Dieselolja
Från Rilpedia
- Uppslagsordet Diesel leder hit. För andra betydelser, se Diesel (olika betydelser).
Diesel är ett petroleumbaserat drivmedel som brukas i motorer vars tändning baseras på kompression i stället för gnista. Namnet kommer av Rudolf Christian Karl Diesel (1858–1913), en tysk ingenjör som uppfann dieselmotorn.
Dieselolja (ofta enbart diesel), är uppkallad efter motorkonstruktören Rudolf Diesel och avsedd som bränsle för mindre, högvarviga dieselmotorer. Den består huvudsakligen av kolväten med mellan 10 och 22 kolatomer. Dieselolja har oftast ett cetantal av minst 45 och tillverkas för det mesta med petroleum som råvara. Dieselolja framställs ur kolvätefraktioner på oljeraffinaderier som även kallas för "gasolja" , "medeldestillat" eller "petroleumdestillat". Dieselolja kan användas som lätt eldningsolja (lätt brännolja). Det är däremot felaktigt, att brännolja alltid går att använda i en dieselmotor. Moderna dieselmotorer och moderna dieselfordons katalysatorer i avgassystemet är känsliga, och kan förstöras, p.g.a. för högt svavelinnehåll och aromatinnehåll i brännoljan.
De kolväten som förekommer i dieselolja måste uppfylla vissa tekniska krav för att kunna fungera bra i en dieselmotor. Dessa krav är reglerade i så kallade tekniska standarder. Det finns flera olika standarder runt om i världen. De största och mest accepterade standarderna för dieselolja är EN 590, som är EU-ländernas standard för dieselolja, och ASTM D 975 som är USA:s standard för dieselolja. Dessutom finns flera mindre standarder för dieselolja, till exempel den svenska standarden SS 15 54 35.
Anledningen till att det finns flera olika standarder beror på att olika länder har olika uppfattning om vilka egenskaper hos dieselolja som är önskvärda respektive icke önskvärda. Exempelvis tillåter USA:s standard ett cetantal på lägst 38, medan EU-områdets standard tillåter ett cetantal på lägst 47. I kalla länder som t.ex. Sverige så måste dieseloljan vara flytande även då det är kallt. I Sverige ska dieseloljan klara av att vara flytande vid minus 32 grader C. I t.ex. Brasilien så är detta inget krav. Där ska dieseloljan klara plus 5 grader C och högre temperaturer. Standarderna revideras regelbundet med några års mellanrum.
Dieselolja består av kolväten som innehåller cirka 10 till 20 kolatomer. Kolvätena i dieselolja är tyngre än kolvätena i bensin och fotogen (jetbränsle), men lättare än kolvätena i tung eldningsolja och bunkerolja till fartyg eller till asfalt. Dieselolja har ett kokpunktsintervall mellan 160 och 360 grader celsius. Viskositeten är mellan ca 1,8 och 4,0 cSt. Cetantalet är mellan 38 och 60 beroende på standard. Cetantalet är ett mått på hur dieseloljan självantänder genom kompression i en dieselmotor. Ju bättre kompressionständning, desto högre cetantal. Energiinnehållet (effektiva värmevärdet) är normalt mellan ca 40 till 44 MJ/kg. Cetantalet i dieselolja kan höjas genom att tillsätta additiv i låg koncentration. Ett vanligt additiv är nitroalkaner, t.ex. nitroheptan.
Olika kolväten ger olika egenskaper till dieselolja:
Aromater ger ett högt energiinnehåll, men de har ett lågt cetantal, och ger sämre tändning och förbränning med ökad mängd av sotpartiklar och NOx i avgaserna. Aromater bidrar också till att både partiklar och gasformiga kolväten i avgaserna blir giftigare. Kolväten som innehåller svavel ger inget särskilt tekniskt, men det kostar att ta bort dem från drivmedel som till exempel dieselolja. Svavel i dieselolja ger dieselavgaser med svaveloxider, SO2 och SO3. Olefiner (ett annat ord är alkener) har låga till måttliga cetantal, och kan endast i begränsad utsträckning användas i dieselolja. Naftener (ett annat ord är cykliska alkaner) ger ganska goda tekniska egenskaper till dieselolja, och de ger relativt rena avgaser. Paraffiner (ett annat ord är alkaner) ger renast dieselavgaser. De fungerar bra i dieselolja om de är raka eller lätt grenade och därigenom har ett högt cetantal. De är dock dyrare att framställa.
Även modifierade vegetabiliska oljor som till exempel rapsmetylester (RME) som går att framställa ur biomassa, kan användas i dieselolja.
Dieselolja går även att framställa syntetiskt ur syntesgas. Syntesgas är en blandning av kolmonoxid (CO) och vätgas (H2). Syntesgas i sin tur kan framställas ur allting som innehåller energi och grundämnet kol, till exempel naturgas och metan, stenkol, brunkol, biomassa som flis och pellets, avfall, oljeskiffer, tjärsand. Syntetisk dieselolja är svavelfri och har oftast låg halt av aromater och naftener. Tillverkningsprocesser för syntetisk dieselolja kallas bl.a. för Fischer-Tropsch-processen, Gas-To-Liquids (GTL), Biomass-To-Liquids (BTL).
| Densitet | Vanligen 0,82 till 0,845 | kg/dm³ i EU-länder |
| Densitet | Vanligen 0,80 till 0,82 | kg/dm³ i Sverige |
| Flampunkt | Vanligen över 67 | °C |
| Totalsvavel | I EU-länder max 350 | ppm |
| Totalsvavel | I Sverige 2 till 4 | ppm |
| Aromathalt: | I EU-länder; 15 till 30 | Volyms-% |
| Aromathalt: | I Sverige; 4 till 5 | Volyms-% |
| Polyaromathalt(PAH): | I EU-länder 1 till 2 | Volyms-% |
| Polyaromathalt (PAH): | I Sverige max. 0.02 | Volyms-% |
| Kokpunktsintervall: | I EU-länder 160 till 360 | Grader C |
| Kokpunktsintervall: | I Sverige 180 till 320 | Grader C |
| Vattenhalt | < 0,02 | % vol |
| Askhalt | < 0,01 | % vol |
| Viskositet | 2–4,5 | mm²/s |
| Cetantal | vanligen 47 till 55 | |
| Effektivt värmevärde | 42 till 46 | MJ/kg |
Källor
- Ullmans Encyclopedia of Industrial Chemistry.
- Rapporter från Svenska Naturvårdsverket om avgaser från dieselfordon med olika sorts dieseloljor.
- Professor Erik Olsson, docent Jim Olsson, CTH, Göteborg.
- Vetenskapliga rapporter om hur olika kemisk sammansättning på dieselolja påverkar avgaser och motorer, från Society of Automobile Engineers (SAE).
