세탄수

Cetane number

세탄 번호(세탄 정격)는 디젤 연료의 연소 속도 및 점화 시 필요한 압축을 나타내는 지표입니다.옥탄가 등급의 휘발유와 유사한 역할을 합니다.CN은 디젤 연료의 품질을 결정하는 데 중요한 요소이지만 유일한 요소는 아닙니다. 디젤 연료의 품질에 대한 기타 측정에는 에너지 함량, 밀도, 윤활성, 냉류 특성 및 황 [1]함량이 포함됩니다.

정의.

연료의 세탄 번호(또는 CN)는 점화 지연이 동일한 세탄과 이소세탄의 혼합물을 찾아 정의합니다.세탄은 100으로 정의된 세탄수를 가지며, 이소세탄의 측정된 세탄수는 15로 이전 기준 연료인 알파-메틸나프탈렌을 대체한다.배합이 확인되면 세탄수는 세탄 100과 헵타메틸노난 [2]15의 부피 가중 평균으로 계산된다.

세탄수=%n-세탄+0.15(%헵타메틸노난)[2]

세탄 수치는 연료의 점화 지연의 역함수로서, 점화 시작부터 연료 연소 중 첫 번째 식별 가능한 압력 상승 사이의 시간 간격입니다.특정 디젤 엔진에서 고세탄 연료는 저세탄 연료보다 점화 지연 기간이 짧습니다.세탄 번호는 비교적 가벼운 증류 경유에만 사용됩니다.중유(잔량)의 경우 CCAI와 CII 두 가지 눈금이 사용됩니다.

일반적인 값

일반적으로 디젤 엔진은 CN이 48~50일 때 잘 작동합니다.세탄 수치가 낮은 연료는 점화 지연 시간이 길어 연료 연소 프로세스를 완료하는 데 더 많은 시간이 소요됩니다.따라서 고속 디젤 엔진은 세탄수가 높은 연료로 보다 효과적으로 작동합니다.

유럽에서는 디젤 세탄 수치가 1994년 최소 38, 2000년 최소 40으로 설정됐다.유럽연합(EU), 아이슬란드, 노르웨이 및 스위스에서 판매되는 디젤의 현재 표준은[when?] EN 590으로 설정되어 있으며, 최소 세탄 지수는 46, 최소 세탄 수는 51이다.프리미엄 디젤 연료는 최대 [3]60개의 세탄 수치를 가질 수 있습니다.

핀란드에서 충전 스테이션 체인 St1(디젤 플러스), Shell(GTL 포함) 및 ABC(스마트 디젤)에서 판매하는 프리미엄 디젤 연료의 최소 세탄 수는 60이며, 일반적인 값은 [4][5][6]63입니다.핀란드에서 판매되는 Neste MY Renewable [7]Diesel은 최소 70개의 세탄수를 가지고 있다.

북미의 경우, 대부분의 주에서 ASTM D975를 디젤 연료 표준으로 채택하고 있으며, 최소 세탄 수치는 40으로 설정되어 있으며, 일반적인 값은 42-45 범위이다.프리미엄 디젤 연료는 공급업체에 따라 세탄 수치가 더 높을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다.프리미엄 디젤은 지리적,[citation needed] 계절적 필요에 따라 CN 및 윤활성을 개선하기 위한 첨가제, 연료 인젝터를 청소하고 탄소 침전물, 수분 분산제 및 기타 첨가제를 사용하는 경우가 많습니다.캘리포니아 디젤 연료의 최소 세탄은 [8]53이다.텍사스 저배출 디젤(TxLED) 프로그램에 따라 디젤 연료의 세탄 번호가 48 이상이어야 하거나 승인된 대체 제제를 사용하거나 지정된 [9]대체 한도를 준수해야 하는 카운티는 110개입니다.

북미에서 판매되는 네스테 MY 리뉴얼 디젤의 세탄 번호는 75-85입니다.[10]

첨가물

세탄수를 높이기 위한 첨가제로는 질산알킬(주로 2-에틸헥실[11])과 과산화디터트부틸을 사용한다.

대체 연료

식물성 기름의 바이오디젤은 46~52의 세탄가 범위, 동물성 지방계 바이오디젤은 56~[12]60의 세탄가 범위로 기록되어 있다.디메틸에테르(Dimethyl Ether)는 세탄가(55-60)가 높고 바이오 [13]연료로 생산할 수 있어 잠재적 디젤 연료다.디에틸 에테르와 같은 액체 에테르를 포함한 대부분의 단순 에테르를 디젤 연료로 사용할 수 있지만 윤활성이 문제가 될 수 있습니다.

화학적 관련성

세탄은 화학식이1634 CH와 CH3(CH2)14CH인3 탄화수소이다.n-헥사데칸이라는 이름의 이것은 가지 없는 포화 알칸입니다.세탄은 압축 상태에서 짧은 지연으로 점화되며 100의 세탄 번호가 할당된다.지연기간이 긴 알파-메틸나프탈렌은 0의 세탄수를 할당받았으나 기준연료로 2,3,4,5,6,7,8-헵타메틸노난(세탄번호 15)[2]으로 대체되었다.디젤 연료의 다른 모든 탄화수소는 압축 시(예: 디젤 엔진 조건) 발화 속도에 대해 세탄에 지수화된다.의 수백 개의 구성 요소가 디젤 연료로 구성되기 때문에 해당 연료의 전체 세탄 수는 모든 구성 요소의 평균 세탄 품질입니다.고세탄 성분은 불균형적인 영향을 미치므로 고세탄 첨가제를 사용합니다.

세탄가 측정

세탄 수치는 CFR(Cooperative Fuel Research) 엔진이라고 불리는 특수 디젤 엔진이 필요하기 때문에 정확한 측정이 어렵다.표준 시험 조건에서 CFR 엔진의 운전자는 수동 휠을 사용하여 연료 분사 및 점화 사이의 시간이 2.407ms가 될 때까지 엔진의 압축비(따라서 실린더 내의 피크 압력)를 증가시킨다.그런 다음 세탄(헥사데칸)과 이소세탄(2,2,4,6,8-헵타메틸노난)의 혼합물이 동일한 점화 지연을 초래하는지를 판단하여 세탄 수치를 계산합니다.

점화 품질 테스터(IQT)

디젤 연료의 파생 세탄 번호(DCN)를 측정하는 또 다른 신뢰할 수 있는 방법은 점화 품질 테스터(IQT)입니다.이 계측기는 CFR보다 CN 측정에 더 간단하고 강력한 접근방식을 적용합니다.연료는 약 575°C 및 310psi(21bar)에서 정전량 연소실로 분사됩니다.분사 시작부터 연소실 압력이 310psi(21bar)로 회복될 때까지의 시간을 점화 지연으로 정의합니다.측정된 점화 지연은 연료의 DCN을 계산하는 데 사용됩니다.그런 다음 연료의 DCN은 점화 지연에 대한 경험적 역관계를 사용하여 계산됩니다.IQT의 재현성, 재료 비용 및 속도 때문에 2000년대 [14]후반부터 연료의 DCN 측정의 최종 소스가 되었습니다.[15] [16]

연료 점화 테스터

디젤 연료의 파생 세탄 수를 측정하는 또 다른 신뢰할 수 있는 방법은 연료 점화 테스터(FIT)입니다.이 계측기는 CFR보다 CN 측정에 더 간단하고 강력한 접근방식을 적용합니다.연료는 외부 온도가 약 575°C인 정용량 연소실로 분사됩니다.연료가 연소하고 챔버 내의 높은 압력 변화율이 연소의 시작을 정의합니다.그러면 연료의 점화 지연은 연료 분사 시작부터 연소 시작까지의 경과 시간으로 계산할 수 있습니다.연료의 유도 세탄 수치는 점화 지연에 대한 경험적 역관계를 사용하여 계산할 수 있다.

세탄 지수

주요 기사:세탄 지수

연료 사용자가 품질을 제어하는 또 다른 방법은 연료의 밀도 및 증류 범위에 따라 계산된 수치인 세탄 지수(CI)를 사용하는 것입니다.미터법과 영국식 단위 중 어느 것을 사용하는지, 증류점의 수에 따라 다양한 버전이 있습니다.오늘날 대부분의 석유회사들은 밀도, 10% 50% 및 90%의 회수온도를 기준으로 '4포인트 방식'인 ASTM D4737을 사용하고 있다.'2포인트 방식'은 ASTM D976에 정의되어 있으며 밀도와 50%의 회수 온도만을 사용합니다.이 2포인트 방법은 세탄지수를 과대평가하는 경향이 있으므로 권장하지 않습니다.세탄 지수 계산은 세탄 개량제 첨가제를 설명할 수 없으므로 첨가된 디젤 연료의 총 세탄 수를 측정하지 않습니다.디젤 엔진 작동은 주로 실제 세탄 수치와 관련이 있으며, 세탄 지수는 단순히 베이스(부가화되지 않은) 세탄 수치를 추정하는 것입니다.

업계 표준

세탄가 측정을 위한 업계 표준은 CFR 엔진의 경우 ASTM D613(ISO 5165), IQT의 경우 D6890, FIT의 경우 D7170입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Werner Dabelstein, Arno Reglitzky, Andrea Schüze 및 Klaus Reders "자동차 연료", 2007, Wiley-VCH, Weinheim.doi:10.1002/14356007.16.19pub2.
  2. ^ a b c Speight, James G. (2014-12-12). Handbook of Petroleum Product Analysis: Speight/Handbook of Petroleum Product Analysis. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc. doi:10.1002/9781118986370. ISBN 978-1-118-98637-0.
  3. ^ bosch.de (독일) 2007년 12월 24일 Wayback Machine에서 아카이브 완료
  4. ^ "St1 Diesel plus -20 °C Product Data Sheet" (PDF). 2018-03-15.
  5. ^ "Shell Diesel Summer -20 °C Product Data Sheet" (PDF). 2018-03-15.
  6. ^ "NEOT DIESEL -10/-20, NEOT DIESEL -10/-20 Premium Smart Diesel Data Sheet" (PDF). 2018-03-15.
  7. ^ "Neste MY Renewable Diesel Product Data Sheet" (PDF). 2019-01-01.
  8. ^ "Specs table" (PDF). www.arb.ca.gov. Archived from the original (PDF) on 2017-02-21. Retrieved 2013-06-08.
  9. ^ "Texas Low Emission Diesel (TxLED) Program". TCEQ.
  10. ^ "Renewable Diesel Performance: No Odor and Lower Maintenance". Neste in North America. 2019-02-13. Retrieved 2020-01-15.
  11. ^ dorfketal.com 2007년 8월 8일 Wayback Machine에서 아카이브 완료
  12. ^ "404 Error - Biodiesel.org" (PDF). www.biodiesel.org. Archived from the original (PDF) on 2007-07-14. Retrieved 2008-09-13. {{cite web}}:Cite는 일반 제목(도움말)을 사용합니다.
  13. ^ Olah, G.A.; Goeppert, A.; Prakash, G.K. (2006). "11". Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy.
  14. ^ Heyne, Kirby, Boehman, Energy & Fuels, 2009.doi:10.1021/ef900715m
  15. ^ Dooley, Stephen; Hee Won, Sang; Heyne, Joshua; Farouk, Tanvir I.; Ju, Yiguang; Dryer, Frederick L.; Kumar, Kamal; Hui, Xin; Sung, Chih-Jen; Wang, Haowei; Oehlschlaeger, Matthew A.; Iyer, Venkatesh; Iyer, Suresh; Litzinger, Thomas A.; Santoro, Robert J.; Malewicki, Tomasz; Brezinsky, Kenneth (2012). "The experimental evaluation of a methodology for surrogate fuel formulation to emulate gas phase combustion kinetic phenomena". Combustion and Flame. 159 (4): 1444–1466. doi:10.1016/j.combustflame.2011.11.002.
  16. ^ Dooley, Stephen; Hee Won, Sang; Chaos, Marcos; Heyne, Joshua; Ju, Yiguang; Dryer, Frederick L.; Kumar, Kamal; Sung, Chih-Jen; Wang, Haowei; Oehlschlaeger, Matthew A.; Santoro, Robert J.; Litzinger, Thomas A. (2010). "A jet fuel surrogate formulated by real fuel properties". Combustion and Flame. 157 (12): 2333–2339. doi:10.1016/j.combustflame.2010.07.001.

추가 정보

외부 링크