Дизельные топлива представляют собой сложные смеси углеводородов, преимущественно алканов (парафинов), циклоалканов (нафтенов) и ароматических соединений, с числом углеродных атомов в пределах C10–C22. Основной состав зависит от происхождения сырья и применяемых методов переработки.
Классификация дизельных топлив осуществляется по следующим признакам:
Ключевые параметры, характеризующие дизельное топливо, включают плотность, вязкость, температуру застывания, цетановое число и содержание серы.
Плотность дизельного топлива колеблется в диапазоне 820–880 кг/м³ при 15 °C, что определяет энергетическую ёмкость и параметры впрыска в двигателях.
Вязкость влияет на формирование распыла топлива и смазывающие свойства. Для стандартных дизелей вязкость составляет 2,0–4,5 мм²/с при 40 °C.
Температура застывания определяет эксплуатационные возможности при низких температурах. Летние топлива имеют температуру застывания около −10 °C, зимние – до −20 °C, арктические – до −35 °C.
Цетановое число характеризует склонность топлива к воспламенению в двигателе. Высокое цетановое число (50–60) обеспечивает стабильное и полное сгорание, снижая детонацию и образование сажи.
Содержание серы оказывает значительное влияние на коррозию, образование сажи и выбросы оксидов серы. Современные стандарты ограничивают содержание серы до 10–15 мг/кг для ультранизкосернистого топлива.
Прямая перегонка нефти Основной способ получения дизельного топлива. Лёгкие фракции подвергаются атмосферной и вакуумной перегонке, после чего фракция дизельного диапазона очищается от серы и смол.
Гидроочистка и гидрокрекинг Используются катализаторы на основе никеля, молибдена и кобальта. Реакции насыщения ненасыщенных углеводородов и удаление гетероатомов позволяют получать топлива с высоким цетановым числом и низким содержанием серы.
Каталитический крекинг и дегидроциклизация Применяются для увеличения выхода дизельного топлива из вакуумного газойля. Каталитический крекинг даёт более ароматизированное топливо с повышенной цетановостью после гидрообработки.
Синтетические методы (FT-процесс, гидрокрекинг синтез-газа) Превращение синтез-газа (CO + H₂) в углеводородные цепи позволяет получать высококачественное топливо с заданными свойствами, практически не содержащим серы и ароматических соединений.
Для улучшения эксплуатационных характеристик дизельного топлива применяются присадки:
Сокращение серы и полиароматических соединений снижает выбросы SOx и твердых частиц. Разработка биодизельных компонентов (метиловые эфиры жирных кислот) позволяет повышать экологическую безопасность, улучшать смазывающие свойства и поддерживать цетановое число.
Учитываются также совместимость с материалами топливной системы, способность к стабильному хранению и устойчивость к микробиологическому загрязнению, особенно при длительном хранении в резервуарах.
Развитие дизельной химии направлено на:
Эти направления определяют устойчивое развитие дизельной топливной химии и соответствие современным требованиям двигателестроения и экологии.