Combustible diesel
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 26 de diciembre de 2020; las comprobaciones requieren 33 ediciones .El combustible diésel es un producto líquido utilizado como combustible en un motor diésel de combustión interna . Por lo general, este término se entiende como combustible obtenido a partir de queroseno - fracciones de gasóleo de la destilación directa del petróleo .
De ahí proviene el nombre "aceite solar" . Solaröl [1] - "aceite solar": ya en 1857, este era el nombre de la fracción más pesada formada durante la destilación del petróleo. La fracción se llama así en relación con el color amarillento. La industria soviética de refinación de petróleo produjo el producto " Solar oil GOST 1666-42 y GOST 1666-51 ".
Aplicación
Los principales consumidores de combustible diésel son el transporte ferroviario ( locomotoras diésel , automotores , trenes diésel ), camiones , autobuses , transporte acuático , equipo militar , generadores diésel, maquinaria agrícola , así como vehículos diésel de pasajeros. Además de los motores diesel, el combustible diesel residual (aceite solar) se usa a menudo como combustible para calderas , para impregnar cuero, en fluidos de corte y fluidos de enfriamiento, y en el tratamiento mecánico y térmico de metales.
Las principales características del combustible
Hay destilados de baja viscosidad, para motores de alta velocidad y de alta viscosidad, residuales, para motores de baja velocidad (tractores, barcos, estacionarios, etc.). El destilado consiste en fracciones de queroseno-gasóleo hidrotratado de destilación directa y hasta 1/5 de gasóleos de craqueo catalítico y de coquización . El combustible viscoso para motores de baja velocidad es una mezcla de aceites combustibles con fracciones de aceite de queroseno y gas. El poder calorífico del combustible diesel es en promedio 42624 kJ/l (10180 kcal/l).
En general, el combustible diésel utilizado para motores diésel debe cumplir con los requisitos establecidos en la norma interestatal GOST 32511-2013 [≡] (EN 590:2009) y de uso obligatorio a partir del 1 de enero de 2015.
El combustible diésel utilizado para motores de turbina de gas y diésel de alta velocidad de equipos terrestres y marinos, así como destinado a la exportación, debe cumplir con los requisitos establecidos en la norma interestatal GOST 305-2013 “Combustible diésel. Especificaciones " [≡] (introducido para reemplazar GOST 305-82 [≡] ) y de uso obligatorio a partir del 1 de enero de 2015.
Combustible diésel con un contenido de azufre de 2000 mg/kg según GOST 305-2013 “Combustible diésel. Especificaciones” a partir de la fecha de introducción el 01.01.2015 no se permite vender a través de estaciones de servicio públicas (Sección 1 “Alcance”).
El muestreo de combustible diesel para evaluar su calidad se lleva a cabo de acuerdo con GOST 2517-2012 "Petróleo y productos derivados del petróleo" [≡] .
Viscosidad y contenido de agua
Hay el llamado combustible diesel de invierno y verano. La principal diferencia está en la temperatura límite de filtrabilidad (ASTM D6371, GOST 22254-92) y los puntos de turbidez y fluidez (ASTM D97, ASTM D2500, GOST 20287-91) especificados en las normas para este combustible. La producción de combustible de invierno es más cara, pero sin precalentamiento es imposible utilizar combustible de verano, por ejemplo a -10 °C. Otro problema es el alto contenido de agua en el combustible diesel. El agua se exfolia durante el almacenamiento del gasóleo y se acumula en el fondo, ya que la densidad del gasóleo es inferior a 1 kg/l. Un tapón de agua en la línea bloquea completamente el funcionamiento del motor. Requisitos de la norma interestatal GOST 305-2013 “Combustible diésel. Las especificaciones” regulan la viscosidad cinemática a 20 °C para las variedades de verano entre 3,0 ÷ 6,0 cSt , para las variedades de invierno 1,8 ÷ 5,0 cSt, para las variedades árticas 1,5 ÷ 4,0 cSt. Esta norma también requiere la ausencia de agua en todos los grados de combustible.
Inflamabilidad
El principal indicador del combustible diesel es el número de cetano (L-45). El número de cetano caracteriza la capacidad del combustible para encenderse en la cámara de combustión y es igual al contenido volumétrico de cetano en una mezcla con α-metilnaftaleno, que, en condiciones estándar de la norma ASTM D613, tiene la misma inflamabilidad en comparación con el combustible estudiado. El punto de inflamación , determinado según la norma ASTM D93, para el combustible diésel debe ser de al menos 55 °C según GOST 32511-2013 [2] . La temperatura de destilación , determinada según la norma ASTM D86, para el gasóleo no debe ser inferior a 200 ni superior a 350 °C.
Contenido de azufre
Recientemente, como parte de la lucha por el medio ambiente, el contenido de azufre en el combustible diesel no ha sido estrictamente regulado en Rusia. El azufre aquí se refiere al contenido de compuestos de azufre: mercaptanos (R-SH), sulfuros (RSR), disulfuros (RSSR), tiofenos, tiofanes, etc., y no azufre elemental como tal; R es un radical hidrocarburo. El contenido de azufre en el petróleo oscila entre el 0,15 % (petróleos ligeros de Siberia), el 1,5 % ( petróleo de los Urales ) y el 5-7 % (petróleos bituminosos pesados); contenido permisible en algunos combustibles residuales es de hasta el 3%, en combustible marino - hasta el 1%, y de acuerdo con los últimos estándares en Europa y el Estado de California , el contenido de azufre permisible en el combustible diesel no es más del 0,001% (10 ppm). La reducción del contenido de azufre en el combustible diesel, por regla general, conduce a una disminución de sus propiedades lubricantes, por lo tanto, para el combustible diesel con un contenido de azufre ultrabajo, la presencia de aditivos lubricantes es un requisito previo.
Número de serie según el sistema de la ONU: 1202, clase - 3.
Propiedades físicas
En Rusia, GOST 305-82* está regulado:
Combustible diesel de verano: Densidad: no más de 860 kg/m³. Punto de inflamación: 62 °C. Punto de fluidez: -5 °C. Se obtiene mezclando fracciones de hidrocarburos de primera destilación, hidrotratados y reciclados con un punto de ebullición de 180-360 °C. Un aumento en la temperatura de finalización de la ebullición conduce a un aumento de la coquización de los inyectores y del humo. El combustible diesel es ligeramente soluble en agua y no reacciona con ella. No agresivo con los metales. Tóxico.
Combustible diesel de invierno: Densidad: no más de 840 kg/m³. Punto de inflamación: 40°C. Punto de fluidez: -35 °C. Se obtiene mezclando fracciones de hidrocarburos de primera destilación, hidrotratados y reciclados con un punto de ebullición de 180–340 °C. Además, el combustible diesel de invierno se obtiene del combustible diesel de verano mediante la adición de un depresor del punto de fluidez, que reduce el punto de fluidez del combustible, pero cambia ligeramente la temperatura límite de filtrabilidad. De forma artesanal, se añade al gasóleo de verano hasta un 20% de queroseno TS-1 o KO , mientras que las propiedades de rendimiento prácticamente no varían. Un método que requiere más tiempo es congelar el combustible de verano a temperaturas bajo cero. En este caso, la fracción líquida se usa como combustible de invierno y el precipitado se usa en el período de verano (cálido).
Combustible diesel ártico: Densidad: no más de 830 kg/m³. Punto de inflamación: 35 °C. Punto de fluidez : -55 °C [3] . Se obtiene mezclando fracciones de hidrocarburos de primera destilación, hidrotratados y reciclados con un punto de ebullición de 180–320 °C. El rango de ebullición del combustible ártico corresponde aproximadamente al rango de ebullición de las fracciones de queroseno, por lo que este combustible es esencialmente queroseno ponderado . Sin embargo, el queroseno puro tiene un índice de cetano bajo de 35-40 y propiedades lubricantes insuficientes (fuerte desgaste de la bomba de inyección ). Para superar estos problemas , se agregan mejoradores de cetano y aceite de motor mineral a los combustibles del Ártico para mejorar la lubricidad. Una forma más costosa de producir combustible diesel ártico es desparafinando el combustible diesel de verano.
Composición fraccionaria
La composición fraccionaria del combustible diesel se determina calentando 100 ml de combustible en un dispositivo especial (GOST 2177-82). Los vapores se enfrían, el condensado resultante se fija en un cilindro de medición. En el proceso de destilación, los puntos clave son los puntos de ebullición al 50% y al 96%. El punto de ebullición del 50% caracteriza las propiedades iniciales del combustible, el 96%: la tendencia a la formación de carbono y la combustión completa.
Si hay muchos hidrocarburos livianos en el combustible diesel, entonces el proceso de combustión se interrumpe (la presión aumenta bruscamente por grado del ángulo del cigüeñal). El combustible pesado de alto punto de ebullición, cuando se atomiza, forma gotas más grandes, la calidad de la mezcla combustible se deteriora y aumenta el consumo de combustible. Con una ponderación significativa del combustible, la coquización de las boquillas de los inyectores aumenta significativamente, aumenta la cantidad de depósitos de carbón en la zona del grupo cilindro-pistón.
Cuando se operan motores en invierno, se usa combustible que hierve en el rango de 140 - 340 C, y en verano, en el rango de 170 - 360 C. Tal composición fraccionada de combustible diesel , con un sistema de potencia ajustado adecuadamente, asegura la combustión completa del combustible y el funcionamiento suave de los modernos motores diesel de alta velocidad.
Seguridad
El combustible diesel es una sustancia venenosa [4] . En altas concentraciones, el combustible diesel tiene un efecto narcótico y generalmente venenoso, penetra a través de la piel intacta . Causa envenenamiento por inhalación de vapores y polvo.
El MPC recomendado en el área de trabajo es de 300 mg/m³ (en términos de carbono ) [5] .
De acuerdo con GOST 12.1.007-76, el combustible diesel es una sustancia tóxica de bajo riesgo en términos del grado de impacto en el cuerpo humano, la cuarta clase de riesgo [6] .
Diferencias entre combustible diesel y combustible diesel
El combustible diesel es una mezcla de hidrocarburos parafínicos, nafténicos y aromáticos, así como sus derivados, que tienen un peso molecular promedio de 120-230 uma . e. m. Los componentes tienden a evaporarse cuando se calientan a una temperatura de 170-380 ° C. Luego, el combustible diesel pasa por un proceso de purificación, después de lo cual se le agregan ciertos aditivos. El producto final obtiene un índice de viscosidad de alrededor de 2-4,5 mm²/s. El aceite solar es aceite solar, siendo un producto de la destilación directa del petróleo.
El combustible diesel solo se puede usar como combustible para ciertos tipos de motores diesel. Dicho combustible tiene un índice de viscosidad de 5-9 mm² / s. El punto de ebullición es de unos 240-400°C. Este tipo de combustible es adecuado para su uso en motores diesel de baja velocidad que se instalan en locomotoras diesel , barcos y tractores . El combustible diesel es rico en hidrocarburos, tiene un punto de ebullición más bajo y una viscosidad mucho más baja. El combustible diesel es más viscoso, el punto de ebullición de este producto también es más alto. La presencia de azufre en el combustible diésel es obligatoria cuando se utilizan motores diésel con bombas de émbolo mecánicas. El combustible diésel sin azufre aumenta el desgaste del par de émbolos.
Alternativas al gasóleo convencional
Biodiésel
El biodiesel es una mezcla de ésteres metílicos de ácidos grasos , similar en propiedades físicas y químicas a la fracción diesel del petróleo. El biodiésel tiene un número de cetano de al menos 51 (en comparación con el diésel convencional de 42-45), un punto de inflamación de más de 150 °C y buena lubricidad. La principal desventaja es la vida útil limitada después de la fabricación: no más de 3 meses debido a la descomposición bacteriana. Al mismo tiempo, esta propiedad es una de las principales ventajas: en caso de fuga de combustible biodiesel, es completamente biodegradable sin dañar el medio ambiente.
Se obtiene por la reacción de interesterificación de los ácidos grasos contenidos en los aceites vegetales (colza, soja, palma) y alcohol metílico en una proporción de 10:1 en presencia de metóxido de sodio como catalizador. La reacción se produce en el proceso de mezclar aceite y alcohol en un recipiente con agitador a una temperatura normal de 20-25 °C. El subproducto es glicerol , que se separa más en la columna de lavado con agua.
Combustible diesel emulsionado
Una alternativa al combustible diésel convencional es agregar un 20 % de agua y un 1 % de emulsionante al combustible diésel convencional . La mezcla se puede utilizar en motores diesel convencionales sin su alteración. El color de la mezcla es blanco turbio. La vida útil después de la preparación es de unos tres meses. La tecnología se aplica en Alemania . No se ha estudiado la posibilidad de añadir agua y emulsionante al biodiésel.
Los emulsionantes son sustancias que permiten la creación de emulsiones a partir de líquidos inmiscibles. La acción de los emulsionantes se basa en la capacidad de los tensioactivos para reducir la energía necesaria para crear una interfaz libre. Al concentrarse en la interfase de las fases miscibles, los tensioactivos reducen la tensión interfacial y brindan estabilidad a largo plazo a la composición. Según la naturaleza de los tensioactivos, aceleran la formación y estabilizan el tipo de emulsión, en cuyo medio de dispersión son más solubles.
Pero agregar agua al combustible diesel es desastroso. Para boquillas de alta presión (como CDI ) el agua y el azufre son los elementos agresivos. A alta presión y agua, se forma ácido sulfúrico en la composición del combustible, que destruye los canales de precisión. Además, si los gases del cárter ingresan al aceite, el azufre reduce su vida útil. Por lo tanto, en las instrucciones para automóviles importados, los fabricantes escriben que el período de cambio de aceite en los países de la antigua URSS (donde todavía se vende combustible diesel con 0,2% de azufre) se reduce a la mitad. Además, los ácidos acortan la vida útil de los catalizadores y filtros de partículas.
Producción, exportaciones y consumo interno en Rusia
Según el Ministerio de Energía de Rusia , la producción de combustible diesel en Rusia en 2013 ascendió a 72,6 millones de toneladas (+4,6% en comparación con 2012) [7] .
| Producción | 2011 | 2012 | 2013 |
|---|---|---|---|
| millones de toneladas | 70,9 [7] | 69.4 [7] | 72.6 [7] |
El combustible diesel ocupa el tercer lugar después del petróleo y el gas en la estructura de las exportaciones rusas (en términos monetarios).
| Exportar | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| millones de toneladas | 33.8 | 36.1 | 35.7 | n / A | n / A | n / A | 39.6 [7] | 41.4 [7] | 43,0 [7] |
| billon de dolares | 16.2 | 20.2 | 21.4 | n / A | n / A | n / A | n / A | n / A | n / A |
Véase también
Notas
- ↑ Solaröl en Pierer's Universal-Lexikon Archivado el 29 de agosto de 2014 en Wayback Machine (alemán)
- ↑ GOST 32511-2013 4 Requisitos técnicos - 4.2 p6
- ↑ Combustible diésel. GOST 305-82 (Fecha de introducción 01.01.83) . Fecha de acceso: 18 de junio de 2015. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016.
- ↑ nombre= https://docs.cntd.ru_Disel
- ↑ nombre= https://docs.cntd.ru_GOST (enlace inaccesible) 12.1.005-76. Aire del área de trabajo. Requisitos sanitarios e higiénicos generales
- ↑ nombre= https://docs.cntd.ru_GOST (enlace inaccesible) 12.1.007-76. Sistema de normas de seguridad en el trabajo (SSBT). Sustancias nocivas. Clasificación y requisitos generales de seguridad (con Enmiendas No. 1, 2)
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Resultados del trabajo del complejo ruso de combustible y energía en 2013 // Ministerio de Energía de Rusia, 13 de enero de 2014
Literatura
- Productos petrolíferos comerciales, sus propiedades y aplicaciones. Manual, ed. Editado por N. G. Puchkova, Moscú, 1971.
- Productos de aceite. Manual, ed. B. V. Losikova, Moscú, 1966.
Enlaces
- GOST R 52368-2005 “Combustible diésel EURO. Especificaciones" . Consultado: 31 de mayo de 2013.
- Reglamento técnico "Sobre los requisitos para la gasolina de automoción y de aviación, el gasóleo y el combustible marino, el combustible para aviones y el aceite de calefacción" . Consultado: 31 de mayo de 2013.
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