ХИМИЯ НЕФТИ

Коррозионные свойства дизельного топлива

Чтобы в ничтожной степени воздействовать на разрушение деталей дизельного двигателя коррозионные свойства дизельных топлив должны быть минимальными. Причинами коррозионной агрессивности дизельных топлив является наличие в их составе:

• серосодержащих соединений;
• водорастворимых щелочей и кислот;
• кислот органического происхождения.

Сера в дизельном топливе

Содержание серы в дизельном топливе нормируется в зависимости от его назначения и экологического класса:

1. по ГОСТ 305—2013, для топлива для быстроходных газотурбинных и дизельных двигателей судовой и наземной техники, а также для поставки на экспорт:
• общая сера в дизельном топливе - не более 2000 мг/кг (0,2% масс.);
• меркаптановая сера в дизельном топливе - не более 2000 мг/кг (0,2% масс.);
2. по ГОСТ 32511—2013, для дизельных двигателей общего назначения (содержание серы в дизельном топливе Евро):
• Евро 3 (К3) - не более 350 мг/кг (0,035% масс.);
• Евро 4 (К4) - не более 50 мг/кг (0,005% масс.);
• Евро 5 (К5) - не более 10 мг/кг (0,001% масс.).

Для отпуска на автозаправках в России допущен только один класс дизельного топлива - К5, следовательно норма серы в дизельном топливе исполльзуемом в повседненвной жизни - 10 мг/кг (10 ppm).

На что влияет сера в дизельном топливе

Увеличение доли серы в дизельном топливе до 0,6% масс. приводит к повышенному на 15% (в среднем) износу поршневых колец и гильз цилиндров, а при массовой доле серы в дизельном топливе в 1% масс. процесс износа деталей поршневой группы ускоряется в 1,5 раза.

Из активных серосодержащих соединений:

• элементарная сера;
• меркаптановая сера;
• сероводород.

наиболее коррозионно-агрессивной является меркаптановая сера, при повышении массовой доли которой до 0,06% масс. коррозия материалов деталей форсунок и плунжерных пар усиливается вдвое.

Ответом на вопрос "Как уменьшить количество серы в дизельном топливе?" являются следующие варианты:

• Разбавлением дизельным топливом аналогичной марки с пониженным содержанием серы, потому что данный показатель подчиняется правилу аддитивности и зависит от доли компонента с заданной концетрацией.
• Гидрогенизацией на катализаторе в присутствии водорода - метод применяемый при производстве экологически чистых топлив (Евро дизель).

Определение серы в дизельном топливе

Присутствие серы в дизельном топливе в количестве способном оказать негативное коррозионное воздействие на детали двигателя определяется при помощи испытания на медной пластинке (ГОСТ 32329):

• анализируемый образец подогревается до 50 °С, температура поддерживается;
• зачищенная от налёта медная пластинка опускается в образец топлива;
• пластинка выдерживается в дизельном топливе в течении 3 часов;
• если поверхность не покроется пятнами коррози, то содержание серы в норме.

С учётом высокой коррозионной агрессивности и низкой химической стабильности меркаптанов, помимо качественной оценки (испытание на медной пластинке), концентрацию в дизельном топливе меркаптановой серы требуется определять еще и потенциометрическим титрованием по ГОСТ 17323. Аналогичным методом определяется содержание сероводородной серы.

Содержание общей серы определяется по ГОСТ ISO 20846 методом ультрафиолетовой флуоресценции, сущность которого в следующем:

• пробу дизельного топлива вводят в анализатор с ультрафиолетовым флуоресцентным детектором;
• проба впрыскивается камеру сгорания, температура в которой 1000— 1100 °С;
• в камере сера окисляется в среде кислородадо диоксида серы (S0₂);
• удаляется вода, получившаяся при сгорании пробы, а газообразные продукты сгорания пробы подвергаются воздействию ультрафиолетового излучения;
• S0₂ поглощая энергию от ультрафиолетового излучения, переходит в возбужденное состояние
• излучение от возбужденного S0₂ при возвращении его к исходному состоянию, регистрируется трубкой фотоэлектронного умножителя, и суммированный сигнал представляет из себя меру содержания серы в топливе.

Кислоты и щёлочи в дизельном топливе

• минеральные кислоты и щелочи идентифицируются по реакции водной вытяжки;
• наличие, растворяющихся в воде, кислот и щелочей в дизельных топливах является не допустимым.

Фактические смолы в дизельном топливе

• при сжигании топлив, в составе которых присутствуют непредельные углеводороды, в результате окисления в цилиндре двигателя получаются смолистые вещества;
• смолистые вещества приводят к образованию нагара;
• доля фактических смол должна быть менее 40 мг на 100 мл топлива.

Кислотность дизельных топлив

• кислотность согласно ГОСТ 305—2013 должна быть не более 5 мг КОН требуемого, чтобы нейтрализовать 100 см³ топлива.
• не допустимо наличие минеральных (водорастворимых) щелочей и кислот, которые могут сохраниться в топливе при неудовлетворительной промывке и отстаивания топлива после проведения его очистки.