Влияние серы в дизельном топливе на современные дизельные двигатели
Одним из наиболее токсичных составляющих выхлопных газов дизельного двигателя являются оксиды азота. Каталитический нейтрализатор в дополнение к сажевому фильтру не в силах полностью с ними справиться. Для уменьшения вредных выбросов оксидов азота производители пошли разными путями: одни выбрали систему SCR (нейтрализация выхлопа с применением мочевины), выбор других пал на систему EGR (Exhaust Gas Recirculation – система рециркуляции выхлопных газов). Третьи для выполнения строжайших мер «Евро 6» объединили обе эти системы в одном автомобиле. И если система SCR мало реагирует на качественный состав топлива по сере, то система EGR крайне чувствительна к количеству серы в дизельном топливе.

Как результат: токсичность выхлопных газов по оксидам азота (NO) значительно снижается.
Но имеется и обратная сторона медали: поступающие газы из системы рециркуляции имеют значительно большую долю влаги, и, контактируя с серой, она образует в камере сгорания серную кислоту, которая не только негативно влияет на окружающую среду, но и вызывает усиленную коррозию деталей двигателя (верхние части гильз, рабочие поверхности головки блока цилиндров) и выхлопной системы автомобиля.
Иногда наблюдается химическая коррозия деталей топливной системы (например, насос- форсунок) еще до образования топливной смеси. Двигатели класса «Евро- 4» требуют топливо с содержанием серы не более 50 мг на кг солярки, класса «Евро-5» и того строже: не более 10 мг/ кг топлива.
Сернистое дизельное топливо также влияет на срок службы моторного масла. Причиной раннего окисления масла зачастую становятся активные сернистые соединения, проникающие в него после сгорания топлива с повышенным содержанием серы.
Дизельное топливо с большим содержанием серы оказывает негативное влияние на срок службы сажевого фильтра. Зависимость: чем больше массовая доля серы в используемо топливе, тем меньше срок службы сажевого фильтра. Причина: увеличенная способность к образованию сажи одного из компонентов- сульфатной серы, см сноску «1»
На первый взгляд, применение системы EGRимеет неоспоримые преимущества перед применением SCR(впрыск мочевины): экономится место за отсутствием бака для AdBlue, нет необходимости в усиленных деталях ЦПГ из- за пониженной температуры в цилиндре, уменьшается снаряженная масса автомобиля на 200- 300 кг, нет необходимости в столь частой замене деталей глушителя (своего рода маленького химического предприятия), нет головной боли в холодное время года из- за высокой температуры кристаллизации мочевины (всего -11°С)...
Но, если в странах Европы жестко следят за качеством топлива, то у нас это своеобразная рулетка. Так по данным журнала «За рулем» (февраль 2011 г., стр. 130) «В образцах (дизельного топлива – примечание автора), отобранных на «суперзаправках» в одном большом северном городе, содержание серы лежало в диапазоне от 7мг/ кг до 4000 мг/кг топлива». Необходимо сказать больше: производство и обращение дизельного топлива класса «Евро-3» (допустимое количество серы 350 мг/ кг) по Техрегламенту Таможенного союза допускается аж до 01.01.2015 г., а в Казахстане до 2016 г., а, может быть, будет и еще продлено. При этом заметьте: про некондиционное топливо мы даже не упоминаем. Вот и получается, что эксплуатация современных двигателей с системой EGRв российских условиях на данный момент- это своеобразная рулетка: кому как повезет. И самое интересное: если избавиться от воды в топливе в бытовых условиях или непосредственно на автомобиле- возможно; очистить топливо от механических примесей- тоже; повысить смазывающие свойства- не проблема; повысить цетановое число- также возможно, и даже справиться с парафинами; то вот решить вопрос с уменьшением содержания серы в бытовых условиях практически малореально².
1: Сера может содержаться в топливе в трех видах: органическая Sop, колчеданная Sк и сульфатная Sc : S=Sop+Sк+Sc
Sop : Органическая сера входит в состав сложных высокомолекулярных органических соединений топлива.
Sк : Колчеданная сера представляет собой ее соединения с металлами, например, с железом (FeS2)
Sop+к при горении топлива окисляется с выделением тепла и в процессе химической реакции переходят в газообразные SO2 и SO3. В дальнейшем данные соединения самостоятельно или при образовании кислот вызывают коррозию металлических поверхностей.
Sc : Сульфатная сера входит в минеральную часть топлива в виде сульфатов CaS04 и FeS04 и поэтому в процессе горения не окисляется, но переходит в золу.
2: Чтобы понять возможность решения вопроса в бытовых условиях можно ознакомиться с одной из технологий (способом) получения дизельного топлива с долей серы менее 10мг/ кг в промышленных условиях (см. ниже описание патента № 2458104, полная публикация на стр. http://www.freepatent.ru/patents/2458104 ). В интернете много описаний иных способов, установок (например, см. стр. http://www.basicresour.com/sera/sera.html или стр. http://nlegin.ru/oil/toplivo-i-superbeton.html), но каков реальный результат их применения автору неизвестно.
++++
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ (патент №2458104)
Способ получения дизельного топлива, включающий обессоливание нефти, ее дистилляцию, выделение дизельных фракций, их смешение и последующую гидроочистку смеси, отличающийся тем, что при дистилляции в атмосферной колонне отбирают две дизельные фракции, выкипающие в пределах 171-341°С и 199-360°С, фракцию 199-360°С направляют на жидкостную экстракцию для очистки от бензалкилтиофенов, при массовом соотношении сырье : экстрагент от 1:1 до 1:4 в качестве экстрагента используется продукт взаимодействия органического амина с органической кислотой - амид, затем производят смешение фракций: 171-341°С и 199-360°С после очистки в процентном составе 70-85% и 15-30% соответственно, при этом смесь этих фракций при перегонке по методу ASTM D-86 имеет конец кипения не более 360°С, полученную смесь подвергают гидроочистке на алюмокобальтмолибденовом или алюмоникельмолибденовом катализаторе с получением дизельного топлива.
++++