В каком топливе содержится больше серы

Соединения серы являются естественными компонентами сырой нефти, поэтому они всегда будет присутствовать и в остаточных топливах. Основой тяжёлых топлив являются остаточные фракции глубокой переработки нефти, в которых концентрируются сера и её высокомолекулярные соединения.

В связи с ростом цен на нефть и нефтепродукты нефтеперерабатывающие компании совершенствуют процессы переработки нефти, в связи с чем количество остаточных фракций снижается, а содержание серы и её соединений в них увеличивается. Поэтому, чем выше плотность топлива, тем больше в нём содержания серы. Как показывают результаты мониторинга анализов проб топлива относительно содержания серы в топливе, выполненные различными лабораториями по всему миру, за трёхлетний период, содержание серы в морских сортах остаточных топлив находится на уровне ~3,0%.

В процессах переработки нефти кипение и испарение соединений серы происходит при высоких температурах, что обуславливает их большее присутствие в остаточных топливах, чем в дистиллатах. Низковязкие морские сорта остаточных топлив содержат минимальные количества серы, так как они производятся путём смешивания низкокипящих остаточных фракций переработки нефти с дистиллатами.

Морской рынок является основным потребителем высокосерных топлив. Это связано с запрещением их использования в стационарных теплоэнергетических установках, в соответствии с законами об охране окружающей среды принятых, в большинстве индустриально развитых странах.

Использование высокосерных топлив приводит к коррозионным повреждениям узлов и деталей дизельных установок. В процессе сгорания топлива образуются двуокись (SO2) и трёхокись (SO3) серы. В зависимости от условий и показателей работы дизеля, таких как: коэффициент избытка воздуха, значения температур и давлений, некоторая часть этих газов преобразуется в сернистую кислоту (раствор SO2 в воде) и серную кислоту – H2SO4. В основном, эти кислоты образуются при температурах ниже точки росы. Сернистая кислота образуется в диапазонах температур между 50оС и 60оС, а серная кислота между 110оС и 150оС. Воздействия кислоты приводят к коррозии в низкотемпературных зонах цилиндров двигателя и котлах, поэтому этот вид коррозионных разрушений иногда называют «низкотемпературная коррозия».

Для успешной борьбы с коррозией, смазочные масла должны иметь достаточно высокое содержание щелочных присадок, которые нейтрализуют коррозионно-активные сернистые соединения, образующиеся в процессе сгорания. Нейтрализующая способность масел характеризуются “Общим щелочным числом” (ОЩЧ), оцениваемое в мгКОН/г•масла или принятым в мировой практике термином “Total Base Number” – TBN. Чем выше ОЩЧ (TBN), тем выше его нейтрализующая способность. Негативные последствия, возникающие в процессе сжигания высокосернистых топлив, могут быть сведены к минимуму за счёт поддержания правильных тепловых режимов работы дизелей и применение смазочных масел с оптимальным содержанием в них щелочных присадок. Особое внимание следует уделять участкам газовыпускных систем, поддерживая в них температуры выше «точки росы».

В процессе сгорания, не менее важным, является соотношение количеств ванадия и серы содержащихся в топливе. Образующаяся в процессе сгорания топлива пятиокись ванадия (V2O5), действует как катализатор, способствуя формированию SO3 (с последующим переходом в H2SO4), в результате увеличивается температура точки росы. В результате образуется большее количество серной кислоты, которая истощает щелочные присадки в маслах и интенсифицируя низкотемпературные коррозионные процессы.

При выборе масла и его дозировки необходимо исходить из значения его ОЩЧ (TBN) и содержания серы в топливе, основываясь на рекомендациях фирм – двигателестроителей. Избыток моющих присадок в масле, если они не расходуются при низком содержании серы в топливе, основу которых составляет кальций (Са), аккумулируются виде твёрдых отложений на головках поршней и канавках поршневых колец. Это приводит к соскабливанию масляной плёнки с рабочей поверхности втулки, вызывая непосредственный контакт металла колец с металлом втулки и её полировке (поверхность становится подобной зеркалу). Если поверхность слишком гладкая и отполирована, то это приводит к тому, что масло не может удерживаться на поверхности, что в свою очередь вызывает ускоренный износ поверхности. Указанные факторы увеличивают риски образования “залегания” поршневых колец в канавках и задиров поверхности втулки. В результате повышается вероятность возникновения интенсивных износов и повреждений ЦПГ дизелей.

По рекомендациям фирм – двигателестроителей и ведущих компаний изготовителей масел необходимо:

снижать расход цилиндрового масла при высоких значениях TBN масла и низких значениях содержания серы в топливе;
увеличивать расход цилиндрового масла при низких значениях TBN масла и высоких значениях содержания серы в топливе.

Рис. 1. Оптимальная удельная дозировка подачи цилиндрового масла в зависимости от содержания серы в топливе и ОЩЧ (TBN)

В мировой практике основным цилиндровым маслом является масло имеющее TBN = 70 (TBN 70). В связи с ограничениями по содержанию серы в топливе принятыми Международными соглашениями, региональными и национальными Правилами принят ряд ограничений по содержанию серы в морских сортах топлива. Это приводит к тому, что на судах должны использоваться цилиндровые масла как с низким, так и с высоким содержанием TBN. На рис.1, приведена рекомендация фирмы MAN B&W иллюстрирующая оптимальную удельную дозировку подачи цилиндрового масла в зависимости от содержания серы в топливе и значения TBN масла.
При выборе дозировки подачи цилиндрового масла рекомендуется использовать следующую зависимость:

где: F – коэффициент расхода,F = 0,26 – 0,34;
S – содержание серы в топливе, в % по массе;
70– значение общего щелочного числа базового цилиндрового
масла, имеющего TBN 70;
Х – значение общего щелочного числа (TBN) цилиндрового масла
имеющего другое (меньшее) значение.
Например, рис.1, если использовать цилиндровое масло, имеющее TBN =40, то при содержании серы в топливе S=2,0%, его оптимальные дозируемые значения будут в пределах:

Если использовать базовое цилиндровое масло, имеющее TBN=70, при
том же содержании серы в топливе S=2,0%, то оптимальные дозируемые значения масла будут в пределах:

Источник

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

Причинами ограничения содержания серы в топливе являются:

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

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

Влияние серы в дизельном топливе на двигатель

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

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

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

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

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

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

Стандарты экологичности дизтоплива

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

оксид углерода — 0,5;
оксид азота — 0,18 – 0,08;
взвешенные частицы — 0,005.

Совсем не допускается присутствие углеводорода и летучих органических веществ.

Технические характеристики дизтоплива

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

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

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

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

Источник

Выхлопные газы – бич мегаполисов. Если в безветренную погоду город прячется под слоем ядовитого дыма, загрязнение экологии перестает быть абстрактным понятием. При этом углеводородное топливо дает такие возможности, что отказываться от них общество не может и не станет в обозримом будущем. Остается снижать экологическую опасность нефтепродуктов путем уменьшения концентрации в них вредных веществ. С боями понизили содержание свинца до 5 мг/л. Настала очередь сернистых соединений. Именно их концентрация определяет различие между топливом экологического класса Евро-3, 4 или 5.

Сера в нефти

Специально это вещество в бензин, ДТ, мазут не вводят. Хотя в дизеле сера нужна: она обеспечивает смазывающую способность топлива. Она попадает в продукты переработки естественным путем. Любая нефть содержит серу в большем или меньшем количестве. Речь идет не только о самом элементе в чистом виде, но также о сернистых соединениях. Основная доля серы приходится на сульфиды, дисульфиды; они не очень вредны. ГОСТ на ДТ отдельной строкой регламентирует содержание меркаптанов (тиолов) – не более 0,01%. Эти сернистые аналоги спиртов имеют неприятный запах (их добавляют в газ – на случай утечки), провоцируют смолообразование и коррозию.

Тяжелые битуминозные нефти в своем составе имеют до 5…7% сернистых соединений, легкие сибирские – от 0,15%. В зависимости от массовой доли серы сырье подразделяют на классы:

малосернистое – 0,6%;
сернистое – до 1,8%;
высокосернистое – до 3,5%;
особо высокосернистое – более 3,5%.

Сера присутствует не только в тяжелых, но и в легких фракциях нефти. На НПЗ вредные примеси удаляют (насколько это возможно), чтобы улучшить характеристики и повысить стоимость сырья.

Нормативное содержание серы в топливе

В 2019 году многие немцы переживают неприятное событие. Крупные города Германии один за другим вводят запрет на въезд дизельных автомобилей классом ниже Евро-6! Правда, речь идет о двигателе и системе очистки – ограничить хотят концентрацию вредных веществ (прежде всего, двуокиси азота) в выхлопе. Само же топливо в экологических стандартах Евро отличается по содержанию серы.

Нормативы России и Таможенного союза предъявляют к горючему требования, аналогичные европейским. Массовая доля серы в дизельном топливе и бензине, в зависимости от класса экологической безопасности:

К5 (Евро-5) – 10 мг/кг;
К4 (Евро-4) – 50 мг/кг;
К3 (Евро-3) – 350 мг/кг (ДТ) и 150 мг/кг (бензин).

С 2013 года в России все новые автомобили должны соответствовать, как минимум, Евро-4. Если К3 объявить вне закона, пострадают и автовладельцы, и нефтепереработчики. Борьба за экологию – это правильно, но любая палка имеет 2 конца.

Раздражение дыхательных путей, гибель растений – неприятные последствия сжигания углеводородов. Но с технической точки зрения в ДТ с низким содержанием серы нужно вводить смазывающие присадки. А вот на что влияет сера в бензине – это детонационная стойкость. Сернистые соединения уменьшают октановое число.

Регламентируется концентрация серы и в судовом дизеле (1% – для DMX, 1,5% – для остальных марок). Применяется также остаточное высокосернистое топливо – мазут.

Определение серы в нефтепродуктах

Производится по ГОСТ, метод выбирают в зависимости от вида топлива и экологического класса.

Есть несколько способов:

сжигание в лампе;
энергодисперсионная рентгенофлуоресцентная спектрометрия;
ультрафиолетовая флуоресценция;
рентгенофлуоресцентная спектрометрия с дисперсией по длине волны;
потенциометрическое титрование – для сероводородной и меркаптановой серы.

Методики описаны в соответствующих стандартах. Анализ проводят в лаборатории, результаты вносят в паспорт качества. Клиенты «НЕФТЬОПТ» при покупке могут ознакомиться с этим документом.

Источник

Постоянное совершенствование техники и ужесточение экологических норм ведет к повышению требований к качеству топлива. Большое внимание уделяется содержанию серы в нефтепродуктах и нефти. Этот параметр обязательно отражается в паспорте качества.

Примеси серы присутствуют в любом сорте нефти и во всех нефтепродуктах, составляя от 0,05 до 6% от общей массы. Сернистые соединения неравномерно распределяются по всем фракциям, присутствуя даже в глубоко очищенных дистиллятах. Высокое содержание серы в топливе нежелательно по многим причинам:

сера токсична и является причиной неприятного запаха нефтепродуктов,
снижает стойкость бензинов к детонации,
провоцирует повышенное смолообразование при крекинге,
увеличивает коррозионную активность,
пары серных соединений раздражают дыхательные пути человека и ухудшают состояние растений.

Однако совсем исключить серу из топлива пока невозможно. Например, если содержание серы в дизельном топливе ниже 0,035%, то значительно ухудшаются его смазывающие способности, что ведет к ускорению износа элементов топливной системы автомобиля. Чтобы это предотвратить, в солярку добавляются присадки, улучшающие смазывающие свойства. Но они пока малодоступны, так как серийное производство еще не налажено. Единственный выход – снижать количество серы в нефтепродуктах, устанавливая строгие нормы.

Серная классификация нефти

ГОСТ Р 51858-2002 определяет классы нефти по содержанию серы:

Класс 1 – малосернистая – серы в общей массе 0,6%.
Класс 2 – сернистая – серы в общей массе до 1,8%.
Класс 3 – высокосернистая – серы в общей массе до 3,5%.
Класс 4 – особо высокосернистая – серы в общей массе выше 3,5%.

Нефть обычно содержит чистую серу (ее немного) и ее производные. В паспорте качества указывается доля общей серы (чистая сера + серосодержащие примеси). Чем выше содержание серы в нефти, тем ниже ее стоимость.

Основную долю серных соединений (50-80%) в нефтепродуктах представляют почти нейтральные сульфиды и дисульфиды. Самыми «неприятными» из производных серы являются меркаптаны. Именно они вызывают резкий запах и больше других провоцируют коррозию и образование смол. Содержание меркаптанов ограничивается до нескольких сотых процента в зависимости от вида топлива и указывается в паспорте качества отдельно.

Нормы сернистости для разных видов топлива

Нормы содержания серы устанавливаются для всех видов топлива. Наиболее жесткие требования предъявляются к автомобильным бензинам и реактивному топливу. Допустимое содержание серы в них от 0,02 до 0,1%. Такие же требования предъявляются к бензинам-растворителям.

Дизельное топливо по показателю сернистости делится на экологические классы. На сегодня в России разрешен выпуск и использование только ДТ класса Евро-5 с содержанием серы меньше 10 мг/кг.

Содержание серы в судовом топливе тоже строго регламентируется в соответствии с требованиями экологии. Сегодня норма сернистости судового маловязкого топлива составляет 3,5%, а к 2020 году ее планируют снизить до 0,5%.

Как снизить содержание серы

Удаление серы из топлива осуществляется на нефтеперерабатывающих заводах двумя способами:

Предварительно нефть пропускают через фильтры, чтобы освободить от механических примесей. А затем она обрабатывается методом каталитического гидрирования при высокой температуре. Стоимость обессеренной нефти примерно вдвое выше стоимости начального сырья, но таким способом можно получить нефть с содержанием серы до 1%.

Второй способ предполагает удаление серы из части тяжелых нефтяных фракций с помощью вакуумной перегонки. Затем эти фракции подвергаются гидрированию водородом. Полученное бессернистое сырье смешивается с основной массой, и общее содержание серы снижается на 80-95%.

Источник

Наличие серы в дизельном топливе неизбежно даже при самой эффективной очистке. Но её массовая доля при этом может быть разной. Это важно потому, что при сгорании топлива происходит образование серного и сернистого газа, и их объём будет зависеть от содержания серы в дизтопливе. В условиях высокой температуры будет происходить газовая коррозия металлов, а при низких – образовываться серная и сернистая кислота. Это означает, что в любом случае они будут отрицательно влиять на состояние двигателя, его работу, сократят его физический ресурс.

Содержание серы: нормы и требования

В зависимости от степени очистки дизельное топливо можно назвать сернистым или малосернистым. В первом случае массовая доля серы в солярке будет составлять 0,2 %, во втором – до 0,035 %. Работа по ужесточению экологических стандартов для всех видов топлива неразрывно связана со снижением количества этого вещества. В результате с показателя 350 мг/кг, актуального для Евро 3, удалось снизить долю серы до 10 мг/кг (Евро 5). Но в то же время в соответствии с требованиями профильного отечественного ГОСТ 305-82 возможен выпуск топлива, в котором содержится 500 (вид II); 200 (вид I) и менее 200 мг/кг (высший сорт).

Основной причиной такого несоответствия старых и новых нормативных требований стало то, что отечественная военная техника чаще всего работает именно на дизтопливе, изготовленном в соответствии с ГОСТ. Кроме того, резкий переход к производству солярки, соответствующей новым требованиям, невозможен ещё и потому, что основная масса нефтеперерабатывающих предприятий производит топливо, в котором содержится 0,05-0,2 % серы. Для перехода на новые стандарты потребуется вложение достаточно больших средств и серьёзная модернизация оборудования.

В результате сложилась ситуация, когда производство дизтоплива происходит не только по ГОСТ 305-82, но и по более, чем трём десяткам различных ТУ. В соответствии с ними на нефтеперерабатывающих предприятиях выпускается солярка для автомобилей, сельскохозяйственной техники, тепловозов, дорожных или строительных машин, судов. Основной объём дизтоплива всё же выпускается в соответствии с ГОСТ (около 80 %). В связи с этим можно считать 0,2 % базовым для российского рынка уровнем содержания серы.

Кроме того, для крупных городов с проблемной экологической обстановкой выпускается городское дизельное топливо с улучшенными экологическими характеристиками. В нём норма содержания серы составляет 0,05 %. Также потребителю предлагается «экологичное» горючее, в котором этот показатель не превышает 0,035 %.

Но в то же время стоит отметить, при снижении уровня серы ниже 0,035 % снижаются и смазывающие способности дизтоплива. Из-за этого увеличивается износ плунжера насоса высокого давления, снижается срок службы других агрегатов топливной системы. Это привело к необходимости введения в состав горючего дополнительных присадок для улучшения смазывающих свойств. Но основной проблемой в этой ситуации стало то, что пока в России их промышленный выпуск не налажен.

Сернистые соединения в дизтопливе: польза и вред

Принято считать, что основной задачей процесса гидроочистки дистиллятного дизельного топлива является разрушение всех содержащихся в нём сернистых соединений для того, чтобы образовался сероводород, который можно будет впоследствии легко отделить. Но в то же время всё чаще между специалистами в данной области ведутся споры о том, насколько целесообразным будет удаление из топлива всех сернистых соединений, не учитывая при этом их химическое строение.

На самом деле в нефтепродуктах содержится столько разных видов сернистых соединений, что их количество превышает число углеводородов. При этом важно, что среди них имеются коррозионноактивные составляющие, которые заметно снижают стабильность дизельного топлива, становятся причиной образования осадка, смол. Но есть и достаточно стабильные соединения, которые оказывают на дизтопливо антиокислительный эффект и являются некоррозионноактивными.

Некоторые сернистые соединения имеют поверхностную активность, которая оказывает существенное влияние на снижение износа трущихся пар. Всё это позволяет сделать вывод о том, что сера и её соединения вполне способны для химической отрасли стать новым источником сырья, который требует своего тщательного изучения. Но в настоящее время содержание серы при производстве товарных нефтепродуктов нужно строго регламентировать. При получении топлива методом прямой перегонки стоит предварительно вести работу по выбору нефти, в которой содержание серы будет ограничено. Другим вариантом становится дополнительная глубокая переработка высокосернистых нефтепродуктов, при которой сернистые соединения будут разрушены (это может быть гидроочистка, каталитический крекинг, гидрирование).

ООО «Компания «Нипетойл» специализируется на поставках дизельного топлива в Москве и Московской области. У нас имеется собственный автопарк спецтранспорта, который позволяет перевозить горючее в любом необходимом заказчику объёме. Мы гарантируем качество нефтепродуктов, оптимальную цену, наличие всей необходимой в таких случаях документации. Сроки поставки минимальны. При необходимости могут быть задействованы автомобили с разделёнными на отсеки цистернами, чтобы доставить дизтопливо сразу в несколько пунктов назначения, указанных заказчиком. Обращайтесь за более детальной информацией к нашим специалистам по указанным на сайте телефонам.

Источник