примесей служит щелочная очистка, проводящаяся при помощи раствора едкого натра. В ходе его удаляются органические кислоты и сернистые соединения.

в) Наконец, в качестве финального процесса изготовления дизтоплива, продукты крекинга и прямой переработки смешиваются в необходимых пропорциях — как правило, исходя из допустимого содержания серы, а потом отгружаются потребителю. На этом же этапе вводятся и всевозможные присадки. Дизельные присадки необходимы для улучшения потребительских свойств топлива, например, увеличения цетанового числа, повышения смазывающей способности, снижению коррозии и других. Антигелевые присадки позволяют использовать солярку в зимних условиях, предотвращая ее загустевание, образование и выпадение парафина.

Несмотря на кажущуюся простоту, компаундирование является весьма длительным и дорогостоящим процессом. Сложномодифицированные топлива, имеющие в своем составе десятки присадочных компонентов, требуют многократного проведения химических анализов в ходе процесса, строгого соблюдения параметров и режимов смешивания, которое иногда проводится при повышенных температурах и давлениях, требуя применения сложного и дорогостоящего оборудования. При необходимости получения высокой морозоустойчивости иногда может потребоваться также и депарафинизация.