Является ли пиролизное масло тем же, что и дизельное топливо? Раскрываем критические различия в свойствах топлива

Нет, пиролизное масло не то же самое, что дизельное топливо. Хотя оба являются горючими жидкостями, которые могут использоваться в качестве топлива, они принципиально различаются по происхождению, химическому составу и физическим свойствам. Пиролизное масло — это сырой, неочищенный продукт, полученный из отходов, тогда как дизельное топливо — это высокоочищенная и стандартизированная фракция сырой нефти.

Ключевой вывод заключается в том, что пиролизное масло следует рассматривать не как прямую замену дизельному топливу, а как синтетическую сырую нефть. Его прямое использование в нестандартном дизельном двигателе вызовет быстрое и серьезное повреждение из-за его коррозионной природы и плохих характеристик сгорания.

Что такое пиролизное масло? Сырье

Пиролизное масло, иногда называемое биомаслом или топливом из шин (TDF), представляет собой жидкий продукт пиролиза. Оно является потенциальным путем преобразования отходов в ценный энергоноситель.

Процесс пиролиза

Пиролиз — это термическое разложение материалов при высоких температурах в среде с недостатком кислорода. Когда сырье, такое как пластиковые отходы, отработанные шины или биомасса, нагревается до 400–600°C без доступа воздуха, оно распадается на три продукта: твердое вещество (уголь), газ (синтез-газ) и жидкость (пиролизное масло).

Сложный химический «коктейль»

В отличие от дизельного топлива, пиролизное масло представляет собой очень сложную и нестабильную смесь из сотен различных химических соединений. Оно характеризуется высоким содержанием воды (15–30%), высоким содержанием кислорода (35–40% для биомасла) и присутствием кислот, альдегидов, кетонов и фенолов. Оно также содержит мелкие частицы угля и золы.

Дизельное топливо: очищенное и стабильное топливо

Дизельное топливо является одним из самых распространенных и хорошо изученных видов топлива в мире. Его свойства строго контролируются международными стандартами для обеспечения надежной работы двигателя.

Фракционная перегонка сырой нефти

Дизельное топливо производится на нефтеперерабатывающем заводе путем фракционной перегонки нефтяной сырой нефти. Это определенная «фракция», которая кипит в строго определенном температурном диапазоне, отделяясь от более легких фракций, таких как бензин, и более тяжелых, таких как смазочное масло.

Точная формула углеводородов

Стандартное дизельное топливо почти полностью состоит из углеводородов — цепочек атомов водорода и углерода (обычно от C10 до C20). Оно имеет очень низкое содержание кислорода и воды, химически стабильно и некислотно. Часто добавляют присадки для улучшения смазывающей способности, качества воспламенения и работы в условиях низких температур.

Ключевые различия, имеющие значение для двигателя

Химические различия между пиролизным маслом и дизельным топливом приводят к совершенно разному поведению в топливной системе и камере сгорания двигателя.

Энергосодержание (Теплота сгорания)

Высокое содержание воды и кислорода в пиролизном масле означает, что оно содержит значительно меньше энергии на килограмм. Низшая теплота сгорания (НТС) пиролизного масла обычно составляет около 17 МДж/кг, что составляет менее половины от показателя дизельного топлива — ~43 МДж/кг. Это означает, что для выполнения того же объема работы потребуется более чем в два раза больше масла.

Кислотность и коррозионная активность

Пиролизное масло сильнокислотное, с pH часто в диапазоне от 2,0 до 3,0. Это делает его чрезвычайно коррозионным для обычных металлов (сталь, алюминий, латунь) и эластомеров (уплотнения, прокладки), используемых в стандартных топливных насосах, магистралях и форсунках. Дизельное топливо нейтрально и не вызывает коррозии.

Качество воспламенения (Цетановое число)

Дизельные двигатели полагаются на самовоспламенение топлива при его впрыске в горячий сжатый воздух. Это качество воспламенения измеряется цетановым числом. Дизельное топливо имеет определенное цетановое число (обычно 40–55). Пиролизное масло имеет очень низкое или отсутствующее цетановое число, что означает, что оно не будет правильно воспламеняться, что приведет к неполному сгоранию, пропускам зажигания и детонации двигателя.

Стабильность и примеси

Пиролизное масло термически нестабильно. При нагревании его реактивные соединения могут полимеризоваться, образуя густой шлам и твердые вещества, которые быстро забивают топливные фильтры и форсунки. Присутствие угля и золы дополнительно способствует засорению форсунок и износу двигателя. Дизельное топливо разработано так, чтобы быть стабильным при нагреве и давлении в топливной системе.

Понимание компромиссов: Проблема использования пиролизного масла

Хотя пиролизное масло представляет собой интригующее решение для преобразования отходов в энергию, его прямое использование в качестве топлива сопряжено с техническими трудностями.

Проблема прямого использования

Попытка запустить нестандартный дизельный двигатель на сыром пиролизном масле приведет к катастрофическому отказу. Непосредственными последствиями будут коррозия топливной системы, засорение фильтров и форсунок из-за полимеризации, а также плохое сгорание, вызывающее чрезмерный дым, отложения и потенциальное механическое повреждение.

Путь к пригодному топливу: Апгрейд

Чтобы пиролизное масло можно было использовать в качестве транспортного топлива, оно должно пройти значительную вторичную переработку, известную как апгрейд (улучшение). Это часто включает каталитический процесс, такой как гидродезоксигенация (ГДО), который использует водород при высоком давлении и температуре для удаления кислорода, воды и других примесей. Этот процесс превращает нестабильное масло в стабильные, энергоемкие углеводороды, схожие с традиционным дизельным топливом.

Альтернативное использование: Котлы и печи

Сырое пиролизное масло иногда можно использовать в качестве дополнительного топлива в системах внешнего сгорания, таких как промышленные котлы или печи. Однако даже в этих случаях система должна быть специально спроектирована или модифицирована с использованием коррозионностойких материалов и специальных горелок для работы с агрессивными свойствами масла и его низкой теплотворной способностью.

Принятие правильного решения для вашего применения

Понимание фундаментальной природы этих двух жидкостей имеет решающее значение для любого проекта, связанного с ними.

• Если ваша основная цель — заправка стандартного дизельного двигателя: Вы должны использовать очищенное дизельное топливо, соответствующее установленным отраслевым спецификациям, таким как ASTM D975 (в США) или EN 590 (в Европе).
• Если ваша основная цель — утилизация отходов посредством пиролиза: Признайте, что полученное масло является сырым промежуточным продуктом, а не готовым топливом. Его необходимо либо продать на нефтеперерабатывающий завод для улучшения, либо использовать в промышленных котлах, специально предназначенных для работы с коррозионными видами топлива.

В конечном счете, знание свойств вашего топлива — это первый и самый важный шаг к успешному и надежному энергетическому применению.

Сводная таблица:

Свойство	Пиролизное масло	Дизельное топливо
Происхождение	Отходы (пластик, шины, биомасса) путем пиролиза	Очищенная сырая нефть
Энергосодержание (НТС)	~17 МДж/кг	~43 МДж/кг
Кислотность (pH)	2,0 - 3,0 (Сильно коррозионное)	Нейтральное (Не вызывает коррозии)
Цетановое число	Очень низкое / Отсутствует	40 - 55 (Стандартизированное)
Основное применение	Промышленные котлы (с модификациями) или апгрейд	Стандартные дизельные двигатели

Нужен надежный источник топлива для вашего лабораторного оборудования или технологического нагрева?

Понимание свойств топлива имеет решающее значение для безопасной и эффективной работы. KINTEK специализируется на лабораторном оборудовании и расходных материалах, предлагая решения для лабораторий, требующих точности и надежности. Независимо от того, требуется ли вам оборудование, совместимое с определенными видами топлива, или консультация эксперта по вашему применению, наша команда готова помочь.

Обсудим ваши конкретные потребности. Свяжитесь с нашими экспертами сегодня!

Визуальное руководство