При низких температурах проявляется кристаллизация высокоплавких углеводородов. Потерю подвижности нефтепродуктов вследствие образования из кристаллизующихся углеводородов каркаса, или структурной сетки, принято называть застыванием. В топливе образуются разрозненные кристаллы, которые оседают на фильтрах и влияют на ухудшение подачи топлива в цилиндры двигателя.
Температурой помутнения называют температуру, при которой топливо теряет прозрачность в результате выпадения кристаллов н-парафиновых углеводородов или микрокристаллов льда. На фильтрующем патроне в фильтре тонкой очистки образуется непроницаемая для топлива парафиновая пленка, в результате чего подача топлива прекращается. Бесперебойная подача обеспечивается при температуре помутнения топлива на 5-10 0С ниже температуры воздуха, при которой эксплуатируется автомобиль.
Температурой застывания называют температуру, при которой дизельное топливо не обнаруживает подвижности, что определяют в стандартном приборе, наклоненном под углом 45° в течение 1 мин. Перемешивая застывшее топливо, можно разрушить кристаллическую структуру. Однако текучесть восстанавливается только на некоторое время. Для дизельного топлива с пределами выкипания 150-350 0С температура помутнения равна минус 13 0С, а температура застывания равна минус 19 0С. Соответственно для топлива с пределом выкипания 230-350 0С – минус 7 0С и минус 12 0С.
Свойства дизельного топлива по температурам помутнения и застывания оценивают, устанавливая предельно низкую температуру, при которой не возникает перебоев в его подаче из баков к двигателю. Нижний температурный предел применения дизельного топлива принимают на 3-5 0С выше температуры помутнения.
Низкотемпературные свойства дизельных топлив могут быть улучшены путем добавления присадок – депрессаторов. Так, присадка “А” понижает температуру застывания и предельную температуру фильтруемости, практически не влияя на температуру помутнения.
Общий вид прибора для оценки низкотемпературных свойств дизельного топлива показан на рис. 2.6.
| Рис. 2.6. Прибор для оценки низкотемпературных свойств дизельного топлива: 1, 2 – термометры; 3– пробка; 4– стакан; 5 – пробирка с топливом; 6– пробирка. |
В пробирку 5 наливают испытуемое топливо в таком количестве, чтобы ртутный шарик термометра 2 был в середине жидкости. Пробирку плотно закрывают пробкой 3 сукрепленным в ней термометром. Собранную пробирку 5 помещают в воздушную ванну, которой служит другая пробирка 6, большего диаметра. В стакан 4 с охлаждающей смесью помещают термометр 1. В качестве охлаждающей смеси можно использовать многие составы. При испытании летних сортов дизельных топлив можно пользоваться смесью снега и поваренной соли. При испытании зимних сортов удобно работать с твердой углекислотой (сухой лед). Сухой лед небольшими кусочками (пинцетом) опускают в бензин, происходит интенсивное испарение углекислого газа, что вызывает понижение температуры. Температура до минус 45–50° достигается легко, а этого вполне достаточно для испытания зимних топлив.
Помешивая охлаждающую смесь, понижают ее температуру примерно до 00. Затем в охлаждающую смесь в вертикальном положении устанавливают собранный прибор и по термометру 2 следят за понижением температуры испытуемого топлива.
Начиная от +5 0С может нарушаться фазовая однородность топлива. Для определения температуры помутнения прибор быстро вынимают из охлаждающей смеси и в проходящем свете наблюдают за изменением внешнего вида топлива. Если образец остается прозрачным, прибор помещают в охлаждающую смесь и понижают температуру до 00 (помешивая смесь). При проведении опыта нужно постепенно понижать температуру охлаждающей смеси так, чтобы разница между температурами смеси и топлива была не больше 5-7 0С.
Наблюдения за изменением состояния топлива повторяют при понижении температуры через каждые 5 0С. Отмечают первую температуру, при которой замечено изменение фазовой однородности (помутнение). После этого продолжают понижать температуру до тех пор, пока топливо не застынет (т. е. не потеряет подвижность). При температуре застывания уровень топлива в пробирке, находящейся в охлаждающей смеси и наклоненной под углом 45°, должен оставаться неподвижным в течение 1 мин. В этом опыте температуры помутнения и застывания можно определить с точностью до 5 0С. Для большей точности нужно очень медленно понижать температуру охлаждающей смеси, и наблюдать за изменением состояния топлива через каждые 2-30.
Температуры помутнения, кристаллизации и застывания зависят от химического состава дизельных топлив. У парафиновых углеводородов эти температуры очень высокие, часто даже положительные, поэтому нефти парафинового основания используют для получения летних сортов дизельных топлив. Многие нафтеновые углеводороды имеют низкие температуры застывания (ниже минус 50 0С). Зимние сорта дизельных топлив вырабатывают из нефтей с высоким содержанием нафтеновых углеводородов. Подбирая сырье, технологию его переработки и очистки, получают зимние сорта дизельных топлив с температурами застывания минус 45 или минус 30 0С. Содержание ароматических и непредельных углеводородов в дизельных топливах крайне нежелательно: первые имеют высокие температуры застывания и ухудшают качество горения, а вторые снижают стабильность.
Нефтей, пригодных для производства зимних сортов топлив, сравнительно немного, производство их сложное, поэтому зимних топлив вырабатывается значительно меньше, чем летних. Следовательно, зимние сорта нужно использовать только в холодное время года и не допускать смешения их с летними сортами топлив.
Марка дизельного топлива ____________________
Температура помутнения _____________________
Температура застывания ______________________
