Цетановое число и цетаноповышающие присадки

Цетановое число и цетаноповышающие присадки

Что это и зачем оно нужно?

Цетановое число (ЦЧ) – это один из важнейших показателей качества дизельного топлива. Он характеризует его самое значимое эксплуатационное свойство – воспламеняемость. Цетановое число говорит нам о скорости, с которой нарастает давление при сгорании жидкого нефтяного топлива в поршневых двигателях с воспламенением топливовоздушной смеси от сжатия.

Иными словами:

Чем значение цетанового числа выше, тем раньше воспламенится топливо, давление будет нарастать равномернее, а двигатель – работать гораздо мягче. И наоборот, чем ниже цетановое число, тем, соответственно, воспламенение происходит позже, давление нарастает резче за счет мгновенного сгорания повышенного количества топлива и работа двигателя идет более жестко. Это условие наглядно показано в приведенной ниже фигуре 1.

Как оно работает?

Шкала, обозначающая значение цетанового числа, представляется рядом значений от 0 до 100, где ноль – это значение цетанового числа альфа-метилнафталина, а 100 – гексадекана (цетана).

Цетановое число должно отвечать требованиям двигателя. Обязательно нужно учитывать его быстроходность, конструкции камеры сгорания, степень сжатия и диаметр цилиндров. Несоответствие ЦЧ приводит к более жесткой работе двигателя, перегреву, расход топлива резко возрастает, происходит повышение дымности газов и снижение надежности работы двигателя в целом.

ЦЧ зависит от содержания в дизельном топливе легковоспламеняющихся алкановых (парафиновых) углеводородов.

Чем отличается цетановое число от цетанового индекса?

Цетановое число не имеет определенного физического значения, так как оно показывает лишь то, что в каких-то конкретных условиях топливо А лучше, чем топливо Б.

Но расчетный показатель воспламеняемости дизельного топлива существует – он называется цетановый индекс.

Цетановый индекс и цетановое число по-разному влияют на эксплуатационные характеристики автомобиля. Следует помнить, что для избежания передозировки топливных присадок, необходимо сохранять минимальную разницу между цетановым числом и цетановым индексом.

Цетановый индекс рассчитывается по формуле:

454,74-1641,41р+774,74р²-0,554t+97,803(lgf)², где р – плотность топлива при 15⁰C, определенная по ГОСТ 3900, г/см³; t – температура выкипания 50% об.фракции, приведенная к нормальному барометрическому давлению (101,3 кПа) и определяемая по ГОСТ 2177, ⁰C.

Данная формула расчета цетанового индекса используется только для продуктов переработки нефти (прямогонных фракций дизельных топлив) и не расчитывается для топлив, содержащих цетаноповышающие присадки.

Каким оно должно быть?

По мнению специалистов наиболее оптимальное значение цетанового числа находится где-то между 50 и 60 единицами. Если его значение будет больше 60 единиц, то у топлива будет некое “перенасыщение”, а дальнейшее повышение цетанового числа будет попросту бессмысленным. На практике допустимый диапазон значений ЦЧ – от 40 до 55. Если обратиться к европейским стандартам, то минимально допустимое значение ЦЧ – 48, а по российским требованиям – 45.

Как его повысить?

На сегодняшний день нефтеперерабатывающие заводы России производят топливо, большая часть которого имеет очень низкие показатели цетанового числа (до 45-48 единиц). Поэтому для нас все еще актуальным остается вопрос “Как же все-таки увеличить цетановое число?”

Это можно сделать тремя нижеприведенными способами:

1) Подобрать высококачественное сырье.

Иными словами, изначально использовать высокоцетановое дизельное топливо. Но, как мы выяснили выше, получение такого топлива ограничивается некоторыми обстоятельствами, основной из них – проблема ресурсов сырья и распределения готовой продукции.

2) Углубление очистки дестиллатов.

Это происходит благодаря понижению содержания ароматических углеводородов в топливе с помощью серной кислоты или селективного растворителя.

Как влияет глубина сернокислотной очистки на величину ЦЧ, можно увидеть в табл. 1.

Эти данные нам говорят о том, что только высокие расходы серной кислоты оказывают заметное влияние на повышение цетанового числа дизельных топлив.

Табл. 1

3) Использование цетаноповышающих присадок.

Цетаноповышающая присадка или промотор воспламенения дизельного топлива вводят в дизельное топливо для улучшения его воспламеняемости в двигателе. В качестве цетаноповышающих присадок применяют алкилнитриты и в опытном масштабе (в западных странах) - органические алкилпероксиды (ди-трет-бутилпероксд). Алкил пероксиды имеют ряд неоспоримых преимуществ перед алкилнитритами, но в 2-3 раза дороже и поэтому широкого применения пока не находят. Принцип действия цетанповышающих присадок обуславливается легким распадом их молекул по связи O-N с невысокой (около 150 кДж/моль) энергией активацией. Образующиеся свободные радикалы инициируют воспламенение углеводородов топлива. При добавке алкилнитратов повышение цетанового числа составляет 2-3 единицы на каждые 0,1% добавки и тем выше, чем выше цетановое число исходного топлива. Так же в литературе имеются сведения, что при хранении топлива с цетаноповышающими присадками значение ЦЧ постепенно снижается. Другими недостатками алкилнитратов являются - токсичность, взрывоопасность, ухудшение цвета топлив.

На российсом рынке с конца 2012 года компанией Power Service официально представлены многофункциональные присадки для дизельного топлива Diesel Kleen +Cetane Boost и многофункциональный антигель Diesel Fuel Supplement +Cetane Boost которые увеличивают цетановое число ДТ до 6 и 4 единиц  соотвественно, что обеспечивает более мягкую работу двигателя с меньшей задержкой и быстрым холодным стартом. Присадки применяются для любых дизельных топлив, в том числе для топлив ЕВРО 4, ЕВРО 5 и биодизелей, при этом предотвращая их термическое / окислительное разрушение и защищая от формирования осадка, который засоряет топливные фильтры и инжекторы.

Используя присадку Diesel Kleen +Cetane Boost, вы получаете:

-         снижение потребления топлива до 8%;

-         увеличение цетанового числа до 6 единиц;

-         более мягкую и спокойную работу двигателя;

-         повышение мощности и снижение потребности к переходу на меньшие обороты;

-         очищение грязных инжекторов;

-         и самое приятное – объем средств, сэкономленных на топливе в результате превышает затраты на присадку.

Применяя многофункциональный антигель Diesel Fuel Supplement +Cetane Boost, вы получаете:

-        Защиту топлива от гелирования

-       защиту топливных фильтров от обледения

-       удаление отложения с рабочих поверхностей топливной аппаратуры

 -       экономию потребления топлива;

-        увеличение цетанового числа до 4 единиц;

-        более мягкую и спокойную работу двигателя;

-        повышение мощности и снижение потребности к переходу на меньшие обороты;

-        очищение грязных инжекторов;

Часто задаваемые вопросы по применению данных продуктов можно найти здесь.