Низкотемпературные свойства дизтоплива определяются тремя температурами — помутнения, предельной фильтруемости и температурой застывания. При постепенном снижении температуры в минусовом (а иногда и в плюсовом) диапазоне, дизельное топливо сначала мутнеет - что характеризует точку начало кристаллизации парафинов. Такое помутнение не опасно, пока не начнется агломерация – соединение молекул парафинов в большие сгустки. В современных реалиях температура помутнения не является эксплуатационной характеристикой, как было раньше. К этому моменту вернемся чуть позже.
Вот так выглядит дизельное топливо в котором началась кристаллизация парафина. Следующий этапом при продолжении охлаждения топлива парафины начинают собираться в сгустки (агломераты), которые продолжают проходить через фильтра тонкой очистки топлива. Как только фильтр начинает блокироваться белыми парафиновыми сгустками топливо перестаёт фильтроваться в камеру сгорания. Температура предельной фильтруемости показывает порог температуры ниже которой фильтры топливной системы перестают пропускать топливо. Температура помутнения и температура фильтруемости сильно отличаются. Например, если взять ДТЕ - межсезонку, то температура помутнения будет (условно) минус 3°С, а предельная температура фильтруемости минус 15°С.
Выглядит это примерно вот так, фильтр забивается агломератами парафинов, которые просто не проходят через сетку. Фильтр забивается и в двигатель дизтопливо не поступает.
Последней стадией является застывание дизельного топлива. Температура застывания - это температура, при которой топливо теряет подвижность. То есть топливо превращается в сливочное масло (если так понятно), которое перешло из жидкой в твёрдую форму.
Дизтопливо, которое содержит большое количество парафиновых углеводородов, имеет плохие низкотемпературные свойства. Чем больше парафинов, тем хуже низкотемпературные свойства. Иногда, бывает и такое, что попадаются дизельные топлива с аномальными низкотемпературными значениями, хотя назвать из низкотемпературными сложно. Например, дизтопливо с температурой помутнения +3°С и предельной температурой фильтруемости +1°С. Это очень высокопарафинистое топливо, у которого при плюсовой температуре выпадает парафин в осадок и забивает фильтр чистым парафином.
Вот наглядный пример, как выглядит осадок избыточного парафина.
Парафиновые сгустки станут соразмерными с диаметром микропор фильтра тонкой очистки топлива, фильтр окажется заблокированным белым парафиновым гелем даже, если топливо не застыло.
А вот печнуха, на улице +17ºC, а парафины выпали в осадок. И их очень много! Выпали комом в осадок. Эта проблема решается депарафинизацией топлива, когда уменьшают количество парафинов в дизтопливе.
Или вот такой вариант?
Это можно сделать при помощи: 1) Установки, удалив часть парафина. Оборудование стоит денег, да и теряется часть объема топлива (в виде парафина), который еще и продать нужно. 2) Смешения менее парафинизированного топлива (зачастую используют керосин). Но тут можно нарваться на акциз. 3) Используя депрессорную присадку (полиметакрилаты, сополимеры винилацетата с этиленом и др.) для высаждения парафинов и их удаления. Такая же история как и с п.1 - присадка стоит денег, а дизеля станет меньше, парафин нужно куда то продать с большим дисконтом. 4) Проблему повышения седиментационной устойчивости дизельного топлива в процессе холодного хранения решают с помощью специальных добавок, диспергаторов парафинов. Используют диспергирующую присадку, для предотвращения выпадения парафинов в осадок. Один из оптимальных вариантов. Но самый время- и трудо- затратный. Т.к. присадку подобрать на такие тяжелые высокопарафинистые топлива не так просто.
Вот так выглядит прибор на котором можно измерить все низкотемпературные показатели экспресс методом минут за 30-40. Добавляете пробу, лазер замеряет температуру помутнения, маленькая сетка замеряет ПТФ, а наклон пробы замеряет температуру застывания ДТ. Прибор плавно опускает температуру и делает замер. Обычно закладывается погрешность в 1-2ºC.
Но вернемся к начальной теме низкотемпературных свойств ДТ, а точнее его предельной температуре фильтруемости (далее - сокращенно ПТФ). Из-за капризности погоды дизтопливо разделяют на сорта: лето, межсезонку и зиму: 1) Летнее дизельное топливо - ДТ (сорт С), ПФТ -5ºC. 2) Межсезонное дизельное топлив - ДТ (сорт Е), ПТФ -15ºC. 3) Зимнее дизельное топливо - ДТ (сорт F) разбито на четыре класса (не путать с экологическим классом!) с предельными температурами фильтруемости от –20 ºC до –38 ºC.
При производстве ДТ на всех нефтеперерабатывающих заходах используют присадки: цетаноповышающие, смазывающие, депрессорно-диспегригующие, антистатические, антипенные и т.д. Для улучшения низкотемпературных свойств используют депрессорно-диспегригующие присадки. Традиционно применяемые депрессорные присадки (полиметакрилаты, сополимеры винилацетата с этиленом и др.) снижают температуру застывания и предельную температуру фильтруемости дизельных топлив. Однако они не предотвращают их расслоения во время холодного хранения. Это связано с тем, что мелкодисперсные системы обладают большим избытком поверхностной энергии и в них самопроизвольно идут процессы укрупнения частиц. В результате укрупнения частиц парафинов происходит их седиментация и топливо делится на два слоя: верхний (светлый) и нижний (мутный), обогащенный парафинами. Оба слоя подвижны, но при отборе топлива из нижнего слоя двигатель работает с перебоями.
Диспергаторы, в сочетании с депрессорами, создают электростатическое поле, которое отталкивает частицы парафина друг от друга, равномерно распределяя их по объему топлива. Однако, для максимального эффекта необходимо соблюдать пропорции компонентов и подбирать их для конкретного типа дизельного топлива. Можем Вас заверить, что одни и те же компоненты по разному ведут себя на разных топливах. На эффект и дозировку присадки могут влиять состав и количество депрессорной присадки, количество парафинов, плотность топлива, начало и конец кипения каждой отдельно взятой смеси.
На фотографии наглядно представлено как на дно пробирки высадился парафин. Проблему повышения седиментационной устойчивости дизельного топлива в процессе холодного хранения решают с помощью специальных добавок, диспергаторов парафинов.
Основная задача, которую ставят перед производителями присадки - снижение предельную температуру фильтруемости. Для этого используют депрессорные присадки, но вторым этапом испытаний всегда идёт проверка седиментационной устойчивости топлива. В этом этапе важно подобрать ту самую диспергирующую присадку, которая не всегда подходит к депрессорной прискде из первого этапа подбора.
С ПТФ и температурой застывания всё понятно. А что делать с температурой помутнения? Производители топлива на НПЗ регулируют начало и конец кипения и "срезают" разные фракции топлива.
Но заводам не выгодно легкую и дорогую фракцию продавать как ДТ, тем более ее нужно дорабатывать. Цетановой и смазывающей присадкой. Поэтому остаток, недотягивающий до необходимых параметров по ПТФ, дорабатывают деперссорно-диспергргирующей присадкой.