Почему ужесточили требования к качеству дизельного топлива

В последнее время всё чаще повышаются требования к качеству дизельного топлива. Так с 2016 года введён стандарт «Евро 5», который ужесточил условия по техническим требованиям дизельного топлива. Почему же с каждым годом стандарты требуют повышать качество дизельного топлива? В этом есть две причины, во-первых правительства многих государств взялись за экологию и требуют от автопроизводителей понижения числа вредных выбросов из выхлопной трубы (отработанныхх продуктов после сжигания топлива). А автопроизводители в свою очередь повышают уровень дизельного двигателя за счёт введения инновационных технологий. Топливные системы совершенствуются и требуют более лучшее качество топлива.
В дизельном топливе (солярке) есть две основные примеси, которые портят продукт:

• сера
• полиароматические углеводороды

Коснёмся рассмотрению именно повышенного содержания серы и для чего необходимо уменьшать её содержание в топливе. А обусловлено это тем, что содержание серы в дизельном топливе непосредственно вызывает коррозию, а также способствует ускоренному износу частей двигателя и в особенности топливной системы, сокращая тем самым срок их службы. Также сера способствует повышенному нагарообразованию и увеличивает выбросы вредных веществ в атмосферу.
Общее содержание серы в топливе особенно резко влияет на коррозионный износ двигателя при низких температурах воздуха. Показано также, что скорость старения масла при работе двигателя на сернистом топливе увеличивается, повышается количество отложений на иглах форсунок, в камерах сгорания и т. д. Если учесть высокую стоимость ремонта двигателей в северных районах страны, трудности обслуживания автомобилей и другие факторы, то становится очевидной необходимость снижения содержания серы в зимнем и арктическом дизельном топливе. До проведения специальных исследовательских работ общее содержание серы в зимнем и арктическом топливе должно быть не более 0,2% (по данным до 2015 года).

Классификация дизельного топлива

В 50-х – 70-х годах, к «сернистому» относили дизельное топливо с содержанием серы около 1,0%, а «малосернистым» считали топливо, в котором ее было не более 0,2%.
Ещё в 80-х годах прошлого века нормы содержания серы в дизельном топливе были, по современным меркам, ужасающие. Обратившись к государственному стандарту под номером ГОСТ 305-82 (за его основу принят ГОСТ 305-73), введённым в силу 1 января 1983 года, мы увидим, что дизельное топливо разделяли на два вида:

1. I вид — массовая доля серы не более 0,2 %;
2. II вид — массовая доля серы не более 0,5 % (для марки А (Арктика) не более 0,4 %).

Всего выпускали 15 маркировок дизельного топлива по коду ОКПО:
— Л-0,2-40, высший сорт
— Л-0,2-40, первый сорт
— Л-0,5-40
— Л-0,2-62, высший сорт
— Л-0,2-62, первый сорт
— Л-0,5-62
— З-0,2 минус 35, высший сорт
— З-0,2 минус 35, первый сорт
— З-0,5 минус 35
— З-0,2 минус 45, высший сорт
— З-0,2 минус 45, первый сорт
— З-0,5 минус 45
— А-0,2, высший сорт
— А-0,2, первый сорт
— А-0,4
Где применялись условные обозначения: Л — летнее; З — зимнее; А — арктическое; 0,2 — 0,2 %; 0,5 — 0,5 %; в летнем топливе цифры 40 и 62 означают температуру вспышки; в зимнем топливе цифры 35 и 45 означают температуру застывания; арктическое топливо по умолчанию для эксплуатации при температуре окружающего воздуха -50 °С и выше.
До 2013 года несколько раз повышались стандарты, где уменьшалось содержание серы и к 2015 году пересмотрели качество топлива, а с 1 января 2015 года ввели более жесткие стандарты. А с 2016 года ввели общий стандарт «Евро 5». Обратив внимание на ГОСТ 32511-2013, видим следующие виды классификации топлива:

• К3 – не более 350 мг/кг
• К4 – не больше 50 мг/кг
• К5 – не более 10 мг/кг

В общеем обозначении дизельного топлива применяется следующее буквенно-цифровая кодировка:

• В начале обозначение марки топлива — «ДТ» — дизельное топливо
• Далее после дефиса идёт обозначение климатических условий, напрямую связанное с температурой воздуха — «Л» — летнее ДТ (не определяется температура фильтруемости); «Е» — межсезонное ДТ (температура фильтруемости -15°С); «З» — зимнее ДТ (с температурой фильтруемости -20°С); «А» — арктическое (с температурой фильтруемости -38°С).
• После дефиса обозначение содержания серы (см. выше) — К3 – не более 350 мг/кг; К4 – не больше 50 мг/кг; К5 – не более 10 мг/кг.

Но есть дизельное топливо с повышенным содержанием серы, это К2 – содержится не более 500 мг/кг, а также не более 2000 мг/кг. Смотрите ГОСТ 305-2013, взамен ГОСТ 305-82.

Ухудшение качества топлива при уменьшении содержания серы

Известно, что при содержании серы в топливе ниже некоторого минимального значения эти свойства могут ухудшаться. Действительно, у топлива с 0.05% серы защитные свойства несколько хуже, чем у сернистого топлива, а при понижении концентрации серосодержащих компонентов до 0,035% и ниже приводит к уменьшению смазывающей способности топлива. Однако это ухудшение весьма незначительно, но и как показали дальнейшие исследования, оно устраняется с помощью комплексных многофункциональных присадок.

Что случиться, если содержания серы в дизельном топливе превысит допустимые нормы?

Соединения серы, которые содержатся в горючем, вступают в непосредственную химическую реакцию с водяными парами, образуя кислоты. Откуда в топливе появляется вода, читайте в статье: Почему ржавеет бак дизельного автомобиля? Последствием этого взаимодействия является сильный коррозирующий эффект со множественными нагарообразованиями при сгорании топлива. Поэтому, превышение нормы серы в дизельном топливе (солярке) оказывает негативное влияние на его эксплуатационные характеристики.
Последствиями, если содержание серы будет повышенно, являются:

• Коррозия гильзо-поршневой системы двигателя, из-за чего уменьшается срок её службы;
• Появление отложений и нагарообразование на контактирующих с продуктами сгорания участках, особенно это сказывается на поршневых кольцах;
• Общее снижение эффективности топливной и выхлопной систем, с последующим снижением мощности и увеличению расхода топлива;
• Загрязнение окружающей среды вредными выбросами.

Почему, чем ниже содержание серы в солярке, тем выше её стоимость?

Как уже говорили выше, в современном мире ужесточились стандарты по содержанию серы в дизельном топливе, поэтому производителям приходится вкладывать больше средств на получение качественного топлива. Очищение нефтепродуктов от серы и ее соединений из дизельного топлива достаточно дорогостоящий процесс, что сказывается на дополнительных расходах. Также при понижении процента серы в топливе, уменьшаются его смазывающие свойства (смотрите выше), что приводит к дополнительным расходам по добавлению комплексных многофункциональных присадок в дизельное топливо. Кроме удаления содержания серы, также дополнительные расходы несут в себе процесс удаления и прочих примесей. От этих факторов и зависит цена топлива.
Многие автовладельцы сравнивают цену на дизельное топливо во времена СССР и в реальной обстановке, но это не правильно, так как современное дизельное топливо совершенно отличается от топлива тех времён и сравнивать их нельзя.

Инновационные разработки по очищению топлива

Ещё в октябре 2017 года стартовал проект по разработке экологичной технологии очистки «дизеля» от серы, ее соединений и полиароматических углеводородов на базе Томского государственного университета, химики Инновационно-технологического центра СФТИ ТГУ совместно с промпартнером ООО «ГИРС-сервис» должны будут предоставить в течении 3-х лет метод очистки топлива. Зарегистрированный номер проекта: RFMEFI57817X0225.
Но уже в ноябре 2019 года были предоставлены данные, полученные в ходе исследований по разработке новых способов и экстракт-агенты для очистки дизельного топлива. Основное применение этой разработки найдётся на малых нефтеперерабатывающих заводах и для производства топлива, соответствующего экологическим стандартам «Евро 5» и «Евро 6«.
Методы гидроочистки, которые применяются сейчас, это сложный технологический процесс, который требует наличие дорогостоящего оборудования. Он рентабелен только при больших объёмах и не эффективен на маленьких нефтеперерабатывающих предприятиях. Кроме высоких финансовых затрат, есть ещё и технологическая проблема, заключающаяся в том, что не все сероорганические соединения, которые содержатся в нефти и нефтепродуктах, легко поддаются переработке, в связи с чем при достижении определенной концентрации остаточной серы процесс замедляется и далее становится слишком затратным.
Проект предоставляет сразу два противоположных применяемому методу очистки нефти, заключающихся в следующем:
1 способ – использование экстрагентов,
2 способ – тоже экстракционный, но с предварительным фотокаталитическим окислением серосодержащих соединений для повышения эффективности процесса.
Созданные подходы более просты по технологии, чем используемые, а также требуют меньших затрат энергии, и при этом являются более безопасными для экологии. Новые способы и продукты можно использовать на заводах с относительно малыми объемами переработки, а также для снижения содержания серы в нефтепродуктах после гидроочистки до требуемых стандартов.

Как изменится цена дизельного топлива

Но не стоит сильно радоваться автовладельцам, что с применением более дешёвых способов очистки дизтоплива, сразу цена на топливо упадёт. Этого может не произойти, так как во-первых, пока на нефтеперерабатывающих заводах запустят новые разработки, пройдет масса времени, за которое стандарты качества топлива ещё больше ужесточаться, чем современные. Во-вторых затраты на возведение линий по очистки топлива окупятся ещё не скоро, а соответственно, чтобы вернуть денежные средства, возможен риск увеличения цены на дизтопливо в скором будущем.