До 80 % вырабатываемых нефтепродуктов приходится на бензины автомобильные, топлива для реактивных двигателей, дизельные топлива и мазут топочный. Бензины автомобильные и дизельные топлива применяются в наземной технике (автотранспорт, стороительно-дорожная и сельскохозяйственная техника и др.), рельсовом транспорте (тепловозы). Дизельные топлива применяются в водном транспорте (морские и речные суда). Мазут топочный применяется для генерации топлива и электрической энергии (ТЭС, ДЭС, котельные и др.) и в водном транспорте в качестве судовых топлив, эти топлива применяются также на промышленных предприятиях в технологических целях. Перечисленные топлива при сгорании образуют существенную долю вредных выбросов в атмосферный воздух наравне с промышленными предприятиями.
Вместе с тем современное развитие мегаполисов происходит на фоне постоянного конфликта между необходимостью удовлетворения растущих потребностей в энергии и требований минимизации или полного прекращения вредных выбросов в окружающую среду.
Согласно современным требованием в последнее время резко ужесточились экологические требования к автомобильным бензинам, особенно по содержанию ароматических и парафиновых углеводородов, серы. Европейское экономическое сообщество приняло новые требования к бензинам, которые еще более жесткие, чем в США. В России готовится технический регламент, по которому к 2014 г автомобильный парк должен перейти на бензины, соответствующие Евро — 5.
Сегодня известно, что проблема экологичности топлива приобрела самостоятельное значение в связи с ужесточением экологических требований, предъявляемых как к самим топливам, так и продуктам их сгорания [1,2]. Эти требования указаны в ряде Международных документов — Европейские нормали EN-228 и EN-590.
В таблице 1 приводятся экологические требования Европейского экономического сообщества к автомобильным бензинам, особенно по содержанию бензола, ароматических углеводородов, серы и олефинов.
Таблица 1
Новые требования к качеству бензинов
|
Показатели |
Требования |
|||
|
Евро — 2 |
Евро — 3 2000 г. |
Евро — 4 2005 г. |
Евро — 5 2009 г. |
|
|
Максимальное содержание: бензола, % (об.) ароматических углеводородов, % (об.) олефиновых углеводородов, % (об.) серы, ррm кислорода, % (масс.) Давление насыщенных паров (летний сорт), кПа, не более Фракционный состав, %, не менее: до 100 0С до 150 0С Наличие моющих присадок |
5 — — 500 —
—
— — — |
1 42 18 150 2,3
60
46 75 |
1 35 14 50 2,7
60
46 75 |
1 35 14 10 2,7
60
46 75 |
|
Обязательно |
||||
|
Октановое число (исслед./моторный), мин. |
80/76 |
95/85 |
||
В таблице 2 приводятся требования различных стран к содержанию ароматических углеводородов и серы в дизельных топливах.
Таблица 2
Современные требования к качеству дизельных топлив
|
Содержание |
Всемирная топливная Хартия, категории |
EN 590 |
Швеция Класс 1 |
США (Калифорния) с 2006 г. |
Мексика |
Австралия |
Япония |
||||
|
|
Класс -2 |
Класс -3 |
Класс -4 |
с 2000 г. |
с 2005 г. |
с 2008 г. |
|||||
|
Ароматических углеводородов % |
25 |
15 |
15 |
Не нормируется |
5 |
10 |
30 |
не нормируется |
|||
|
Полициклических ароматических углеводородов % |
5 |
2 |
2 |
11 |
11 |
2 |
0,02 |
1,4 |
Не нормируется |
3,5 |
11 |
|
Серы, мг/кг |
300 |
30 |
5 10 |
350 |
50 10 |
10 |
1 |
15 |
500 |
500 |
50 (с 2005 г) |
Что касается продуктов сгорания, то на них также вводятся нормы (табл. 3), выполнение которых достигается как совершенствованием конструкции автомобилей, так и улучшением состава топлив.
В таблице 3 — данные о предельно допустимых выбросах двигателей легковых автомобилей.
Таблица 3
Предельно допустимые выбросы двигателей легковых автомобилей
|
Нормирующий документ |
Тип двигателя |
Год введения требований |
СО |
Предельно допустимые выбросы, г/км |
||||
|
Западная Европа |
Россия |
СН |
NOх |
СН + NOx |
твердые частицы |
|||
|
Евро-1 |
Бензиновый |
1993 |
1999 |
2,72 |
– |
– |
0,97 |
– |
|
|
Дизельный |
|
|
2,72 |
– |
– |
0,97 |
0,14 |
|
Евро-2 |
Бензиновый |
1996 |
2002 |
2,2 |
– |
– |
0,05 |
– |
|
|
Дизельный |
|
|
1,0 |
– |
– |
0,7 |
0,08 |
|
Евро-3 |
Бензиновый |
2000 |
2004 |
2,3 |
0,2 |
0,15 |
– |
– |
|
Евро-4 |
Бензиновый |
2005 |
2008 |
1,0 |
0,1 |
0,08 |
– |
– |
|
Дизельный |
|
|
0,5 |
0,1 |
0,25 |
0,3 |
0,025 |
|
Основные экологические требования к топливам сводятся к следующему:
- строгое ограничение содержания бензола в автомобильных бензинах;
- ограничение содержания ароматических углеводородов в бензине и дизельном топливе, полициклических в дизельных топливах;
- ограничение содержания олефиновых углеводородов в автомобильных бензинах;
- ограничение содержания серы в бензинах и дизельных топливах вплоть до тысячных долей процента;
- постепенное ограничение эмиссии продуктов неполного сгорания: монооксида углерода, углеводородов, твердых частиц и оксидов азота.
Концепция реформулированного (в отличие от бензинов, вырабатываемых по традиционной технологии, в состав реформулированного бензина входят нетрадиционные компоненты, прежде всего эфиры и спирты) предусматривает введение в топливо кислородсодержащих соединений до 2,2–2,7 % (в расчете на кислород). Кроме того, Всемирная топливная хартия не рекомендует вводить в светлые топлива зольные компоненты, а Калифорния, «законодатель экологической моды» на автомобильные топлива, ввела ограничение на содержание азота в топливах для дизельных двигателей. Дискутируется также вопрос о необходимости снижения выбросов углекислого газа.
Литература:
1. Данилов А. М., Каминский Э. Ф., Хавкин В. А. Альтернативные топлива: достоинства и недостатки. Проблемы применения. Российский хим. журнал, 2003, Т-47, № 6, с. 4–11.
2. Соколов В. В. Состояние и перспективы производства присадок к топливам. Материалы заседания комитета по топливам и смазочным материалам ассоциации нефтепереработчиков России. М., Техника, 2003.
