1. Общие сведения об альтернативных топливах

Традиционно топливо нефтяное для дизелей вырабатывают в основном из гидроочищенных фракций прямой перегонки нефти с добавлением легкого газойля каталитического крекинга. Дизельные топлива могут включать следующие группы углеводородов, % (об.): нормальные парафиновые – 5...30, изопарафиновые – 18...46, нафтеновые – 23...60, ароматические – 14...35.

По ГОСТ 305–82 вырабатывают три сорта дизельного топлива (табл. 3): «Л» (летние) – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 0 °С и выше, с температурой конца кипения не выше 360 °С; «З»(зимние) – для эксплуатации при температуре - 20 °С и выше (температура застывания не выше -35 °С); «А» (арктические) – для температуры окружающего воздуха – 50 °С и выше (табл. 3). Содержание серы в дизельном топливе марок Л и 3 не должно превышать 0,2% для вида I и 0,5% - для вида II, а марки А – 0,4%. Вырабатывают также дизельные экспортные топлива ДЛЭ и ДЗЭ с содержанием серы 0,05%.

Производство дизельного топлива в РФ в последние годы составляет – 46...47 млн.т/год, из них топлива с содержанием серы S ≤ 0.20% – более 80%.

Как правило, все типы дизелей (судовые, тепловозные, автотракторные, дизели специального назначения и др.) проектируют на использование топлив (ГОСТ 305-82).

Увеличение выпуска дизельных топлив возможно как путем повышения (топлива утяжеленного фракционного состава УФС), так и путем одновременного повышения и снижения температуры начала кипения t_нк (топлива расширенного фракционного состава РФС). Топлива типа УФС используют в качестве летних.

С 1991 г. осуществляется производство экологически чистого дизельного топлива по ТУ 38.1011348–89 летнего (ДЛЭч-В и ДЛЭч) и зимнего (ДЗЭч) с содержанием серы до 0,05% (вид I) и 0,1% (вид II) и содержанием ароматических углеводородов не более 20% (ДЛЭч-В) и не более 10% (ДЛЭч). Кроме того, осуществляется выпуск городского дизельного топлива для использования в Москве.

В городское топливо дополнительно добавляют присадки: летом – антидымную (на основе бария), зимой – антидымную и депрессорную (улучшающую низкотемпературные свойства).

Однако постоянное ужесточение норм на содержание токсичных веществ в отработавших газах (ОГ) и, одновременно, повышение требований по улучшению топливной экономичности стимулируют исследования по созданию принципиально новых двигателей, отвечающих самым жестким мировым стандартам с одновременным улучшением качества моторных топлив, также отвечающих современным и перспективный требованиям по эксплуатационным и экологическим показателям.

Таблица 3 – Характеристики сортов дизельного топлива

Показатели	Норма для марок (по ГОСТ 305–82)
	Л	3	А
Цетановое число, не менее	45	45	45
Фракционный состав:
50% перегоняется при температуре, °С, не выше	280	230	255
90% перегоняется при температуре (гонец перегонки), °С, не выше	360	340	330
Кинематическая вязкость, при 20 °С, мм2/с	3...6	1,8... 5	1,5...4
Температура застывания, °С, не выше для
климатической зоны:
умеренной	-10	-35	-
холодной	-	-45	-55
Температура помутнения, °С, не выше для
климатической зоны:
умеренной	-5	-25	-
холодной	-	-35	-
Температура вспышки в закрытом тигле,
°С, не ниже:
для тепловозных и судовых дизелей и газовых
турбин	62	40	35
для дизелей общего назначения	40	35	30
Массовая доля серы, %, не более:
вид 1	0,20	0,20	0,20
вид 2	0,50	0,50	0,40
Плотность при 20 °С, кг/м3, не более	860	840	830

Наряду с внедрением вторичных процессов переработки нефти (алкилирование, изомеризация и др.), позволяющих улучшить качество моторных топлив, значительное внимание уделяется разработке различных присадок и добавок, придающих моторным топливам такие свойства, в том числе экологические, которые принципиально не могут быть достигнуты технологическими процессами производства топлив.

Вместе с тем эти факторы – необходимость экономии нефтяных ресурсов и улучшение эксплуатационных и особенно экологических свойств топлив – обусловливают поиски эффективных способов получения и использования заменителей нефтяных топлив для ДВС, получивших общее название альтернативных.

К альтернативным топливам в настоящее время относят:

1. Природный газ: метан (СН₄);

2. Сжатый природный газ (КПГ);

3. Сжиженный природный газ (СПГ – пропан, бутан);

4. Сжиженный нефтяной газ (СНГ);

5. Синтетическое жидкое топливо из углей (СЖТ);

6. Диметиловый эфир (ДМЭ – СН₃ОСН₃) из природного газа, углей и др. ресурсов;

7. Биодизельное топливо (смеси дизельных нефтяных топлив и масел из растительных масличных культур: рапс, подсолнечник, соя, арахис, хлопок, кукуруза и др., эфиров таких масел);

8. Газовые конденсаты (ГК);

9. Жидкий аммиак (NH₃);

10. Синтетические спирты (метанол, этанол);

11. Водород (Н₂): жидкий, газообразный;

12. Дисперсные топливные системы (ДТС): водотопливные эмульсии (ВТЭ), водомазутные эмульсии (ВМЭ), топливно-угольные смеси (ТУС) и др.