Содержание серы в дизельном топливе: ГОСТ, влияние на двигатель и топливо

Дизельное топливо получают путем переработки нефти, поэтому одним из его компонентов остаются сернистые соединения. Хотя чистой серы в составе горючего нет, ее производные все же присутствуют в достаточно большом количестве (до 7 %). Чтобы удалить часть сернистых веществ и повысить экологичность дизтоплива, применяют различные виды очистки — гидрокрекинг и щелочную обработку едким натром.

Причинами ограничения содержания серы в топливе являются:

1. коррозийное воздействие на элементы поршневой;
2. появление нагара и отложений;
3. преждевременный износ топливной и выхлопной системы;
4. дымность выхлопа;
5. выброс сернистых соединений и других вредных веществ в атмосферу;
6. несоответствие стандартам, что ограничивает применение автомобилей.

Чтобы продлить сроки эксплуатации дизелей и избежать загрязнения окружающей среды, приняты ограничения на содержание серы в дизельном топливе.

Действующие стандарты жестко регламентируют фракционный состав горючего, в том числе и сернистых соединений. Однако определенный процент таких веществ все же остается, несмотря на очистку и обработку исходного сырья. Полностью удалять сульфиды и другие сернистые элементы очень дорого и нерентабельно.

Присутствие таких сернистых веществ при взаимодействии с парами воды приводит к образованию сернистой и серной кислоты. В результате появляется коррозия металлических деталей поршневой группы, топливной и выхлопной системы. Образование отложений ухудшает отвод тепла, снижает компрессию, ограничивает подвижность колец.

Влияние серы на свойства топлива ограничивает и технические характеристики самих дизельных двигателей, а именно:

• снижается мощность;
• повышается расход топлива;
• ухудшаются мощностные и разгонные характеристики.

Из-за высокого содержания серы в судовом топливе или горючем для других дизелей изменяется сам процесс сгорания смеси. В результате возможна потеря мощности, снижение экономичности и ухудшение динамики дизеля.

Нужно учитывать, что низкое содержание серы тоже не очень хорошо для дизеля. При уменьшении сернистых соединений ниже 0,035 % ухудшаются смазывающие свойства горючего. В результате появляется преждевременный износ и сокращаются сроки эксплуатации топливной системы. Чтобы устранить эту проблему, используют специальные присадки.

Стандарты экологичности дизтоплива

Определенного баланса между содержанием серных веществ и экологичностью горючего удалось добиться с появлением соответствующих стандартов (Евро 0-6). Эти нормы регламентируют выброс вредных элементов и технические характеристики дизтоплива. Последние принятые варианты — Евро 5 и 6 (2009 и 2015 г. соответственно), согласно которым вредные выбросы не должны превышать следующих значений:

1. оксид углерода — 0,5;
2. оксид азота — 0,18 — 0,08;
3. взвешенные частицы — 0,005.

Совсем не допускается присутствие углеводорода и летучих органических веществ.

Технические характеристики дизтоплива

Легковые машины, грузовики, автобусную и специальную технику заправляют горючим в соответствии с климатическими условиями. Есть летнее, зимнее и арктическое топливо. По температуре применения горючее разделяют на сорта (A-F) и классы (0-4). Такое топливо отличается следующими показателями:

• цетановое число 45–51;
• содержание серы в дизельном топливе Евро 5 и 6 — не более 10 мг;
• температура фильтрации — до -55 °С;
• плотность в пределах 0,830-0,860 г/см³.

Согласно российского ГОСТ содержание серы в дизельном топливе тоже не должно превышать 10 мг.

Звоните по номеру +7 (812) 426-10-10. С нами удобно, доставка 24/7

Нефтехимия — Области применения аналитических приборов

Определение серы в нефти и нефтепродуктах

Энергодисперсионный анализатор серы в нефтепродуктах АСЭ-2 и Волнодисперсионный анализатор серы в нефтепродуктах АСВ-2

Важной аналитической задачей, связанной, в первую очередь, с экологией и охраной окружающей среды, является контроль содержания серы в нефти и нефтепродуктах. Широкое применение различных видов топлива на основе нефти (бензин, керосин, мазут и т.д.) на автомобильном, судовом и авиационном транспорте, для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях приводит к загрязнению атмосферы продуктами горения, в первую очередь сернистым газом, что ведет к кислотным дождям, нарушающим плодородие почвы, и непосредственно угрожает здоровью людей.

В связи с этим существующие стандарты всех стран жестко регламентируют содержание серы в нефти и топливе на ее основе.

Если ранее содержание серы в топливе на уровне 100 – 150 мг/кг (0.01 — 0.015 %) считалось вполне приемлемым, то вновь разрабатываемые стандарты ведущих стран предусматривают снижение ПДК серы в бензине и дизельном топливе до 30 — 10 мг/кг и менее.

Рентгенофлуоресцентный метод анализа является арбитражным при определении массовой доли серы в нефти и различных нефтепродуктах, в частности позволят выполнять анализ дизельного топлива, керосина и автомобильного топлива всех классов.

При определении массовой доли общей серы в нефти, мазуте, автомобильном бензине (класс К2), дизельном топливе (класс К2 и К3), а также реактивном и судовом топливах, авиационном бензине арбитражным является метод по ГОСТ Р 51947-2002 (ASTM D 4294) «Нефть и нефтепродукты. Определение серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии», устанавливающий диапазон количественного измерения массовой доли серы 150 мг/кг – 50*10³мг/кг.

Наряду с Российским ГОСТ Р 51947-2002 является актуальным ГОСТ Р ЕН ИСО 20847-2010, устанавливающий метод определения содержания серы в диапазоне от 30 до 500 мг/кг в автомобильных бензинах классов К2, К3, К4, в том числе содержащих до 2,7% масс. кислорода, и в дизельных топливах, в том числе содержащих до 5% об. метиловых эфиров жирных кислот (FAME), с помощью рентгенофлуоресцентной спектрометрии с дисперсией по энергии. Согласно техническому регламенту таможенного союза 013/2011 от 18.11.11 г. и в соответствии СТБ 2141-2010 ГОСТ Р ЕН ИСО 20847-2010 может быть применен при определении массовой доли серы в дизельном топливе классов К2, К3, К4.

При определении массовой доли серы в автомобильном бензине классов К3, К4, К5, дизельном топливе классов К4 и К5 арбитражным является метод, устанавливаемый по ГОСТ Р 52660-2006 (EN ISO 20884:2004) «Топлива автомобильные. Метод определения содержания серы рентгенофлуоресцентной спектроскопией с дисперсией по длине волны» и его изменение №1 от 01.07.15 диапазон количественного измерения массовой доли серы 5мг/кг — 500мг/кг. Дополнительно к указанному методу контроля при анализе сырой нефти, дизельного и реактивного топлива, керосина, базового смазочного масла и метанольных топлив М-85 и М-100 может быть применен метод по ГОСТ Р 53203-2008 (ASTM D 2622), устанавливающий диапазон количественного измерения массовой доли серы примерно от 3мг/кг до 53*10³мг/кг.

ГОСТ Р ЕН ИСО 14596-2008 распространяется на жидкие нефтепродукты, присадки к нефтепродуктам, полутвердые и твердые нефтепродукты, которые разжижаются при умеренном нагревании или растворяются в органических растворителях с незначительным или точно известным содержанием серы, и устанавливает метод определения содержания серы в диапазоне от 0,001% масс, до 2,50% масс. Этот стандарт в частности может быть применен при анализе топлива реактивных двигателей согласно техническому регламенту таможенного союза 013/2011 от 18.11.11 г.

Указанные в настоящем разделе стандартные методы позволяют выполнять измерение массовой доли серы без подготовки пробы, т.е. образец нефтепродукта, залитый в специальную кювету, анализируется прямо, как есть.

Таким образом, потенциальный Заказчик сможет подобрать в линейке рентгенофлуоресцентных анализаторов серы НПП «Буревестник» подходящий прибор, способный легитимно решать аналитическую задачу – измерение массовой доли серы в нефтепродуктах в соответствии с существующими в России и за рубежом нормативными документами.

Универсальный рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный спектрометр БРА-135F

Одной из важных аналитических задач нефтехимии является контроль содержания серы в нефти и нефтепродуктах. Это связано, в первую очередь, с экологией и охраной окружающей среды. Широкое применение различных видов топлива на основе нефти, годовая добыча которой составляет в настоящее время более 4 миллиардов тон, (бензин, керосин, мазут и т. д.) на автомобильном, судовом и авиационном транспорте, для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях приводит к загрязнению атмосферы сернистым газом. Это ведет к кислотным дождям, нарушающим плодородие почвы, и непосредственно угрожает здоровью людей.

По содержанию серы стандартом нефть разделяется на 4 класса, характеристики которых приведены в таблице.

Учитывая, что содержание серы в лучших сортах нефти составляет 0.5%, в нефти сорта Urals – около 1.3%, а в нефти Татарстана доходит до 2 – 4%, на нефтеперегонных и крекинг заводах необходимо проводить и контролировать процесс удаления серы. Дальнейшее удаление серы выполняется при производстве конкретных видов топлива. Особенно важно удаление серы в автомобильном топливе (бензине и дизельном топливе), сера, содержащаяся в котором, ведет к коррозии двигателей, снижая срок службы машин, и отравляет воздух городов.

В связи с этим существующие стандарты всех стран жестко регламентируют содержание серы в нефти и топливе на ее основе.

Рентгенофлуоресцентный метод является арбитражным при определении массовой доли серы в нефти и различных нефтепродуктах, в частности позволят выполнять анализ дизельного топлива, керосина и автомобильного топлива всех классов. Метод является экспрессным и не требует какой-либо подготовки проб к анализу.

Существующие стандарты предусматривают использование как энергодисперсионного, так и волнодисперсионного РФА. В стандартах, использующих энергодисперсионный РФА, предусмотрено использование детекторов с разрешением £ 0.8 кэВ на линии Mn Ka (т.е. пропорциональных счетчиков и ППД), однако какие-либо данные о применении ППД для определения серы в нефтепродуктах отсутствуют. Можно ожидать, что использование ППД позволит еще больше снизить предел обнаружения.

Тенденция такова, что с каждым годом требования к пределу определения серы постоянно возрастают: от 150 мг/кг в 2002 г., до 30 мг/кг в 2010 г. и от 10 мг/кг в 2002 г., до 5 мг/кг в 2012 г.

Под пределом определения подразумевается концентрация, равная погрешности межлабораторной воспроизводимости при P=0.95 (при в 1.3 – 2 раза меньшей повторяемости).

При определении массовой доли серы в автомобильном бензине классов К3, К4, К5, дизельном топливе классов К4 и К5 арбитражным является метод, установленный ГОСТ ISO 20884-2012.

Определение хлористых солей в нефти

Универсальный рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный спектрометр БРА-135F

Требования к содержанию хлористых солей определены в стандарте [ГОСТ 21534-76]. Нефть подразделяется на три группы, каждой из которых определен предел по содержанию хлористых солей. Для первой, второй и третьей групп эти значения составляют 100, 300 и 900 мг/дм³ соответственно. Для выполнения РФА хлористые соли сначала извлекаются из нефти водой. Вытяжка помещается в кювету спектрометра и анализируется. Ввиду наложения линии Rh Ka на аналитическую линию хлора для снижения предела обнаружения хлора следует использовать рентгеновскую трубку с палладиевым или серебряным анодом.

Определение хлора и брома в нефти и жидких нефтепродуктах.

Универсальный рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный спектрометр БРА-135F

Волнодисперсионный РФА используется для определения малых содержаний Cl и Br, химически связных с углеводородами нефти. Диапазоны контролируемых содержаний этих элементов – от 0.0005 до 0.1 % для Cl и от 0.001 до 0.1% для Br. Эти же содержания могут быть измерены энергодисперсионным прибором.

Определение металлов в нефти и нефтепродуктах.

Универсальный рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный спектрометр БРА-135F

Микроэлементный состав нефти – важная характеристика этого вида сырья. Во-первых, он несет в себе геолого-геохимическую информацию, указывая, в частности, на возраст нефти, пути и направления ее миграции и скопления. Различия в содержаниях микроэлементов (МЭ) в нефти можно использовать для идентификации нефтяных пластов и рекомендаций по использованию скважин. Во-вторых, в ближайшем будущем ввиду наблюдающейся тенденции обеднения рудных месторождений нефть может стать сырьем для получения ванадия, никеля и ряда других металлов. В-третьих, МЭ, содержащиеся в нефти, в первую очередь V, могут оказывать значительное влияние на технологические процессы переработки нефти, вызывая отравление катализаторов. Применение нефтепродуктов, содержащих металлы, в качестве топлива приводит к выбросу в атмосферу их соединений, обладающих токсическим действием. Использование в качестве смазочных масел вызывает коррозию активных элементов двигателей. Вышеперечисленных обстоятельств показывает необходимость изучения микроэлементного состава нефти в интересах целого ряда отраслей народного хозяйства.

Содержания наиболее распространенных элементов в нефтях – V и Ni сильно варьируют от долей г/т до 6 кг/т для V и до 350 г/т для Ni. Средние содержания этих элементов в нефтях России – порядка десятков г/т.

Определение этих элементов выполняется методом РФА с волновой дисперсией. Ориентировочный расчет показывает, что прибор БРА-135 позволит определять ванадий и никель в нефтях и топливе с требуемой точностью и пределом обнаружения порядка нескольких г/т.

РФА как с волнодисперсионный, так и энергодисперсионный, используется для контроля содержания до 29 химических элементов в катализаторах жидкостного крекинга [ASTM D7085-04(2010)e1. Стандартное руководство по определению химических элементов в катализаторах каталитического крекинга с помощью рентгенофлуоресцентной спектрометрии]. При необходимости, в число определяемых элементов могут быть введены дополнительные элементы. Требуется анализ как свежих катализаторов, так и работающих и уже отработанных на обнаружения продуктов износа. Независимо от типа РФА, стандарт предусматривает анализ как прессованных, так и сплавленных с боратным плавнем образцов.

Контроль состава керамических катализаторов дожигания

Универсальный рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный спектрометр БРА-135F

Для контроля состава керамических катализаторов дожигания, используемых для снижения токсичности автомобильного выхлопа, так же целесообразно использовать энергодисперсионный РФА. В состав таких катализаторов входит керамика на основе окислов нескольких элементов (Al, Si, Ti, Ca, Mn) с содержанием от 1 — 3 до десятков % каждого и 0.05 — 0.15 % платинового металла (обычно Pt или Pd). Анализируется как исходная керамика, так и отработанные катализаторы, используемые для регенерации благородных металлов.

Определение Pb, Mn и Fe в автомобильном бензине.

Универсальный рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный спектрометр БРА-135F

Согласно постановлению Правительства РФ от 27 февраля 2008 г. N 118 об утверждении технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» не допускается наличие этих металлов в автомобильном бензине. Определение малых содержаний свинца (от 0.0026 г/дм³) выполняется методом волнодисперсионного РФА с использованием внутреннего стандарта (Bi) или, если в спектрометре установлена трубка с вольфрамовым анодом, методом стандарта-фона (по отношению интенсивности линии Pb La1 к интенсивности некогерентно рассеянной линии W La). В настоящее время содержания всех этих элементов обычно контролируются более чувствительным, но менее удобным и более трудоемким атомно-абсорбционным анализом. Очевидно, экспресс контроль автомобильных бензинов на все эти элементы можно осуществить также с помощью БРА-135.

Определение Al, Si, Ca, Fe, V, Ni в судовом топливе.

Универсальный рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный спектрометр БРА-135F

Зола, образовавшаяся после сжигания топлива, содержит твердые частицы окислов элементов (Al, Si, Ca, Fe, V, Ni), которые могут привести к повреждению деталей судового дизеля (головок поршней, выхлопных клапанов, поверхности лопастей турбокомпрессора наддува, перегородок поверхности трубок перегревателя и подогревателя бойлеров). Контроль массовой доли содержания этих элементов в судовом топливе предусмотрен техническими условиями [ГОСТ Р 54299-2010. Топлива судовые. Технические условия]. Этот контроль может быть осуществлен на спектрометре БРА-135. V и Ni, содержащиеся в судовом топливе в растворе в виде органических соединений, могут быть определены непосредственно в пробе, помещенной в кювету прибора. Для определения соединений остальных элементов, присутствующих в мелкодисперсном виде, требуется предварительное фильтрование навески пробы через мембрану ВЛАДИПОР с диаметром пор на уровне долей микрона. Для улучшения фильтрации навеска пробы разбавляется углеводородным растворителем. Фильтр высушивается и анализируется.

Анализ присадок к смазочным маслам.

Универсальный рентгенофлуоресцентный энергодисперсионный спектрометр БРА-135F

В состав присадок могут входить Zn, P, Ca, S, Mg, Ba, Sr, Mo. Эти элементы находятся в смазках в сравнительно высоких концентрациях, что позволяет их определять рентгенофлуоресцентным методом без пробоподготовки. Контроль элементного состава в неиспользованных смазочных маслах может производиться, как на стадии изготовления смазки для контроля соблюдения рецептуры, так и на приемных испытаниях. 

Определение минерального состава вмещающих горных пород

Многофункциональные рентгеновские дифрактометры ДРОН-7, ДРОН-7М и ДРОН-8

Дифрактометры ДРОН-7,  ДРОН-7М  и ДРОН-8 применяются для контроля фазового состава и структурного состояния сырья и продуктов органического и неорганического синтеза в технологическом процессе. Широкое применение дифрактометры нашли в катализе и электрохимической промышленности. 

Дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы влияет на смазку — Новости о расширении и сельскохозяйственных исследованиях

Дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы влияет на смазку
Большая часть дизельного топлива, продаваемого в розничных точках США, представляет собой дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы, которое имеет другие смазывающие свойства, чем дизельное топливо, доступное ранее.
https://www.ag.ndsu.edu/news/newsreleases/2007/march-8-2007/ultra-low-sulfur-diesel-fuel-affects-lubrication
https://www.ag.ndsu.edu/news/logo.png

|
Поделиться

Большая часть дизельного топлива, продаваемого в магазинах розничной торговли в США, представляет собой дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы, смазывающие свойства которого отличаются от ранее доступного дизельного топлива.

С 15 октября 2006 г. большая часть дизельного топлива, продаваемого в розничных магазинах США, представляет собой дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы (ULSD), смазывающие свойства которого отличаются от ранее доступного дизельного топлива.

«Дизельное топливо ULSD значительно снижает уровень содержания серы», — говорит Джон Новацки, специалист по системам сельскохозяйственных машин Службы распространения знаний Университета штата Северная Дакота. «Причина снижения содержания серы заключается в том, чтобы разрешить применение новых технологий контроля выбросов двигателей. Это значительно снизит выбросы закиси азота и твердых частиц в атмосферу. Однако процесс, используемый для снижения содержания серы в дизельном топливе, также снижает смазывающие свойства топлива, что приводит к повышенному износу различных частей системы впрыска топлива двигателя».

Правительственные постановления, регулирующие содержание серы в дизельном топливе, предписывают использовать дизельное топливо ULSD только для использования на шоссе.

«Однако большая часть дизельного топлива, доступного для использования в сельском хозяйстве в 2007 году и позже, также будет дизельным топливом со сверхнизким содержанием серы», — говорит Новацки. «Фермеры должны знать содержание серы в топливе, которое они используют. Дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы содержит 15 частей на миллион серы».

Розничные продавцы дизельного топлива обязаны документировать содержание серы в продаваемом ими топливе. Розничные продавцы также будут знать тип и количество смазочных добавок в топливе, которое они продают, поэтому фермеры могут запросить у своего поставщика содержание серы и присадки в топливе, доставляемом в их резервуары для хранения.

Производители дизельного топлива осознают проблемы, связанные с более низкими смазочными характеристиками ULSD, поэтому они включают смазочные присадки в розничное дизельное топливо. Некоторые поставщики смешивают биодизельное топливо, обладающее превосходными смазывающими свойствами, с нефтяным дизельным топливом.

«Чтобы управлять изменением смазочных качеств дизельного топлива, Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM) приняло спецификацию смазки, определенную в ASTM D975 для всех видов дизельного топлива», — говорит Новацки. «АСТМ D9Стандарты 75 определяют минимальные смазывающие характеристики дизельного топлива № 1 и № 2, но конкретно не касаются смесей нефтяного дизельного топлива с биодизельным топливом. Кроме того, дизельное топливо № 1, обычно доступное зимой в северных частях США, обычно имеет меньшую смазывающую способность, чем дизельное топливо № 2 с более высокой вязкостью».

Стандарты смазывающей способности ASTM D975 устанавливают максимальную степень износа материалов при испытаниях с определенным топливом или топливной смесью. Испытательное устройство называется высокочастотным возвратно-поступательным испытательным стендом (HFRR). Результаты испытаний дизельного топлива № 1 и № 2 не могут превышать 460 микрон при испытаниях в HFRR. Более низкий показатель износа указывает на лучшую смазывающую способность. Биодизель был испытан в различных концентрациях с дизельным топливом № 1 и № 2. Результаты показывают, что 1-процентной смеси биодизеля с дизельным топливом № 2 достаточно для снижения микронного показателя HFRR ниже требуемого стандарта 460 микрон. Однако в дизельном топливе № 1 требуется 2-процентная смесь биодизеля, чтобы снизить микронный показатель HFRR до 460 микрон.

Национальный совет по биодизелю заявляет, что «даже смеси биодизеля с низким содержанием биодизеля очень эффективны для повышения смазывающей способности дизельного топлива. Типичная смесь, используемая для повышения смазывающей способности, представляет собой 2-процентное биодизельное топливо, смешанное с 98-процентным дизельным топливом». Другие смазочные присадки к дизельному топливу легко доступны, но они дороги, если их добавлять в количествах, рекомендованных производителями.

Биодизель и смеси биодизеля становятся все более доступными в США. Чтобы получить актуальную информацию о том, где они доступны, посетите веб-сайт Национального совета по биодизелю по адресу http://www.biodisel.org/. Нажмите «Руководство по покупке биодизеля». Под заголовком «Найти дистрибьюторов в США» нажмите «Нажмите здесь, чтобы открыть национальную карту дистрибьюторов биодизеля». Затем нажмите на конкретный штат на карте. Убедитесь, что вы покупаете биодизель, а не сырое, необработанное растительное масло. Попросите дистрибьютора предоставить сертификат соответствия биодизеля ASTM D9.75 норм.

Сельскохозяйственная связь NDSU

Источник:	Джон Новацки, (701) 231-8213, john. [email protected]
Редактор:	Рич Маттерн, (701) 231-6136, [email protected]

Не стесняйтесь использовать и делиться этим контентом, но, пожалуйста, делайте это в соответствии с условиями нашей лицензии Creative Commons и нашими Правилами использования. Спасибо.

Стандарт проверки содержания серы в минеральном масле

Стандарты АСИ

Стандарт проверки содержания серы в дизельном топливе — низкая концентрация

Сера в дизельном топливе

Сера в дизельном топливе производится и сертифицируется гравиметрически в соответствии с системой менеджмента качества ISO 9001. Когда применимо, стандарты прослеживаются до сертифицированных NIST эталонных материалов.

Для тестирования EPA Tier III мы рекомендуем 5, 7 или 15 мг/кг.