УДК 656.13

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧНОСТИ И СООТВЕТСТВИЯ СТАНДАРТАМ КАЧЕСТВА МОТОРНЫХ ТОПЛИВ

Крупнова Татьяна Георгиевна1, Машкова Ирина Вячеславовна2, Кострюкова Анастасия Михайловна3
1Южно-Уральский государственный университет, кандидат химических наук, доцент, доцент кафедры экологии и природопользования
2Южно-Уральский государственный университет, кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры экологии и природопользования
3Южно-Уральский государственный университет, кандидат химических наук, доцент кафедры экологии и природопользования

Аннотация
Данная статья посвящена обзору бензиновых и дизельных топлив на соответствие их качества существующим государственным стандартам. Проведенные исследования показывают отклонение большинства образцов от стандартов, что негативно сказывается на работе двигателей и экологической безопасности автомобилей.

Ключевые слова: бензиновое топливо, дизельное топливо, европейские стандарты топ, экологическая безопасность


INVESTIGATION OF ENVIRONMENTAL AND QUALITY STANDARDS OF MOTOR FUELS

Krupnova Tatyana Georgievna1, Mashkova Irina Vyacheslavovna2, Kostryukova Anastasia Mihailovna3
1South Ural State University, PhD in Chemical Science, Assistant Professor of the Ecology and Nature Management Department
2South Ural State University, PhD in Biological Science, Assistant Professor of the Ecology and Nature Management Department
3South Ural State University, PhD in Chemical Science, Assistant Professor of the Ecology and Nature Management Department

Abstract
This article provides an overview of petrol and diesel fuels to meet their quality of existing state standards. Studies show a deviation from the standards of the majority of samples, which adversely affects the operation of the motors and environmental safety car.

Библиографическая ссылка на статью:
Крупнова Т.Г., Машкова И.В., Кострюкова А.М. Исследование экологичности и соответствия стандартам качества моторных топлив // Современная техника и технологии. 2014. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/03/3358 (дата обращения: 28.05.2017).

Проблема качества и экологической безопасности моторных топлив, используемых автомобильным транспортом на территории Российской Федерации в настоящее время весьма актуальна [1, с. 89]. Очевидно, что в крупных городах необходимо использовать моторные топлива высоких экологических классов в связи с насыщенным автомобильным парком [2, с. 123].

Введение стандарта Евро, как самого первого, так и всех последующих, включая Евро-5, предусматривает производство и использование в стране соответствующего этому европейскому нормативу топлива. В настоящее время выпуск качественного бензина, соответствующего европейскому уровню, в России отстает от темпов перехода на новые требования к автомобильной технике [3, с. 30].

Если в РФ с 2010 года действует стандарт Евро-4 по отношению к легковому автопарку, то о массовом выпуске бензина Евро-3 нефтеперерабатывающие компании начали писать только в конце 2010 года, т.к. с 2011 года в России запрещен выпуск бензина ниже Евро-3. Бензин Евро-4 повсеместно в РФ планируется начать выпускать только с 2012 года. А Евро-5 (по действующему законодательству) – с 2015 года. Именно с этого года заправиться можно будет только бензином Евро-5 или более высокого стандарта.

Для перехода на выпуск автомобильного топлива, соответствующего высоким европейским и отечественным стандартам, необходимо наращивать выпуск высокооктановых компонентов бензина с низким содержанием ароматических углеводородов и поэтапно переходить на производство всего объема моторных топлив согласно требованиям технического регламента и в сроки, предусмотренные Законодательством РФ [4, с. 8].

В предыдущих работах [5, с. 228] авторами было показано, что в городе Челябинске проблема загрязнения воздуха выбросами автотранспорта стоит достаточно остро. Поскольку как показано ранее качество топлива определяет характер выбросов автотранспорта. Нами были проведены лабораторные исследования соответствия используемого на территории города топлива требованиям стандартов РФ.

Экспериментальная часть

Для проведения сопоставительного анализа качества топлива на соответствие стандартам аккредитованной лаборатории были предоставлены пробы с автозаправочных станций г. Челябинска, полученные в промежуток времени с 21.06 по 7.072011 г. Исследования проводили по стандартным методикам [6–8].

Результаты и их обсуждение

Результаты исследования бензинового топлива

На исследование приняты пробы нефтепродуктов, заявленных как бензин автомобильный Регуляр Евро-95.

Полученные результаты исследований приведены в таблице 1 в сравнении с техническими требованиями названного стандарта, предъявляемыми к автомобильному неэтилированному бензину марки Регуляр Евро-95 вид I, класс С.

Таблица 1 – Данные анализа бензинов марки Регуляр Евро-95

Наименование

показателя, единица измерения

Значение показателей по данным анализа

Значение показателей по ГОСТ Р 51866-2002

I

II

III

1 Октановое число, определяемое:

по моторному методу

по исследовательскому методу

 

83,6 ±0,1

92,6 ±0,1

86,0 ±0,1

96,4 ±0,1

85,0 ±0,1

97,2 ±0,1

Не менее 85,0

Не менее 95,0

2 Концентрация свинца, мг/дм3

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствие

3 Концентрация железа, мг/дм3

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствие

4 Концентрация фактических смол, промытых растворителем, мг на 100 см3 бензина

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствует

Не более 5

5 Концентрация серы, мг/кг

145,0±0,5

120,0±0,5

114,0±0,5

Не более 150,0

6 Объемная доля бензола, %

0,60 ±0,01

1,20±0,01

0,90 ±0,01

Не более 1,00

7 Внешний вид

Чистый, прозрачный

Чистый,прозрачный

Чистый, прозрачный

Чистый,прозрачный

8 Объемная доля углеводородов, %

олефиновых

ароматических

13,0 ±0,1

28,0 ±0,1

17,0 ±0,1

22,0 ±0,1

16,0 ±0,1

38,0 ±0,1

Не более 18,0

Не более 42,0

9 Плотность при 15 ºС, кг/м3

735,0±0,5

770,0±0,5

740,0±0,5

720 – 775,0

10 Давление насыщенных паров бензина (ДНП), кПа

67,7 ±0,1

59,2 ±0,1

68,9 ±0,1

45,0 – 70,0

11 Фракционный состав бензина:

объемная доля испарившегося бензина, % при температуре:

70 ºС (И70)

100 ºС (И100)

150 ºС (И150)

конец кипения, ºС

остаток в колбе, % (по объему)

28,0 ±0,5

53,0 ±0,5

83,0 ±0,5

202,0 ±0,5

1,30 ±0,05

45,5 ±0,5

70,0 ±0,5

91,0 ±0,5

208,0 ±0,5

1,90 ±0,05

31,0 ±0,5

62,5 ±0,5

87,0 ±0,5

206,0 ±0,5

1,80 ±0,05

20,0 – 48,0

46,0 – 71,0

Не менее 75,0

Не выше 210

Не более 2

По результатам сопоставления требований ГОСТ Р 51866-2002 две из трех выбранных для исследования пробы не соответствуют нормам по октановому числу и объемной доле бензола, установленным техническими требованиями для бензина автомобильного неэтилированного марки Регуляр Евро-95 вид I, класс С. по октановому числу;

В таблице 2 приведены, полученные результаты исследований в сравнении с техническими требованиями названного стандарта, предъявляемыми к автомобильному неэтилированному бензину марки Регуляр Евро-92 вид I, класс В.

Таблица 2 – Данные анализа бензинов марки Регуляр Евро-92

Наименование

показателя, единица измерения

Значение показателей по данным анализа

Значение показателей по ГОСТ Р 51866-2002

I

II

III

1 Октановое число, определяемое:

по моторному методу

по исследовательскому методу

83,0 ±0,1

92,0 ±0,1

83,0 ±0,1

92,0 ±0,1

84,0 ±0,1

92,0 ±0,1

Не менее 83,0

Не менее 92,0

2 Концентрация свинца, мг/дм3

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствует

3 Концентрация железа, г/дм3

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствует

4 Концентрация фактических смол, промытых растворителем, мг на 100 см3 бензина

1,5±0,5

3,0±0,5

2,5±0,5

Не более 5

5 Концентрация серы, мг/кг

150,0±0,5

158,0±0,5

145,0±0,5

Не более 150

6Объемная доля бензола, %

0,70±0,01

0,90 ±0,01

0,70±0,01

Не более 1,0

7 Внешний вид

Чистый,

прозрачный

Чистый,

прозрачный

Чистый,

прозрачный

Чистый,

прозрачный

8 Объемная доля углеводородов, %

олефиновых

ароматических

16,8 ±0,1

30,0 ±0,1

18,0 ±0,1

33,0 ±0,1

17,5 ±0,1

32,0 ±0,1

Не более 18,0

Не более 35,0

9 Плотность при 15 ºС, кг/м3

728±0,5

760±0,5

715±0,5

720 – 775

10 Давление насыщенных паров бензина (ДНП), кПа

68,6 ±0,1

64,5 ±0,1

56,4 ±0,1

45,0 – 70,0

11 Фракционный состав бензина:

объемная доля испарившегося бензина, % при температуре:

70 ºС (И70)

100 ºС (И100)

150 ºС (И150)

конец кипения, ºС

остаток в колбе, % (по объему)

40,0 ±0,5

57,0 ±0,5

85,0 ±0,5

197,0 ±0,5

1,20 ±0,05

22,0 ±0,5

48,0 ±0,5

79,0 ±0,5

174,0 ±0,5

0,90 ±0,05

38,0 ±0,5

66,0 ±0,5

104,0 ±0,5

188,0 ±0,5

1,2±0,05

20,0 – 48,0

46,0 – 71,0

Не менее 75,0

Не выше 210

Не более 2

По результатам сопоставления требований ГОСТ Р 51866-2002 две из трех выбранных для исследования пробы не соответствуют нормам, установленным техническими требованиями для бензина автомобильного неэтилированного марки Регуляр Евро-95 вид I. Одна из проб не соответствует по концентрации серы, а вторая не соответствует по плотности. 

Результаты исследования дизельного топлива

На исследование приняты пробы нефтепродуктов, заявленных какТопливо дизельное ЕВРО сорт В, вид I.

Полученные результаты исследований приведены в таблице 3 в сравнении с техническими требованиями названного стандарта, предъявляемыми к Топливу дизельному Евро сорт В, вид I.

Таблица 3 –Данные анализа дизельных топлив Евросорт В, вид I

Наименование

показателя, единица измерения

Значение показателей по данным анализа

Значение показателей по ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009)

I

II

III

1 Цетановое число

51,0 ±0,1

51,0 ±0,1

48,4 ±0,1

не менее 51,0

2 Фракционный состав:

при температуре 250 ºС,% (по объему);

при температуре 350 ºС,% (по объему);

95% (по объему) перегоняется при температуре,  ºС

58,0±0,5

89,0±0,5

295,0±0,5

55,0±0,5

96,0±0,5

310,0±0,5

61,0±0,5

92,0±0,5

294,0±0,5

менее 65

не менее 85

не более 360

3 Кинематическая вязкость при 40 ºС, мм/с

2,00 ±0,05

2,00 ±0,05

3,50 ±0,05

2,00–4,50

4 Температура вспышки, определяемая в закрытом тигле, ºС

61,0±0,5

58,0±0,5

67,0±0,5

не менее 55

5 Содержание серы для топлива вида I, мг/кг

280,0 ±0,1

310,0 ±0,1

295,0 ±0,1

не более 350,0

6 Зольность, %

0 ±0,001

0,01 ±0,001

0,02 ±0,001

не более 0,01

7 Общие загрязнения, мг/кг

18,0±0,1

18,0±0,1

20,0±0,1

не более 24

8 Содержание воды, мг/кг

97,0±0,5

170,0±0,5

120,0±0,5

не более 200

9 Плотность при 15 ºС, кг/м3

840,0±0,5

824,0±0,5

830,0±0,5

820–845

По результатам сопоставления требований ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009) и данных анализа наглядно видно, что одна из трех выбранных для исследования проб не соответствуют нормам, установленным техническими требованиями на топливо дизельное Евро сорт В, вид I по цетановому числу, а так же зольность превышает нормативный показатель.

Обсуждение результатов испытания качества топлива

По результатам сопоставительных таблиц выявлено 65 % проб, не соответствующих требованиям государственных стандартов.

Рассмотрим, на что может повлиять данное несоответствие проб заявленным требованиям ГОСТ.

  1. Проба бензина неэтилированного Регуляр Евро-95 вид I, класс С АЗС не соответствует по октановому числу. Октановое число – это главный показатель качества бензина: чтобы сгорать в цилиндрах автомобиля «правильно», у него должно быть нужное октановое число, от которого и зависит цена и качество топлива.

Двигатель на бензине с более высоким октановым числом может развить большую мощность. Октановое число характеризует стойкость топлива к детонации, то есть самовоспламенению при сжатии.

Октановое число исследуемой пробы ниже показателя по ГОСТу, следствием чего является его завышенная стоимость и не оправданность качества для потребителей.

  1. Проба бензина неэтилированного Регуляр Евро-95 вид I, класс С не соответствует заявленным требованиям по объемной доле бензола. Именно в результате его сгорания образуются углеводороды, которые наносят вред окружающей среде. Повышение его объемной доли может свидетельствовать о наличии в бензине присадок (с их помощью производители топлива «наращивают» октановое число). Кроме того, в камере сгорания образуется трудноудаляемый нагар, а при низкой температуре бензол кристаллизуется и могут возникнуть проблемы с холодным пуском двигателя.
  2. Проба бензина неэтилированного Регуляр Евро-92 вид I, класс В не соответствует по концентрации серы, что сразу же может сказаться на работе двигателя. За счет серы на нем образуется нагар и не действует система нейтрализации отработавших газов.
  3. Проба бензина неэтилированного Регуляр Евро-92 вид I, класс В не соответствует по плотности, что может привести к ухудшению работы карбюраторной системы, в связи с не сопоставлением ее параметров и качества используемого топлива.

5. Проба ДТ ЕВРО сорт В, вид I не соответствует по двум показателям:

а) цетановому числу, оно ниже положенного. Это может привести к запозданию самовоспламенения топлива, следствием чего является жесткая работа двигателя и резкое увеличение износа двигателя;

б) зольности (количественное содержание золы превышено), что содействует образованию нагара, а, попадая в масло, вызывает ускоренную изнашиваемость всей системы сгорания топлива.

Выводы

По результатам исследований выявлено 65 % проб, не соответствующих требованиям государственных стандартов. Это сказывается не только на работе двигателя автомобиля, но и снижает экологическую безопасность топлива.


Библиографический список
  1. Шаталов К.В., Приваленко А.Н., Середа С.В., Пуляев Н.Н. Современные требования к качеству автомобильных бензинов и дизельных топлив // Международный научный журнал. 2011. № 4.
  2. Соколов В.В., Извеков Д.В., Бунаков Б.М., Шюте Ю.В. О технических требованиях к качеству моторных топлив для автомобильной техники // Труды НАМИ. 2010. № 244.
  3. Данилов А.М., Хавкин В.А., Емельянов В.Е., Митусова Т.Н. О производстве топлив европейского качества на НПЗ России // Бурение и нефть. 2009. № 5.
  4. Касюк Ю.М., Дружинин О.А., Мельчаков Д.А., Хандархаев С.В., Пичугин В.М., Твердохлебов В.П., Бурюкин Ф.А. Стратегия улучшения качества автомобильных бензинов в ОАО «Ачинский НПЗ ВНК» // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2009. № 1.
  5. Крупнова Т.Г., Машкова И.В., Кострюкова А.М. Перспективная схема организации пассажирских перевозок с использованием экологически безопасной технологии легкорельсового транспорта в г. Челябинске // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. 2013. Т. 2. С. 228–238.
  6. ГОСТ 3900-85. Межгосударственный стандарт. Нефть и нефтепродукты. Метод определения плотности. Нормоконтроль. М., 1988. 21 с.
  7. ГОСТ 6356-75. Межгосударственный стандарт. Нефть и нефтепродукты. Определение температуры  вспышки в закрытом тигле. М., 1975. 16 с.
  8. ГОСТ 2177-99. Межгосударственный стандарт. Нефть и нефтепродукты. Определения  фракционного состава. М., 1999. 36 с.


Все статьи автора «Кострюкова Анастасия Михайловна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: