28.04.1980 — Шины для спецтехники, шины для погрузчика

Что представляет собой дизельное топливо – «НефтеГазЛогистика»

Дизельное топливо (солярка, дизтопливо, ДТ) представляет собой нефтяное топливо, применяющееся в дизелях.

Солярка производится путем перегонки нефти из КГФ (керосиново-газолиевых фракций). Дизтопливо состоит по большей части из углерода, является трудноиспаряемой, вязкой жидкостью.

Используется в газотурбинных и дизельных двигателях судовой и наземной техники. Условия, при которых протекает смесеобразование и воспламенение в цилиндре дизельного двигателя, отличаются от карбюраторного.

В дизелях может быть осуществлена высокая степень сжимаемости (до 18 в быстроходных моторах), благодаря чему удельный расход топлива в них снижается на 25-30% по сравнению с карбюраторным двигателем, что является неоспоримым преимуществом. Недостатком дизеля является то, что его сложнее изготовить, и он занимает больше площади.

По уровню расхода топлива и надежности работы дизельные двигатели успешно конкурируют с карбюраторными.

Сферы применения дизтоплива

Дизельное топливо, которое в народе называют «солярка», применяется во многих отраслях.

По большей части, солярку используют в:

Сельcкохозяйственной технике (тракторах и т.д.)
Железнодорожном транспорте (дизельные поезда)
Водном транспорте
Грузовых автомобилях
Военной технике
Дизельных генераторах

Помимо этого, в последнее время солярка активно используется для легковых автомобилей. Связано это с тем, что сейчас научились производить дизтопливо, соответствующее самым жестким экологическим стандартам, стоимость которого дешевле бензина. Да и производство дизельных двигателей для «легковушек» не стоит на месте, они показывают высокую производительность.

Соляровое масло (остаточное дизельное топливо) – фракция нефти, подвергшаяся очистке щелочью.

Соляровое масло находит применение как топливо для котельных, ею пропитывается кожа, она входит в состав закалочных и смазочно-охлаждающих жидкостей. Соляровое масло используется при термической, либо механической металлообработке.

Из чего состоит дизтопливо?

Как отмечалось выше, дизельное топливо является трудноиспоряемым, вязким жидким продуктом, состоящим в основном из углеродоводородов (парафиновых – 10-40%, нафтеновых – 20-60%, ароматических – 15-30%). Также в состав дизтоплива входят такие элементы, как:

Сера (до 0,5%)
Азот
Кислород
Водород

Основные характеристики солярки

Если разобраться во всех тонкостях применения дизтоплива, то можно сэкономить немало денежных средств за период эксплуатации автомобиля, а также избежать различных неисправностей.

Неправильно ставить вопрос, какие конкретно характеристики солярки играют наиболее важную роль, поскольку они все отвечают за полезную работу топлива в процессе сгорания.

В первую очередь топливо является источником энергии, но это не единственное его свойство. Солярка также является смазкой для трущихся поверхностей деталей двигателя. Она обладает свойством охлаждения камеры сгорания.

Безусловно, одним из важнейших показателей дизтоплива считается цетановое число.

Цетановое число показывает время задержки воспламенения смеси, в момент от впрыска в цилиндр до начала горения. Другими словами, оно характеризует способность солярки к воспламенению после поступления в камеру сгорания дизеля.

Чем больше цетановое число, тем лучше происходит процесс воспламенения топлива, тем меньше будет эта временная задержка, и тем плавне и спокойнее будет происходить горение топливо-воздушная смесь.

Производители дизельных двигателей советуют использовать дизельное топливо, число которого будет не менее 40.

От значения этой характеристики воспламеняемости дизтоплива будет зависеть качество работы при холодном пуске, равномерность работы и скорость прогревания двигателя.

В европейских странах производят солярку с цетановым числом не меньше 51, в Японии – 50. Согласно отечественным ГОСТам, цетановое число для летней и зимней солярки не должно быть меньше 48 единиц, так что мощность дизельных двигателей, изготовленных в Европе (которые используются и в технике отечественного производства), и, соответственно, заточенных под японское или европейское топливо, может быть снижена при работе на дизельном топливе российского производства. Такие двигатели работают жестче на дизтопливе с пониженным цетановым числом.

Низкотемпературные свойства солярки

Порой в дизтопливо добавляют керосин, для улучшения низкотемпературных свойств дизтоплива, т.к. более легкие фракции «черного золота» имеют более низкую точку кипения. При таком подходе дизели работают жестче, снижается их мощность, повышается уровень износа. Так что можно сделать вывод, что фракционный состав – одна из важнейших характеристик для солярки, особое внимание ему надо уделять, если вы планируете использовать чувствительные турбодизели с непосредственным впрыском.

Почему так важна вязкость солярки?

Значимым параметром будет вязкость дизтоплива, которая определяется его химическим и фракционным составом, и определяет меру однородности и распыливания рабочей смеси. Если топливо «слишком» жидкое, т.е. не обладает достаточным уровнем вязкости, оно не будет в достаточной степени смазывать детали топливного насоса, что в свою очередь «аукнуться» чередой проблем. Например, твердые частицы (продукты амортизации деталей топливного насоса) могут попасть в топливо и привести к поломке деталей системы питания, которая расположена после насоса. Или же топливный насос может сломаться. В любом случае, это нежелательные последствия, поэтому повторим: на характеристики дизтоплива следует обращать пристальное внимание.

Новости топливного рынка Санкт-Петербурга

17 Сентября 2021 Автотопливо дешевеет на АЗС
Автотопливо дешевеет на АЗС

10 Сентября 2021 Shell предупредила о риске банкротства
Shell предупредила о риске банкротства для части АЗС в России. Сети заправок уже 8 месяцев работают в убыток. Но уходить с рынка или сокращать инвестиции в розницу Shell, пока, не планирует…

25 Августа 2021 Сжиженный газ ждет ремонта. Цены на СУГ возобновили рост
Сжиженный газ ждет ремонта. Цены на СУГ возобновили рост

25 Августа 2021 Частные АЗС — бизнес на грани банкротств?
Частные АЗС — бизнес на грани банкротств?

18 Августа 2021 Государство собственноручно уничтожает «пропановый» сектор в сфере автотранспорта
Государство собственноручно уничтожает «пропановый» сектор в сфере автотранспорта

16 Августа 2021 Резервный вариант: что сделают с ценами на бензин
Резервный вариант: что сделают с ценами на бензин

30 Июля 2021 За бензин ответите. Стоит ли ждать резкого подорожания топлива на АЗС
За бензин ответите. Стоит ли ждать резкого подорожания топлива на АЗС

16 Июня 2021 Эксперт объяснил рост цен на дизтопливо
Эксперт объяснил рост цен на дизтопливо

9 Июня 2021 Что остановит рост цен на автомобильное топливо
Что остановит рост цен на автомобильное топливо

2 Июня 2021 Маржа мелкого опта и розничных продаж топлива тает, что чревато банкротством независимых АЗС
Маржа мелкого опта и розничных продаж топлива тает, что чревато банкротством независимых АЗС

26 Мая 2021 Какое топливо не стоит заливать в дизельный котел
Какое топливо не стоит заливать в дизельный котел…

24 Мая 2021 Петербург прощается с Neste. «Татнефть» начинает ребрендинг купленных у финнов АЗС
Петербург прощается с Neste. «Татнефть» начинает ребрендинг купленных у финнов АЗС

24 Марта 2021 Оптовые цены сравнялись с розницей
Оптовые цены сравнялись с розницей

11 Января 2021 Стоимость топлива возобновляет рост
Стоимость топлива возобновляет рост

4 Декабря 2020 Сколько времени можно хранить бензин в баке и канистре
Сколько времени можно хранить бензин в баке и канистре

1 Декабря 2020 Давит на газ: Ленобласть газифицировали на 70%
Давит на газ: Ленобласть газифицировали на 70%

29 Августа 2020 Что случится с машиной, если смешать бензин с разным октановым числом
Что случится с машиной, если смешать бензин с разным октановым числом

5 Августа 2020 Розничные цены на бензин стабилизировались после семи недель повышения
Розничные цены на бензин стабилизировались после семи недель повышения

12 Марта 2020 Бензин не подешевеет, не надейтесь. Ну почему?
Бензин не подешевеет, не надейтесь. Ну почему?

17 Января 2020 Рост экспорта может снова поднять цены на бензин

Рост экспорта может снова поднять цены на бензин

Новости 1 — 20 из 106
Начало | Пред. | 1 2 3 4 5 | След. | Конец

…

Дизельное топливо. Описание, свойства, сфера применения, использование дизтоплива

Дизтопливо – это маслянистая прозрачная жидкость, имеющая желтоватый оттенок и слабый запах. В своем составе дизельное топливо имеет предельные и непредельные, а также ароматические и парафиновые углеводороды, некоторое

Дизельное топливо — незаменимое горючее

количество примесей – например, водород, кислород, азот, серу в виде химических соединений. В состав дизтоплива могут входить и специальные добавки, предназначенные для задания топливу таких необходимых параметров, как цетановое число, кинематическая вязкость, температуры застывания и помутнения, другие. Перед тем как поступить в продажу, дизельное топливо подвергается полным исследованиям в условиях лаборатории, цель которого – выявить соответствие фактических параметров топлива нормативным. Результаты анализа оформляются документом, сопровождающим каждую партию дизтоплива.

Сфера применения дизтоплива обширна, она вовсе не ограничена использованием в виде горючего для двигателей. Без дизельного топлива не способны работать транспортные и стационарные газотурбинные агрегаты самого разного назначения, а также многочисленные котельные. Не может обойтись без дизтоплива химическая и кожевенная отрасли. Используется дизельное топливо и в металлообработке как составная часть смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), еще в качестве химического реагента в процессе поверхностного цементирования и элемента закалочной среды при термообработке стали.

Даже те дизтоплива, которые не намного дешевле бензина, являются очень экономичным видом горючего, потому что позволяют выполнить такой дизельный цикл, при котором расход топлива на единицу произведенной работы намного выше, чем у карбюраторного цикла: от 1,3-1,5 раза в режимах полной мощности до 3 и более раз в режимах частичной загрузки двигателя. Такая экономичность весьма и весьма актуальна при городском цикле езды.

Дизтопливо используется не только для работы автотранспорта. Огромные объемы топлива закупаются РЖД, военным и гражданским флотами как для использования в качестве горючего для дизельных двигателей, так и для комбинированных силовых установок и быстроходных мощных турбин на военных кораблях.

Техника развивается непрерывно, карбюраторные двигатели медленно, но верно уступают место экономичным и надежным дизелям. Такой процесс – не случайность. Повсеместное распространение дизельных двигателей сдерживалось, пожалуй, разве что отсутствием недорогих и доступных, но прочных и термостойких материалов, а также поточных технологий их массовой обработки. После того как эти задачи были решены, стало возможно сделать быстроходный легкий дизельный двигатель доступным и практичным агрегатом, оборудовав им автомобильный, железнодорожный и водный транспорт.

Есть еще одна сторона проблемы: слишком уж затратно сегодня и далее разбазаривать такое ценное природное сырьё как легкие углеводородные фракции, из которых производят бензин. Содержание легких фракций в нефти – всего 17-32% – все-таки невелико по сравнению с долей остального сырья, годного для переработки в дизтопливо. В условиях приближающегося дефицита жидких углеводородов переход в обозримом будущем на более тяжелые сорта топлива неотвратим. Следовательно соперничать с дизельным топливом по степени востребованности никакое иное топливо не сможет.

Фракционный состав дизельных топлив — Справочник химика 21

В связи с тем, что наиболее важные характеристики эксплуатационных свойств нефтепродуктов зависят от фракционного состава дистиллятов, вопрос о четкости погоноразделения имеет решающее значение. Для всех легких продуктов (включая дизельное топливо) фракционный состав сам по себе является важной характеристикой их свойств (полный фракционный состав для бензинов, начало и конец кипения для керосинов и дизельного топлива). [c.83]
Фракционный состав дизельного топлива так же, как и бензина, определяют по (ГОСТ 2177—66). В процессе разгонки фиксируют температуру выкипания 50 и 96 % топлива. [c.56]

Фракционный состав. Фракционный состав дизельного топлива влияет на полноту сгорания, условия распыливания, дымность выхлопа, степень нагарообразования. При высоком содержании легких фракций увеличивается давление сгорания, двигатель работает более жестко. В то же время утяжеление топлива ухудшает условия распыливания, уменьшает скорость образования рабочей смеси, приводит к повышенному дымлению и снижению экономичности двигателя. Оптимальный фракционный состав диктуется конструктивными особенностями дизелей и условиями их эксплуатации. Установлены следующие ограничения по температуре перегонки 50% и 90% (соответственно) для летнего дизтоплива — не выше 280 °С и 360 °С, для зимнего дизтоплива — не выше 280 °С и 340 °С, для арктического дизтоплива [c.113]

В. Фракционный состав. Вырабатываемые в настоящее время дизельные топлива в основном удовлетворяют требованиям потребителей по фракционному составу. Начало перегонки отечественных дизельных топлив равно 160—180 , конец перегонки 360% иногда 380—400°, тогда как зарубежные дизельные топлива выкипают в пределах 200—320° С. Расширенный фракционный состав дизельного топлива ухудшает процесс горения в двигателях и, что особенно важно, вызывает повышенное отложение нагаров за счет смолистых продуктов, содержащихся в тяжелых фракциях топлива (таблица 40). [c.115]

Фракционный состав дизельных топлив оценивают так же,, как и фракционный состав бензинов температурами выкипания 10, 50 и 90% (об.) топлива. За конец кипения принимают температуру выкипания 96% (об.) топлива. Однако значения отдельных температур выкипания для оценки эксплуатационных свойств дизельных топлив и бензинов существенно различны. Пусковые свойства дизельных топлив в какой-то мере характеризует лишь температура выкипания 50% (об.) топлива. Применение очень легких топлив при низких температурах воздуха не облегчает, а наоборот, затрудняет пуск двигателя. Дело в том, что на испарение большого количества легких фракций топлива затрачивается тепло, вследствие чего снижается температура в конце сжатия и скорость протекания предпламенных реакций уменьшается. [c.132]

Каков фракционный состав дизельного топлива [c.73]

Таким образом, для эксплуатации быстроходных автомобильных дизелей при низких температурах нужны топлива оптимального фракционного состава. Фракционный состав дизельных топлив оценивают так же, как и для бензинов, температурами выкипания 10, 50 и 90% топлива. За конец кипения принимают температуру выкипания 96% топлива. Пусковые свойства дизельных топлив в какой-то мере характеризует лишь температура выкипания 50%. Высокая температура выкипания 90 и 96% топлива свидетельствует о наличии в нем тяжелых фракций, которые ухудшают смесеобразование, снижают экономичность, повышают нагарообразование и дымность выпускных газов. [c.38]

Фракционный состав. Фракционный состав дизельного топлива влияет на полноту сгорания, условии распыливания, дымность выхлопа, степень нагарообразования. При высоком содержании лег- [c.346]

Пониженное цетановое число отрицательно скажется также на пусковых свойствах топлива, но этим обстоятельством можно пренебречь, так как решающее значение при пуске двигателя имеет не цетановое число, а фракционный состав дизельного топлива. [c.171]

Таким образом, фракционный состав дизельного топлива должен быть оптимальным и определяться конструктивными особенностями двигателя и условиями эксплуатации. [c.41]

До последнего времени считалось, что фракционный состав дизельного топлива не имеет особого значения для его качества. Недооценка роли фракционного состава являлась следствием представлений, согласно которым топливо в цилиндре двигателя не успевает испариться и сгорает в жидкой фазе. Однако в настоящее время установлено, что в дизелях топливо воспламеняется и сгорает в паровой фазе. По этой причине для нормальной работы дизеля большое значение имеет образование. однородной топливо-воздушной смеси. Степень однородности смеси зависит не только от качества распыления топлива форсункой, но и от скорости его испарения и диффузии паров в среду сжатого воздуха. Эти качества топлива определяются его фракционным составом. [c.48]

Фракционный состав дизельного топлива оказывает влияние на его распыливание, полноту сгорания, дымность выхлопа, нагароотложение и разжижение картерного масла. При высоком содержании легких фракций увеличивается давление сгорания, т. е. двигатель работает более жестко. Утяжеленное топливо хуже распыливается, в результате уменьшается скорость образования рабочей смеси, ухудшается ее однородность, а это приводит к повышенному дымлению и снижению экономичности двигателя. [c.255]

Фракционный состав дизельного топлива, определяемый по ГОСТ 2177—59, в значительной мере влияет на важный показатель дизельного топлива — вязкость. [c.150]

Фракционный состав дизельного топлива также оказывает большое влияние на скорость его испарения и образования смеси с воздухом после впрыска. Однако облегчение фракционного состава ухудшает воспламенительные свойства дизельного топлива. Хотя условия испарения топлива в двигателях резко отличны от условий перегонки в стандартном аппарате, однако при испытаниях различных топлив в дорожных и летных условиях была найдена определенная связь между нормируемыми температурами при стандартной разгонке и поведением топлива в двигателе. Это и дает возможность устанавливать необходимые требования к фракционному составу топлив, предназначенных для различных двигателей. [c.71]

Испаряемость топлива определяется фракционным составом. В отличие от бензинов фракционный состав дизельных топлив регламентируется лишь температурами выкипания 50 и 96 % топлива. Это объясняется тем, что между температурой выкипания 10 % дизельного топлива и работой дизелей однозначной связи не установлено. При повышении температуры выкипания 10 % топлива, т. е. утяжелении топлива, увеличивается его расход и дымность отработавших газов. При облегчении топлива ухудшается пуск дизелей, так как легкие фракции имеют худшую по сравнению с тяжелыми фракциями самовоспламеняе-мость. Поэтому пусковые свойства дизельных топлив для автомобилей в некоторой степени определяет температура выкипания 50 % топлива. Температура выкипания 96 % топлива регламентирует содержание в топливе наиболее тяжелых фракций, увеличение которых ухудшает смесеобразование, снижает экономичность, повышает нагарообразование и дымность отработавших газов. [c.22]

При эксплуатации двигателей в зимнее время применяют топливо, выкипающее в пределах 140—340° С, а в летнее время — в пределах 170—380° С. Такой фракционный состав дизельного топлива при правильно отрегулированной системе питания обеспечивает полное сгорание топлива и мягкую работу современных быстроходных дизелей. [c.116]

Фракционный состав дизельных топлив и уровень их вязкости выбраны оптимальными с точки зрения как ресурсов топлив, так И удовлетворения основных эксплуатационных требований двигателей. Одним из основных показателей качества дизельных топлив является общее содержание серы. Дизельные фракции прямой перегонки из советских сернистых нефтей содержат 0,7—1,3% серы. В соответствии с требованиями содержание серы в товарных, топливах должно быть не более 0,2—0,5%. Используя процессы гидроочистки, удается полностью удовлетворить требования потребителей. Без применения гидроочистки в топливе может содержаться до 1 % серы. [c.331]

Однако ввиду недостаточно четкой работы на установках АВТ колонны К-1 (эвапоратора) и колонны К-2 (атмосферной) получае-лше с верха колонны К-1 головка бензина и с верха колонны К-2 бензин имеют широкий фракционный состав. Как головка бензина, так и бензин из колонны К-2 содержат значительное количество фракций, выкипающих выше 130—140°, которые могут быть вовлечены в состав дизельного топлива. [c.33]

Дизельное топливо — керосин, газойль, соляровый дистиллат — используется для поршневых двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Экономичность работы дизельных двигателей зависит от фракционного состава и цетано-вого числа дизельного топлива. Фракционный состав дизельного [c.459]

Дизельные горючие предназначены для двигателей с воспламенением от сжатия. Реактивные горючие широко применяют в авиационных воздушно-реактивных двигателях (ВРД). Сходное е ВРД устройство имеют газотурбинные установки, которые широко распространены на электростанциях и в транспортных средствах. Однако у газотурбинных горючих по сравнению с реактивными более тяжелый фракционный состав. Котельные топлива (мазуты) обычно используют на транспортных кораблях и стационарных энергетических установках, где промежуточным рабочим телом является вода, пары которой направляют в турбинную установку. [c.201]

Дизельные топлива представляют собой более высококипящие, чем бензины, газойлевые фракции (150—350 °С). Фракционный состав дизельных топлив имеет важное значение для работы дизеля. При увеличении содержания легких фракций в дизельном топливе повышается критическое давление воспламенения рабочей смеси, появляются стуки в цилиндрах и разжижается картерное масло. Слишком тяжелые фракции сгорают неполно и увеличивают отложение нагара в камере сгорания. Газойлевые фракции прямой перегонки парафинистых нефтей имеют высокие цетановые числа, сгорают в дизеле плавно, без стуков и являются хорошим топливом для быстроходных дизелей. Фракции же вторичного происхождения, содержащие значительное количество ароматических и олефиновых углеводородов, имеют низкие цетановые числа, сгорают в дизеле со стуком и дают большое отложение нагара на поршнях, клапанах и стенках камеры сгорания двигателя. Поэтому газойли, получаемые при вторичных процессах переработки нефти, в чистом виде в быстроходных дизелях не применяют, их в небольших количествах (до 20%) добавляют к дизельным топливам прямой перегонки. [c.200]

Испытаниями выявлено, что с утяжелением фракционного состава дизельного топлива ухудшаются условия и полнота сгорания. Переход от топлива с температурой перегонки 94% до 300° к топливу с температурой перегонки 80% до 300° и к соляровому маслу заметно повышает удельный расход топлива. При переходе на моторное топливо Мз удельный расход увеличился на 17—31%. В данном случае на величину удельных расходов влиял исключительно фракционный состав, так как показатель воспламенения у всех топлив (за исключением тракторного керосина) практически был одинаков (цетановое число 47—50), [c.186]

Рассмотрим еще один характерный пример для той же колонны. Из данных анализа получаемых продуктов следует, что компонент летнего дизельного топлива имеет конец кинения 347° С, а мазут содержит 18% фракций, выкипающих до 350° С, и имеет температуру вспьппки 188° С, тогда как компонент летнего дизельного топлива но межцеховым нормам можно получать с концом кипения не выше 360° С. Данные анализа свидетельствуют о том, что можно утяжелить фракционный состав дизельного топлива и, следовательно, увеличить его отбор. Низкая температура вспышки мазута и повышенное содержание фракции до 350° С также свидетельствуют о наличии в мазуте фракции дизельного топлива. [c.340]

Чем легче фракционный состав дизельного топлива (в известных пределах), тем меньше время запуска двигателя (рис. 50). Однако температура перегонки 10% не характеризует пусковых качеств дизельного топлива. Наличие легких бензиновых фракций резко снижает его воспламеняемость, кроме того приводит к образованию в камере сгорания до начала воспламенения однородной тонливо-воздушной смеси, что неблагоприятно сказывается на развитии предпламенных процессов окисления. [c.119]

Дизельное топливо — керосин, газойль, соляровый дистиллят — используется для поршневых двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Экономичность работы дизельных двигателей зависит от фракционного состава и цетанового числа дизельного топлива. Фракционный состав дизельного топлива должен быть таким, чтобы оно представляло собой довольно узкую фракцию, кипящую в среднем в пределах 200—350°С. Цетановое число характеризует способность топлива давать воспламенение в цилиндре двигателя чем оно выше, тем лучше топливо. Цетановое число определяется сравнением поведения дизельного топлива при использовании его в двигателе с поведением эталонной смеси цетана С1вНз4, цетановое число которого принято за 100, и а-.метилнафта-лина С10Н7СН3 с цетановым числом 0. [c.474]

С увеличением давления впрыска (и скорости струи при впрыске) дальнобойность струи возрастает. С повышением противодавления или плотности среды, в которую происходит впрыскивание, дальнобойность и скорость струи снижаются (рис. 106, опыт Засса). Оказывают влияние также конструкция и диаметр сопла, температура в камере сжатия, число оборотов насоса и пр. Значительно влияют на дальнобойность струи вязкость, плотность и фракционный состав дизельного топлива. [c.171]

Не менее важное значение при пуске двигателя имеет фракционный состав дизельного топлива. До сих пор считалось, что при равном цетановом числе топливо более легкого фракционного состава всегда будет иметь лучшие пусковые качества. Это утверждение исходило из некоторых экспериментальных данных (рис. 134), а также из общих предположений о том, что топливо легкого фракционного состава быстрее обеспечивает нижний предел воспламеняемости топливо-воздушЕой смеси и пуск двигателя. [c.222]

С повышением противодавления или плотности среды, в кото[)ую происходит впрыскивание, дальнобойность и скорость струи снижаются (фиг. 98, опыт Засса). Оказывают влияние также конструкция и диаметр сопла, температура в камере сжатия, число оборотов насоса и пр. Значительно влияют на дальнобойность струи вязкость, плотность и фракционный состав дизельного топлива. [c.159]

Представляло интерес проверить те же зависимости для отдельных фракций, входящих в состав дизельного топлива, и топлива широкого фракционного состава. Было получено шесть фракций из ромашкинской нефти. Пределы кипения фракций, плот- т ность, содержание арома- тических углеводородов во фракциях и их люми- нометрическое число при- ведены в табл. 2. Зависи-мость люмино метрическо- го числа от плотности .д фракций и содержания в них ароматических угле- [c.144]

Фракционный состав дизельного тоШ1ива так же, как и бензина, определяют (ГОСТ 2177-82) нагреванием 100 мл топлива в специальном приборе образующиеся пары охлаждают, конденсат собирают в мерный цилиндр. В процессе разгонкн фиксируют температуру выкипания 50 н 96 % топлива. [c.73]

Испытаниями выявлено, что утяжеление фракционного состава дизельного топлива ухудшает, условия и полноту сгорания. Переход от топлива с выкипанием 90% до 300° к топливу с выкипанием 90% до 355° и к соляру вызывает заметное повышение удельного расхода топлива. При переходе на моторное топливо М3 удельный расход увеличился па 17—31%. В данном случае на величину удель- -ных расходов влиял исключительно фракционный состав, так как показатель воспламенения у всех топлив (за исключспием тракторного керосина) практически был одинаков (цетаиовое число 47—50). [c.170]

Фракционный состав определяется конструктивными особенностями двигателя и условиями эксплуатации. Нефтенерера-батываюш,ая промышленность выпускает дизельные топлива двух видов легкие маловязкие топлива для быстроходных двигателей с частотой враш,ения вала 800—1000 об/мин и более тяжелые высоковязкие топлива для тихоходных двигателей с частотой враш ения вала до 600—700 об/мин. [c.38]

Температура застывания характеризует ту минимальную температуру, при которой обеспечивается перекачка или транспортировка топлива. Она зависит от фракционного состава увеличение содержания легких фракций снижает температуру застывания. На температуру застывания дизельного топлива также оказывает влияние углеводородный состав топлив и строение углеводородов. Значительное содержание нормальных парафиновых углеводородов повышает, а сильпоразветвленных углеводородов изомерного строения — снижает температуру застывания дизельных топлив. В зависимости от марки дизельного топлива ГОСТами регламентируется температура застывания в довольно широких пределах от —10 до —60 °С. [c.40]

Облегченный фракционный состав и наличие влаги в сырье установок гидроочисткп керосина и дизельного топлива нарушает режим работы стабилизационной колонны, приводит к резким скачкам. давления, а также способствует интенсивной коррозии оборудования. [c.134]

Для современных промышленных установок, перерабатывающих типовые восточные нефти, рекомендуются следующие фракции, из которых составляются материальные балансы переработ-. ки бензин 62—140°С (180°С), керосин 140 (180)-240°С, дизельные топлива 240—350 °С, вакуумные дистилляты 350—490 °С (500 °С), тяжелый остаток — гудрон >490(500 °С). Нефти сильно различаются по фракционному составу. Некоторые нефти богаты содержанием компонентов светлых, и количество в них фракций, выкипающих до 350 °С, достигает 60—70 вес. %. Фракционный состав нефтей играет важную роль при составлении и разработке технологической схемы процесса, расчете ректификационной системы и отдельных аппаратов установки. Температуры выкипания отдельных фракций зависят от физико-химических свойств, нефти. Последние учитываются при разработке и выборе схем первичной переработки, аппаратурном и материальном оформлении установки. Так, при переработке нефтей, содержащих серу, требуются дополнительные процессы гидроочистки для обессеривания нефтепродуктов, а для парафинистых нефтей — депарафинизацион-ные установки по обеспарафиниванию фракций, особенно кероси-но-газойлевых. Для проектирования новых установок необходимо разработать соответствующий регламент и получить нужные рекомендации. [c.23]

Гвдрообессеривание нефтяных остатков — процесс сложный и дорогой. Однако он является радикальным методо] снижения содержания серы, металлов, асфальтенов. Наряду с этим значительно уменьшается коксуемость, вязкость, шютность. Облегчается фракционный состав. Непосредственно из гидрогенизата, после соответствующей стабилизащш, получается малосернистое котельное топливо. При разгонке гидрогенизата может быть получен определенный ассортимент продуктов. Компоненты бензина и дизельного топлива после дополнительного облагораживания вовлекаются в товарные продукты. Остаток выше 350 °С или вакуумный отгон от него может быть, использован в качестве сырья для каталитического крекинга или гидрокрекингу в ряде схем утяжеленный остаток используется как сырье для замедленного коксования в основном с целью получения высококачественного нефтяного кокса. [c.177]

Российские ученые создали экологичный метод переработки пластикового мусора в дизтопливо

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) разработали метод переработки пластиковых отходов, содержащих полипропилен, в дизельное топливо. Об этом сообщила профессор кафедры химических технологий им проф. Хархарова СПбГУПТД Анна Михайловская.

«Мы разработали метод переработки отходов пластиковых изделий из полипропилена в обычное дизельное топливо, которое используется для железнодорожного транспорта, грузового автотранспорта, автобусов, водного транспорта, военной техники», — цитирует Михайловскую ТАСС.

Получение дизельного топлива из полипропилена проходило в реакторе посредством гидрокрекинга — химического процесса, направленного на расщепление углеродного скелета и насыщение вещества водородом. Для разложения структуры пластика, ученые сначала его измельчили, а затем обработали в специальном органическом растворе, получив жидкие насыщенные углеводороды, входящие в состав дизельного топлива. Ученые испытали метод на гранулах из полипропилена, предназначенных для изготовления пластиковых предметов, а также на уже готовых изделиях — одноразовой посуде.

«Лучшие марки дизеля содержат до 40 до 60% высших парафинов. Экспериментально мы установили температурный режим (320 градусов Цельсия) и условия модификации полипропилена, чтобы получить в результате состав, приближенный к лучшим маркам дизельного топлива. Получили состав с массовой долей высших парафинов 55%, — дополнила Михайловская. — Такой химический процесс не является опасным для окружающей среды, так как токсичные побочные продукты отсутствуют».

По словам Михайловской, сегодня в России не существует широко распространенных химических методов переработки полипропиленовых изделий, поэтому технология в дальнейшем может применяться на мусороперерабатывающих заводах, а также на предприятиях по производству пластика для утилизации отходов.

RUPEC в Twitter, в Telegram, на Facebook

Дизельное топливо — классификация и виды дизтоплива, признаки качества

Основным продуктом нефтепереработки является дизельное топливо. ДТ служит горючим материалом, обеспечивающим надежное функционирование двигателя внутреннего сгорания различной техники.

Поставкой топлива высокого качества от проверенных производителей занимается компания «БашТехСнаб». Мы предлагаем своим клиентам долгосрочное сотрудничество на взаимовыгодных условиях.

Разновидности марок

По типу дизельное топливо может быть зимним, летним и арктическим. В процессе производства каждой отдельной марки необходимо учитывать ее индивидуальные особенности:

температурный показатель зажигания;
степень загустевания;
параметры, при которых возможно применение.

Температура застывания летнего дизельного топлива по ГОСТу составляет около минус десяти градусов, этот момент допускает ее использование при температуре на улице выше нуля. Если шкала градусника опускается к отрицательным показателям, это свидетельствует о необходимости применения зимнего дизельного топлива. В его состав входят добавки, обеспечивающие его работу при низких показателях температурного режима. Высокой устойчивостью к застыванию характеризуется дизельное арктическое топливо, оно не утратит своих свойств даже при -50 градусов.

По стандартам существует систематизация дизельного топлива по количеству серы в составе. К первому виду относят продукт с количеством серных веществ менее 350мг/кг, во втором – менее 50 мг/кг, в третьем – менее – 10 мг/кг.

Требования к зимнему топливу (классы 0, 1, 2, 3) и арктическому топливу (класс 4)
№ п/п	Наименование показателя	Значение для класса
		0	1	2	3	4
1	Предельная температура фильтруемости, ⁰С, не выше	Минус 20	Минус 26	Минус 32	Минус 38	Минус 34
2	Температура помутнения, ⁰С, не выше	Минус 10	Минус 16	Минус 22	Минус 28	Минус 44
3	Плотность при 15 ⁰С, кг/м	800,0-845,0	800,0-845,0	800,0-840,0	800,0-840,0	800,0-840,0
4	Кинематическая вязкость при 40 ⁰С, мм²/с	1,500-4,000	1,500-4,000	1,500-4,000	1,400-4,000	1,200-4,000
5	Цетановое число, не менее	49	49	48	47	47
6	Цетановый индекс, не менее	46	46	46	43	43
7	Фракционный состав:
	до 180 ⁰С перегоняется, % об., не более	10	10	10	10	10
	до 360 ⁰С перегоняется, % об., не менее	95	95	95	95	95
8	Температура вспышки, определяется в закрытом тигле, ⁰С, не ниже	55	55	40	30	30

Сера, вступая в реакцию с водяным паром, образует сернистую либо серную кислоту. Результатом такого явления являются коррозионные изменения деталей из металла, которые входят в поршневую, топливную и выхлопную системы. Отложения приводят к ухудшению отвода тепла, к снижению компрессии, ухудшают функционирование колец.
Сера не только значительно снижает качество топлива, но еще и приводит к негативным изменениям в работе дизельного двигателя:

снижает его мощность;
приводит к увеличению расхода нефтепродукта;
влияет на снижение мощностных и разгонных характеристик.

Высокое содержание серных веществ в составе судового топлива или горючей жидкости для других двигателей, рассчитанных на ДТ, влияет на изменение процесса горения состава. Как результат, снижется мощность, экономичность, ухудшается динамика агрегата.
Низкий уровень серных веществ в составе дизельного топлива влияет на ухудшение смазывающих свойств продукта. Это приведет к быстрому износу и сокращению срока службы элементов двигателя. Во избежание подобных неприятностей предусмотрено применение специальных присадок.

Существует классификация дизельного топлива с учетом температуры фильтруемости. Показатель отвечает за температуру, при которой жидкость прекращает прохождение через фильтр. Сорта бывают: A, B,C, D, E, F, которым соответствует температура в диапазоне от +5 до -20, с интервалом в 5 градусов.

Для холодных климатических условий классификация дизельного топлива следующая: 0( -20), 1( -26), 2( -32), 3( -38), 4( -44).

Одним из современных видов дизельного топлива является биотопливо. В основе продукта растительные масла, которые гарантируют его отличные свойства и высоту экологических показателей. Такое дизельное топливо полностью безопасно для окружающей среды. Период полного распада составляет тридцать дней, поэтому при проникновении продукта в грунт или воду можно не опасаться негативных последствий. Биодизель обладает хорошими смазывающими свойствами, что способствует продлению срока службы двигателя.

Существуют также три марки биотоплива: зимнее предназначено для использования до -20 градусов, летнее актуально при температуре выше нуля градусов, межсезонное применяется до -10 градусов. Для зимнего и межсезонного типа биодизеля предназначены специальные добавочные и присадочные вещества.

Характеристики

Цетановое число выражает свойство дизельного топлива воспламеняться и самовоспламеняться. Для определения параметра необходимо провести измерение времени ожидания с момента попадания нефтепродукта в цилиндр мотора до его зажигания. От высоты цетанового числа зависит скорость возгорания и легкость запуска механизма. Величина показателя влияет на скорость работы мотора и увеличение его мощности.

Углеродный состав влияет на воспламеняемость дизельного топлива. Вредные ароматические углероды понижают цетановое число. Показатель ниже сорока приводит к быстрому износу двигателя и других деталей механизма.

Что касается зимнего топлива, то его цетановое число должно быть больше, нежели у летнего. Показатель для биотоплива достигает 58%, данная жидкость воспламеняется при температуре, приближенной к ста градусам, это свидетельствует о минимальном риске взрыва и возгорания.

Нагнетание и впрыск дизельного топлива зависят от его вязкости и смазывающих характеристик.

Дизельное топливо высокой плотности будет более эффективным и экономичным, так как обеспечивается больше выработанной энергии в результате сгорания нефтепродукта.

Основные характеристики	Марки
Основные характеристики	Летнее ДТ	Зимнее ДТ
Индекс (не ниже)	53	53
Фракционный состав и предельная t°С перегонки
50 %	280	280
90 %	340	330
96 %	360	360
Кинематическая вязкость при 20°С, мм2/с	3,0-6,0	2,7-6,0
Плотность при 20°С, кг/м3	860	845
Зольность в % (не выше)	0,01	0,01
Содержание механических примесей	Нет
Прозрачность при температуре 10°С	Прозрачно
Температурные показатели
Застывания (не более)	-10	-35
Максимальной фильтруемости (не более)	-5	-25
Вспышки в закрытом тигле (не менее)	65	60
Массовая доля серы в топливе в % (не выше)
І вид	0,2	0,2
ІІ вид	0,3	–

Применение

Дизельное топливо активно используется для железнодорожного, водного и грузового транспорта. Его применяют для заправки военной и сельскохозяйственной техники, дизельных электрогенераторов. Некоторые виды легкового транспорта рассчитаны на дизельное топливо. ДТ применяют для котлов. Нефтепродукт используют как пропитку для кожаных изделий.

Транспортные средства, работающие на дизельном топливе, не перестают быть популярными. В зимнее время с производительностью двигателя могут возникать проблемы. Снижение температурного режима приводит к выпадению парафинов, которые вызывают закупорку фильтров и металлических трубок предназначенных для движения топлива. Вместе с этим компонент обеспечивает зажигание и отвечает за КПД механизма. Потому прежде чем приобрести дизельное топливо, лучше проконсультироваться со специалистом. Менеджеры компании помогут подобрать нефтепродукт оптимальной марки, подходящего фракционного состава согласно сезону, в котором будет использоваться.

Признаки качественного нефтепродукта.

Часто потребители рискуют быть обманутыми. Под видом качественного дизельного топлива некоторые недобросовестные продавцы предлагают летнее ДТ с добавлением керосина или судовое топливо вместо дизеля. Точно выявить суррогат помогут только лабораторные исследования, которые не всегда доступны и занимают время. Первым делом необходимо визуально оценить качество продукта.

Качественное дизельное топливо будет иметь прозрачную консистенцию, любое помутнение должно вызвать подозрение. Горючую жидкость могут разбавлять водой, спиртом, бензином. Зимой может начать кристаллизоваться парафин в составе ДТ.

Что касается окраски, у дизельного топлива это желтый цвет темных и светлых тонов. Содержание фактической смолы в составе делает оттенок жидкости более интенсивным. ДТ коричневого цвета может быть с содержанием печного топлива. Для подтверждения этого необходимо проводить лабораторное исследование на наличие в составе серы. Летние марки дизельного топлива характеризуются более темным оттенком, в отличие от зимних и арктических видов.

Механические примеси в составе можно определить, используя фильтр из бумаги. Чистый продукт оставляет пятно светлого оттенка. Если в составе находятся механические примеси, пятно будет темным и большего размера.

Разбавленное водой дизельное топливо поможет выявить водочувствительная паста или марганцовка. Добавив вещество к продукту, он поменяет цвет, если имело место разбавление. Если у покупателя есть время, то можно помесить нефтепродукт в прозрачную посуду и дать ему постоять, до образования отстоя.

Подтверждением качества продукции является паспорт. Его выдают при отгрузке дизельного топлива. Документ содержит оригинальную печать, сведения о дате доставки, которая должна быть идентичной с числом получения самого паспорта.

Оптовые покупатели могут проверить качество продукта путем забора Арбитражной пробы. Для этого следует литр нефтепродукта набрать в прозрачные емкости в количестве двух штук, для потребителя и продавца, запломбировать. В случае возникновения спорной ситуации образец можно направить на анализ. Проверку, как правило, проводит независимая аккредитованная лаборатория.

Особенности хранения

У владельцев личных транспортных средств обычно не возникает вопросов по поводу хранения дизельного топлива. Оптовые потребители, а именно промышленные предприятия, обычно закупают нефтепродукт оптом. В этом случае необходимо позаботиться о его хранении.

Сбережение ДТ рекомендуется проводить при температурном режиме двадцать градусов на протяжении двенадцати месяцев. При тридцати градусах продукт будет пригоден к использованию полгода. При этом горючую жидкость необходимо поместить в герметичные емкости и обеспечить ей надежную защиту от влияния ультрафиолетовых лучей.

В процессе хранения следует избегать емкостей из меди, латуни, цинка. Дизельное топливо, вступая в реакцию с этими материалами, засоряется. Нужно обеспечить надежную защиту продукта от попадания посторонней жидкости, пылевых загрязнений. В составе должны отсутствовать присадки, которым свойственно распадаться в процессе хранения. В составе высоскоэкологичного топлива присутствуют добавки, увеличивающие смазывающие характеристики, им свойственен короткий период распада.

Формирование стоимости

Самым дешевым вариантом является ДТ летнего типа, зимняя солярка будет стоить на двадцать процентов дороже, а вот за арктическую, нужно будет доплатить около тридцати процентов. Если пытаясь сэкономить, пользователь будет использовать для заправки двигателя летний вид топлива в холодный период, он может серьезно повредить механизм. Такой продукт при низких температурах быстро густеет и парафинируется, что пагубно сказывается на работе двигателя и системы в целом. Зимний и арктический вид ДТ применять в летний период допустимо, но экономически не выгодно.

Цена на продукт зависит от характера его изготовления и наличия в составе различных присадок и добавок, улучшающих эксплуатационные свойства ДТ. Такие добавки позволяют уменьшить температуру загустения, минимизировать токсичные выхлопы, увеличить цетановое число, улучшить производительность двигателя и всего механизма.

Состав дизельного топлива | ЭНЕРГИЯ / Сеть АЗС в Новосибирске

Дизельное топливо — жидкий продукт, использующийся как топливо в дизельном двигателе. Дизельное топливо состав имеет аналогичный составу бензина, однако, так как в нем находятся толе легкие бензолы, то он обладает немного иными физическими и химическими свойствами. Обычно под термином дизельное топливо понимают топливо, получающееся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти. Основной показатель дизельного топлива — это цетановое число.

Цетановое число характеризует способность топлива к воспламенению в камере сгорания и равно объемному содержанию цетана в смеси с метилнафталином, которое в стандартных условиях ASTM D613 имеет одинаковую воспламеняемость по сравнению с исследованным топливом. Температура вспышки, определённая по ASTM D93, для дизельного топлива должна быть не выше 70 °C. Температура перегонки, определённая по ASTM D86, для дизельного топлива не должна быть ниже 200 и выше 350 °C.

Дизельное топливо предназначено для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники. Условия смесеобразования и воспламенения топлива в дизелях отличаются от таковых в карбюраторных двигателях, это так же определяется тем, что дизельное топливо состав имеет несколько отличный от бензинов. Преимуществом первых является возможность осуществления высокой степени сжатия (до 18 в быстроходных дизелях), вследствие чего удельный расход топлива в них на 25-30 % ниже, чем в карбюраторных двигателях. В то же время дизели отличаются большей сложностью в изготовлении, большими габаритами. По экономичности и надежности работы дизели успешно конкурируют с карбюраторными двигателями.

Качество дизтоплива зависит не только от цетанового числа. Проблемы для двигателя возникают при попадании воды, механических и других примесей, которые низкокачественное дизельное топливо в своем составе может иметь. Как бороться с этой бедой? Самый простой вариант — заправка на надежной АЗС, проверенной временем, проверенной качеством топлива. Такие заправки не заинтересованы в приобретении некачественной продукции, а потому готовы быть гарантом качества для конечного потребителя.

Приобрести различные виды топлива оптом и в розницу можно в новосибирской сети АЗС «Энергия».

Diesel — Energy Education

Diesel — это энергоемкое вторичное топливо (или энергетическая валюта), используемое для питания многих тепловых двигателей, включая автомобили, грузовики и дизельные генераторы. Это может быть производное нефти или биомасса. Само дизельное топливо представляет собой смесь углеводородов в диапазоне от C ₁₀ H ₂₀ до C ₁₅ H ₂₈. Средний состав дизельного топлива — C ₁₂ H ₂₃, ^[1], но следует повторить, что на самом деле это не молекулы, а просто средний состав.

Использование в автомобилях

Дизельные двигатели представляют собой разновидность тепловых двигателей внутреннего сгорания.

Дизельное топливо чаще всего используется в качестве топлива для транспортных средств. И дизельное топливо, и бензин имеют примерно одинаковую плотность энергии ; но поскольку у дизельного топлива массовая плотность выше, чем у бензина, тот же объем дизельного топлива имеет больше энергии, чем бензин. Дизель также позволяет двигателям работать с более высокими степенями сжатия (то есть отношением наибольшего объема к наименьшему объему в камере сжатия).И более высокая массовая плотность дизеля, и более высокая степень сжатия позволяют дизельным двигателям быть более энергоэффективными, чем их бензиновые аналоги. Дизельные двигатели также отличаются от бензиновых тем, что в них не используются свечи зажигания, а воспламенение достигается за счет сжатия топлива (и свечи накаливания, когда двигатель холодный). Дизельные двигатели работают за счет того, что поршень нагнетает воздух, нагревая его (помните закон идеального газа: при постоянном объеме увеличение давления увеличивает температуру).Затем топливные форсунки распыляют топливо, превращая его в газ. Тепло из воздуха внутри камеры повышает температуру дизельного газа до тех пор, пока он не воспламеняется, что действует на поршень в камере.

Виды дизеля

Петродизель

Петродизель — это название дизельного топлива, производного от нефти. Это дизельное топливо обычно необходимо очищать, чтобы удалить из него серу. В настоящее время в качестве топлива более распространен бензин, чем биодизель, хотя его использование в средних и тяжелых грузовиках и автобусах растет.^[2] Петродизель производится с помощью процесса, называемого фракционной перегонкой, при котором сырая нефть кипятится и ее компоненты разделяются. Поскольку дизельное топливо имеет более высокую температуру кипения, чем бензин, бензин отделяется от сырой нефти раньше. Этот процесс позволяет нефтеперерабатывающим заводам отделять друг от друга такие вещества, как дизельное топливо, керосин и бензин. ^[3]

Биодизель

См. Биотопливо

Биодизель — это дизельное топливо, которое производится из биомассы, такой как водоросли.У биодизеля более низкие чистые выбросы, чем у нефтодизеля, потому что углерод, который он выделяет, был взят из современной атмосферы при росте биомассы, тогда как углерод, выделяемый нефтяным дизелем, хранился в земле в течение миллионов лет.

Чистый биодизель, известный как B100 (100% биодизель), редко используется в качестве транспортного топлива. ^[4] Биодизель скорее смешивают с нефтедизелем. B20 (20% биодизеля, 80% петродизеля) является оптимальной смесью, поскольку он горит чище, чем бензин, оставляя меньше продуктов сгорания, и имеет лучшие характеристики текучести при низких температурах, чем чистый биодизель, который на холоде может образовывать комки.^[5]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

↑ http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/chem07/chem07490.htm
↑ Х. Аль-Машхадани и С. Фернандо, «Свойства, характеристики и применение смесей биотоплива: обзор», AIMS Energy, vol. 5, вып. 4, pp. 735-767, 2017. Доступно: 10.3934 / energy.2017.4.735.
↑ http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/aqa_pre_2011/rocks/fuelsrev3.shtml
↑ «Центр данных по альтернативным видам топлива: биодизельные смеси», Afdc.energy.gov, 2020. [Онлайн]. Доступно: https://afdc.energy.gov/fuels/biodiesel_blends.html. [Доступ: 3 февраля 2020 г.].
↑ Х. Аль-Машхадани и С. Фернандо, «Свойства, характеристики и применение смесей биотоплива: обзор», AIMS Energy, vol. 5, вып. 4, pp. 735-767, 2017. Доступно: 10.3934 / energy.2017.4.735.

Химия дизельного топлива

Дизельное топливо — это жидкое топливо, которое производится из побочного продукта нефти. Первоначально предполагалось, что дизельное топливо представляет собой угольную пыль, но в 1895 году Рудольф Дизель обнаружил использование побочных продуктов нефти в качестве жидкого топлива в дизельных двигателях.Общеизвестными примерами дизельных двигателей могут быть школьные автобусы, строительные машины и общественные автобусы. Он также используется в грузовиках, поездах, лодках, военной технике и даже в генераторах. Военным нравится использовать дизельное топливо, потому что оно менее воспламеняющееся и менее склонно к остановке, в отличие от бензиновых двигателей. Дизели также более способны создавать более высокие значения крутящего момента, чем бензиновые двигатели.
Я решил изучать химию дизельного топлива, потому что дизельное топливо имеет большое влияние на Америку. Почти все строительные, военные и ключевые транспортные средства работают на дизельном топливе, на самом деле около 94% грузов приходится на дизельное топливо.Они более экономичны и обладают непревзойденной надежностью. Еще я очень интересуюсь дизелями.
Дизельное топливо — это то, что действительно присутствует в моей повседневной жизни. Потому что это то, что меня глубоко интересует, и я лично владею дизелем, поэтому я каждый день вожу автомобиль, работающий на дизельном топливе. Я также люблю проводить исследования и узнавать больше о дизельном топливе и работать над своим грузовиком.

Состав …

Сырая нефть
- Углеводороды (водород и кислород)
  - Парафины (примерно 75%)
    - Атомы углерода, которые связываются, образуя цепочки, подобные молекулам.
      - N-парафины
      - Изопарафины
      - В диапазоне от C10h32 до C20h52
  - Ароматические соединения (примерно 25%)
    - Подобно нафтенам, создается кольцевая структура, но они соединены ароматическими (двойными) связями , вместо одинарных облигаций.
    - C10H8 — C20h44
Сера
Азот

Основные химические вещества, соединения и компоненты

Парафины
- Есть два вида парафинов: N (нормальные) парафины и изопарафины .N-парафины имеют атомы углерода, которые образуют цепочечные молекулы. Изопарафины похожи на N-парафины, за исключением того, что у них есть ответвления или ответвления атомов углерода от цепи. Впервые он был коммерчески произведен в 1867 году. Парафиновый воск известен своим бесцветным или белым внешним видом в твердом состоянии; однако, когда это жидкость, она становится большей частью полупрозрачной. Его температура плавления колеблется от 120 до 150 ° F. Однако существует не только один тип парафинового воска, распространенными типами парафинов в дизельном топливе являются: декан, н-пентадекан, метилтетрадекан, эйкозан и метилнонадекан.Поскольку парафины имеют прямую молекулярную структуру, парафины являются основной причиной, по которой дизельное топливо в конечном итоге начинает переходить в твердое состояние, процесс, известный как гелеобразование, является большой проблемой для дизельных двигателей. При 32 ° F парафин в топливе начнет мутить топливо, а при температуре от 15 до 10 ° F он начнет «гелеобразоваться», и дизельный двигатель не сможет работать. Керосин можно добавить в топливо заранее, что снизит вязкость топлива и сделает его гораздо менее склонным к гелеобразованию.
Ароматические углеводороды
- Ароматические углеводороды образуют кольцевую структуру с некоторыми из своих атомов углерода.Ароматические углеводородные кольца состоят из 6 атомов углерода. В их кольцевой структуре чередуются одинарные и двойные связи. Другой тип ароматического углеводорода — полициклический ароматический углеводород. Полициклические ароматические соединения просто представляют собой ароматические соединения с двумя или более ароматическими кольцами. Самым простым из всех ароматических соединений является бензол с химическим составом C6H6. Название происходит от того, что соединения ароматических углеводородов обладают очень сильным ароматом. Ароматические соединения используются для разжижения соединений на основе масел или смазок, что объясняет, почему керосин и другие соединения могут быть добавлены в дизельное топливо для изменения вязкости дизельного топлива, что делает его менее склонным к гелеобразованию.Обычные соединения, обнаруженные в дизельном топливе: нафталин, тетралин, антрацен и тетрадецилбензол.

Роль химии

Ни один из компонентов дизельного топлива не производится индивидуально. Дизельное топливо можно рассматривать как нечто естественное, поскольку оно добывается из земли (нефть), но конечный продукт, дизельное топливо, является продуктом, созданным руками человека. Сырая нефть, добываемая из земли, помещается в дистилляционную колонну, затем масло нагревается до температуры более 400 ° C.Это начинает процесс, известный как разделение, который разделяет различные компоненты с разными температурами кипения. По мере того, как вы поднимаетесь в дистилляционную колонну, температура кипения становится ниже, а процесс очистки становится более утомительным. Дизельное топливо создается в нижнем конце башни, затем идет керосин, бензин, бутан и пропан. Эти соединения затем собираются дистилляционной пластиной, которая удаляет это соединение и хранит его в резервуаре для хранения. Химия играет большую роль в этом процессе, поскольку ученым необходимо знать химический состав каждой смеси (напр.сколько атомов водорода и углерода в каждом соединении), которое разделяется при каждой точке кипения. Им нужно знать, где в башне поставить тарелки для перегонки, чтобы эффективно и рационально собирать каждое соединение.

Предпосылки исследований

Наиболее очевидные отличия дизеля — это его физические свойства. Дизельное топливо иногда называют «дизельным топливом», поскольку оно маслянистое, имеет другой запах, тяжелее и более маслянистое, испаряется намного медленнее, чем бензин, и имеет более высокую температуру плавления в диапазоне от 200 до 380 ° C. .Химически дизельное топливо содержит больше атомов углерода, чем бензин. Бензин обычно C9h30, а дизель C12h33.

Как это сделано?
- Сырая нефть помещается в дистилляционную колонну, а затем жидкость нагревается до температуры более 400 ° C.
- Как только жидкость начинает нагреваться, различные цепочки атомов водорода и углерода (углеводороды) начинают разделяться.
- Дизельное топливо начинает выходить при температуре от 200 ° C до 380 ° C. Который собирается на пластинах для перегонки и сливается в резервуар для хранения дизельного топлива.
Почему Дизель?
- Дизельное топливо дешевле производить из-за менее тщательной очистки при его производстве.
  - Однако дизельное топливо сейчас дороже из-за спроса.
- Дизельное топливо также дает более высокую удельную энергию, чем бензин.
  - На 14% больше энергии, чем у бензина по объему.
- Дизельные двигатели в среднем на 20–30% эффективнее бензиновых.

Ресурсы

https: // www.dieselnet.com/tech/fuel_diesel.php
- Немного истории дизельного топлива, способов очистки, свойств дизельного топлива и того, что такое топливо.
http://www.eia.gov/Energyexplained/index.cfm?page=diesel_use
- Для чего используется дизельное топливо.
  - Грузовики
  - Военная техника
  - Транспорт
  - Генераторы
http://auto.howstuffworks.com/diesel3.htm
- Свойства дизельного топлива по сравнению с бензином.
  - Эффективность
  - Физические свойства
  - Химические свойства
http://www.kendrickoil.com/how-is-diesel-fuel-made-from-crude-oil/
- Процесс производства дизельного топлива и из чего он сделан.
  - Сырая нефть
  - Процесс перегонки
http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Diesel
- Химические свойства и состав дизельного топлива.
https: // www.chevron.com/-/media/chevron/operations/documents/diesel-fuel-tech-review.pdf
- Подробные химические свойства и состав дизельного топлива. (p36)
https://chembloggreen1.wordpress.com / page / 2/
- Летучесть, вязкость, эффективность дизельного топлива
https://www.britannica.com/science/paraffin-wax
- Что такое парафиновый воск, температура кипения, свойства, как его получают.
http://fuelandfriction.com/trucking-pro/how-prevent-diesel-fuel-gelling/
- Причины гелеобразования дизельного топлива и способы их устранения.
http://study.com/academy/lesson/aromatic-hydrocarbons-definition-examples-uses.html
- Ароматические вещества, что они собой представляют, как они используются и что они делают.

Об авторе

Рассел Шиллер — ученик средней школы, глубоко увлеченный дизелями. Он также интересуется химией, разбирает вещи и узнает что-то внутри и снаружи. Он хочет продолжить свой путь в мире дизельного топлива, но хочет поступить в Технологический институт Монтаны, чтобы получить степень бакалавра в области материаловедения или металлургического машиностроения.

Органический состав твердых частиц дизельного топлива, дизельного топлива и моторного масла внедорожного дизельного генератора

Известно, что оборудование с дизельным двигателем выбрасывает в атмосферу значительные количества мелких твердых частиц.На поверхности этих вдыхаемых частиц могут адсорбироваться многочисленные органические соединения, среди которых полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) считаются потенциальными профессиональными канцерогенами. Различные агентства разработали руководящие принципы в отношении выбросов дизельного топлива, и в настоящее время разрабатываются различные технологии контроля. Целью этого исследования является выявление, количественная оценка и сравнение органических соединений в твердых частицах дизельного топлива (DPM) с дизельным топливом и моторным маслом, используемым в внедорожных дизельных генераторах.Было количественно определено около 90 органических соединений (с молекулярной массой от 120 до 350), включая алканы, ПАУ, алкилированные ПАУ, алкилбензолы и алкановые кислоты. Дизельное топливо с низким содержанием серы содержит 61% алканов и 7,1% ПАУ. Опознаваемая часть моторного масла содержит в основном алкановую и бензойную кислоты. Состав DPM предполагает, что они могут происходить из несгоревшего дизельного топлива, испарения моторного масла и продуктов сгорания. По сравнению с дизельным топливом DPM содержит меньше фракций алканов и больше соединений ПАУ, причем наблюдается сдвиг в сторону более высокомолекулярных соединений.Обогащение соединений с более высокой молекулярной массой в DPM может быть связано с горением (пирогенным).

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Что такое дизельное топливо? | Sciencing

Дизель чаще всего используется в качестве топлива для грузовиков, лодок, автобусов, поездов, машин и других транспортных средств.Дизель, как и бензин, производится из сырой нефти. Однако дизельное топливо и другие виды топлива, получаемые из сырой нефти, различаются по нескольким параметрам.

Идентификация

Дизель плотнее бензина. Он более маслянистый и имеет другой запах, чем бензин. На заправочных станциях четко обозначены дизельные насосы. Емкости с дизельным топливом должны быть окрашены в желтый цвет, а бензин — в красный. Аналогичным образом, керосин поставляется в синем контейнере. На молекулярном уровне бензин и дизельное топливо разные.Химический состав бензина обычно составляет C9h30, а у дизельного топлива — C14h40. Это всего лишь несколько отличий дизельного топлива от других видов нефтяного топлива.

Дистилляция

Дизель — это ископаемое топливо, то есть его получают путем перегонки из сырой нефти или нефти. Нефть добывается глубоко под землей и, согласно статье 2005 года в журнале Organic Chemistry, написанной Китом А. Квенволденом, состоит из древней биомассы (органических остатков растений и животных), которая подвергалась воздействию высоких температур и давления.Дизель создается с помощью процесса, называемого «фракционная перегонка», при котором отдельные части сырой нефти отделяются.

Функция

Дизельные двигатели работают за счет внутреннего сгорания. Впускной клапан двигателя открывается и нагнетает воздух в цилиндр. Затем поршень сжимает воздух, двигаясь вверх. В этот момент впрыскивается топливо. Воздух, нагретый в результате сжатия, воспламеняет топливо, заставляя поршень снова опускаться. Затем поршень снова перемещается вверх к верхней части цилиндра, выпуская выхлопные газы из системы сгорания.Из-за этого четырехступенчатого процесса дизельный двигатель имеет «четырехтактный цикл сгорания».

Различия

Бензиновый двигатель работает примерно так же, как дизельный двигатель. Однако газовый двигатель смешивает воздух и топливо перед впрыском в цилиндр. Затем смесь воспламеняется свечой зажигания. С другой стороны, дизельные двигатели не имеют свечей зажигания. Топливо воспламеняется сжатым воздухом.

Биодизель

Недавние разработки в области альтернативных источников топлива привели к появлению биодизеля. Биодизель не является ископаемым топливом. Его получают из растительного масла. Биодизель горит чище, чем традиционное дизельное топливо. Некоторое количество биодизеля можно смешивать с бензином и использовать в обычных дизельных двигателях. Однако, поскольку биодизельное топливо имеет тенденцию растворять грязь и другие вещества в топливных магистралях, топливные фильтры могут быстро засоряться, и их следует часто менять.Биодизель обозначается как B20 (20-процентная смесь биодизеля) и B100 (чистый биодизель).

дизель

Дизель или дизельное топливо (IPA: / ˈdiːzəl /; озвучено буквой «s» из-за его эпонима) представляет собой особый фракционный дистиллят нефтяного мазута или промытую форму растительного масла, которое используется в качестве топлива в дизельном двигателе. изобретен немецким инженером Рудольфом Дизелем в сотрудничестве с немецким конгломератом MAN AG. Этот термин обычно относится к топливу, которое было переработано из нефти, но все чаще разрабатываются и внедряются альтернативы, такие как биодизель или биомасса для жидкого (BTL) или газ для жидкого (GTL) дизельного топлива, которые не производятся из нефти.Для наглядности дизельное топливо, полученное из нефти, все чаще называют нефтедизелем.

Хотя имя Рудольфа Дизеля стало ассоциироваться с двигателем внутреннего сгорания от сжатия и потребляемым им топливом, он не был первым, кто изобрел дизельный двигатель. Его патент был подан в 1893 году. Однако Герберт Акройд Стюарт построил первый масляный двигатель с воспламенением от сжатия в Блетчли, Англия, в 1891 году. Он сдал права в аренду компании Richard Hornsby & Sons в июле 1892 года, за пять лет до того, как был построен прототип Дизеля.^{[ необходима ссылка ]}

Бензин дизельное топливо

Нефтяное дизельное топливо или нефтедизель производится из нефти и представляет собой смесь углеводородов, полученную при фракционной перегонке сырой нефти при температуре от 200 ° C до 350 ° C при атмосферном давлении.

Плотность нефтяного дизельного топлива составляет около 850 граммов на литр, тогда как плотность бензина (американский английский: бензин) составляет около 720 г / л, что примерно на 15% меньше.При сгорании дизельное топливо обычно выделяет около 40,9 мегаджоулей (МДж) на литр, тогда как бензин выделяет 34,8 МДж / л, что примерно на 15% меньше ^{[ требуется ссылка ]}. Дизель, как правило, проще переработать из нефти, чем бензин. Стоимость дизельного топлива традиционно повышается в холодные месяцы, поскольку растет спрос на топочный мазут, который перерабатывается аналогичным образом. Из-за более высокого уровня загрязняющих веществ дизельное топливо должно проходить дополнительную фильтрацию, что иногда приводит к более высокой стоимости.Во многих частях Соединенных Штатов и по всей Великобритании дизельное топливо может быть дороже, чем бензин. ^[1] Причины повышения стоимости дизельного топлива включают остановку некоторых нефтеперерабатывающих заводов в Мексиканском заливе и переход на дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы (ULSD), что вызывает сложности с инфраструктурой. ^[2]

Большинство дизельных двигателей могут сжигать мазут номер 2, включая обычное домашнее топочное масло. Топочный мазут, как правило, представляет собой масло более низкого сорта, часто с повышенным содержанием серы. Сера увеличивает загрязнение и образует серную кислоту в выхлопных газах.Однако большинство дизельных двигателей рассчитано на надежную работу на высокосернистом топливе. Обычно топочные масла содержат красные или желтые красители, указывающие на то, что они не облагаются налогом и не входят в состав моторного топлива. В судебных органах, облагающих налогом дизельное топливо, сжигание крашеного мазута является незаконным и обычно карается штрафами.

Автомобили с дизельным двигателем обычно имеют лучшую экономию топлива, чем аналогичные бензиновые двигатели, и производят меньше выбросов парниковых газов. Эта большая экономия топлива обусловлена более высоким содержанием энергии на литр дизельного топлива, а также собственным КПД дизельного двигателя.В то время как более высокая плотность дизельного топлива на 15% приводит к увеличению выбросов парниковых газов на литр на 15% по сравнению с бензином, ^[3] экономия топлива на 20-40%, достигаемая современными автомобилями с дизельным двигателем, компенсирует более высокие выбросы парниковых газов на литр. газов, что приводит к значительному снижению выбросов углекислого газа на километр. ^[4] ^[5]

С другой стороны, дизельное топливо часто содержит большее количество серы. Европейские стандарты выбросов и льготное налогообложение вынудили нефтеперерабатывающие заводы резко снизить уровень серы в дизельном топливе.Напротив, в Соединенных Штатах уже давно существует «более грязный» дизель, хотя были приняты более строгие стандарты выбросов с переходом на ULSD, начиная с 2006 г. и ставшего обязательным с 1 июня 2010 г. (см. Также выхлоп дизельного топлива). Американское дизельное топливо обычно также имеет более низкое цетановое число (показатель качества зажигания), чем европейское дизельное топливо, что приводит к ухудшению характеристик в холодную погоду и некоторому увеличению выбросов. Это одна из причин, по которой водители больших грузовиков в США простаивают всю ночь, не рискуя стартовать в холодную погоду.^{[необходима ссылка ]}

Высокие уровни серы в дизельном топливе вредны для окружающей среды, поскольку они препятствуют использованию каталитических дизельных сажевых фильтров для контроля выбросов твердых частиц, а также более передовых технологий, таких как оксид азота (NOx ) адсорберы (все еще в разработке), чтобы уменьшить выбросы. Однако процесс снижения содержания серы также снижает смазывающую способность топлива, а это означает, что в топливо необходимо добавлять присадки для смазывания двигателей.Биодизель — эффективная смазка.

Годовое потребление дизельного топлива в США в 2006 г. составляло около 190 миллиардов литров (42 миллиарда британских галлонов или 50 миллиардов галлонов США). [1]

Химический состав

Дизельное топливо, полученное из нефти, состоит из примерно 75% насыщенных углеводородов (в основном парафинов, включая n , iso и циклопарафины) и 25% ароматических углеводородов (включая нафталины и алкилбензолы). ^[6] Средняя химическая формула обычного дизельного топлива: C ₁₂ H ₂₃, в диапазоне от прибл.C ₁₀ H ₂₀ до C ₁₅ H ₂₈

Водоросли, микробы и вода

Было много дискуссий и дезинформации о водорослях в дизельном топливе ^{[ необходима цитата ]}. Водорослям для жизни и роста требуется солнечный свет. Поскольку в закрытом топливном баке нет солнечного света, там не могут выжить никакие водоросли. Однако некоторые микробы могут там выжить и питаться дизельным топливом.

Эти микробы образуют слизистую колонию, которая живет на границе раздела топливо / вода.Они довольно быстро растут при более высоких температурах. Они могут расти даже в холодную погоду, когда установлены подогреватели топливного бака. Части колонии могут сломаться и засорить топливопроводы и топливные фильтры.

Можно либо убить этот рост с помощью обработки биоцидом, либо удалить воду, необходимый компонент микробной жизни. На рынке имеется ряд биоцидов, с которыми необходимо обращаться очень осторожно. Если используется биоцид, его необходимо добавлять каждый раз при повторном наполнении резервуара, пока проблема не будет полностью решена.

Биоциды атакуют клеточную стенку микробов, приводя к лизису, гибели клетки в результате разрыва. Затем мертвые клетки собираются на дне топливных баков и образуют осадок, засорение фильтра будет продолжаться после обработки биоцидом до тех пор, пока осадок не исчезнет.

При правильных условиях микробы снова заселят резервуары, и тогда потребуется повторная обработка биоцидами. При повторяющейся обработке биоцидами микробы могут сформировать устойчивость к определенной марке. ^{[необходима ссылка ]} Проба другой марки может решить эту проблему.

Дизельное топливо, пролитое на дороге, остается там до тех пор, пока его не смывает достаточно сильный дождь, в то время как бензин быстро испаряется. Разливы дизельного топлива серьезно ухудшают сцепление шин с дорогой и являются причиной многих аварий. Особенно опасны они для двухколесной техники.

Синтетическое дизельное топливо

Древесина, конопля, солома, кукуруза, мусор, пищевые отходы и осадок сточных вод можно сушить и газифицировать в синтез-газ. После очистки процесс Фишера-Тропша используется для производства синтетического дизельного топлива.^[7] Это означает, что синтетическое дизельное топливо может быть одним из путей получения дизельного топлива на основе биомассы. Такие процессы часто называют преобразованием биомассы в жидкости или BTL.

Синтетическое дизельное топливо также может производиться из природного газа в процессе преобразования газа в жидкость (GTL) или из угля в процессе преобразования угля в жидкость (CTL). Такое синтетическое дизельное топливо имеет на 30% меньше выбросов твердых частиц, чем обычное дизельное топливо (США — Калифорния). ^[8]

Биодизель

Основная статья: Биодизель

Биодизель можно получить из растительного масла (vegidiesel / vegifuel) или животных жиров (биолипидов) с помощью переэтерификации.Биодизель — это неископаемое топливо, альтернативное нефтяному дизелю. Его также можно смешивать с бензином в любом количестве в современных двигателях, хотя при первом использовании его растворяющие свойства приводят к растворению накопленных отложений и могут забивать топливные фильтры ^{[ необходима цитата ]}. Биодизель имеет более высокую точку гелеобразования, чем бензин, но сопоставим с дизельным топливом. Этого можно избежать, используя смесь биодизеля / нефтодизеля или установив подогреватель топлива, но это необходимо только в более холодные месяцы.Смесь дизельного биодизельного топлива приводит к более низким выбросам, чем любой другой может достичь по отдельности ^[9], за исключением выбросов NO _x. Небольшой процент биодизеля можно использовать в качестве добавки в составы дизельного топлива с низким содержанием серы для увеличения смазывающей способности, теряемой при удалении серы.

Биодизель можно производить с использованием комплектов. Некоторые комплекты позволяют обрабатывать отработанное растительное масло, которое может работать через любой обычный дизельный двигатель с небольшими модификациями (комплект доступен на [2]).Необходимая небольшая модификация — это замена топливопроводов от впуска и двигателя. Это связано с тем, что биодизель является эффективным растворителем и со временем растворяет резину. Синтетические шланги предотвращают это.

Химически большая часть биодизельного топлива состоит из сложных алкиловых (обычно метиловых) эфиров вместо алканов и ароматических углеводородов дизельного топлива, полученного из нефти. Однако биодизельное топливо по своим свойствам сгорания очень похоже на нефтодизельное, включая энергию сгорания и цетановое число. Также существует парафиновый биодизель.Благодаря чистоте источника он имеет более высокое качество, чем нефтедизель.

Этанол можно добавлять в нефтяное дизельное топливо в количестве до 15% вместе с присадками, чтобы этанол оставался эмульгированным. ^[10] Однако цетановое число и смазывающая способность топлива снижаются и должны корректироваться с помощью присадок.

ASTM International разработало D6751 в качестве стандарта спецификации для 100% биодизельного топлива, которое используется для смешивания с нефтяным дизельным топливом. Например, B20 — это 20% биодизеля (ASTM D6751) и 80% нефтяного дизельного топлива (ASTM D975).

Приложения и история

Двигатели внутреннего сгорания

Дизельные двигатели — это разновидность двигателей внутреннего сгорания. Рудольф Дизель первоначально разработал дизельный двигатель для использования в качестве топлива растительных масел, чтобы помочь поддержать аграрное общество и дать возможность независимым мастерам и ремесленникам конкурировать с крупной промышленностью.^[11] ^[12] Дизельные двигатели используются в автомобилях, грузовиках, мотоциклах, лодках и локомотивах.

Самолет

Первый полет самолета с неподвижным крылом с дизельным двигателем состоялся вечером 18 сентября 1928 года на испытательном полигоне Packard Motor Company, Ютика, штат Мичиган, с капитаном Лайонелом М. Вулсоном и Уолтером Лисом за штурвалом (первый «официальный представитель»). «испытательный полет был совершен на следующее утро). Двигатель был разработан Woolson для Packard, а самолет был Stinson SM1B, X7654.Позже в том же году Чарльз Линдберг управлял тем же самолетом. В 1929 году он пролетел 621 милю без остановок из Детройта в Лэнгли, штат Вирджиния (недалеко от Вашингтона, округ Колумбия). Этот самолет в настоящее время принадлежит Грегу Херрику и находится в летающем музее Golden Wings недалеко от Миннеаполиса, штат Миннесто. В 1931 году Уолтер Лиз и Фредрик Бросси установили рекорд беспосадочного полета, пролетев на Bellanca с дизельным двигателем Packard в течение 84 часов 32 минут. «Гинденбург» был оснащен четырьмя 16-цилиндровыми дизельными двигателями, каждый из которых имел мощность около 1200 лошадиных сил, доступных в режиме очередей, и 850 лошадиных сил, доступных для круизов.Современные дизельные двигатели для винтовых самолетов производятся компаниями Thielert Aircraft Engines и SMA. Эти двигатели могут работать на топливе Jet A, которое по составу схоже с автомобильным дизельным топливом, а также дешевле и в большем количестве, чем 100-октановый бензин с низким содержанием свинца (avgas), используемый большей частью парка самолетов с поршневыми двигателями. ^{[ необходима ссылка ]}

Автомобили

Самая первая поездка на дизельном автомобиле была совершена 6 января 1930 года.Путешествие было из Индианаполиса в Нью-Йорк, расстояние почти 800 миль (1300 км) ^{[ требуется ]}. Этот подвиг помог доказать полезность двигателя с воспламенением от сжатия.

Автомобильные гонки

В 1931 году Дэйв Эванс привел свой Cummins Diesel Special к безостановочному финишу в гонке Indianapolis 500, впервые автомобиль завершил гонку без пит-стопа. Этот автомобиль, а также более поздняя модель Cummins Diesel Special выставлены в Зале славы автодрома Индианаполиса.^[13]

В конце 1970-х годов Mercedes-Benz в Нардо установил на C111-III с 5-цилиндровым дизельным двигателем несколько новых рекордов, в том числе скорость в среднем 314 км / ч (195 миль / ч) в течение 12 часов. максимальная скорость 325 км / ч (201 миль / ч).

Когда в 1990-х годах дизельные автомобили с турбонаддувом стали сильнее, они стали участвовать в гонках туристических автомобилей, а BMW даже выиграла 24 часа Нюрбургринга в 1998 году с 320d. После победы в гонке «12 часов Себринга» в 2006 году на своем дизельном R10 LMP, Audi также выиграла «24 часа Ле-Мана».Это первый раз, когда автомобиль с дизельным двигателем выиграл в Ле-Мане у автомобилей, работающих на обычном топливе или другом альтернативном топливе, таком как метанол или биоэтанол. Такие конкуренты, как Porsche, предсказывали эту победу Audi, поскольку действующие правила FIA и ACO рассматриваются как продизельные. Французский автопроизводитель Peugeot представил Peugeot 908 LMP с дизельным двигателем в гонке «24 часа Ле-Мана» 2007 года в ответ на успех Audi R10.

Стремясь еще больше продемонстрировать потенциал дизельной энергии, калифорнийская компания Gale Banks Engineering спроектировала, построила и провела гонку на пикапе с двигателем Cummins на солончаках Бонневилля в октябре 2002 года.Грузовик развил максимальную скорость 355 км / ч (222 миль в час) и стал самым быстрым пикапом в мире, и почти не менее примечателен тот факт, что грузовик поехал на гонку, буксируя собственный вспомогательный прицеп.

23 августа 2006 года британский производитель землеройных машин JCB участвовал в гонках на специально разработанном автомобиле JCB Dieselmax со скоростью 563,4 км / ч (350,1 миль / ч). Водителем был Энди Грин. Автомобиль оснащался двумя доработанными дизельными двигателями JCB 444.

Другое применение

Дизельное топливо плохого качества (с высоким содержанием серы) использовалось в качестве экстрактора палладия для жидкостно-жидкостной экстракции этого металла из смесей азотной кислоты.Это было предложено в качестве средства отделения палладия, являющегося продуктом деления, от рафината PUREX, который образуется из отработанного ядерного топлива. В этой системе экстракции растворителем углеводороды дизельного топлива действуют как разбавитель, а диалкилсульфиды действуют как экстрагент. Эта экстракция работает по механизму сольватации. До сих пор не было построено ни пилотного, ни полномасштабного завода по извлечению палладия, родия или рутения из ядерных отходов, образующихся при использовании ядерного топлива. ^[14]

Налогообложение

Дизельное топливо очень похоже на топочный мазут, который используется в центральном отоплении.В Европе, США и Канаде налоги на дизельное топливо выше, чем на топочный мазут из-за налога на топливо, и в этих регионах топочный мазут маркируется топливными красителями и следовыми химикатами для предотвращения и выявления налогового мошенничества. Точно так же в Соединенных Штатах доступно «необлагаемое налогом» дизельное топливо (иногда называемое «внедорожное дизельное топливо»), которое можно использовать в основном в сельском хозяйстве, например, в качестве топлива для тракторов, прогулочных и грузовых автомобилей или других некоммерческих транспортных средств, которые не использовать дороги общего пользования.Кроме того, это топливо может иметь уровни серы, которые превышают ограничения для дорожного использования согласно новым стандартам 2007 года. Это дизельное топливо, не облагаемое налогом, в целях идентификации окрашено в красный цвет: ^[15]. и если будет установлено, что какое-либо лицо использует это необлагаемое налогом дизельное топливо для целей, обычно облагаемых налогом (например, «проезд по дорогам» или при вождении), пользователь может быть оштрафован на 10 000 долларов США. В Соединенном Королевстве и Нидерландах он известен как красное дизельное топливо (или газойль ), а также используется в сельскохозяйственных транспортных средствах, резервуарах для обогрева домов и холодильных установках на фургонах / грузовиках, содержащих скоропортящиеся продукты (например,грамм. еда, лекарства). Дизельное топливо, или Маркированный газойль, в Ирландии окрашивают в зеленый цвет. Термин DERV (сокращение от «дизельный дорожный автомобиль») также используется в Великобритании как синоним дизельного топлива. В Индии налоги на дизельное топливо ниже, чем на бензин, поскольку большая часть транспортных средств, перевозящих зерно и другие товары первой необходимости, работает на дизельном топливе.

В Германии дизельное топливо облагается налогом ниже, чем бензин, но годовой налог на автомобили с дизельным двигателем выше, чем для автомобилей с бензиновым двигателем.^{[необходима ссылка ]} Это дает преимущество для транспортных средств с большим годовым пробегом (что имеет место для грузовиков и грузовых автомобилей), потому что годовой налог на транспортное средство зависит только от рабочего объема двигателя, а не от годового пробега. Точка отсечения, при которой автомобиль с дизельным двигателем становится дешевле, чем автомобиль с бензиновым двигателем, составляет около 20 000 км в год (12 500 миль в год) для среднего автомобиля ^{[ необходима цитата ]}.

Налоги на биодизель в Соединенных Штатах варьируются от штата к штату, а в некоторых штатах (например, Техас) нет налога на биодизель и снижен налог на смеси биодизеля, эквивалентный количеству биодизеля в смеси, поэтому топливо B20 имеет Государственный налог на топливо на 20% меньше, чем на чистый бензин. Государственная типография США (25 октября 2006 г.). Раздел 26, § 48.4082-1 Дизельное топливо и керосин; исключение для окрашенного топлива. Электронный свод федеральных правил (e-CFR) . Проверено 28 октября 2006. «Дизельное топливо или керосин удовлетворяет требованиям к окрашиванию данного параграфа (b), только если дизельное топливо или керосин содержит — (1) краситель Solvent Red 164 (и никакой другой краситель) в концентрации, спектрально эквивалентной по крайней мере 3,9 фунтам твердый стандарт красителя Solvent Red 26 на тысячу баррелей дизельного топлива или керосина; или (2) Любой краситель того типа и в концентрации, которые были одобрены Уполномоченным. http://www.eere.energy.gov/afdc/progs/ind_state_laws.php/NC/BIOD Законы и льготы по биодизелю Северной Каролины

Оценка элементного состава дизельного топлива, содержащего биодизель

Углерод, водород и кислород являются основными элементами автомобильного топлива. Знание элементного состава топлива помогает определить его эксплуатационные характеристики. Состав углерода, водорода и кислорода является важным параметром при калибровке двигателя, влияющим на характеристики автомобиля, выбросы и экономию топлива.Биодизель, топливо, состоящее из моноалкиловых эфиров длинноцепочечных жирных кислот, также известных как метиловые эфиры жирных кислот (FAME), полученное из растительных масел или животных жиров, стало важным коммерческим рынком автомобильного топлива в Соединенных Штатах (США). и по всему миру за последние несколько лет. Биодизели FAME имеют много различий в химических и физических свойствах по сравнению с обычным дизельным топливом на нефтяной основе. Кроме того, свойства биодизеля меняются в зависимости от сырья, выбранного для производства биодизеля.Одним из ключевых различий между нефтяным дизельным топливом и биодизелем является содержание кислорода. Типичное содержание кислорода в чистом биодизельном топливе (B100) составляет около 11 мас.%, В то время как обычное нефтяное дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы имеет незначительное содержание кислорода. Высокое содержание кислорода в биодизеле влияет на его характеристики по сравнению с нефтяным дизельным топливом. В предыдущей статье (SAE2013-01-1139) обсуждалось изменение содержания энергии в дизельном топливе, содержащем биодизель, в первую очередь из-за высокого содержания в нем кислорода, а также оценка чистой теплотворной способности по обычным свойствам топлива.Этот документ является продолжением предыдущего исследования и будет обсуждать оценку элементного состава биодизельного дизельного топлива на основе общих свойств топлива. Хотя содержание углерода, водорода и азота можно измерить путем сжигания топлива в трубке с последующим определением количества продуктов сгорания, как описано в ASTM D5291 или E191, испытание занимает много времени и является дорогостоящим. Воспроизводимость метода также оставляет желать лучшего. Обычно удовлетворительно и удобнее оценивать элементный состав по другим обычно измеряемым свойствам топлива.В прошлом было разработано несколько стандартизированных эмпирических методов оценки содержания водорода в углеводородном топливе. Однако добавление кислородсодержащего биодизельного топлива к дизельному топливу стало очень распространенным явлением во многих странах, и большинство методов оценки, разработанных для углеводородного топлива, не дают точных результатов для смесей биодизельного топлива, особенно смесей, содержащих более 5% объема биодизеля. В этой статье обобщены данные о составе недавно отобранных розничных образцов с рынка США, а также лабораторных смесей, содержащих различные концентрации биодизельного топлива, изготовленного из различных типов биодизелей, представляющих наиболее распространенное сырье.Данные о составе, полученные с помощью различных стандартизированных методов испытаний, сравниваются и обсуждаются. Предлагаются новые эмпирические методы и уравнения для дизельного топлива, содержащего биодизельные смеси.

URL записи:
Наличие:
Дополнительные примечания:
- Реферат перепечатан с разрешения SAE International.
Авторов:
- Лопес, Шайлеш Мартин
- Geng, Pat
Конференция:
Дата публикации: 2013-10-14

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

Регистрационный номер: 01621939
Тип записи: Публикация
Исходное агентство: SAE International
Номера отчетов / статей: 2013-01-2600
Файлы: TRIS, SAE
Дата создания: 14 ноября 2016 17:43

Использование химического состава и добавок для классификации бензина и дизельного топлива с использованием газовой хроматографии, масс-спектрометрии и хемометрического анализа: исследование в Великобритании

Идентификация топлива, обнаруженного на месте преступления, и установление его источника важны для судебно-медицинских расследований.В этом исследовании образцы бензина и дизельного топлива были проанализированы с целью определения химического состава и присадок с целью получения набора маркеров или соединений, которые позволят судебным экспертам идентифицировать источники топлива. Исследование проводилось на бензине и дизельном топливе, продаваемом в городе Линкольн (Великобритания) в течение четырех сезонов (зима, весна, лето, осень). Пробы дизельного топлива восьми различных марок были проанализированы методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС). и анализ главных компонентов (PCA).По результатам анализа ГХ-МС, MTBE и ETBE были идентифицированы как добавки, более предпочтительно добавляемые в пробы сверхнэтилированного бензина, которые можно использовать для облегчения разделения и идентификации. В дизельном топливе распределение содержания МЭЖК показало эффект сезонных колебаний, поскольку они были обнаружены во всех весенних, летних и осенних пробах, но не во всех зимних. Было также показано, что выбора меньшего количества основных топливных смесей и присадок достаточно для достижения высокого уровня классификации среди различных образцов топлива.Перекрестная проверка с исключением по одному была применена для подтверждения результатов.

1 Введение

Бензин, иногда называемый бензином, и дизельное топливо являются наиболее важными жидкими продуктами нефтяного происхождения, используемыми в двигателях внутреннего сгорания. Они представляют собой сложную смесь, состоящую в основном из органических углеводородов, усиленных различными специальными добавками, такими как оксигенаты, антидетонационные, антиоксиданты, антикоррозионные, антиобледенительные и цетановые присадки. Все эти присадки используются для увеличения мощности двигателя [1] и могут значительно различаться в зависимости от страны и марки.Бензин и дизельное топливо имеют разные химические свойства, точки кипения и химические компоненты. Большинство топливных продуктов различаются в зависимости от исходного источника используемой сырой нефти, процесса переработки, рыночного спроса, законодательных требований и конкретных требований к продукту в отношении использования топлива. Учитывая это, содержание различных типов присадок или смесителей помогает дифференцировать и характеризовать различные топливные продукты.

Идентификация и классификация топлива чрезвычайно важны в судебно-медицинской экспертизе, поскольку могут помочь полиции идентифицировать источники топлива при различных преступлениях, связанных с топливом.Эти правонарушения могут варьироваться от мошенничества с топливом и разливов до поджогов и терроризма. Например, бензин и дизельное топливо обеспечивают мощную тепловую энергию и являются выбором поджигателей из-за своей высокой мощности воспламенения. Кроме того, топливо можно комбинировать с нитратом аммония для производства взрывчатых веществ, таких как мазут из нитрата аммония (ANFO), который используется террористическими группами из-за легкости законной покупки топлива и нитрата аммония. Учитывая это, возможность идентифицировать и классифицировать образцы топлива из разных источников очень полезна для судебно-медицинской экспертизы, поскольку ее потенциально можно использовать для поиска связи между образцом и образцом, образцом с подозреваемым и образцом с местом происшествия.

Газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ-МС) широко используется в качестве основного метода определения характеристик топлива. Типичный выполняемый анализ обычно включает идентификацию определенных соединений [2, 3, 4, 5], использование соотношений между химическими веществами [6,7,8], а также идентификацию и количественную оценку маркеров или добавок [9, 10, 11, 12] . Многие предыдущие исследования успешно использовали ГХ-МС для определения индивидуального компонентного состава и топливных присадок. Например, преимущества и недостатки использования одномерного детального анализа углеводородов (DHA), двумерной газовой хроматографии (2D-GC), двумерной газовой хроматографии, масс-спектрометрии (2D-GC-MS) и многомерной газовой хроматографии (MGC). при определении индивидуального компонентного состава оксигенатов и бензола по временам удерживания и масс-спектрам соединений ранее обсуждались в литературе [5].Другие примеры в литературе предлагали возможность точного определения фракции присадки в дизельном топливе с использованием двухэтапной процедуры, используя высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ) на первом этапе с последующей газовой хроматографией с пламенно-ионизационным детектированием (ГХ– ПИД) и масс-спектрометрии (ГХ – МС) для окончательного определения. Такое использование двухэтапной процедуры обеспечило воспроизводимые результаты для определений и составления отчетов о пределах количественного определения добавок к дизельному топливу [6].

В последние десятилетия растет интерес к идентификации и классификации источников топлива с использованием методов газовой хроматографии и хемометрии. В литературе показано, что GC × GC-FID и параллельный факторный анализ могут быть успешно использованы для дифференциации хроматограмм между образцами бензина (тип A) из Венесуэлы и Бразилии [7]. Двадцать пять проб дизельного топлива от 13 различных марок дизельного топлива в США были классифицированы с использованием данных хроматограммы общих ионов (TIC) и экстрагированной ионной хроматограммы (EIC), оцененных с помощью корреляции момента продукта Пирсона (PPMC) и анализа главных компонентов (PCA).Результаты показали, что EIC обеспечивают более высокую способность распознавания образцов, чем TIC. Ароматические компоненты, обычно m / z 91, обеспечивали наибольшую дискриминацию в соответствии с обеими статистическими процедурами [8]. Хроматограмма экстрагированных ионов (EIC) девяти соотношений пиков, идентифицированных PCA, включая комбинации алкилбензолов, сесквитерпанов и алкилфенантренов, была использована для классификации 14 проб дизельного топлива с различных нефтеперерабатывающих заводов США [9]. Пять проб неэтилированного бензина, отобранных на 5 местных заправочных станциях в Сиэтле, США, были проанализированы с помощью ГХ-ПИД с PCA, правильно классифицируя все хроматограммы на 5 конкретных кластеров [10].Дискриминация 28 образцов неиспаренного бензина из Новой Зеландии и Австралии с использованием выбранных хроматограмм ионного мониторинга (SIM) GC-MS и PCA показала, что большинство образцов можно сгруппировать по стране происхождения [11]. В Канаде с помощью ГХ-МС были проанализированы сорок четыре образца обычного бензина (22 зимних и 22 летних) и 44 образца премиального бензина (22 зимних и 22 летних), продаваемых по всей стране. PCA правильно классифицировал 80–93% проб как бензин премиум-класса и обычный бензин, в то время как только 48–62% проб были правильно классифицированы на зимнюю или летнюю подгруппы.В исследовании также использовались искусственные нейтральные сети (ИНС) для классификации, показывающей примерно 97% правильную классификацию зимних и летних выборок [12]. Пять марок бензина и дизельного топлива, собранные на пятнадцати различных местных автозаправочных станциях в Мадриде, Испания, были успешно идентифицированы и классифицированы с использованием GC и ANN [13].

Как упоминалось ранее, во многих предыдущих исследованиях в основном использовался полный химический состав в качестве исходных данных для дальнейших хемометрических или идентификационных анализов.В этом исследовании представлен пример разделения британских образцов бензина и дизельного топлива разных марок в четыре разных сезона с использованием газовой хроматографии, масс-спектрометрии и хемометрических процедур для определения этого минимального количества ключевых соединений, необходимых для успешного разделения образцов разных марок, а также с учетом влияние сезонных колебаний в топливе. Новизна этого исследования заключается в выборе небольшого количества специфических маркеров, которые могут помочь в хемометрическом разделении.Выбор небольшого количества маркеров имеет несколько практических преимуществ, а именно более быстрый хемометрический анализ как следствие использования меньшего количества переменных и возможность использования спектроскопических или нехроматографических методов для их идентификации в судебно-медицинских пробах.

2 Материалы и методы

2.1 Сбор проб

Девяносто одна проба была собрана на восьми различных автозаправочных станциях в Линкольне, Линкольншир, в течение года в четыре разных сезона — зимой, весной, летом и осенью.Для сохранения конфиденциальности все бренды анонимны. Эти образцы состояли из двадцати четырех образцов неэтилированного бензина высшего качества шести различных марок, тридцати двух образцов неэтилированного бензина восьми различных марок и тридцати пяти образцов дизельного топлива восьми различных марок. Образцы отбирали во флаконы с широким горлышком из желтого цвета на 60 мл с полипропиленовой крышкой из ПТФЭ от Sigma Aldrich (Гиллингем, Великобритания). Бутылки с образцами герметично закрывали и хранили при 20–25 ° C перед анализом.

2.2 Подготовка образца

Перед анализом ГХ-МС все образцы были приготовлены в соответствующем растворителе с постоянной концентрацией и определенным внутренним стандартом.Для анализа бензина каждый образец был разбавлен 1: 100 дихлорметаном (чистота реагента 99,6%) от Fisher Scientific (Лафборо, Великобритания). Затем в каждый раствор добавляли 1 мкл 1,2-диметоксиэтана (аналитический стандарт) от Sigma Aldrich (Гиллингем, Великобритания) и 3 мкл смеси дейтерированного внутреннего стандарта ASTM D5769 (бензол – d ₆, этилбензол – d ₁₀. , толуол – d ₈ и нафталин – d ₈) из Spectrum Quality Standards (Техас, США). Для дизельного топлива каждый образец был разбавлен 1: 100 в дихлорметане (99.6% чистоты реагента) от Fisher Scientific (Лафборо, Великобритания) и с добавлением 100 ppm внутреннего стандарта p –терфенил – d ₁₄ (аналитический стандарт) от Sigma Aldrich (Гиллингем, Великобритания).

2.3 Анализ ГХ-МС

Все образцы были проанализированы и выполнены в двух повторностях на газовом хроматографе — масс-спектрометре Perkin Elmer ^— Clarus 500 (ГХ-МС). ГХ-МС Clarus ™ 500 был оборудован капиллярной колонкой для ГХ с плавленым кварцем SLB ^? –5MS (30 м × 0.25 мм × 0,25 мкм), приобретенные у Sigma Aldrich (Джиллингем, Великобритания). Объем вводимой пробы составлял 1 мкл при соотношении долей 10: 1. Гелий использовался в качестве газа-носителя при 1 мл мин. ^-1.

Для образцов бензина температура впускного трубопровода была установлена на уровне 280 ° C, а температура инжектора поддерживалась на уровне 220 ° C. Температурная программа термостата ГХ началась с начальной температуры 35 ° C и начального времени выдержки 7 мин. Затем температура повышалась до 90 ° C со скоростью 4 ° C мин. ^-1, а затем постепенно повышалась до 220 ° C со скоростью 35 ° C мин. ^-1.Максимальную температуру держали 2 мин. Использовался источник ионизации электронным ударом при 70 эВ с масс-анализатором, работающим в режиме полного сканирования ( m / z 35–260).

Для образцов дизельного топлива температура впускного трубопровода была установлена на уровне 300 ° C, а температура инжектора поддерживалась на уровне 280 ° C. Температура печи была первоначально запрограммирована на уровне 100 ° C и выдерживалась в течение 5 минут, затем увеличивалась до 280 ° C со скоростью 10 ° C мин. ^–1 и поддерживалась при этой температуре еще 5 минут. Источник ионизации электронным ударом применялся при 70 эВ с диапазоном масс полного сканирования m / z 35–400.

Все хроматографические данные были обработаны с помощью программного обеспечения PerkinElmer TurboMass ™ GC-MS (версия 5.4.2.1617). Все масс-спектры соединений были идентифицированы и сравнены с использованием Автоматизированной системы масс-спектральной деконволюции и идентификации (AMDIS) (версия 2.66) и программы масс-спектрального поиска Национального института стандартов и технологий (NIST) для библиотеки масс-спектров NIST / EPA / NIH ( версия 2.0).

2.4 Анализ главных компонентов (PCA)

Для анализа данных использовался многомерный анализ (MVA).Цель заключалась в том, чтобы найти особенности и характеристики среди различных соотношений компонентов, чтобы определить минимальное количество маркеров топлива, необходимых для различения различных марок бензина и дизельного топлива. Анализ главных компонентов (PCA) использовался для анализа структуры данных путем преобразования большего числа возможно коррелированных переменных и сокращения их до меньшего числа некоррелированных переменных, главных компонентов (PC) без какой-либо потери химической информации [14]. .В этом исследовании различия между различными брендами были получены с использованием отношения между отношениями площадей пиков (PAR) из экстрагированной ионной хроматограммы (EIC) каждого аналита к их связанным внутренним стандартам (IS). Типичные ионы с наибольшей массой ( m / z ) каждого отдельного соединения, используемого для получения отклика площади пика, показаны в таблице 1. Соотношения кислородсодержащих соединений в бензине рассчитывались с использованием 1,2-диметоксиэтана (1,2-DME ) внутренний стандарт. Дейтерированные стандарты (бензол – d ₆, толуол – d ₈, этилбензол – d ₁₀ и нафталин – d ₈) были использованы для расчета соотношений для бензола, толуола, C ₂ –C ₃ алкилбензолов и нафталина соответственно.В дизельном топливе для получения соотношений всех компонентов использовали p –терфенил – d ₁₄.

Таблица 1

Список присадок и соединений для бензина и дизельного топлива, включая внутренние стандарты и целевые ионы.

24 91 9080 6

Соединения	Ионы (m / z)	Соединения	Ионы (m / z)
Бензин 9089
Метил– трет –бутиловый эфир	73	Фарнезан	57, 71
Этил– трет –бутиловый эфир	59, 87
1,2-диметоксиэтан *	45	Пентадекан	57, 43
Бензол – d ₆ *	84	Гексадекан	Норпристан	57, 43
2,2,4-триметилпентан	57	Октадекан	57, 43
Гептан 906 24	43	Фитан	57, 71
Толуол – d ₈ *	98, 100	Нонадекан	57, 43
		91 92	Пальмитиновая кислота, метиловый эфир	74, 87
Этилбензол – d ₁₀ *	98, 116	Эйкозан	57, 43
				242424 кислота, метиловый эфир	67, 81
m –ксилол	91, 120	Олеиновая кислота, метиловый эфир	55, 69
p –ксилол	Стеариновая кислота, метиловый эфир	74, 87

o –ксилол	91, 120	Докозан	57, 43
Пропилбензол	91, 120	p –терфенил – d ₁₄ *	244
3 – этилтолуол	105, 120		120
1,3,5-триметилбензол	105, 120
2-этилтолуол	105, 120
1,2,4 –	1,2,4 – триметилбензол 120
1,2,3 – триметилбензол	105, 120
Нафталин – d ₈ *	136

Набор данных, содержащий соотношения различных соединений каждого типа топлива разных марок, был оценен с помощью анализа главных компонент (PCA) и линейного дискриминантного анализа (LDA), Алгоритмы перекрестной проверки типа «один за другим» (LOOCV) были выполнены с использованием бесплатного программного обеспечения для интеллектуального анализа данных TANAGRA версии 1.4.50 (Рикко Ракотомалала, Лион, Франция).

Этическое одобрение: Проведенное исследование не имеет отношения ни к использованию на людях, ни на животных.

3 Результаты и обсуждение

В настоящее время в Великобритании действуют шесть основных нефтеперерабатывающих заводов. Четыре нефтеперерабатывающих завода обеспечивают топливом всю Англию, один в Шотландии и один в Уэльсе. Каждый нефтеперерабатывающий завод имеет свои собственные конструктивные характеристики, зависящие от нескольких факторов, таких как рыночный спрос и производственная мощность, и это приведет к различию топливных продуктов с разных НПЗ.Распределитель топлива может поставлять топливо с разных нефтеперерабатывающих заводов на заправочную станцию, и, следовательно, первоначальный источник топлива в каждом образце в этом исследовании неизвестен. Помимо различий в топливе из-за процесса очистки, химический состав топлива также может варьироваться в зависимости от добавляемых добавок, транспортировки, погоды и складских помещений. По-видимому, некоторые розничные бензиновые супермаркеты также предлагают собственное топливо, содержащее специальные пакеты присадок, уникальные для их группы.Поэтому ожидается, что каждое топливо будет иметь свой специфический химический состав. Подобные схемы существуют и в других странах, и, следовательно, важно подчеркнуть, что это исследование применимо только к Соединенному Королевству и его необходимо будет воспроизвести в других местах, чтобы получить конкретные маркеры и соотношения для этого региона.

В Соединенном Королевстве производство и использование бензина и дизельного топлива регулируется Правилами 2015 г. (S.I. 2015/1796) [15]. Это постановление устанавливает руководящие принципы и ограничения, связанные с продажей и распределением бензина и дизельного топлива, включая этилированный бензин. Автомобильное топливо, продаваемое на рынках Великобритании, должно соответствовать экологическим требованиям к качеству топлива, изложенным в Приложении I (Бензин) и Приложении II (Дизель) Директивы 2009/30 / EC Европейского парламента и Совета от 23 апреля 2009 г. [16] . В настоящее время использование биодизеля постепенно увеличивается, и многие страны значительно превышают свои возможности по его производству.У каждого есть своя собственная независимая политика в отношении географических зон, климата, экономики, использования и производства. Рапсовое масло является важным сырьем для биодизеля в ЕС и Великобритании [17]. По всей видимости, требовалось смешивание до 7% об. FAME в транспортном дизельном топливе в Европе и Соединенном Королевстве в соответствии с европейским стандартом для автомобильного дизельного топлива (EN 590) [18] и европейским стандартом FAME (EN 14214) [19 ].

3.1 Определение характеристик с помощью ГХ-МС

Данные ГХ-МС часто отображаются как TIC.Информация, полученная от TIC, может использоваться для идентификации или классификации отдельных компонентов, содержащихся в образце. На рисунке 1 показаны TIC и EIC образцов бензина, дизельного топлива и биодизельной смеси.

Рис. 1

Общие ионные хроматограммы и экстрагированные ионные хроматограммы проб бензина, дизельного топлива и биодизельного топлива.

Для бензина наличие и выделение БТЭК (бензол, толуол, этилбензол, m–, p–, o –ксилолы), гептан, C3-алкилбензолы (пропилбензол, 3-этилтолуол, 4-этилтолуол, 1,3 , 5-триметилбензол, 2-этилтолуол, 1,2,4-триметилбензол, 1,2,3-триметилбензол), нафталин, а также 1- и 2-метилнафтаен во все сезоны были одинаковыми между образцами супер-неэтилированного и неэтилированного бензина.Это отличительные соединения, часто встречающиеся в бензине, и очень важные соединения, используемые для идентификации бензина [20], [21].

Два оксигената — метил– трет –бутиловый эфир (MTBE) и этил– tert –бутиловый эфир (ETBE) — были идентифицированы и обнаруживались в пробах нерегулярно. Было обнаружено, что МТБЭ добавлен в три из шести марок супер-неэтилированного бензина в любое время года. Было обнаружено, что ETBE был добавлен в два из шести брендов весной и летом и в три из шести брендов осенью, но не наблюдался ни в каких зимних образцах ни от одного бренда.В одном осеннем образце неэтилированного бензина высшего качества были обнаружены как МТБЭ, так и ЭТБЭ. Более того, одна марка пробы неэтилированного бензина высшего качества показала отсутствие оксигенатов в любое время года.

Не все марки неэтилированного бензина содержат кислородсодержащие соединения. Для тех, кто это сделал, МТБЭ был единственным обнаруженным кислородсодержащим соединением: одна из восьми марок зимой и три из восьми марок летом и осенью. Все пробы весеннего неэтилированного бензина показали отсутствие оксигенатов.

Изооктан — важный компонент бензина, часто используемый в качестве антидетонационного агента, и обнаружен почти во всех пробах.В исключительных случаях только одна марка неэтилированного бензина высшего качества продемонстрировала отсутствие изооктана, которое наблюдалось зимой.

В соответствии со стандартными спецификациями бензина в Великобритании (BS EN228: 2012 Требования к неэтилированному бензину для автомобильного топлива и метод испытаний) [22], оксигенаты или любые другие кислородсодержащие добавки могут быть добавлены в бензин для увеличения октанового числа. . Наши результаты подтвердили, что два типа оксигенатов, МТБЭ и ЭТБЭ, чаще встречаются в неэтилированном бензине высшего качества, что позволяет предположить, что эти присадки использовались для достижения более высокого октанового числа, связанного с неэтилированным топливом высшего качества.

Для дизельного топлива распределение основных пиков углеводородных соединений колеблется между C ₁₀ –C ₂₁. Это было постоянным между четырьмя наборами (зима, весна, лето и осень) образцов дизельного топлива. Кроме того, интенсивность этих доминирующих пиков различалась для разных брендов, что объясняет несходство соотношений.

Большинство соединений дизельного топлива, наблюдаемых в этом исследовании, состояло из ундекана, додекана, тридекана, 2,6,10-триметилдодекана (фарнезана), тетрадекана, пентадекана, гексадекана, 2,6,10-триметилпентадекана (норпристана), гептадекана, 2, 6,10,14-тетраметилпентадекан (пристан), октадекан, 2,6,10,14-тетраметилгексадекан (фитан), нонадекан, эйкозан, генейкозан, докозан, трикозан, тетракозан и пентакозан.Это целевые соединения, часто встречающиеся в дизельном топливе, некоторые из которых используются для идентификации дизельного топлива в соответствии со стандартом ASTM E1618 [21]. Кроме того, очевидно наблюдались метиловые эфиры жирных кислот (МЭЖК). Четыре идентифицированных состава FAME — метиловый эфир пальмитиновой кислоты (метилпальмитат, C16: 0), метиловый эфир линолевой кислоты (метиллинолеат, C18: 2), метиловый эфир олеиновой кислоты (метилолеат, C18: 1) и метиловый эфир стеариновой кислоты ( метилстеарат, C18: 0) — не обнаружено.

МЭЖК являются основным компонентом биодизеля, возобновляемого источника энергии, который менее загрязняет окружающую среду, чем нефтяное дизельное топливо , и часто смешивается с нефтяным дизельным топливом.Такие смеси известны как смеси биодизеля, и их можно найти во многих различных концентрациях для конкретных целей. Использование МЭЖК варьируется в зависимости от региона и сезона, например, в регионах с холодным климатом, где качество топлива более критично. Содержание МЭЖК снижено. Это связано с тем, что МЭЖК могут вызывать образование парафина и гелеобразование, поскольку их относительная вязкость увеличивается при низких температурах, и это может привести к для засорения фильтра зимой. Соответственно, МЭЖК являются настолько богатым источником пищи для бактерий, что микробиологический рост в баке также может происходить и вызывать блокировку системы дизельного двигателя [23], [24], [25].Это вероятная причина сезонных колебаний содержания FAME в образцах. В этом исследовании четыре вида МЭЖК были обнаружены в четырех из девяти проб зимнего дизельного топлива, а также во всех пробах весеннего, летнего и осеннего дизельного топлива.

3.2 Классификация по PCA

В этом исследовании PCA использовался для создания модели классификации. В дальнейшем для оценки модели классификации и исправления ошибочно классифицированных образцов при визуальном осмотре ПК использовались перекрестная проверка и анализ «исключение-один-единственный».PCA был выполнен на трех различных наборах данных, содержащих: 18 бензиновых соединений и 144 (24 образца x 6 повторов) пробы сверхнэтилированного бензина, представляющих 18´144 матрицу данных, 18 бензиновых соединений в 192 (32 образца x 6 повторов) неэтилированный бензин. образцы, представляющие матрицу данных 18´192, и 14 дизельных соединений в 210 (35 образцов ´ 6 повторов) образцов дизельного топлива, представляющие матрицу данных 14´210. В таблице 2 подробно описаны соединения, использованные для ПХА. В этом исследовании первые три основных компонента (3PC) использовались для описания всех данных в соответствии с процентной долей общей дисперсии, объясненной для 80–90% всех выборок, а для визуальной классификации моделей использовались двухмерные диаграммы рассеяния.

Таблица 2
Добавки и компаунды, используемые для ПХА.
2.1 Неэтилированный бензин высшего качества
PCA продемонстрировал, что большая часть изменчивости данных может быть объяснена первыми тремя основными компонентами (приблизительно 83%). Первый главный компонент отвечает за 55,81% всей информации, второй составляет 19,19%, а третий объясняет 8,27% всей информации. На рисунке 2 показано, что кластеризация 24 образцов сверхнэтилированного бензина от шести различных марок, собранных за четыре сезона, действительно возникла, когда PC1 был сопоставлен с PC2.Хорошее разделение было визуально сделано между каждым разным образцом при увеличении фигуры. Хотя два образца пружины от двух брендов демонстрируют перекрывающиеся кластеры, однако большинство образцов были очевидными и четко классифицированными. Это можно объяснить тем, что образцы разных марок и разного времени сбора, скорее всего, содержат уникальный химический состав. Из этого можно сделать вывод, что 18 компонентов бензина, очевидно, обеспечивают способность различать пробы неэтилированного бензина высшего качества разных марок и сезонов.
Рис. 2
Диаграмма рассеяния PC1 ´ PC2, показывающая классификацию 24 образцов неэтилированного бензина высшего качества с использованием всех 18 компонентов бензина. Правильно классифицированные кластеры показаны кружками.
3.2.2 Неэтилированный бензин
PCA также был проведен для всего набора данных из 32 образцов неэтилированного бензина восьми различных марок в четыре разных сезона с использованием всех 17 компонентов бензина (без присутствия ETBE), как указано в таблице 2
На рис. 3 показана способность PCA классифицировать все 32 пробы неэтилированного бензина 8 различных марок, собранные за 4 сезона.Большинство образцов были визуально сгруппированы при построении графика между PC1 и PC2, поскольку на них приходилось 87,90% общей изменчивости данных. Судя по графику, лучшая классификация была заметно сделана после увеличения масштаба фигуры. Однако между зимними образцами марки 5, 7 и 8 все же наблюдалось совпадение. Также не было четкого разделения весенних образцов марки 1 и марки 5. Два осенних образца марки 3 и марки 8 не разделились. Исходя из этого, образцы, которые были неправильно сгруппированы или не разделены, могут содержать аналогичный химический состав.Напротив, образцы, которые были хорошо разделены, скорее всего, имеют отличительный состав. Таким образом, использование 17 различных компонентов бензина может дать возможность различать пробы неэтилированного бензина из разных источников.
Рис. 3
Диаграмма рассеяния PC1 ´ PC2, показывающая классификацию 32 проб неэтилированного бензина с использованием всех 18 компонентов бензина. Правильно классифицированные кластеры показаны кружками.
3.2.3 Дизель
Способность PCA классифицировать все 35 проб дизельного топлива от 8 различных марок, собранных в 4 разных сезона, показана на Рисунке 4.Более половины образцов были визуально сгруппированы при построении графика зависимости ПК1 от ПК2, что составило 89,70% общей изменчивости данных. Лучшее разделение было заметно при увеличении фигуры. Однако образцы марки 6 осенняя и марка 1А летом четко не разделялись. Также есть некоторые совпадения между зимними образцами марки 7, зимними образцами марки 5 и весенними образцами марки 4. Таким же образом у пружинных образцов марки 1, 2 и 5 наблюдаются перекрывающиеся кластеры. Этот результат показывает, что большинство образцов, которые были сгруппированы, в частности, содержат различный химический состав, а образцы, которые не были классифицированы, вероятно, содержат аналогичный химический состав.В целом, 14 различных компонентов дизельного топлива могут потенциально использоваться для различения образцов дизельного топлива из разных источников.
Рис. 4
Диаграмма рассеяния PC1 ´ PC2, показывающая классификацию 35 проб дизельного топлива с использованием всех 14 компонентов дизельного топлива. Правильно классифицированные кластеры показаны кружками.
3.3 Классификация PCA с использованием основных топливных соединений
Хотя диаграммы рассеяния PCA могут обеспечить визуальную классификацию, трудности классификации могут возникнуть, когда представление данных ограничено двухмерным графиком.По этой причине линейный дискриминантный анализ (LDA) с последующей перекрестной проверкой с исключением одного-единственного (LOOCV) дополнительно требует для оценки модели классификации и исправления неправильно классифицированных образцов при визуальном осмотре ПК.
Корреляция с основными компонентами также оценивалась с использованием баллов факторной нагрузки. Факторная нагрузка — это коэффициент корреляции между переменными и основными компонентами. Факторные нагрузки могут находиться в диапазоне от –1 до 1, чем ближе к –1 или 1, тем сильнее влияние переменной на ПК.На рис. 5 показан коэффициент корреляции факторных нагрузок в образцах неэтилированного бензина, неэтилированного бензина и дизельного топлива.
Рис. 5
Показатели загрузки каждого отдельного соединения для первых 3ПК образцов сверхнормативного неэтилированного бензина, неэтилированного бензина и дизельного топлива.
Из рисунка 5 можно сделать вывод, что большинство топливных соединений в трех типах образцов топлива показали относительно высокую факторную нагрузку на ПК1, а некоторые — на ПК2 и ПК3, как показано в образцах неэтилированного бензина.Эти факторные нагрузки могут использоваться для указания веса каждой из переменных на различных исследуемых ПК (ПК1, ПК2 и ПК3) и должны использоваться для создания модели классификации, а также для определения ключевых конкретных соединений для классификации топлива этих ПК. .
В попытке определить ключевые компоненты для анализа топлива в Великобритании, следует рассматривать только наиболее ценные конкретные индикаторы. Ожидалось, что уменьшение количества эффективных соединений даст надежный и значимый результат различения.В этом исследовании был выбран другой набор компонентов на основе их показателей факторной нагрузки и индивидуальных химических свойств.
Процент совокупной вариации в наборе данных показан для выбранных бензиновых и дизельных соединений в таблице 3. Это указывает на то, что уменьшение количества соединений может повлиять на модель ПК. В таблице также показан процент правильной классификации по первым двум и трем основным компонентам для каждого набора соединений с использованием линейного дискриминантного анализа (LDA), за которым следует алгоритм перекрестной проверки «исключение – один – нет».
Таблица 3
Сводная информация об изменчивости общих данных PCA и перекрестная проверка с исключениями по одному для различных наборов бензиновых и дизельных соединений с использованием факторных нагрузок.
Типы Кол-во соединений Описание
Бензин 18 МТБЭ, ЭТБЭ, бензол, изооктан, гептан, толуол, этилбензол 907–1514, мезобензол 14 14 –Ксилол, o –ксилол, пропилбензол, 3 – этилтолуол, 4 – этилтолуол, 1,3,5 – триметилбензол, 2 – этилтолуол, 1,2,4 – триметилбензол, 1,2,3 – триметилбензол, нафталин
Дизель 14 фарнезан, тетрадекан, пентадекан, гексадекан, норпристан, октадекан, фитан, нонадекан, эйкозан, докозан, метилпальмитат, метиллинолеат, метилолеат, метилстеарат 4
9079 9079
6бензин
6
Соединения C3
´PC2
2,4 – TMB, 1,2,3 – TMB
9003 900 бензиновые смеси (без ETBE)
6 C-08 9016 9014 9016 9016 соединения 3
4
Все 4407 908 ´PC2
Наборы компаундов Кумулятивная Правильная классификация (%)
Разница (%) Сезон Марка Все образцы

Все 18 бензиновых соединений
PC1´PC2 75.00 55,56 34,72 91,67
PC1´PC2´PC3 83,27 53,47 50,00 100
907 908 908 901 макс. PC1´PC2 99,68 51,39 31,94 64,58
PC1´PC2´PC3 99,92 54,17 46,53
03
03
03
0
PC1´PC2 93.12 62,50 24,31 94,44
PC1´PC2´PC3 99,10 67,36 29,17 99,31
99,31
99,58 26,39 27,78 63,89
PC1´PC2´PC3 99,84 54,17 45,83 77,78 45,83 77.78
PC1´PC2 62.12 50,00 38,89 93,75
PC1´PC2´PC3 79,38 57,64 43,06 100
PC1´PC2 87.90 39,58 27.60 94.27
PC1´PC2´PC3 PC1´PC2´PC3 PC1´PC2´PC324 78,12 23,44 99,48
Верхняя 5 наиболее высокая факторная нагрузка
PC1´PC2 99,70 9033 PC2´PC3 99,92 64,06 26,56 95,83
Соединения BTEX
PC1´PC2 98.54 59,37 26,04 91,15
PC1´PC2´PC3 99,69 66,67 31,77 94,79
9016-бензин
907 ´PC2 99,78 31,25 17,71 90,10
PC1´PC2´PC3 99,96 81,25 19,27 92.197 19,27 92.197 2,4 – TMB, 1,2,3 – TMB
PC1´PC2 73.05 45,31 18,75 91,67
PC1´PC2´PC3 93,13 75,00 15,62 98,96
PC1´PC2 89,70 74.29 10.00 94.29
PC1´PC2´PC3 93.23 77,62 22,86 99,52
Верхняя 5 наиболее высокая факторная нагрузка
PC1´PC2 99,24 PC2´PC3 99,76 70,00 20,95 87,62
Все алкановые соединения
PC1´PC2 92 84 66,19 20,00 96,19
PC1´PC2´PC3 96,25 66,67 22,86 96,67
96,67
95,18 83,81 8,57 84,76
PC1´PC2´PC3 98,83 90,48 13,333 85.24
PC1´PC2 87.83 75,71 14,76 97,14
PC1´PC2´PC3 92,35 74.29 19.05 98.10
, все образцы из этого топлива используются для всего этого топлива. Для разных наборов соединений PCA дал плохие результаты классификации по отношению к их сезонной подгруппе, также был значительно низким для большинства наборов соединений в диапазоне от 26,39% до 83,81% (для 2PC) и от 53,47 до 90,48% (для 3PC).Точно так же способность PCA получить правильную классификацию среди образцов топлива по отношению к группе брендов с правильной классификацией в диапазоне от 8,57% до 38,89% (для 2PC) и от 13,33% до 50% (для 3PC). Классификационные характеристики более 80% были получены для образцов дизельного топлива с использованием набора соединений FAME. Это указывает на то, что использование соединений FAME позволяет классифицировать различные образцы дизельного топлива из разных сезонов.
Модель PCA смогла правильно классифицировать большинство образцов с вероятностью успеха, близкой к 100% для некоторых наборов соединений.Тем не менее, хотя правильная классификация в целом была высокой, разные наборы соединений показали некоторые различия в степени правильности классификации трех типов образцов топлива.
Максимально правильная классификация составила 100% для образцов сверхнеэтилированного бензина с использованием набора всех 18 соединений бензина и набора МТБЭ, ЭТБЭ, изооктана, толуола, 1,2,4 – ТМБ и 1,2,3 – ТМБ с 3ПК; 99,48% для проб неэтилированного бензина с использованием набора всех 17 бензиновых смесей с 3ПК; и 99,52% для образцов дизельного топлива с использованием набора всех 14 составов дизельного топлива с 3ПК.Это указывает на то, что чем больше соединений используется, тем выше достигаются классификационные характеристики.
Набор из 5 самых высоких факторных нагрузок успешно выделил различные образцы неэтилированного бензина и дизельного топлива, получив правильную классификацию от 75% до 95%. Однако снижение эффективности классификации было получено в образцах сверхнормативного неэтилированного бензина, в результате чего только от 64,58% до 75% правильно классифицировались для 2PC и 3PC соответственно. Следовательно, этот набор соединений может быть бесполезен для судебно-медицинских расследований из-за их несогласованности в зависимости от типов образцов и несколько низкой эффективности классификации по сравнению с другими наборами.
Соединения C3 – алкилбензола показали высокую эффективность классификации в пробах неэтилированного бензина (успешность более 90%), но низкую эффективность классификации в пробах неэтилированного бензина высшего качества (успешность менее 80%). Эти соединения являются наиболее устойчивыми к атмосферным воздействиям в бензине [26], однако идентификация 8 типов изомеров алкилбензола
C ₃ с помощью газовой хроматографии является относительно сложной, если не используется высокоэффективная капиллярная колонка с хорошим разделением и могут быть предоставлены все их эталоны [2].
Соединения БТЕКС можно было использовать для успешного различения различных проб бензина, при этом 99,31% проб сверхнеэтилированного бензина и 94,79% проб неэтилированного бензина были правильно классифицированы. Тем не менее, BTEX обнаружены во многих химических веществах, таких как краски, синтетические каучуки и сельскохозяйственные химикаты [2, 27], и, следовательно, могут загрязнять образцы, полученные при судебно-медицинской экспертизе из этих источников. Кроме того, BTEX имеет меньшую растворимость и стойкость, чем добавки, такие как MTBE и ETBE, в грунтовых водах и почвах [27]. Это ограничивает использование BTEX в качестве наиболее предпочтительных судебно-медицинских индикаторов для идентификации источников топлива в таких приложениях, как анализ мусора при пожаре и идентификация разливов нефти.
Набор всех алкановых соединений показал относительно высокие классификационные характеристики с более чем 95% правильной классификации. Теоретически н-алканы более подвержены микробной деградации, чем разветвленные алканы, небольшие ароматические соединения, циклические алканы и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) [28]. Это также может ограничить использование н – алкановых соединений как лучшего выбора маркеров для судебно-медицинской экспертизы, используемых для идентификации разливов дизельного топлива.
Соединения FAME можно использовать для дифференциации проб дизельного топлива из разных сезонов, причем более 80% правильно классифицированы, когда пробы были разделены на подгруппу по сезонам.Высокие классификационные характеристики (84–85%) могут быть успешно достигнуты во всех образцах дизельного топлива. В результате эти маркеры можно использовать для различения проб дизельного топлива из разных сезонов из-за более низкой концентрации или полного отсутствия МЭЖК в зимних пробах, как отмечалось ранее.
Комбинация оксигенатов, алифатических и ароматических углеводородов, состоящая из MTBE, ETBE, изооктана, толуола, 1,2,4-триметилбензола и 1,2,3-триметилбензола, также была протестирована в этом исследовании и успешно продемонстрировала отличные классификационные характеристики 100% (3 шт.) И 98.96% (3 шт.) В пробах неэтилированного и неэтилированного бензина, соответственно. МТБЭ и ЭТБЭ представляют собой типичные кислородсодержащие добавки в бензин, используемые в качестве повышающих октановое число, требуемые различными производителями топлива и используемые в качестве индикатора долгосрочного загрязнения бензина из-за большей растворимости и стойкости в окружающей среде [27]. Изооктан и толуол являются типичными антидетонационными добавками, широко используемыми в бензине. Кроме того, в этом исследовании МТБЭ, ЭТБЭ и изооктан показали различия в разных образцах бензина. Таким образом, эти присадки также могут быть полезными в качестве ключевого маркера для идентификации и классификации топлива.Кроме того, 1,2,4-триметилбензол и 1,2,3-триметилбензол представляют собой C ₃ -алкилбензолы, которые, как известно, являются наиболее устойчивыми к атмосферным воздействиям в бензине соединениями [26] и более устойчивыми к микробной деградации [29, 30]. ]. Это означает, что индивидуальные характеристики, специфические свойства и преимущества МТБЭ, ЭТБЭ, изооктана, толуола, 1,2,4-триметилбензола и 1,2,3-триметилбензола в качестве ключевых показателей, специфичных для бензина, делают их более интересными среди других соединений. используется как маркеры.Таким образом, можно сделать вывод, что использование присадок, таких как оксигенаты и высокостойкие бензиновые соединения, обеспечивает большую надежность для идентификации и классификации бензина.
Для дизельного топлива комбинация изоалканов (фарнезан, норпристан, фитан) и соединений FAME (метиловый эфир пальмитиновой кислоты, метиловый эфир линолевой кислоты, метиловый эфир олеиновой кислоты и метиловый эфир стеариновой кислоты) — показала хорошее разделение в образцах дизельного топлива. по их высоким классификационным характеристикам (более 95%).Причины выбора набора изоалканов и соединений FAME для классификации образцов дизельного топлива были связаны с тем, что фарнезан (2,6,10-триметилдодекан) является возобновляемым углеводородом, а также биомаркером дизельного топлива, чаще всего смешиваемым с нефтяным дизельным топливом и реактивным топливом. как продукты FAME [29]. Утверждается, что эти соединения помогают уменьшить проблему загрязнения воздуха, а также уменьшить потребление импортного ископаемого топлива. В большинстве отраслей энергетики предпочтительно использовать возобновляемое углеводородное дизельное топливо, смешанное с нефтяным дизельным топливом, поскольку оно более экологично, дешевле и проще в производстве.Норпристан и фитан более устойчивы к биодеградации по сравнению с н-алканами [29, 30]. Более того, эти соединения являются хорошими биомаркерами и важны для классификации и идентификации дизельного топлива [6, 32]. Эффект сезонных колебаний также обнаруживается при использовании содержания МЭЖК. Исходя из этих причин, можно указать, что относительное количество изоалканов по сравнению с компонентами МЭЖК обеспечило повышенную дискриминацию среди проб дизельного топлива, и, следовательно, этот набор соединений является одним из лучших вариантов для идентификации и классификации дизельного топлива.
4 Выводы
Аналитические результаты ГХ-МС бензина подтвердили, что MTBE и ETBE обычно используются в качестве присадок к бензину в Великобритании и, вероятно, добавляются в неэтилированный бензин высшего качества. Кроме того, несоответствия в присутствии и концентрации изооктана могут быть связаны с различными процессами смешивания. В дизельном топливе распределение содержания МЭЖК показало эффект сезонных колебаний, который присутствовал во всех весенних, летних и осенних пробах, но только в некоторых из некоторых зимних проб.
В этом исследовании PCA после LDA и перекрестная проверка с исключением по одному позволили с высокой степенью точности классифицировать пробы бензина и дизельного топлива разных марок и разных сезонов. К сожалению, PCA не смог разделить образцы на подгруппы по сезонам и брендам. Ожидается, что это вызвано изменением состава образцов топлива в зависимости от различных факторов, таких как исходный источник сырой нефти, процессы переработки, технические характеристики продукта, касающиеся его целей и использования, транспортировка и резервуар для хранения.
Кроме того, отбор подгрупп ключевых маркеров топлива показал, что использование ряда из них обеспечивает различную степень дискриминации образцов топлива по сравнению с использованием всей хроматограммы или полного набора соединений в образцах. Выбор фарнезана, норпристана, фитана и четырех соединений FAME является лучшим вариантом при попытке разделить источник пробы дизельного топлива. Из-за высокой летучести некоторые соединения могут оказаться непригодными для анализа остатков пожара или идентификации разливов нефти, но эти соединения полезны для судебно-медицинской идентификации и сравнения, например, в случаях мошенничества с топливом и терроризма, поскольку их информация может предоставить разведданные для судебных следователей.
Важно подчеркнуть, что в этом исследовании учитывались только образцы топлива из Великобритании в исследуемой области. Существенные компоненты, такие как добавки и маркеры топлива, используемые в топливе, зависят от типа топлива и различаются в зависимости от страны, региона, сезона, исходных источников масла и различных производственных процессов. Таким образом, аналогичная методология с использованием ГХ-МС и хемометрического анализа, описанная в этом исследовании, может быть применена для сопоставления проб бензина и дизельного топлива из различных источников в конкретной стране.
Авторы выражают признательность Управлению Комиссии по государственной службе (OCSC), Королевскому правительству Таиланда и Центральному институту судебной медицины (CIFS) Министерства юстиции Таиланда за их финансовую поддержку и сотрудничество в этом исследовании.
Ссылки
[1] Оуэн К., Присадки к бензину и дизельному топливу. Нью-Йорк, Нью-Йорк: John Wiley and Sons Inc., 1989. Поиск в Google Scholar
[2] Ван З., Фингас М., Ландрио М., Сигоулн Л., Сюй Н., Идентификация алкилбензолов и прямое определение BTEX и (BTEX + C3 Benzenes) в маслах с помощью GC / MS, Anal.Chem., 1995, 67 (19), 3491–3500. Поиск в Google Scholar
[3] Xiong W., Bernesky R., Bechard R., Michaud G., Lang J., Многоуровневый подход к различению источников разливов бензина и дизельного топлива, Sci. Total Environ., 2014, 487, 452–462. Искать в Google Scholar
[4] Achten C. и Püttmann W., Метод определения метил-трет-бутилового эфира в бензине с помощью газовой хроматографии, J. Chromatogr. А, 2001, 910 (2), 377–383. Искать в Google Scholar
[5] Канатева А.Ю., Палеев А.В., Курганов А.А., Горшков А.В., Грибановская М.Г. Определение оксигенатов и бензола в бензине различными хроматографическими методами // Пет. Хим., 2013, 53 (5), 349–355. Искать в Google Scholar
[6] Boczkaj G., Jaszczołt M., Przyjazny A., Kamiński M., Применение нормально-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии с последующей газовой хроматографией для анализа добавок к дизельному топливу », Анал. Биоанал. Хим., 2013, 405 (18), 6095–103. Искать в Google Scholar
[7] de Godoy L.А.Ф., Педросо М.П., Хантао Л.В., Аугусто Ф., Поппи Р.Дж., Определение происхождения топлива с помощью комплексного 2D GC-FID и параллельного факторного анализа, J. Braz. Chem. Soc., 2013, 24 (4), 645–650. Искать в Google Scholar
[8] Хапп А.М., Маршалл Л.Дж., Кэмпбелл Д.И., Смит Р.В., Макгаффин В.Л., Хемометрический анализ дизельного топлива для криминалистических и экологических приложений, Anal. Чим. Acta, 2008, 606 (2), 159–171. Искать в Google Scholar
[9] Gaines R.B., Hall G.J., Frysinger G.S., Gronlund W.Р., Хуайр К.Л., Хемометрическое определение целевых соединений, используемых для определения отпечатков пальцев на неавтоматизированном дизельном топливе, Environ. Криминалистика, 2006, 7 (1), 77–87. Поиск в Google Scholar
[10] Пирс К.М., Хоуп Дж. Л., Джонсон К. Дж., Райт Б. В., Синовек Р. Е., Классификация данных о бензине, полученных с помощью газовой хроматографии с использованием алгоритма кусочного совмещения в сочетании с выбором признаков и анализом главных компонентов, J. Chromatogr. А, 2005, 1096 (1–2), 101–110. Искать в Google Scholar
[11] Sandercock P.М.Л. и Du Pasquier E., Химическая дактилоскопия бензина: 3. Сравнение неиспаренных образцов автомобильного бензина из Австралии и Новой Зеландии, Forensic Sci. Инт., 2004, 140 (1), 43–59. Искать в Google Scholar
[12] Добл П., Сандеркок М., Дю Паскье Э., Петоч П., Ру К., Доусон М., Классификация бензина премиум-класса и обычного бензина с помощью газовой хроматографии / масс-спектрометрии, анализа главных компонентов и искусственные нейронные сети, Forensic Sci. Междунар., 2003, 132 (1), 26–39. Искать в Google Scholar
[13] Угена Л., Монкайо С., Манзур С., Росалес Д., Касерес Дж. О., Идентификация и распознавание марок топлива с помощью газовой хроматографии и алгоритма нейронных сетей в судебных исследованиях, J. Anal. Methods Chem., 2016. Поиск в Google Scholar
[14] Задора Г., Мартина А., Рамос Д., Эйткен К.Г.Г., Статистический анализ в судебной медицине: доказательные значения многомерных физико-химических данных. John Wiley & Sons, 2013. Выполните поиск в Google Scholar
[15] Законодательные акты, Правила о моторном топливе (состав и содержание) (поправка) 2015 г .: SI 2015/1796).Великобритания, 2015. Поиск в Google Scholar
[16] Европейская комиссия, Директива 2009/30 / EC Европейского парламента и Совета от 23 апреля 2009 г., Dir. 2009/30 / EC, 2009, стр. 88–113. Поиск в Google Scholar
[17] Worldwatch Institute, Часть I: Состояние и глобальные тенденции, в Биотопливе для транспорта — Глобальный потенциал и последствия для устойчивой энергетики и сельского хозяйства, Earthscan, 2012, 2007, стр. 481. Поиск в Google Scholar
[18] Европейский комитет по стандартизации, BS EN 590: 2013 + A1: 2017 Автомобильные топлива — Дизель — Требования и методы испытаний, 2013 г., стр.26. Поиск в Google Scholar
[19] Европейский комитет по стандартизации, BS EN 14214: 2012 + A1: 2014 Жидкие нефтепродукты — метиловые эфиры жирных кислот (FAME) для использования в дизельных двигателях и системах отопления — Требования и методы испытаний, 2013, стр. 28. Выполните поиск в Google Scholar
[20] Стауфер Э., Долан Дж. А., Ньюман Р., Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости., In Fire Debris Analysis, pp. 199–233, 2008. Поиск в Google Scholar
[21] Американское общество по испытаниям и материалам, ASTM E1618-14: Стандартный метод испытания воспламеняющихся жидких остатков в экстрактах из проб горючего мусора с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрии », ASTM Int., 2014. Поиск в Google Scholar
[22] Европейский комитет по стандартизации, BS EN 228: 2012 Автомобильные топлива. Неэтилированный бензин. Требования и методы испытаний, 2012 г., с. 26. Поиск в Google Scholar
[23] Пассман Ф.Дж., Микробное загрязнение и борьба с ним в топливе и топливных системах с 1980 года — обзор, Int. Биодетериор. Биодеградация, 2013, 81, 88–104. Искать в Google Scholar
[24] Соренсен Г., Педерсен Д.В., Норгаард А.К., Соренсен К.Б., Найгаард С.Д., Исследования роста микробов в биодизельных смесях, Биоресурсы.Технология, 2011, 102 (8), 5259–5264. Поиск в Google Scholar
[25] Зигерт В., Микробное загрязнение дизельного топлива — возникают ли новые проблемы из биодизельных смесей?, Продолжение IASH 2009, 11th Int. Конф. Стабильность, Handl. Используйте Liq. Топливо Прага, Чешская Республика. Октябрь 2009 г., стр. 18-22. Искать в Google Scholar
[26] Ван З. и Стаут С.А., Экологическая экспертиза нефтяных разливов: снятие отпечатков пальцев и идентификация источника. Elsevier / Academic Press, 2007. Искать в Google Scholar
[27] Rosell M., Лакорте С., Джинебреда А., Барсело Д., Одновременное определение метил-трет-бутилового эфира и продуктов его разложения, других оксигенатов бензина и бензола, толуола, этилбензола и ксилолов в подземных водах Каталонии методом продувочной газовой хроматографии –Масс-спектрометрия, 2003, 995, 1–26. Искать в Google Scholar
[28] Рохо Ф., Разложение алканов бактериями, Environ. Microbiol., 2009, 11 (10), 2477–2490. Поиск в Google Scholar
[29] Амирис, Фарнезан: прорыв в области возобновляемых углеводородов для использования в качестве дизельного и реактивного топлива, Президентский конкурс экологической химии: Премия для малого бизнеса 2014 г., 2014 г.[Онлайн]. Доступно: https://www.epa.gov/greenchemistry/presidential-green-chemistry-challenge-2014-small-business-award [дата обращения: 23 мая 2018 г.]. Искать в Google Scholar
Поступило: 27.08.2018
Принято: 26.11.2018
Опубликовано в Интернете: 29.03.2019
© Praew Suppajariyawat et al.

Типы	Кол-во соединений	Описание
Бензин	18	МТБЭ, ЭТБЭ, бензол, изооктан, гептан, толуол, этилбензол 907–1514, мезобензол 14 14 –Ксилол, o –ксилол, пропилбензол, 3 – этилтолуол, 4 – этилтолуол, 1,3,5 – триметилбензол, 2 – этилтолуол, 1,2,4 – триметилбензол, 1,2,3 – триметилбензол, нафталин
Дизель	14	фарнезан, тетрадекан, пентадекан, гексадекан, норпристан, октадекан, фитан, нонадекан, эйкозан, докозан, метилпальмитат, метиллинолеат, метилолеат, метилстеарат	4

Наборы компаундов	Кумулятивная	Правильная классификация (%)
	Разница (%)	Сезон	Марка	Все образцы

Все 18 бензиновых соединений
PC1´PC2	75.00	55,56	34,72	91,67
PC1´PC2´PC3	83,27	53,47	50,00	100
907 908 908 901 макс. PC1´PC2	99,68	51,39	31,94	64,58
PC1´PC2´PC3	99,92	54,17	46,53 03 03 03 0
PC1´PC2	93.12	62,50	24,31	94,44
PC1´PC2´PC3	99,10	67,36	29,17	99,31
	99,31
99,58	26,39	27,78	63,89
PC1´PC2´PC3	99,84	54,17	45,83	77,78	45,83	77.78
PC1´PC2	62.12	50,00	38,89	93,75
PC1´PC2´PC3	79,38	57,64	43,06	100

PC1´PC2	87.90	39,58	27.60	94.27
PC1´PC2´PC3	PC1´PC2´PC3	PC1´PC2´PC324	78,12	23,44	99,48
Верхняя 5 наиболее высокая факторная нагрузка
	PC1´PC2	99,70			9033 PC2´PC3	99,92	64,06	26,56	95,83
Соединения BTEX
PC1´PC2	98.54	59,37	26,04	91,15
PC1´PC2´PC3	99,69	66,67	31,77	94,79
9016-бензин	907 ´PC2	99,78	31,25	17,71	90,10
PC1´PC2´PC3	99,96	81,25	19,27	92.197	19,27	92.197	2,4 – TMB, 1,2,3 – TMB
PC1´PC2	73.05	45,31	18,75	91,67
PC1´PC2´PC3	93,13	75,00	15,62	98,96

PC1´PC2	89,70	74.29	10.00	94.29
PC1´PC2´PC3	93.23	77,62	22,86	99,52
Верхняя 5 наиболее высокая факторная нагрузка
	PC1´PC2	99,24			PC2´PC3	99,76	70,00	20,95	87,62
Все алкановые соединения
PC1´PC2 92	84	66,19	20,00	96,19
PC1´PC2´PC3	96,25	66,67	22,86	96,67
96,67
95,18	83,81	8,57	84,76
PC1´PC2´PC3	98,83	90,48	13,333	85.24
PC1´PC2	87.83	75,71	14,76	97,14
PC1´PC2´PC3	92,35	74.29	19.05	98.10

Состав дизтоплива: Химический состав дизельного топлива, от чего зависит и на что влияет

Что представляет собой дизельное топливо – «НефтеГазЛогистика»

Сферы применения дизтоплива

Из чего состоит дизтопливо?

Основные характеристики солярки

Низкотемпературные свойства солярки

Почему так важна вязкость солярки?

Новости топливного рынка Санкт-Петербурга

Дизельное топливо. Описание, свойства, сфера применения, использование дизтоплива

Фракционный состав дизельных топлив — Справочник химика 21

Российские ученые создали экологичный метод переработки пластикового мусора в дизтопливо

Дизельное топливо — классификация и виды дизтоплива, признаки качества

Разновидности марок

Характеристики

Применение

Признаки качественного нефтепродукта.

Особенности хранения

Формирование стоимости

Состав дизельного топлива | ЭНЕРГИЯ / Сеть АЗС в Новосибирске

Diesel — Energy Education

Использование в автомобилях

Виды дизеля

Петродизель

Биодизель

Для дальнейшего чтения

Список литературы

Химия дизельного топлива

Органический состав твердых частиц дизельного топлива, дизельного топлива и моторного масла внедорожного дизельного генератора

Органический состав твердых частиц дизельного топлива, дизельного топлива и моторного масла внедорожного дизельного генератора

Что такое дизельное топливо? | Sciencing

Идентификация

Дистилляция

Функция

Различия

Рекомендации

Биодизель

дизель

Рекомендуемые дополнительные знания

Бензин дизельное топливо

Химический состав

Водоросли, микробы и вода

Синтетическое дизельное топливо

Биодизель

Приложения и история

Двигатели внутреннего сгорания

Самолет

Автомобили

Автомобильные гонки

Другое применение

Налогообложение

Оценка элементного состава дизельного топлива, содержащего биодизель

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

1 Введение

2 Материалы и методы

2.1 Сбор проб

2.2 Подготовка образца

2.3 Анализ ГХ-МС

2.4 Анализ главных компонентов (PCA)

3 Результаты и обсуждение

3.1 Определение характеристик с помощью ГХ-МС

Рис. 1

3.2 Классификация по PCA

Рис. 2

3.2.2 Неэтилированный бензин

Рис. 3

3.2.3 Дизель

Рис. 4

3.3 Классификация PCA с использованием основных топливных соединений

Рис. 5

6бензин

6

4 Выводы

Ссылки