سبد خرید
0

هیچ محصولی در سبد خرید نیست.

حساب کاربری

یا

حداقل 8 کاراکتر

مشخصات گازوئیل و بررسی دقیق ویژگی های آن + بهبود عدد ستان

مشخصات گازوئیل: گازوئیل (Gas oil) یکی از فراورده های نسبتاً سنگین نفت خام بوده و پس از نفت سفید در برج تقطیر به دست می‌­آید. گازوئیل از جمله برش هایی است که هم در برج تقطیر اتمسفری و هم برج تقطیر خلأ تولید می­‌شود. همچنین بسیاری از واحدهای پالایشگاه مانند واحد کراکینگ و هیدروکراکینگ و ککینگ با تغییر در ساختار برش های سنگین نفتی، علاوه بر بنزین گازوئیل هم تولید می­‌کنند.

گازوئیل مایعی بی رنگ است و به منظور شناخت آن و تشخیص از مایعات و فرآورده های دیگر رنگ آن­ را تغییر می‌­دهند و به رنگ متمایل به قهوه ای درمی‌­آورند. گازوئیل مخلوطی از هیدروکربن های مختلف است که در ساختار مولکولی شان بین 14 تا 20 (حتی تا 25) اتم کربن دارند. مهم ترین کاربرد گازوئیل به عنوان سوخت موتور های دیزلی، تأسیسات حرارتی و سوخت برخی کارخانجات می­‌باشد.

نسبت تراکم موتورهای گازوئیلی بسیار بالاتر از موتور های بنزینی است. از این رو می­‌توان توان بیشتری از یک موتور گازوئیلی دریافت کرد و این موتور ها برای وسایل نقلیۀ سنگین که گاها مخازن سوخت را حمل می کنند استفاده می­‌شوند.

آیا سوخت CNG جدی ترین جایگزین بنزین در آینده ی نزدیک است؟

مشخصات گازوئیل

مشخصات گازوئیل با توجه به کاربردی که در موتور های دیزلی دارد و نفت خام اولیه ای که از آن به دست آمده است، دارای یک سری اختلافات هست که در ادامه به آن­ها اشاره می­‌گردد.

1. چگالی (دانسیته گازوئیل)

یکی از مشخصات گازوئیل، چگالی آن است که دارای وزن نسبتاً بالاتری در مقایسه با دیگر سوخت های رایج است و چگالی گازوئیل تقریباً بین 0.8kg/lit تا 0.87kg/lit است. هرچه مقدار هیدروکربن های نفتی و آروماتیک در گازوئیل بیشتر باشد، چگالی گازوئیل بالاتر می‌­رود.

2. تقطیر

یکی دیگر از مشخصات گازوئیل تقطیر است که نقطۀ اولیه­ تقطیر گازوئیل در دمای 180˚ C و نقطۀ نهایی تقطیر آن در دمای حدود 370˚ C است. از روی مشخصات گازوئیل می توان به مقدار آن پی برد. طبق استاندارد ASTM درصد تقطیر گازوئیل در دما های مختلف به صورت زیر است:

    • کمتر از 65% در دمای C 250˚

    • بیشتر از 85% در دمای C 350˚

    • بیشتر از 95% در دمای C 370˚

مشخصات گازوئیل و آلاینده های آن

3. ویسکوزیته

یکی دیگر از مشخصات گازوئیل، ویسکوزیته یا گرانروی نسبتاً بالای آن است که خاصیت چسبندگی دارد و یکی از عوامل مهم در مشخصات گازوئیل به شمار می رود. در صورتی که ویسکوزیتۀ گازوئیل بیش از حد بالا باشد، جریان گازوئیل درون لوله ها، پمپ ها و انژکتور پاشش سوخت و در کل تجهیزات جایگاه سوخت دچار افت فشار می شود. 

آنگاه عملیات انتقال و بهره برداری از سوخت دچار مشکل خواهد شد. از بررسی مشخصات گازوئیل می توان متوجه شد در صورتی که گازوئیل دارای ویسکوزیتۀ پایینی باشد، کیفیت سوخت پایین آمده و در موتور دیزلی عملکرد مناسبی نخواهد داشت. مقدار مجاز استاندارد ویسکوزیتۀ گازوئیل باید بین 12 تا 40 سانتی استوک باشد.

4. نقطۀ ریزش و نقطۀ ابری شدن

نقطۀ ابری شدن اولین دمایی است که هنگام سرد کردن سیال بلور های جامد در آن ایجاد می­‌شود. همچنین پس از انجماد سیال و در زمان گرم کردن آن اولین دمایی که حرکتی در سیال ایجاد می‌­شود را نقطۀ ریزش می­‌گویند. گازوئیل و به طور کلی یک سوخت مناسب باید در برابر سرما مقاومت بالایی داشته باشد و در دماهای پایین خاصیت سیالیت خود را حفظ کند و متبلور نشود.

محدودۀ مناسب برای نقاط ابری شدن و ریزش در گازوئیل به ترتیب 0 تا C -10˚ و 15- تا C -30˚ می‌­باشد. هرچه مواد نفتی و آروماتیکی درون گازوئیل بیشتر باشند نقطۀ ریزش و نقطۀ ابری شدن آن بهبود می‌­یابد.

نقطۀ ریزش و نقطۀ ابری شدن

5. میزان گوگرد موجود در گازوئیل

وجود گوگرد و ترکیبات گوگردی در گازوئیل سبب ایجاد مشکلاتی چون خوردگی روکش موتور دیزلی و آلودگی هوا می‌­شود. میزان مجاز گوگرد در گازوئیل طبق استانداردهای بین المللی کمتر از 50 ppm است و برای کاهش ترکیبات گوگردی باید گازوئیل به طور کامل در پالایشگاه تصفیه شود.

6. عدد ستان و نقطۀ آنیلین

عدد ستان (Cetane Number) معیاری برای تعیین کیفیت گازوئیل و سوخت های دیزلی است. هرچه عدد ستان بالاتر باشد، عمل احتراق درون سیلندر سریع تر انجام شده و گازوئیل دارای کیفیت بالاتری است.

نقطۀ آنیلین (Aniline Point) پایین ترین دمایی است که در آن حجم های مساوی از سوخت و ماده­ آنیلین به صورت تک فازی در می­‌آیند. بالا بودن نقطۀ آنیلین در گازوئیل به معنای بالا بودن اندیس دیزل آن و کیفیت بهتر سوخت است.

برای تعیین نقطۀ آنیلین، یک حجم مشخص از یک فراورده نفتی مانند گازوئیل را داخل ظرف می­‌ریزند. به مقدار برابر با آن حجم، ماده ای به نام آنیلین را به آن اضافه می کنند. در ادامه، دمای مخلوط را بالا برده و به­ وسیله هم زن آن را به هم می­زنند. دمایی که در آن دما، دو ماده به صورت یک محلول همگن در می­‌آیند را به عنوان نقطۀ آنیلین سوخت در نظر می­‌گیرند.

بررسی ساختار چند مدل سوخت جت و توضیح کامل مشخصات آن

احتراق گازوئیل در موتور های دیزلی

روند کاری یک موتور دیزلی با موتور بنزینی کاملاً متفاوت است. در موتور دیزلی بر خلاف موتور بنزینی که احتراق به صورت همزمان با پاشش سوخت داخل سیلندر رخ می‌­دهد، بین پاشش سوخت و احتراق مقداری فاصله می­‌افتد که آن را دورۀ تأخیر احتراق می­‌نامند. دورۀ تأخیر به نوع سوخت، طرح موتور و شرایط احتراق بستگی دارد.

در یک موتور دیزلی طی مرحلۀ اول هوای خالص مکش می­‌شود. در طول مرحلۀ دوم هوا فشرده شده و دمای آن افزایش می­‌یابد تا اینکه سوخت به داخل سیلندر تزریق گردد. پس از رسیدن به شرایط احتراق سوخت به طور خود به خود و بدون جرقه زدن شمع، در اثر فشار و دمای بالا می­‌سوزد و در مرحلۀ سوم سیلندر منبسط می­‌شود. 

نهایتاً در مرحلۀ چهارم گازهای حاصل از احتراق از طریق اگزوز از محفظه خارج می­‌شوند. با توجه به موارد ذکر شده، ساختار شیمیایی گازوئیل به عنوان سوخت موتور دیزلی و شرایط موتور دیزل باید به نحوی باشد که امکان احتراق خود به خود داخل محفظۀ احتراق را تسهیل کنند.

عملکرد چهار زمانۀ موتور دیزلی
عملکرد چهار زمانۀ موتور دیزلی

مفهوم عدد ستان و روش های تعیین آن

روش تعیین عدد ستان گازوئیل تقریباً مشابه با عدد اکتان بنزین است. این عمل در یک موتور تک سیلندر CFR آزمایشگاهی که مخصوص احتراق سوخت دیزل است انجام می­‌گردد. عدد ستان یک سوخت در درجۀ اول به نوع هیدروکربن های تشکیل دهندۀ آن بستگی دارد و هیدروکربن هایی که عدد ستان بالایی دارند عدد اکتان پایینی دارند. 

عدد ستان در حقیقت معیاری برای تعیین کیفیت سوخت گازوئیلی می­باشد و هرچه عدد ستان بالاتر باشد، احتراق خود به خودی سوخت در محفظه بیشتر بوده و زمان تأخیر احتراق کمتر است و سوخت سریع تر می­‌سوزد.

در صورت پایین بودن عدد ستان، راه اندازی خودرو به خصوص در فصل های سرد مشکل می‌­شود. همچنین در اثر تأخیر زیاد، سوخت در محفظه احتراق تجمیع شده ونهایتاً مقدار زیادی سوخت با انرژی زیاد محترق می­شود که این امر سبب کوبش و تقه در موتور دیزلی شده و آن را دچار اختلال می­ کند. 

با آزمایش ترکیبات مختلف در موتور CFR، برای مقایسۀ کیفیت احتراق سوخت ها به طور قرار دادی، به نرمال ستان خالص (C16H34) عدد ستان 100 و به آلفامتیل نفتالن عدد ستان 0 اختصاص داده شد. نرمال ستان به علت کوتاهی دورۀ تأخیر دارای کیفیت احتراق مناسبی بوده و آلفا متیل نفتالن دورۀ تأخیر طولانی داشته و احتراق بسیار نامناسبی در موتور دیزلی دارد.

بنابر تعریف، عدد ستان یک نمونۀ سوخت دیزل در حقیقت درصد حجمی نرمال ستان در مخلوط با آلفا متیل نفتالن است، در صورتی که کیفیت احتراق این مخلوط به هنگام آزمایش با روش استاندارد، مطابق کیفیت احتراق نمونۀ سوخت مورد نظر باشد. عدد ستان سوخت های دیزل رایج معمولاً بین 45 تا 55 است.

از آن­جایی که تعیین عدد ستان با موتور CFR بعضاً وقت گیر و مشکل است، برخی شرکت ها برای تعیین عدد ستان سوخت از روش های دیگری استفاده می­کنند و عدد ستان را با استفاده از نقطه آنیلین و اندیس دیزل، تعیین می­کنند.

فرمول زیر نشان دهندۀ اندیس دیزل (Diesel Index) بر حسب نقطه آنیلین و درجه API است:

اندیس دیزل

با قرار دادن اندیس دیزل در نمودار مربوطه و یا در فرمول زیر، عدد ستان سوخت تعیین می‌­شود.

Cetane Number = 0.72 D.I +10

همچنین یک فرمول تقریبی به شکل زیر وجود دارد که عدد ستان را مستقیماً بر حسب نقطه آنیلین بیان می­‌کند. در این فرمول نقطه آنیلین بر حسب درجۀ سانتی گراد می‌­باشد.

Cetane Number = Aniline Point – 15.5

بهبود عدد ستان

بهبود عدد ستان سوخت های دیزلی معمولاً به وسیلۀ یک سری مواد افزودنی که به احتراق خود به خودی داخل موتور کمک می­‌کنند انجام می­‌شود. این مواد افزایندۀ عدد ستان اصطلاحاً پرو-ستان (Pro – Cetane) نامیده می­ شوند. پروستان ها اکسیدکننده های ناپایداری هستند که در اثر تجزیه، رادیکال های آزاد تولید می ­کنند و فرآیند احتراق خود به خود در داخل موتور دیزل را تسهیل می‌­کنند. 

دو گروه از ترکیبات آلی به نام پراکسیدها (R – O – O – Rˊ) و نیتراتها از مواد معروف افزایندۀ عدد ستان هستند. با توجه به هزینۀ کمتر، در دسترس بودن و استفادۀ راحت تر معمولاً از نیترات‌ هایی مانند اتیل هگزیل نیترات به عنوان پروستان بهبود دهندۀ عدد ستان استفاده می‌­شود.

به طور کلی هرچه ساختار گروه هیدروکربنی زنجیری و کم شاخه تر باشد عدد ستان بالایی دارد. ترکیبات آروماتیک و حلقوی دارای عدد ستان بسیار پایینی هستند که باید از گازوئیل حذف شوند. نمودار زیر تغییرات عدد ستان ترکیبات مختلف هیدروکربنی را با افزایش تعداد اتم کربن نشان می‌­دهد. همان طور که از نمودار مشاهده می­ گردد گروه نرمال پارافین ها دارای بیشترین عدد ستان نسبت به دیگر گروه های هیدروکربنی هستند.

نمودار عدد ستان گروه های هیدروکربنی مختلف
رؤ
نمودار عدد ستان گروه های هیدروکربنی مختلف

استاندارد های آلایندگی گازوئیل

موتور های گازوئیلی معمولاً برای وسایل نقلیۀ سنگین مانند اتوبوس ها و کامیون ها استفاده شده است. در اثر مصرف بالای سوخت در موتور معمولاً دود زیادی تولید می­‌کنند. وجود یک سری ترکیبات خاص مانند گوگرد، کربن مونواکسید، نیتروژن اکسید و… در گازوئیل باعث ایجاد آلودگی هوا و خطرات فراوان برای سلامتی انسان ها و محیط زیست می­‌شود. 

اتحادیۀ اروپا در سال های گذشته قوانین و محدودیت هایی در مورد میزان ذرات آلاینده موجود در گازوئیل همانند بنزین وضع کرده است. اولین قانون وضع شده یورو 1 (Euro 1) در سال 1993 میلادی و جدیدترین آن یورو 6 (Euro 6) در سال 2015 میلادی است که در مشخصات گازوئیل قابل مشاهده است.

جدول زیر میزان آلاینده های مجاز موجود در گازوئیل را برای خودرو های سنگین دیزلی، نشان می­‌دهد. در این جدول که استانداردهای یورو 1 تا یورو 6 در آن ذکر شده است، میزان آلاینده ها بر حسب گرم بر کیلو وات ساعت انرژی تولید شده توسط موتور خودرو (kg/KWh) بیان گردیده است.

PM [NH3[ppm NOx HC CO زمان انتشار استاندارد
0.612 8.0 1.1 4.5 Dec 1992 Euro 1
0.15 7.0 1.1 4.00 Jan 1997 Euro 2
0.13 5.0 0.66 2.1 Jan 2001 Euro 3
0.02 3.5 0.46 1.5 Jan 2007 Euro 4
0.02 2.0 0.46 1.5 Jan 2012 Euro 5
0.01 0.4 0.13 1.5 Sep 2015 Euro 6

CO = کربن مونو اکسید

HC = hydrocarbon هیدروکربن

NOx = گروه نیتروژن اکسیدها

NH3 = آمونیاک

PM = ذرات ریز جامد

 

خلاصه ای از مشخصات گازوئیل

گازوئیل به عنوان سوخت مورد استفاده در موتورهای دیزلی، یکی از مهم ترین فراورده های نفتی است. گازوئیل نه تنها به عنوان سوخت وسایل نقلیه استفاده شده بلکه به عنوان سوخت مورد مصرف بعضی تجهیزات حرارتی، نیروگاه ها، کوره ها و کارخانه‌ جات کاربرد دارد. از مشخصات گازوئیل می توان پی برد که گازوئیل با کیفیت باید دارای عدد ستان بالا بوده و از جدیدترین استاندارد های آلایندگی یورو برخوردار باشد. در صورت وجود مواد آلاینده در گازوئیل، دود حاصل در محیط پخش شده و سلامت انسان ها و محیط زیست به خطر می‌­افتد.

جایگاه های توزیع گازوئیل دارای تجهیزات مخصوص به خود هستند که بعضاً با جایگاه بنزین متفاوت اند. همچنین محل قرارگیری جایگاه سوخت گازوئیل باید در حاشیۀ شهر و مناطقی که رفت و آمد خودروهای سنگین به آن­جا راحت است، انتخاب گردد. از آنجایی که گازوئیل یک فراورده با چگالی و ویسکوزیتۀ نسبتاً بالایی است باید تمهیداتی ویژه در مراحل انتقال، توزیع و بهره برداری از آن اندیشیده شود تا سوخت مورد استفاده از کیفیت لازم برخوردار بوده و فرآیند های انتقال و توزیع آن به خوبی انجام شوند.

اشتراک گذاری :
دیدگاه کاربران
9 دیدگاه
  • حسینی 1 مهر 1402 / 7:55 ب.ظ

    سلام و خسته نباشید
    علت بوی تند گازوئیل وجود چه ترکیباتی است؟؟

    • اینرژی 27 مهر 1402 / 11:22 ق.ظ

      سلام وقت بخیر
      علت آن به دلیل ترکیبات با پایه مشتقات نفتی در تولید فرآورده هایی همچون گازوئییل و بنزین هست.

  • امیر رضائیان 5 شهریور 1402 / 6:12 ق.ظ

    سلام
    ممنون از اطلاعاتی که ارایه دادید، علت اینکه لمس مخازن گازوییل احساس خنک و سرد بودن آن دست نیدهد چیست؟؟

    • اینرژی 5 شهریور 1402 / 1:40 ب.ظ

      امیر عزیز
      گازوئیل کاملا خالص نیست، مخلوطی از چندین هیدروکربن ‌ها و افزودنی ‌های مختلف است. موارد رایج ترکیب آن شامل اتانول ، تولوئن ، اکتان ، هگزان و هپتان هستند. از سوی دیگر، موادی مانند بوتان و پنتان بسته به شرایط آب و هوایی زمستان هستند. اکثر ماده های شیمیایی گفته شده شاید چند شکل ساختاری تحت عنوان ایزومر داشته باشند. این امر باعث شده است که همه مواد تشکیل دهنده ی گازوئیل دارای نقطه ای ذوب خاص خود باشند و بهمین خاطر بدنه مخزن خنک می شود.

  • سورنا 30 فروردین 1401 / 2:43 ب.ظ

    سلام وقت بخیر من یک کشاورزم و قبلا که شرکت نفت بهم گازوئیل میداد زرد رنگ (طلایی) بود اما الان عوضش کردن و گازوئیل جدید میدن که به گفته خودشون یورو۴ هست . گازوئیل جدید(یورو۴)بی رنگ هست مثل نفت سفید

    خواستم ببینم گازوئیل یورو ۴ واسه پمپ ضرری نداره و باعث خشکی پمپ و خرابی نمیشه؟ و آیا گازوئیل یورو۴ بهتره یا گازوئیل زرد و تفاوتشون چیه

    ممنون میشم اگه جواب بدید

    • اینرژی 5 بهمن 1401 / 4:01 ب.ظ

      سلام دوست عزیز
      یورو 4 از کیفیت بسیار بالاتری نسبت به گازوئیل قبلی برخور دار است و باعث خرابی پمپ نمیشود. نگران این موضوع نباشید.

  • محمد رضا زرمهر 19 دی 1400 / 9:47 ق.ظ

    باسلام
    بسیار متشکرم از توضیحات نسبتا جامعی که ارائه فرمودید..خیلی مفید بود. من در کشور عراق مشغول به کار هستم و اینجا به دلیل نبود برق در اکثر موارد مجبور به استفاده از دیزل ژنراتورها هستیم. مشکل همیشگی ما کیفیت های مختلف گازوئیل است که مشکلات زیادی برای مولدها ایجاد میکنند.به دنبال اخذ مشخصات گاوییل استاندارد بودم که خوشنختانه از این مقاله ارائه شده استفاده کردم. متاسفانه دستگاه پرتابل برای آزمایش کیفیت گازوئیل پیدا نکردم.
    ممنونم

    • اینرژی 6 بهمن 1400 / 12:55 ب.ظ

      با سلام و احترام
      خواهش میکنم

  • رضا 21 فروردین 1400 / 6:37 ب.ظ

    سلام تشکر فراوان از اطلاعاتی که داده اید.سوالی دارم .گازوییل در دمای تقریبا 55 با یک جرقه کوچک. آتش میگیره.چطور این دما رو به 85می توان رساند؟

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *


محصولات
مقالات