Dizel yakıt nedir? bileşimi ve üretimi

En çok talep edilen petrol ürünleri arasında dizel yakıt bulunmaktadır. Bu ürün birçok alanda yakıt olarak kullanılmaktadır. Ekonomik tüketim nedeniyle talep düşük değildir. Bazen talep benzini bile aşmaktadır. Bu bağlamda, dizel yakıtın ne olduğunu, neyden ve nasıl üretildiğini, markaları ve uygulamalarını daha ayrıntılı olarak inceleme olarak sunuyoruz.

Dizel yakıtın bileşimi

Dizel yakıtın neyden yapıldığını düşünürsek, kesinlikle söyleyebileceğimiz nokta yağdan yapılmasıdır. Ürün bir hidrokarbon karışımı içermektedir. İçeriği şu şekildedir;

• Parafin – %10-40’a kadar bileşeni içermektedir. 18-35 hidrojen ve karbon atomlu alkanlar ve petrol parafinleri de dahildir.
• Naftenik – %20-60 a kadar olan bileşendir. Sikloalkanlar, esas olarak sikloheksan ve siklopentan olmak üzere siklik doymuş hidrokarbonlardır.
• Aromatik – %15-30 arasında ki değerdir. Arenler, aromatik bir sisteme sahip organik siklik bileşiklerdir. Bir benzen halkası: moleküler altıgenin köşelerinde 6 karbon ve hidrojen grubudur. Bu tür hidrokarbonlar, petrol rafinasyonundan elde edilen birçok nihai ürünün bir parçasıdır.

Ek olarak reçineler, kükürt bileşikleri, su, mekanik safsızlıkların yanı sıra boyalar (yeşil ve mavi hariç) ve etiketleme maddeleri içerebilmektedir. Üretiminde katkı maddelerinin eklenmesine de izin verilmektedir. Ancak metal içermeyen maddeler (antistatik için geçerli değildir) kullanılmamaktadır. Spesifik kimyasal bileşim bir dizi faktöre bağlıdır. Bunlar;

• Petrol üretim yerleri;
• Damıtma sıcaklığı;
• Özellikleri ve bileşimi değiştiren ilave katkı maddeleri.

Dizel yakıtın bileşimi nedir?

Hidrokarbonların ve diğer maddelerin içeriği, dizel yakıt kullanımının özelliklerini etkilemektedir. Bu bileşenler şunlardır;

• Düşük sıcaklıklara karşı direnç. Maksimum göstergeler kış ve arktik dizel yakıtına aittir. Bunu başarmak için bileşime ağır hidrokarbonlar eklenmektedir.
• Motor aşınması. Bileşimde daha fazla naftenik hidrokarbon, reçine ve diğer safsızlıklar varsa daha hızlı gerçekleşmektedir.
• Buharlaşma. Reçineli kirlilikler ne kadar fazlaysa, dizel yakıtı o kadar kötü buharlaştırır ve tutuşması o kadar zor olur.
• Viskozite. Negatif sıcaklıklarda dizel yakıt kullanma olasılığını belirlemektedir. Daha fazla parafinik hidrokarbon, yakıt daha hızlı kristalleşmektedir (katılaşmaktadır). Yaz aylarında, -10 °C’de ve zaten -5 °C’de kalınlaşmaktadır. Akma noktasını düşürmek için dizel, parafinlerden mum alma ve saflaştırmaya tabi tutulmaktadır. Bu bileşen ne kadar az olursa, petrol ürünü o kadar şiddetli soğuğa dayanabilmektedir.
• Setan sayısı. Silindirdeki yakıtın yanıcılık derecesini belirlemektedir. Parafin ne kadar fazlaysa setan sayısı ve yanıcılık indeksi de o kadar yüksek olmaktadır.

Dizel yakıt üretim teknolojisi

Dizel yakıt, bileşimdeki reçine miktarına bağlı olan, viskoz bir renkli sıvıdır. Gölge sarıdan açık kahverengiye kadar olabilmektedir. Yakıt, yağın damıtılmasıyla elde edilmektedir. Hammadde gerekli sıcaklığa ısıtılmaktadır. Ayrıca sadece dizel olanlar değil, belirli fraksiyonlar ile de kaynatılmaktadır.

Gaz yağı ve kerosen fraksiyonları, dizel yakıtın esas olarak oluşturduğu şeydir. Yüksek kaynama noktaları ile karakterize edilmektedir. Bu işlem 180-360 ° C arası sıcaklıkta üretilmektedir. Her dizel yakıt markası için kaynama sıcaklık değerleri belirlenmektedir. Bunlar şu şekilde olabilmektedir;

• % 50, yaz, sezon dışı ve kış sınıfları için 280 ° C’yi aşmayan bir sıcaklıkta üretilmektedir. Ayrıca 255 ° C’den yüksek olmayan arktik bir damıtımı içermektedir.
• Tüm dizel yakıt sınıfları için hacimce %95’i 360 °C’yi aşmayan bir sıcaklıkta damıtılmaktadır.

Belirtilen sıcaklıklar, GOST 305-2013’ün 5.2 maddesi ile belirlenen dizel yakıtın fraksiyonel bileşimini karakterize etmektedir. Ayrıca kesirler GOST ISO 3405-2013’e göre belirlenmektedir. Damıtma sıcaklığı 200 °C’nin altında veya 360 °C’nin üzerinde olmamalıdır. Yakıtın ne kadar iyi yanacağını, egzoz gazlarının toksisitesinin ne olacağını ve duman derecesini belirlemeye yardımcı olduğu için fraksiyonel bileşimi bilmek önemlidir.

Dizel yakıtın nasıl elde edildiği hakkında konuşursak, aşağıdaki ana aşamalar ayırt edilebilmektedir;

• Damıtma kolonlarında, yağ birkaç fraksiyona ayrılmaktadır. Benzin, gazyağı, dizel ve akaryakıt da kullanılmaktadır. Kolonlar, bileşenleri farklı sıcaklıklarda kaynayan sıvı karışımları ayırmak için kullanılan cihazlardır.
• Dizel fraksiyonu, hidrokarbonların istenen kimyasal bileşimini ve yapısını elde etmek için ikincil işleme tabi tutulur. Katalitik (yüksek sıcaklık) veya hidrokraking yardımı ile yakıt fazla kükürtten arındırılmaktadır.
• Düz fraksiyonlar, hidro-işlenmiş olanlarla birleştirilmektedir. Bu da GOST gerekliliklerine uymayı mümkün kılmaktadır. Depresan ve duman önleyici katkı maddeleri ek olarak birinci sınıf dizel yakıta eklenir.

Ne tür dizel yakıt vardır?

Dizel yakıt, kullanılması tavsiye edildiğinde mevsime göre sınıflandırılmaktadır. Fark, bir yağ ürünü kullanımının kristalleşme nedeniyle yakıt sisteminin tıkanmasına yol açmadığı maksimum sıcaklıkta yatmaktadır. Sektörümüzün ürettiği dizel yakıt markalarından bahsedecek olursak bunlar şu şekildedir;

• Yaz dizel yakıtı (L). -5 °C ve üzerinde kullanım için tasarlanmıştır.
• Sezon dışı (E). -15 °C ve üzeri ortam sıcaklığında kullanılmaktadır.
• Kış (K). -25°C’ye kadar ve -35°C’ye kadar kullanım için önerilmektedir (aşağıda tartışılacak olan gerçek filtrelenebilirlik sıcaklığına bağlı olarak).
• Arktik (A). -45 °C ve üzeri sıcaklıklarda kullanılmaktadır. Sert iklimlerde kullanım için idealdir.

Kış dizel yakıtı, yaz dizel yakıtına, akma noktasını azaltan ve sınırlayıcı filtrelenebilirlik sıcaklığını biraz etkileyen özel depresan katkı maddeleri eklenerek elde edilebilmektedir. Arktik yakıtı elde etmenin en pahalı yolu, yaz yakıtının mumunun alınması, yani düşük ortam sıcaklıklarında kristalleşmeye neden olan parafinlerden arındırılmasıdır. Ne tür dizel yakıtlar çevre dostudur;

• Euro 3. 2006 yılına kadar geçerli olan eski DT standardıdır. Bugün yeni gereksinimleri karşılamadığı için üretimden kaldırılmıştır.
• Euro 4. 2013’ten itibaren ithal edilen tüm araçlar en az Euro 4 standardına uygun olmalıdır. Ancak yakın gelecekte uluslararası toplumun da bu standarttan vazgeçme niyetinde olduğu unutulmamalıdır.
• Euro 5. 2009’dan beri geçerli olan, 2010’dan beri dünya endüstrisi tarafından üretilen tüm dizel araçlar için zorunlu kabul edilmektedir. Bu standart hem ithal araçlar, hem de yerli otomotiv endüstrisi için geçerlidir.
• Euro 6. 2015’ten beri Avrupa’da tanıtılan yeni bir standarttır. Buna uygun olarak yeni bir EGR egzoz devridaim şeması, bir SCR gaz seçim sistemi ve partikül filtreleri oluşturulmuştur. Bu nedenle egzozda sadece su ve zararsız gazlar bulunmaktadır.

Ek olarak dizel yakıt, kükürt içeriğine bağlı olarak çevre sınıflarına ayrılmaktadır;

• K2 – en fazla 500 mg / kg;
• K3 – en fazla 350 mg / kg (tip I);
• K4 – en fazla 50 mg / kg (tip II);
• K5 – 10 mg/kg’dan az (tip III).

Dizel yakıtın temel özellikleri

Şimdi dizel yakıtı neyin karakterize ettiği sorusuna cevap verelim. Yakıtın ana parametreleri şunlardır;

• Setan sayısı;
• Yoğunluk;
• Viskozite;
• Alevlenme noktası;
• Kükürtün kütle oranı;
• Kül içeriği;
• Asitlik;
• Su içeriği;
• Filtrelenebilirlik sıcaklığının sınırlandırılması.

Cetan numarası

Benzin için ana karakteristik oktan sayısı ise, dizel yakıt için setandır. Benzinli bir motorda, ateşleme bir kıvılcımdan ve dizel motorda sıkıştırma kuvvetinden meydana gelmektedir. Her iki sayı da motor silindirlerinde hava-yakıt karışımının ne kadar hızlı ateşlendiğini göstermektedir. Basit bir şekilde, bu durum silindirlere giren karışımın sıkıştırmadan tutuşması arasındaki zaman gecikmesidir.

Setan sayısı 40-55 arasında değişmektedir. Optimal değer 48-51’dir. Ayrıca GOST 305-2013’ün 5.2 maddesi uyarınca tüm sınıflar için önerilen minimum değer 45’tir. Değer 40’tan küçükse, yakıt olarak kabul edilmektedir. Ancak kalitesiz olarak sınıflandırılmaktadır. Bu durumda motor kararsız olacaktır. Bu nedenle de güç ve patlamada bir düşüşle kendini gösterecektir. Artan setan sayısı da norm değildir. 60’ın üzerinde bir seviyede, hava-yakıt karışımının silindirlerde yanmaya zamanı yoktur. Bu da tüketimin artmasına ve egzoz dumanında bir artışa yol açmaktadır.

Avrupa’da setan sayısı en az 54-56 olmalıdır. Türkiye‘de standartlar daha az katıdır. 45 numaralı yakıt kullanımına izin verilmektedir (kış dizel yakıtı için). Göstergeyi belirlemek için test yöntemi GOST 32508-2013 gereksinimlerini karşılamalıdır.

Yoğunluk

Yoğunluk göstergesi, jeneratördeki yakıt miktarını belirlemektedir. Yeterli yoğunluğa sahip yakıt, daha fazla termal enerji salınımına katkıda bulunur. 15 °C’de dizel yakıt için standart değerler aşağıdakilerden fazla değildir;

• 863.4 kg/m3 – yaz ve sezon dışı dizel yakıt için;
• 843.4 kg / m3 – kış için;
• 833,5 kg/m3 – arktik için.

Kinematik viskozite

Viskozite bir yakıtın, bir katmanın diğerine göre hareketine direnme yeteneği olarak anlaşılmaktadır. Teknik özellikler genellikle kinematik viskoziteyi belirtmektedir. Yakıt püskürtmenin ne kadar etkili olacağına bağlıdır. Viskozite belirlenen normu aşarsa, yakıt kötü püskürtülür. Sonuç olarak, erken aşınma ve parçaların artan aşınması riski artacaktır. GOST 305-2013’e göre farklı türleri için 20 °C’deki viskozite değerleri bulunmaktadır;

• 3-6 mm2 / s – yaz ve sezon dışı için;
• 1.8-5 mm2 / s – kış için;
• 1.5-4 mm2/s – arktik için.

Kapalı kapta parlama noktası

Kullanımının güvenliği parlama noktası ile belirlenmektedir. GOST 305-2013 uyarınca aşağıdaki değerlerle sınırlıdır;

• Genel amaçlı dizeller için – tüm dizel yakıt sınıfları için 40 °C.
• Lokomotif, deniz ve gaz türbinli motorlar için – yaz ve sezon dışı dizel yakıt için 62 °C, kış için 40 °C, arktik için 35 °C.

Kükürtün kütle freksiyonu

Günümüzde çeşitli petrol ürünlerindeki kükürt içeriği sıkı bir şekilde düzenlenmiştir. Bu nedenle, çevre için yoğun mücadeleden kaynaklanmaktadır. Kükürt çevre için tehlikelidir. Ayrıca motorun ve yakıt sisteminin iç elemanlarında korozyona, artan kurumaya ve aşınmaya yol açabilmektedir.

Kükürt bileşiklerinin kütle oranı 2000 mg/kg ile sınırlıdır. Ancak dizel yakıt üretiminde kükürt seviyesinin çok düşük olması durumunda yakıtın yağlama özelliğini kaybettiği dikkate alınmalıdır. Bu durumda, yakıt bileşimine özel yağlanma katkı maddeleri eklenmelidir.

Kül içeriği

Yakıtın yanması sırasında kül içeren mineraller oluşmaktadır. Sürtünen parçalar arasına girerek aşınmasına ve artmasına neden olmaktadır. Özellikle tehlike, yakıt pompasının ve enjektörlerin hassas elemanlarının aşındırıcı aşınmasına yol açan kuvarstır. Bu nedenle kül içeriği de sınırlıdır. Dizel yakıt için %0.01’den fazla değildir.

Asitlik

GOST 305-2013’e göre, 100 cm3 başına KOH’nin asitliği 5 mg’dan fazla değildir. Bu durum önemlidir. Çünkü asitler motor parçalarında ve yakıt sisteminde korozyona neden olmaktadır. Benzer bir süreç, dizel yakıt üretiminde kullanılan mineral asitler ve alkalilerden kaynaklanmaktadır. Tamamen ortadan kaldırılamazlar. Bu nedenle bu tür maddelerin miktarı sınırlıdır.

Su içeriği

Dizel yakıtın bileşimindeki su, süspansiyon halinde ve emülsiyon şeklinde bulunmaktadır. Damlacıklar, pamuklu filtrelerin gözeneklerini doldurarak pompaya yakıt erişimini kesmektedir. Sıcaklık 0 °C’nin altına düştüğünde su donmaktadır. Bu durumda da küçük buz parçaları filtreleri ve yakıt hatlarını tıkamaktadır.

Bu bağlamda, GOST 305-2013’e göre maksimum su içeriği 200 mg/kg’dır. Bu göstergenin aşılması, suyun daha yüksek bir yoğunluğa sahip olduğu için alt kısımda pul pul dökülmesine ve toplanmasına neden olur. Hatta bir su tapası oluşması nedeniyle motorun çalışması engellenmektedir.

Filtre noktası sıcaklığı

Sınırlayıcı filtrelenebilirlik sıcaklığı, GOST 22254-92 ve GOST EN 116-2013’e göre belirlenmektedir. GOST 305-2013’e göre gösterge şu şekildedir;

• -5 ° C’den yüksek değil – yaz markası için;
• -15 ° C’den yüksek değil – sezon dışı için;
• -25 °C’den (GOST 22254-92’ye göre) ve -35 °C’den (GOST EN 116-2013’e göre) daha yüksek değil – kış için;
• Kuzey Kutbu için -45 °C’den yüksek değil.

Ilıman iklime sahip bölgeler için, farklı sınırlayıcı filtrelenebilirlik sıcaklıklarına sahip derecelere göre sınıflandırılması oluşturulmuştur. Bunlar şu şekildedir;

• A (+5 °С),
• B (0 °C),
• C (-5 °С),
• D (-10 °С),
• E (-15 °C),
• F (-20 ° C).

Böylece F sınıfı dizel yakıttan ve ne olduğundan bahsediyorlardır. Maksimum filtreleme sıcaklığı -20 ° C olan bir yakıt olduğunu söyleyebiliriz. Yaz markaları arasında A, B, C, D, sezon dışı – E ve F bulunmaktadır.

Soğuk iklime sahip alanlar için yakıt, bulutlanma noktası ve filtreleme noktası bakımından farklılık gösteren diğer sınıflara ayrılmaktadır. Kış sınıfları 0-3 sınıflarını, Arktik sınıfları 4’ü içermektedir.

Dizel yakıt ne kadar tehlikelidir?

Hangi tehlike sınıfına ait olduğu sorusu daha az önemli değildir. GOST 305-2013’ün 7.1 maddesi uyarınca dizel yakıt, düşük tehlikeli ve düşük toksik bir sıvıdır. İnsan vücudu üzerindeki etki derecesine göre, GOST 12.1.007’ye göre 4. tehlike sınıfına aittir. BM Listesinde dizel yakıt 1202 numaradır. Taşıma, tehlikeli madde taşımacılığı (ADR) kurallarına uygun olarak gerçekleştirilmelidir.

Dizel yakıt kullanma küreleri ve olanakları

Dizel yakıtın temel amacı orta (500-1000 rpm) ve düşük hızlı (500 rpm altı) motorlar için yakıt olarak kullanılmasıdır. Bölgeye bağlı olarak farklı marka dizel yakıt seçilmektedir. Bu süreçte yakıtın kullanımına izin verilen sıcaklık dikkate alınır. Dizel yakıt nerelerde kullanılmaktadır;

• Demiryolu taşımacılığında: dizel lokomotifler, vagonlar, dizel trenler;
• Arabalar: kamyonlar, tarım ve askeri teçhizat, otobüsler, dizel motorlu binek arabalar;
• Deniz ve nehir taşımacılığı.

Ek olarak, kazan yakıtı, jeneratörler ve deri emprenye etme aracı olarak kullanılmaktadır.

Sonuç olarak;

Dizel yakıtın ne olduğunu, bileşimini, üretimini ve çeşitlerini öğrendiniz. Bu tür yakıt, en son çevresel gereksinimleri karşılamaktadır. Bu nedenle daha yaygın hale gelmektedir. İç pazarda dizel yakıt üretim ve tedarik hacmi giderek artmaktadır. Hepsi, yeni çevre güvenliği standartları ve bu tür yakıtlar için yüksek gereksinimler sayesinde olmaktadır.

Geliştirilmiş bileşim, ekonomik tüketim ve düşük maliyet bunları karşılamaktadır. Tüm bunlar, herhangi bir ulaşım için kullanılabilen dizel yakıtı karakterize etmektedir. Yük, su, demiryolu ve ayrıca belediye ve tarım sektörlerinde de kullanılmaktadır.