Diesel Fuel

dieselfuel

คำแปล: น้ำมันดีเซล

ความหมาย: น้ำมันดีเซล (Diesel Fuel) เป็นเชื้อเพลิงชนิดหนึ่งที่ได้จากกระบวนการกลั่นน้ำมันดิบ โดยมีช่วงจุดเกือดอยู่ระหว่าง 150-350 องศาเซลเซียส ใช้สำหรับเครื่องยนต์ดีเซล มีลักษณะใสออกเหลืองเล็กน้อย มีความหนืดมากกว่าน้ำมันเบนซิน เนื่องจาเครื่องยนต์ดีเซลเป็นเครื่องยนต์ที่มีการทำงานที่แตกต่างจากเครื่องยนต์เบนซิน ลักษณะทางเคมีของน้ำมันดีเซล มีจำนวนอะตอม C13-C14 (สูตรเคมี C14H30) ประกอบด้วยสายไฮโดรคาร์บอนที่มีแขนตรง และองค์ประกอบอื่นๆ ได้แก่ กำมะถัน ออกซิเจน และไนโตรเจน

น้ำมันดีเซลที่ใช้อยู่ในประเทศไทยแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

  1. น้ำมันดีเซลหมุนเร็ว (High  Speed  Diesel) เรียกทั่วไปว่า น้ำมันโซล่า เป็นน้ำมันที่มีการกำหนดให้มีค่าซีเทนอย่างต่ำ 47 ใช้สำหรับเครื่องยนต์ที่มีรอบหมุนมากกว่า 1000 รอบ/นาที ถือเป็นชนิดน้ำมันดีเซลที่มีจำหน่ายมากในปัจจุบันตามปั๊มน้ำมันต่างๆ สำหรับใช้ในรถกระบะ รถบรรทุก รถโดยสารเครื่องปั่นไฟขนาดเล็ก เป็นต้น
  2. น้ำมันดีเซลหมุนช้า (Low  Speed  Diesel) บางครั้งเรียก น้ำมันขี้โล้ เป็นน้ำมันที่มีค่าซีเทนอย่างต่ำ 45 ใช้สำหรับเครื่องยนต์ที่มีรอบหมุน 300- 1000 รอบ/นาที มีจำหน่ายเฉพาะสำหรับเครื่องยนต์บางประเภทเท่านั้น เช่น รถไฟ เรือยนต์ เครื่องปั่นไฟขนาดใหญ่ เป็นต้น

กระบวนการผลิตน้ำมันดีเซล

น้ำมันดีเซลเป็นสารไฮโดรคาร์บอน ได้จากน้ำมันดิบมากลั่นแยกส่วนในหอกลั่นบรรยากาศหรือส่วนกลั่นตรง (Crude Distillation Unit) โดยอาศัยความแตกต่างของจุดเดือด ซึ่งจุดเดือดน้ำมันดีเซลอยู่ในช่วงอุณหภูมิระหว่าง 150-360°C แต่เนื่องจากปริมาณความต้องการใช้น้ำมันดีเซลมีปริมาณสูงมาก ดังนั้นเพื่อให้สามารถผลิตน้ำมันที่มีคุณภาพและเพียงพอต่อความต้องการ จึงมีการปรับปรุงคุณภาพโดยการแตกตัวโมเลกุลของน้ำมันหนักให้เป็นน้ำมันที่เบาขึ้น ซึ่งกระบวนการที่ใช้โดยทั่ว ๆ ไปมีหลายแบบด้วยกัน ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของแต่ละโรงกลั่น กระบวนการต่าง ๆ เหล่านี้ ได้แก่การแตกตัวโดยใช้ความร้อน (Thermal Cracking)

  1. การแตกตัวโดยใช้ความร้อน (Thermal Cracking)
  2. การแตกตัวโดยใช้สารเร่งปฏิกิริยา (Catalytic Cracking)
  3. การแตกตัวโดยใช้ไฮโดรเจน (Hydro Cracking)

คุณสมบัติที่สำคัญของน้ำมันดีเซล

  • การติดไฟ (Ignition Quality) คุณสมบัติในการติดไฟของน้ำมันดีเซลสามารถในการติดเครื่องยนต์ที่อุณหภูมิต่ำ การป้องกัน
    การน๊อคในเครื่องยนต์ระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงภายในกระบอกสูบ การเผาไหม้อย่างรวดเร็วจะมีประสิทธิภาพการเผาไหม้สูง คุณสมบัติต่างๆเหล่านี้อาจแสดงออกมาเป็นดัชนีซีเทน (Cetane number) ถ้าน้ำมันมีค่าซีเทนที่สูงเกินไป อาจทำให้เกิดการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ และเกิดควันที่ท่อไอเสียด้วย โดยทั่วไปน้ำมันดีเซลในท้องตลาดจะมีค่าซีเทนไม่ต่ำกว่า 47 ส่วนน้ำมันที่มีค่าซีเทนต่ำแสดงว่าน้ำมันมีระยะเวลาล่าช้าในการจุดระเบิดยาว ทำให้เครื่องยนต์มีโอกาสสะดุดได้ง่าย
  • ความสะอาด (Cleanliness) เป็นคุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่ง น้ำมันดีเซลจะต้องมีตะกอนน้ำ กากถ่าน หรือเขม่าน้อยที่สุด เนื่องจากระบบเครื่องยนต์ดีเซลจะต้องใช้ปั๊มและฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงเพื่อช่วยในการเผาไหม้
  • การกระจายตัวเป็นฝอย (Fluidity-atomization) ต้องมีความหนืดที่พอเหมาะจะทำให้การกระจายเป็นฝอยได้ดี ความหนืดของน้ำมันดีเซลยังมีผลต่อระบบการปั๊มน้ำมัน เพราะในขณะที่ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไม้ตัวน้ำมันก็จะทำหน้าที่หล่อลื่นลูกสูบปั๊มไปในตัว
  • ความหนาแน่นและความข้นใส ความข้นใสจะมีอิทธิพลต่อรูปร่างของละอองน้ำมันที่ฉีดออกจากหัวฉีด ถ้าน้ำมันมีความข้นใสสูง จะทำให้การฉีดเป็นฝอยละอองจะไม่ดีเท่าที่ควร เพราะละอองน้ำมันจะมีขนาดใหญ่และพุ่งเป็นสายไปไกล แทนที่จะกระจายพุ่งเป็นแบบฝอยเล็กๆ ทำให้น้ำมันรวมตัวกับอากาศไม่ดี การเผาไหม้จึงไม่สมบูรณ์และประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ลดน้อยลง แต่ถ้าน้ำมันดีเซลมีความเข้มข้นใสต่ำเกินไปจะทำให้การฉีดฝอยน้ำมันละเอียด แต่จะไม่พุ่งไปไกลเท่าที่ควร การเผาไหม้ก็จะไม่ดีและอาจจะทำให้เกิดมีการรั่วกลับในตัวปั๊มหัวฉีด ด้วยเหตุผลเช่นนี้เอง น้ำมันดีเซลหมุนเร็วโดยทั่วไป จะมีกำหนดค่าความข้นใสอยู่ระหว่าง 1.8-4.1 เซนติสโตก ที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส
  • การระเหยตัว (Volatility) ความสามารถในการระเหยตัวของน้ำมันจะมีผลต่อจุดเดือด (Boiling Point) จุดวาบไฟ (Flash Point) และจุดติดไฟ (Fire Point) ของน้ำมันดีเซล ช่วงจุดเดือดของน้ำมันดีเซลทั่วไปมีค่าประมาณ 150-350 องศาเซลเซียส
  • สีของน้ำมันดีเซล โดยปกติน้ำมันดีเซลจะมีสีชาอ่อน แต่บางครั้งสีอาจเปลี่ยนไปบ้างเนื่องจากในกระบวนการกลั่นน้ำมันอาจใช้น้ำมันดิบจากแหล่งต่างกัน แต่คุณสมบัติในการเผาไหม้ยังคงเหมือนเดิม ทั้งนี้สีไม่ได้เป็นตัวสำคัญที่กำหนดคุณภาพน้ำมัน
    ผู้ประกอบการได้กำหนดมาตรฐาน สีที่มีค่าไม่เกิน 3 ซึ่งเป็นสีคล้ายสีชา สีของน้ำมันดีเซลอาจเข้มขึ้น หากเก็บไว้นานๆ แต่ในกรณีที่สีเปลี่ยนแปลงไปมาก เช่น เป็นสีเขียว หรือสีดำคล้ำ และจะควรตั้งข้อสังเกตว่าอาจจะมีการปลอมปนของน้ำมันก๊าด น้ำมันเตา หรือน้ำมันเครื่องที่ใช้แล้ว
  • ปริมาณกำมะถัน (Sulphur) กำมะถันในน้ำมันดีเซลเมื่อเผาไหม้กับอากาศจะกลายเป็นก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) และซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ (SO3) ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับน้ำหรือความชื้นกลายเป็นกรดกำมะถัน  ทำให้เกิดการกัดกร่อนชิ้นส่วนต่างๆของเครื่องยนต์ การกัดกร่อนของกำมะถันในน้ำมันมีด้วยกัน 2 ลักษณะ ลักษณะแรกเกิดจากการกัดกร่อนภายหลังการเผาไหม้ เมื่อถูกเผาไหม้ก็จะเกิดก๊าซซัลเฟอร์ออกไซด์ ซึ่งเมื่อรวมกับน้ำจะกลายเป็นสารละลายที่มีฤทธิ์เป็นกรด และจะทำการกัดกร่อนชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องยนต์ได้ ลักษณะที่สอง เกิดจากกำมะถันในน้ำมันเชื้อเพลิง โดยตรง คือเมื่อน้ำมันจะกัดกร่อนชิ้นส่วนต่าง ๆ ของระบบหัวฉีดเครื่องยนต์ดีเซล กำมะถันในน้ำมันดีเซลจะมีมากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของน้ำมันดิบและกระบวนการกลั่นที่ใช้ สารประกอบกำมะถันที่มีคุณสมบัติ กัดกร่อนจะอยู่ในรูปแบบต่างๆ เช่น เมอร์แคปแทน
    ไดซัลไฟด์หรือสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิก เช่น ไธโอเฟน (thiophen) ฉะนั้นจึงต้องมีไส้กรองน้ำมันดีเซลที่สะอาดเพื่อกรองสิ่งปรกต่างๆออกไป

อันตรายจากน้ำมันดีเซลและการเก็บน้ำมันดีเซล

โดยทั่วไปอันตรายจากน้ำมันดีเซลคล้ายกับอันตรายจากน้ำมันเบนซิน แต่น้ำมันดีเซลไม่มีสารประกอบของตะกั่วจึงมีพิษน้อยกว่าแต่ก็ยังมีสารที่ทำให้เกิดโรคมะเร็งผิวหนังได้เมื่อมีการสัมผัสโดยตรงในระยะเวลาที่นาน ซึ่งสารดังกล่าวคือ โพลีไซคลิกอะโรเมติกไฮโดรคาร์บอน แม้ว่าน้ำมันดีเซลมีจุดวาบไฟสูงกว่าน้ำมันเบนซิน แต่น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิงก็เป็นเชื้อเพลิงที่ติดไฟได้ง่ายเช่นกัน จึงจำเป็นต้องระวังไม่เก็บใกล้แหล่งความร้อน ประกายไฟ เปลวไฟ หรือสารเคมีประเภทไฟ (Strong Oxidants) เช่น คลอรีน เป็นต้น


Bibliography

egat.co.th. (2009, June 08). น้ำมันดีเซล. Retrieved from http://www2.egat.co.th: http://www2.egat.co.th/fuel/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=83

neutron.rmutphysics.com. (NA). น้ำมันดีเซล (Diesel Fuel). Retrieved from http://www.neutron.rmutphysics.com: http://goo.gl/y3zgex

siamchemi.com. (NA). น้ำมันดีเซล. Retrieved from http://www.siamchemi.com: http://goo.gl/WxAd2A

th.wikipedia.org. (2015, February 17). น้ำมันดีเซล. Retrieved from https://th.wikipedia.org: https://goo.gl/4prqVb

topboosters.net. (NA). น้ำมันดีเซล. Retrieved from http://www.topboosters.net: http://www.topboosters.net/wizContent.asp?wizConID=90

http://www.ronaco.net/articles/1393394014024

iEnergyGuru-Blue

in D
Advertisements