Mazot
Dizel yakıt /ˈdiːzəl/, dizel yağı olarak da adlandırılır, özellikle dizel motorda kullanılmak üzere tasarlanmış herhangi bir sıvı yakıttır, yakıt ateşlemesinin giriş havasının sıkıştırılması ve ardından yakıt enjeksiyonu sonucunda kıvılcım olmadan gerçekleştiği bir içten yanmalı motor türüdür. Bu nedenle dizel yakıtın iyi sıkıştırma ateşleme özelliklerine sahip olması gerekir. ⓘ
En yaygın dizel yakıt türü, petrol yakıtının belirli bir fraksiyonel damıtma ürünüdür, ancak biyodizel, biyokütleden sıvıya (BTL) veya gazdan sıvıya (GTL) dizel gibi petrolden elde edilmeyen alternatifler giderek daha fazla geliştirilmekte ve benimsenmektedir. Bu türleri ayırt etmek için petrol türevi dizel, bazı akademik çevrelerde bazen petrodizel olarak adlandırılmaktadır. ⓘ
Birçok ülkede dizel yakıt standartlaştırılmıştır. Örneğin, Avrupa Birliği'nde dizel yakıt için standart EN 590'dır. Dizel yakıtın birçok halk dilinde adı vardır; en yaygın olarak basitçe dizel olarak adlandırılır. Birleşik Krallık'ta, karayolu kullanımı için dizel yakıt genellikle DERV olarak kısaltılır ve dizel motorlu karayolu aracı anlamına gelir; bu da karayolu dışı kullanım için eşdeğer yakıta göre bir vergi primi taşır. Avustralya'da dizel yakıt distilat olarak da bilinir ve Endonezya'da ülkenin ulusal petrol şirketi Pertamina'nın ticari markalı bir adı olan Solar olarak bilinir. ⓘ
Ultra düşük kükürtlü dizel (ULSD), önemli ölçüde azaltılmış kükürt içeriğine sahip bir dizel yakıttır. 2016 yılı itibariyle Birleşik Krallık, Avrupa anakarası ve Kuzey Amerika'da mevcut olan petrol bazlı dizel yakıtın neredeyse tamamı ULSD tipindedir. ⓘ
Dizel yakıt standartlaştırılmadan önce, dizel motorların çoğu tipik olarak ucuz akaryakıtlarla çalışıyordu. Bu yakıt yağları halen deniz taşıtlarının dizel motorlarında kullanılmaktadır. Dizel motorlar için özel olarak tasarlanmış olmasına rağmen dizel yakıt, Akroyd motoru, Stirling motoru veya buharlı motor kazanları gibi dizel olmayan birçok motor için de yakıt olarak kullanılabilir. ⓘ
Mazot veya motorin dizel motorlarda kullanılan, ham petrolün damıtma ürünlerinden biridir. ⓘ
Ham petrolün damıtılması sırasında 200-300 °C kaynama aralığında alınan üçüncü ana ürün motorindir. Motorin dizel motoru yakıtıdır. ⓘ
Yanma ısısını mekanik güce çevirmek için en yeterli mekanizma olan dizel makinesi, benzin ve gaz makinelerinden takriben 30 yıl kadar sonra 1892 de Rudolf Diesel tarafından keşfedildi. Yüksek kompresyonlu bir makinenin geliştirilmesinin sebeplerinden biri, daha ucuz yakıtların kullanılabilme arzusundan dolayı idi. Termik verim bakımından dizel makinesi gaz ve benzin makinelerinden daha verimlidir. Çünkü daha yüksek bir sıkıştırma oranı ile çalışır, ilk imal edilen dizeller ağır devirli ve büyük silindirli olduklarından piyasaya arz edilen benzinlerin silindire püskürtülerek yanma suretiyle kullanılmaları mümkün oluyordu. Fakat zamanla dizel imalatçıları makine ebatlarını küçültüp devir adedini artırarak daha fazla güç üretimi yoluna gidince bu ihtiyaca cevap verecek yakıtların yapılması zaruret haline geldi. Çeşitli makine imalatçıları değişik tip motorlar imal ettiklerinden bunların her biri için ayrı bir dizel yakıtı imalinin imkansızlığı karşısında ASTM de bunları bir sınıflandırmaya tabi tutmak mecburiyetinde kaldı. ⓘ
Tarihçe
Kökenleri
Dizel yakıtı, Alman bilim adamı ve mucit Rudolf Diesel'in 1892 yılında icat ettiği sıkıştırma ateşlemeli motoru için yaptığı deneylerden doğmuştur. Başlangıçta Diesel, belirli bir yakıt türünü kullanmayı düşünmemiş, bunun yerine rasyonel ısı motorunun çalışma prensibinin maddenin herhangi bir halindeki her türlü yakıtla çalışacağını iddia etmiştir. Ancak, hem ilk dizel motor prototipi hem de ilk işlevsel Dizel motor sadece sıvı yakıtlar için tasarlanmıştı. ⓘ
Diesel ilk başta Pechelbronn'dan gelen ham petrolü test etti, ancak kısa süre sonra ham petrolün çok viskoz olduğu kanıtlandığı için petrol ve kerosen ile değiştirdi ve Diesel motoru için ana test yakıtı kerosen oldu. Buna ek olarak Diesel, çeşitli kaynaklardan elde edilen farklı lamba yağı türlerinin yanı sıra, hepsi de Diesel motor yakıtı olarak iyi çalışan farklı benzin ve ligroin türlerini de denedi. Diesel daha sonra kömür katranı kreozotu, parafin yağı, ham petrol, gaz yağı ve fuel oil'i de test etti ve bunlar da sonunda işe yaradı. İskoçya ve Fransa'da, diğer yakıtlar çok pahalı olduğu için 1898'de üretilen ilk Diesel motorlarında yakıt olarak şeyl yağı kullanıldı. 1900 yılında Fransız Otto topluluğu, ham petrol ile kullanılmak üzere bir Dizel motor üretti ve bu motor 1900 Paris Sergisi ve 1911 Paris Dünya Fuarı'nda sergilendi. Motor aslında ham petrol yerine yer fıstığı yağıyla çalışıyordu ve yer fıstığı yağıyla çalışması için herhangi bir modifikasyona gerek yoktu. ⓘ
İlk Diesel motor testleri sırasında Diesel yakıt olarak aydınlatıcı gaz da kullandı ve hem pilot enjeksiyonlu hem de pilot enjeksiyonsuz işlevsel tasarımlar yapmayı başardı. Diesel'e göre, 1890'ların sonlarında ne kömür tozu üreten bir endüstri vardı ne de kaliteli kömür tozu ticari olarak temin edilebiliyordu. Bu nedenle Diesel motoru hiçbir zaman bir kömür tozu motoru olarak tasarlanmamış veya planlanmamıştır. Diesel ancak Aralık 1899'da harici karışım oluşturma ve sıvı yakıt pilot enjeksiyonu kullanan bir kömür tozu prototipini test etti. Bu motorun işlevsel olduğu kanıtlandı, ancak kömür tozu birikimi nedeniyle birkaç dakika sonra piston segmanı arızası yaşadı. ⓘ
20. Yüzyıldan beri
Dizel yakıt standartlaştırılmadan önce, dizel motorlar tipik olarak ucuz akaryakıtlarla çalışıyordu. Amerika Birleşik Devletleri'nde bunlar petrolden damıtılırken, Avrupa'da kömür katranı kreozot yağı kullanılıyordu. Bazı dizel motorlar, vergilendirilmedikleri ve dolayısıyla ucuz oldukları için benzin, gazyağı, kolza yağı veya yağlama yağı gibi farklı yakıtların karışımlarıyla çalıştırılmıştır. 1930'larda Mercedes-Benz OM 138 gibi motorlu araç dizel motorlarının kullanılmaya başlanması, uygun ateşleme özelliklerine sahip daha yüksek kaliteli yakıtlara ihtiyaç duyulduğu anlamına geliyordu. Başlangıçta motorlu araç dizel yakıt kalitesinde hiçbir iyileştirme yapılmadı. İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra ilk modern yüksek kaliteli dizel yakıtlar standartlaştırıldı. Bu standartlar örneğin DIN 51601, VTL 9140-001 ve NATO F 54 standartlarıydı. 1993 yılında DIN 51601, o zamandan beri Avrupa Birliği'nde kullanılan yeni EN 590 standardı tarafından geçersiz kılındı. 1970'lerdeki enerji krizinin neden olduğu artan yakıt maliyetleri nedeniyle 1970'lerin sonunda dizel tahrikin yaygınlık kazandığı deniz taşıtlarında, geleneksel motorlu araç dizel yakıtı yerine hala ucuz ağır yakıt yağları kullanılmaktadır. Bu ağır yakıt yağları (genellikle Bunker C olarak adlandırılır) dizel motorlu ve buharlı gemilerde kullanılabilir. ⓘ
Türleri
Dizel yakıt, en yaygın olanı petrol olmak üzere çeşitli kaynaklardan üretilir. Diğer kaynaklar arasında biyokütle, hayvansal yağ, biyogaz, doğal gaz ve kömür sıvılaştırması yer almaktadır. ⓘ
Petrol dizeli
Petrodizel veya fosil dizel olarak da adlandırılan petrol dizeli, en yaygın dizel yakıt türüdür. Ham petrolün atmosferik basınçta 200 ila 350 °C (392 ila 662 °F) arasında fraksiyonel damıtılmasından üretilir ve tipik olarak molekül başına 9 ila 25 karbon atomu içeren bir karbon zincirleri karışımı elde edilir. ⓘ
Sentetik dizel
Sentetik dizel, biyokütle, biyogaz, doğal gaz, kömür ve diğerleri dahil olmak üzere herhangi bir karbonlu malzemeden üretilebilir. Ham madde gazlaştırılarak sentez gazı haline getirilir ve bu gaz arıtıldıktan sonra Fischer-Tropsch prosesi ile sentetik dizele dönüştürülür. ⓘ
Süreç, kullanılan hammaddeye bağlı olarak tipik olarak biyokütleden sıvıya (BTL), gazdan sıvıya (GTL) veya kömürden sıvıya (CTL) olarak adlandırılır. ⓘ
Parafinik sentetik dizel genellikle sıfıra yakın sülfür içeriğine ve çok düşük aromatik içeriğe sahiptir, bu da toksik hidrokarbonların, azot oksitlerin ve partikül maddenin (PM) düzenlenmemiş emisyonlarını azaltır. ⓘ
Biyodizel
Biyodizel, esas olarak yağ asidi metil esterleri (FAME) olan bitkisel yağ veya hayvansal yağlardan (biyolipidler) elde edilir ve metanol ile transesterifiye edilir. Avrupa'da en yaygın olarak kolza yağı (kolza metil esteri, RME) ve ABD'de soya yağı (soya metil esteri, SME) olmak üzere birçok yağ türünden üretilebilir. Metanol, etil esterlerin üretimiyle sonuçlanan transesterifikasyon işlemi için etanol ile de değiştirilebilir. Transesterifikasyon süreçlerinde bitkisel yağ ve metanolü biyodizele dönüştürmek için sodyum veya potasyum hidroksit gibi katalizörler ve metanol kalıntılarıyla birlikte yakıttan çıkarılması gereken istenmeyen yan ürünler gliserin ve su kullanılır. Biyodizel, üreticinin bu tür kullanımı onayladığı motorlarda saf olarak (B100) kullanılabilir, ancak daha çok dizel ile karışım olarak kullanılır, BXX burada XX yüzde cinsinden biyodizel içeriğidir. ⓘ
Yakıt olarak kullanılan FAME, DIN EN 14214 ve ASTM D6751 standartlarında belirtilmiştir. ⓘ
Yakıt Enjeksiyon Ekipmanı (FIE) üreticileri biyodizel ile ilgili çeşitli endişelerini dile getirmiş ve FAME'nin aşağıdaki sorunlara neden olduğunu belirtmişlerdir: yakıt enjeksiyon bileşenlerinin korozyonu, düşük basınçlı yakıt sistemi tıkanması, motor karter yağının artan seyrelmesi ve polimerizasyonu, düşük sıcaklıkta yüksek yakıt viskozitesi nedeniyle pompa tutuklukları, artan enjeksiyon basıncı, elastomerik conta arızaları ve yakıt enjektörü sprey tıkanması. Saf biyodizel, petrol dizeline göre yaklaşık %5-10 daha düşük enerji içeriğine sahiptir. Saf biyodizel kullanıldığında güç kaybı %5-7'dir. ⓘ
Doymamış yağ asitleri düşük oksidasyon kararlılığının kaynağıdır. Oksijenle reaksiyona girerek peroksitler oluştururlar ve yakıt sisteminde çamur ve cilaya neden olabilecek bozunma yan ürünlerine yol açarlar. ⓘ
Biyodizel düşük seviyede sülfür içerdiğinden, asit yağmurlarının ana bileşenleri olan sülfür oksit ve sülfat emisyonları düşüktür. Biyodizel kullanımı aynı zamanda yanmamış hidrokarbon, karbon monoksit (CO) ve partikül madde emisyonlarında da azalmaya neden olur. Biyodizel kullanımında CO emisyonları, çoğu petrodizel yakıta kıyasla %50 gibi önemli bir oranda azalmaktadır. Biyodizelden kaynaklanan partikül madde egzoz emisyonlarının petrodizelden kaynaklanan toplam partikül madde emisyonlarından %30 daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Toplam hidrokarbonların egzoz emisyonları (smog ve ozonun yerel oluşumuna katkıda bulunan bir faktör) biyodizel için dizel yakıttan %93'e kadar daha düşüktür. ⓘ
Biyodizel ayrıca petrol dizeli ile ilişkili sağlık risklerini de azaltabilir. Biyodizel emisyonları, potansiyel kanserojen olarak tanımlanan polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) ve nitratlı PAH bileşiklerinin seviyelerinde azalma göstermiştir. Son testlerde, PAH bileşikleri, yaklaşık %50 oranında azaltılan benz(a)antrasen hariç olmak üzere, %75-85 oranında azaltılmıştır. Hedeflenen nPAH bileşikleri de biyodizel yakıtla önemli ölçüde azaltılmıştır. 2-nitrofloren ve 1-nitropiren %90 oranında azaltılmış ve diğer nPAH bileşikleri sadece eser seviyeye indirilmiştir. ⓘ
Hidrojenlenmiş sıvı ve katı yağlar
Bu dizel yakıt kategorisi, bitkisel yağ ve hayvansal yağlardaki trigliseritlerin, Neste Yenilenebilir Dizel veya H-Bio gibi rafine ve hidrojenasyon yoluyla alkanlara dönüştürülmesini içerir. Üretilen yakıt, sentetik dizele benzer birçok özelliğe sahiptir ve FAME'nin birçok dezavantajından arındırılmıştır. ⓘ
DME
Dimetil eter, DME, çok az kurum ve azaltılmış NOx emisyonları ile temiz yanma sağlayan sentetik, gazlı bir dizel yakıttır. ⓘ
Depolama
ABD'de dizelin, tipik olarak mavi kaplarda tutulan gazyağı ve tipik olarak kırmızı kaplarda tutulan benzinden (petrol) ayırt edilmesi için sarı bir kapta saklanması tavsiye edilir. Birleşik Krallık'ta dizel, sırasıyla yeşil ve kırmızı kaplarda saklanan kurşunsuz veya kurşunlu benzinden ayırt etmek için normalde siyah bir kapta saklanır. ⓘ
Standartlar
Dizel motor çok yakıtlı bir motordur ve çok çeşitli yakıtlarla çalışabilir. Ancak 1930'larda otomobiller ve kamyonlar için yüksek performanslı, yüksek hızlı dizel motorların geliştirilmesi, bu tür motorlar için özel olarak tasarlanmış uygun bir yakıta ihtiyaç duyulduğu anlamına geliyordu: dizel yakıt. Tutarlı bir kalite sağlamak için dizel yakıt standartlaştırılmıştır; ilk standartlar İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra getirilmiştir. Tipik olarak bir standart yakıtın setan sayısı, yoğunluk, parlama noktası, sülfür içeriği veya biyodizel içeriği gibi belirli özelliklerini tanımlar. Dizel yakıt standartları şunları içerir: Dizel yakıt ⓘ
- EN 590 (Avrupa Birliği)
- ASTM D975 (Amerika Birleşik Devletleri)
- GOST R 52368 (Rusya; EN 590'a eşdeğer)
- NATO F 54 (NATO; EN 590'a eşdeğer)
- DIN 51601 (Batı Almanya; eski) ⓘ
Biyodizel yakıt ⓘ
- EN 14214 (Avrupa Birliği)
- ASTM D6751 (Amerika Birleşik Devletleri)
- CAN/CGSB-3.524 (Kanada) ⓘ
Ölçümler ve fiyatlandırma
Setan sayısı
Dizel yakıt kalitesinin temel ölçütü setan sayısıdır. Setan sayısı, dizel yakıtın tutuşma gecikmesinin bir ölçüsüdür. Daha yüksek bir setan sayısı, yakıtın sıcak basınçlı havaya püskürtüldüğünde daha kolay tutuştuğunu gösterir. Avrupa (EN 590 standardı) yol dizelinin minimum setan sayısı 51'dir. Daha yüksek setan sayısına sahip yakıtlar, normalde ilave temizlik maddeleri ve bir miktar sentetik içeriğe sahip "premium" dizel yakıtlar bazı pazarlarda mevcuttur. ⓘ
Yakıt değeri ve fiyatı
Dizel yakıt kütlesinin yaklaşık %86,1'i karbondur ve yakıldığında, benzin için 43,2 MJ/kg'a karşılık 43,1 MJ/kg net ısıtma değeri sunar. Daha yüksek yoğunluk nedeniyle dizel yakıt daha yüksek hacimsel enerji yoğunluğu sunar: EN 590 dizel yakıtın yoğunluğu 15 °C'de (59 °F) 0,820 ila 0,845 kg/L (6,84 ila 7,05 lb/US gal) olarak tanımlanır, bu değer EN 228 benzinin (petrol) 15 °C'deki 0,720-0,775 kg/L (6,01-6,47 lb/US gal) değerinden yaklaşık %9,0-13,9 daha fazladır ve hacimsel yakıt fiyatları karşılaştırılırken dikkate alınmalıdır. Dizelden kaynaklanan CO2 emisyonları 73,25 g/MJ olup, 73,38 g/MJ olan benzinden biraz daha düşüktür. ⓘ
Dizel yakıtın petrolden rafine edilmesi genellikle benzinden daha kolaydır ve 180-360 °C (356-680 °F) aralığında kaynama noktasına sahip hidrokarbonlar içerir. Kükürdü gidermek için ek rafinasyon gereklidir, bu da bazen daha yüksek bir maliyete katkıda bulunur. Amerika Birleşik Devletleri'nin birçok yerinde ve Birleşik Krallık ve Avustralya'da dizel yakıt benzinden daha yüksek fiyatlı olabilir. Dizelin daha yüksek fiyatlı olmasının nedenleri arasında Meksika Körfezi'ndeki bazı rafinerilerin kapatılması, büyük rafineri kapasitesinin benzin üretimine yönlendirilmesi ve yakın zamanda altyapı sorunlarına neden olan ultra düşük kükürtlü dizele (ULSD) geçiş yer almaktadır. İsveç'te MK-1 (sınıf 1 çevresel dizel) olarak adlandırılan bir dizel yakıt da satılmaktadır. Bu, aynı zamanda %5'lik bir sınırla daha düşük aromatik içeriğe sahip bir ULSD'dir. Bu yakıtın üretimi normal ULSD'ye göre biraz daha pahalıdır. Almanya'da dizel yakıta uygulanan yakıt vergisi benzine uygulanan vergiden yaklaşık %28 daha düşüktür. ⓘ
Vergilendirme
Dizel yakıt, merkezi ısıtmada kullanılan kalorifer yakıtına benzer. Avrupa, Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'da, yakıt vergisi nedeniyle dizel yakıt üzerindeki vergiler kalorifer yakıtından daha yüksektir ve bu bölgelerde, vergi sahtekarlığını önlemek ve tespit etmek için kalorifer yakıtı yakıt boyaları ve iz kimyasalları ile işaretlenir. "Vergilendirilmemiş" dizel (kırmızı boyası nedeniyle bazen "off-road dizel" veya "kırmızı dizel" olarak adlandırılır) bazı ülkelerde traktörler, eğlence ve hizmet araçları veya kamu yollarını kullanmayan diğer ticari olmayan araçlar için yakıt gibi öncelikle tarımsal uygulamalarda kullanılmak üzere mevcuttur. Bu yakıt bazı ülkelerde (örneğin ABD) karayollarında kullanım sınırlarını aşan sülfür seviyelerine sahip olabilir. ⓘ
Bu vergilendirilmemiş dizel yakıt, tanınması için kırmızıya boyanır ve bu vergilendirilmemiş dizel yakıtı vergilendirilmiş bir amaç için (örneğin araç kullanımı) kullanan kullanıcı para cezasına çarptırılabilir (örneğin ABD'de 10.000 ABD Doları). Birleşik Krallık, Belçika ve Hollanda'da kırmızı dizel (veya gaz yağı) olarak bilinir ve tarım araçlarında, ev ısıtma tanklarında, gıda ve ilaç gibi çabuk bozulabilen maddeler içeren kamyonet/kamyonlardaki soğutma ünitelerinde ve deniz taşıtlarında da kullanılır. Dizel yakıt veya işaretli gaz yağı İrlanda Cumhuriyeti ve Norveç'te yeşile boyanmaktadır. "Dizel motorlu karayolu aracı" (DERV) terimi Birleşik Krallık'ta işaretlenmemiş karayolu dizel yakıtı ile eşanlamlı olarak kullanılmaktadır. Hindistan'da dizel yakıta uygulanan vergiler benzine uygulanan vergilerden daha düşüktür, çünkü ülke genelinde tahıl ve diğer temel malların nakliyesinin büyük bir kısmı dizel ile yapılmaktadır. ⓘ
ABD'de biyodizel üzerindeki vergiler eyaletler arasında değişiklik göstermektedir. Bazı eyaletlerde (örneğin Teksas) biyodizel vergisi yoktur ve biyodizel karışımlarında karışımdaki biyodizel miktarına eşdeğer indirimli vergi uygulanır, böylece B20 yakıtı saf petrodizelden %20 daha az vergilendirilir. Kuzey Carolina gibi diğer eyaletler, tüm biyoyakıt üreticileri ve kullanıcılarına yeni teşvikler getirmiş olmalarına rağmen, biyodizeli (herhangi bir karışım halinde) petrodizel ile aynı şekilde vergilendirmektedir. ⓘ
Kullanım Alanları
Dizel yakıt çoğunlukla yüksek hızlı dizel motorlarda, özellikle motorlu araç (örn. araba, kamyon) dizel motorlarında kullanılır, ancak tüm dizel motorlar dizel yakıtla çalışmaz. Örneğin, büyük iki zamanlı deniz taşıtları motorları tipik olarak dizel yakıt yerine ağır fuel oil kullanmaktadır ve MAN M-System motorları gibi bazı dizel motor tipleri 86 RON'a kadar vuruntu direnci olan benzinle çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Öte yandan, gaz türbini ve diğer bazı içten yanmalı motor türleri ve dıştan yanmalı motorlar da dizel yakıt alacak şekilde tasarlanabilir. ⓘ
Dizel yakıtın viskozite gereksinimi genellikle 40 °C'de belirtilir. Soğuk iklimlerde dizel yakıtın bir dezavantajı, sıcaklık düştükçe viskozitesinin artması ve yakıt sistemlerinde akamayan bir jele dönüşmesidir (bkz. Sıkıştırma Ateşlemesi - Jelleşme). Özel düşük sıcaklık dizeli, düşük sıcaklıklarda sıvı kalmasını sağlayan katkı maddeleri içerir. ⓘ
Karayolu araçları
1920'lerden 1950'lere kadar genellikle otto ile çalışan kamyon ve otobüsler artık neredeyse tamamen dizel ile çalışmaktadır. Tutuşma özellikleri nedeniyle dizel yakıt bu araçlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Dizel yakıt otto motorlar için çok uygun olmadığından, genellikle otto veya otto türevi motorlar kullanan binek otomobiller tipik olarak dizel yakıt yerine benzinle çalışmaktadır. Ancak, özellikle Avrupa ve Hindistan'da birçok binek otomobil, daha iyi motor verimliliği nedeniyle dizel motorlara sahiptir ve bu nedenle normal dizel yakıtla çalışmaktadır. ⓘ
Demiryolu
Dizel, 20. yüzyılın ikinci yarısında buharla çalışan araçlar için kömür ve akaryakıtın yerini almıştır ve şu anda neredeyse sadece kendi kendine çalışan demiryolu araçlarının (lokomotifler ve vagonlar) yanmalı motorları için kullanılmaktadır. ⓘ
Hava taşıtları
Genel olarak, dizel motorlar uçaklar ve helikopterler için pek uygun değildir. Bunun nedeni, dizel motorun nispeten düşük güç-kütle oranıdır; yani dizel motorlar tipik olarak oldukça ağırdır ve bu da uçaklarda bir dezavantajdır. Bu nedenle, uçaklarda dizel yakıt kullanımına çok az ihtiyaç vardır ve dizel yakıt ticari olarak havacılık yakıtı olarak kullanılmamaktadır. Bunun yerine benzin (Avgas) ve jet yakıtı (örneğin Jet A-1) kullanılmaktadır. Bununla birlikte, özellikle 1920'lerde ve 1930'larda, akaryakıtla çalışan çok sayıda seri üretim uçak dizel motoru yapılmıştır, çünkü bunların çeşitli avantajları vardı: yakıt tüketimleri düşüktü, güvenilirdiler, alev almaya eğilimli değillerdi ve minimum bakım gerektiriyorlardı. Benzinli direkt enjeksiyonun 1930'larda kullanılmaya başlanması bu avantajlardan daha ağır bastı ve uçak dizel motorları hızla kullanımdan düştü. Dizel motorların güç-kütle oranlarındaki gelişmelerle birlikte, 21. yüzyılın başlarından bu yana birçok karayolu dizel motoru uçaklarda kullanılmak üzere dönüştürülmüş ve sertifikalandırılmıştır. Bu motorlar tipik olarak Jet A-1 uçak yakıtıyla çalışır (ancak dizel yakıtla da çalışabilir). Jet A-1, dizel yakıta benzer ateşleme özelliklerine sahiptir ve bu nedenle belirli (ancak hepsi değil) dizel motorlar için uygundur. ⓘ
Askeri araçlar
İkinci Dünya Savaşı'na kadar, özellikle yüksek motor performansı gerektiren bazı askeri araçlar (zırhlı savaş araçları, örneğin M26 Pershing veya Panther tankları) geleneksel otto motorlar kullanmış ve benzinle çalışmıştır. İkinci Dünya Savaşı'ndan bu yana, dizel yakıtla çalışabilen dizel motorlu birçok askeri araç üretilmiştir. Bunun nedeni dizel motorların yakıt açısından daha verimli olması ve dizel yakıtın alev almaya daha az eğilimli olmasıdır. Bu dizel motorlu araçlardan bazıları (Leopard 1 veya MAN 630 gibi) hala benzinle çalışmaktadır ve bazı askeri araçlar hala dizel yakıtla çalışamayan otto motorlarla (örneğin Ural-375 veya Unimog 404) yapılmıştır. ⓘ
Traktörler ve ağır ekipmanlar
Günümüzün traktörleri ve ağır ekipmanları çoğunlukla dizel motorludur. Traktörler arasında yalnızca daha küçük sınıflarda benzinli motorlar da bulunabilir. Traktörlerin ve ağır ekipmanların dizelleştirilmesi İkinci Dünya Savaşı'ndan önce Almanya'da başlamış, ancak savaş sonrasına kadar ABD'de alışılmadık bir durum olmuştur. 1950'ler ve 1960'lar boyunca ABD'de de ilerleme kaydetmiştir. Bazı bölgelerde elektrikli veya doğal gazla çalışan ekipmanlar kullanılsa da petrol ve gaz çıkarma ekipmanlarında yaygın olarak dizel yakıt kullanılmaktadır. ⓘ
Traktörler ve ağır ekipmanlar 1920'lerden 1940'lara kadar genellikle çok yakıtlıydı ve buji ateşlemeli ve düşük sıkıştırmalı motorlar, akryod motorlar veya dizel motorlar çalıştırıyordu. Bu nedenle, dönemin birçok tarım traktörü benzin, alkol, gazyağı ve kalorifer yakıtı veya traktör buharlaştırma yağı gibi herhangi bir hafif akaryakıt türünü, herhangi bir zamanda bir bölgede en uygun fiyatlı olana göre yakabiliyordu. Bu dönemde ABD çiftliklerinde "distilat" adı genellikle yukarıda bahsedilen hafif akaryakıtlardan herhangi birine atıfta bulunurdu. Kıvılcım ateşlemeli motorlar distilatla iyi çalışmazdı, bu nedenle soğuk çalıştırma için tipik olarak küçük bir yardımcı benzin deposu kullanılır ve yakıt valfleri ısındıktan birkaç dakika sonra distilata geçiş için ayarlanırdı. Buharlaştırıcılar ve radyatör örtüleri gibi motor aksesuarları da ısıyı yakalamak amacıyla kullanılıyordu, çünkü böyle bir motor distilatla çalıştırıldığında, hem kendisi hem de soluduğu hava ortam sıcaklığından ziyade daha sıcak olduğunda daha iyi çalışıyordu. Özel dizel motorlarla (mekanik yakıt enjeksiyonlu ve sıkıştırma ateşlemeli yüksek sıkıştırmalı) dizelleştirme bu tür sistemlerin yerini almış ve yakılan dizel yakıtın daha verimli kullanılmasını sağlamıştır. ⓘ
Diğer kullanımlar
Düşük kaliteli dizel yakıt, nitrik asit karışımlarından paladyumun sıvı-sıvı ekstraksiyonu için bir ekstraksiyon maddesi olarak kullanılmıştır. Bu tür bir kullanım, kullanılmış nükleer yakıttan elde edilen PUREX rafinatından fisyon ürünü paladyumun ayrılması için bir araç olarak önerilmiştir. Bu çözücü ekstraksiyon sisteminde, dizelin hidrokarbonları seyreltici olarak hareket ederken, dialkil sülfitler ekstrakte edici olarak hareket eder. Bu ekstraksiyon bir solvasyon mekanizması ile çalışmaktadır. Şimdiye kadar, nükleer yakıt kullanımı sonucu ortaya çıkan nükleer atıklardan paladyum, rodyum veya rutenyum geri kazanımı için ne bir pilot tesis ne de tam ölçekli bir tesis inşa edilmiştir. ⓘ
Dizel yakıt genellikle petrol bazlı çamur sondaj sıvısında ana bileşen olarak kullanılır. Dizel kullanmanın avantajı düşük maliyeti ve şeyl, tuz ve alçıtaşı oluşumları da dahil olmak üzere çok çeşitli zor tabakaları delme kabiliyetidir. Dizel yağ çamuru tipik olarak %40'a kadar tuzlu su ile karıştırılır. Sağlık, güvenlik ve çevresel kaygılar nedeniyle dizel yağı çamuru genellikle bitkisel, mineral veya sentetik gıda sınıfı yağ bazlı sondaj sıvıları ile değiştirilmektedir, ancak dizel yağı çamuru bazı bölgelerde hala yaygın olarak kullanılmaktadır. ⓘ
İkinci Dünya Savaşı sırasında Almanya'da roket motorlarının geliştirilmesi sırasında J-2 Dizel yakıtı, BMW 109-718 de dahil olmak üzere çeşitli motorlarda yakıt bileşeni olarak kullanılmıştır. J-2 dizel yakıtı gaz türbinli motorlarda da yakıt olarak kullanılmıştır. ⓘ
Kimyasal analiz
Kimyasal bileşim
Amerika Birleşik Devletleri'nde, petrol türevi dizel yaklaşık %75 doymuş hidrokarbonlardan (esas olarak n, izo ve sikloparafinler dahil parafinler) ve %25 aromatik hidrokarbonlardan (naftalenler ve alkilbenzenler dahil) oluşur. Yaygın dizel yakıt için ortalama kimyasal formül C12H23 olup, yaklaşık olarak C10H20 ile C15H28 arasında değişmektedir. ⓘ
Kimyasal özellikler
Çoğu dizel yakıt yaygın kış sıcaklıklarında donarken, sıcaklıklar büyük ölçüde değişir. Petrodizel tipik olarak -8,1 °C (17,5 °F) sıcaklık civarında donarken, biyodizel 2° ila 15 °C (35° ila 60 °F) sıcaklıklar arasında donar. Dizelin viskozitesi sıcaklık düştükçe belirgin bir şekilde artar ve -19 °C (-2,2 °F) ila -15 °C (5 °F) sıcaklıklarda yakıt sistemlerinde akamayan bir jele dönüşür. Geleneksel dizel yakıtlar 149 °C ile 371 °C arasındaki sıcaklıklarda buharlaşır. ⓘ
Geleneksel dizelin parlama noktaları 52 ila 96 °C arasında değişir, bu da onu benzinden daha güvenli ve kıvılcım ateşlemeli motorlar için uygunsuz hale getirir. Benzinin aksine, bir dizel yakıtın parlama noktasının motordaki performansıyla veya otomatik ateşleme özellikleriyle bir ilişkisi yoktur. ⓘ
Karbondioksit oluşumu
İyi bir yaklaşım olarak dizelin kimyasal formülü C
nH
2n. Dizelin farklı moleküllerden oluşan bir karışım olduğunu unutmayın. Karbonun molar kütlesi 12 g/mol ve hidrojenin molar kütlesi yaklaşık 1 g/mol olduğundan, EN 590 dizel yakıttaki karbonun ağırlıkça oranı kabaca 12/14'tür. ⓘ
Dizel yanma reaksiyonu şu şekilde verilir:
2C
nH
2n + 3nO
2 ⇌ 2nCO
2 + 2nH
2O ⓘ
Karbondioksit, 2 oksijen atomu (16 g/mol) ve 1 karbon atomundan (12 g/mol) oluştuğu için 44 g/mol molar kütleye sahiptir. Yani 12 g karbon 44 g Karbondioksit verir. ⓘ
Dizelin yoğunluğu litre başına 0,838 kg'dır. ⓘ
Her şeyi bir araya getirerek 1 litre dizel yakıtın yakılmasıyla ortaya çıkan karbondioksit kütlesi şu şekilde hesaplanabilir: ⓘ
Bu tahminle elde edilen rakam literatürde bulunan değerlere yakındır. ⓘ
Yoğunluğu 0,75 kg/l ve karbonun hidrojen atomlarına oranı yaklaşık 6 ila 14 olan benzin için, 1 litre benzinin yakılması halinde ortaya çıkan karbon emisyonunun tahmini değeri şu şekildedir: ⓘ
Kaynak ⓘ
Tehlikeler
Sülfürün çevreye zararları
Geçmişte dizel yakıt daha yüksek miktarlarda sülfür içermekteydi. Avrupa emisyon standartları ve tercihli vergilendirme, petrol rafinerilerini dizel yakıtlardaki sülfür seviyesini önemli ölçüde azaltmaya zorlamıştır. Avrupa Birliği'nde sülfür içeriği son 20 yılda önemli ölçüde azalmıştır. Otomotiv dizel yakıtı Avrupa Birliği'nde EN 590 standardı kapsamındadır. 1990'larda spesifikasyonlar maksimum 2000 ppm sülfür içeriğine izin verirken, 21. yüzyılın başında Euro 3 spesifikasyonlarının devreye girmesiyle 350 ppm sınırına indirilmiştir. Sınır, 2006 yılında Euro 4'ün piyasaya sürülmesiyle 50 ppm'e düşürülmüştür (ULSD, Ultra Düşük Sülfürlü Dizel). Avrupa'da 2009 yılı itibariyle yürürlükte olan dizel yakıt standardı, maksimum 10 ppm içeriğe sahip Euro 5'tir. ⓘ
| Emisyon standardı | En geç | Sülfür içeriği | Setan sayısı ⓘ |
|---|---|---|---|
| N/a | 1 Ocak 1994 | maks. 2000 ppm | min. 49 |
| Euro 2 | 1 Ocak 1996 | maks. 500 ppm | min. 49 |
| Euro 3 | 1 Ocak 2001 | maks. 350 ppm | min. 51 |
| Euro 4 | 1 Ocak 2006 | maks. 50 ppm | min. 51 |
| Euro 5 | 1 Ocak 2009 | maks. 10 ppm | min. 51 |
Amerika Birleşik Devletleri'nde, 2006 yılında başlayan ve 1 Haziran 2010 tarihinde zorunlu hale gelen ULSD'ye geçişle birlikte daha sıkı emisyon standartları benimsenmiştir (ayrıca bkz. dizel egzoz). ⓘ
Algler, mikroplar ve su kirliliği
Dizel yakıttaki algler hakkında çok fazla tartışma ve yanlış anlaşılma olmuştur. Algler yaşamak ve büyümek için ışığa ihtiyaç duyarlar. Kapalı bir yakıt tankında güneş ışığı olmadığından hiçbir alg hayatta kalamaz, ancak bazı mikroplar hayatta kalabilir ve dizel yakıtla beslenebilir. ⓘ
Bu mikroplar yakıt ve suyun ara yüzeyinde yaşayan bir koloni oluştururlar. Sıcak havalarda oldukça hızlı büyürler. Yakıt tankı ısıtıcıları takıldığında soğuk havalarda bile büyüyebilirler. Koloninin parçaları koparak yakıt hatlarını ve yakıt filtrelerini tıkayabilir. ⓘ
Yakıttaki su, yakıt enjeksiyon pompasına zarar verebilir. Bazı dizel yakıt filtreleri de suyu hapseder. Dizel yakıttaki su kirliliği yakıt deposundayken donmaya yol açabilir. Yakıtı doyuran donmuş su bazen yakıt enjektör pompasını tıkayabilir. Yakıt deposunun içindeki su donmaya başladığında, jelleşme meydana gelme olasılığı daha yüksektir. Yakıt jelleştiğinde, sıcaklık yükselene ve yakıt sıvı hale dönene kadar etkili değildir. ⓘ
Yol tehlikesi
Dizel, benzin/mazottan daha az yanıcıdır. Ancak yavaş buharlaştığı için karayoluna dökülmesi araçlar için kayma tehlikesi oluşturabilir. Hafif fraksiyonlar buharlaştıktan sonra, yolda lastik tutuşunu ve çekiş gücünü azaltan ve araçların kaymasına neden olabilen yağlı bir kayganlık kalır. Çekiş kaybı, siyah buzda karşılaşılana benzerdir ve özellikle kavşaklarda motosiklet ve bisiklet gibi iki tekerlekli araçlar için tehlikeli durumlara neden olur. ⓘ