सीटेन संख्या: Difference between revisions

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सीटेन नंबर (सीटेन रेटिंग) डीजल ईंधन की दहन गति और प्रज्वलन (इग्निशन) के लिए आवश्यक संपीड़न का संकेतक है। यह डीजल ईंधन के लिए वैसी ही भूमिका निभाता है जैसी ऑक्टेन रेटिंग पेट्रोल के लिए निभाती है। इस प्रकार डीजल ईंधन की गुणवत्ता निर्धारित करने में सीएन महत्वपूर्ण कारक है, किंतु एकमात्र नहीं; डीजल ईंधन की गुणवत्ता के अन्य मापों में ऊर्जा सामग्री, घनत्व, चिकनाई, शीत-प्रवाह गुण और सल्फर सामग्री सम्मिलित होती हैं (किंतु यह इन्हीं तक सीमित नहीं होता हैं)।[1]

परिभाषा

ईंधन की सिटेन संख्या (या सीएन) को समान इग्निशन विलंब के साथ सीटेन और हेप्टामेथिलनोनेन का मिश्रण खोजकर परिभाषित किया जाता है। सामान्यतः सीटेन की सीटेन संख्या 100 के रूप में परिभाषित की गई है, जबकि आइसोसेटेन की मापी गई सीटेन संख्या 15 होती है, जो पूर्व संदर्भ ईंधन अल्फा-मिथाइल नेफ़थलीन का स्थान लेती है, जिसे 0 की सीटेन संख्या दी गई थी। अतः प्रत्येक बार मिश्रण ज्ञात हो जाने पर, सीटेन संख्या इसकी गणना आयतन-भारित औसत के रूप में की जाती है, जिसे सीटेन के 100 और हेप्टामेथिलनोनेन के 15 के निकटतम पूर्ण संख्या तक पूर्णांकित किया जाता है।[2]

सीटेन संख्या = % गैर-सीटेन + 0.15(% हेप्टामेथाइलानोन)[2]

सीटेन संख्या ईंधन के प्रज्वलन विलंब का व्युत्क्रम कार्य है, प्रज्वलन की प्रारंभ और ईंधन के दहन के दौरान पहली पहचान योग्य दबाव वृद्धि के मध्य की समय अवधि होती है। इस प्रकार विशेष डीजल इंजन में, उच्च सीटेन ईंधन में कम सीटेन ईंधन की तुलना में कम प्रज्वलन विलंब अवधि होती है। सीटेन संख्या का उपयोग केवल अपेक्षाकृत हल्के आसुत डीजल तेलों के लिए किया जाता है। चूँकि भारी (अवशिष्ट) ईंधन तेल के लिए दो अन्य पैमानों परिकलित कार्बन सुगंध सूचकांक और परिकलित इग्निशन इंडेक्स का उपयोग किया जाता है।

विशिष्ट मान

सामान्यतः, डीजल इंजन 48 से 50 तक सीएन के साथ अच्छी प्रकार से कार्य करते हैं। इस प्रकार कम सीटेन संख्या वाले ईंधन में लंबे समय तक इग्निशन देरी होती है, जिससे ईंधन दहन प्रक्रिया को पूर्ण करने के लिए अधिक समय की आवश्यकता होती है। अतः उच्च गति वाले डीजल इंजन उच्च सीटेन संख्या वाले ईंधन के साथ अधिक प्रभावी रूप से कार्य करते हैं।

यूरोप में, डीजल सीटेन संख्या 1994 में न्यूनतम 38 और 2000 में 40 निर्धारित की गई थी। इस प्रकार यूरोपीय संघ, आइसलैंड, नॉर्वे और स्विट्ज़रलैंड में बेचे जाने वाले डीजल के मानक को मानक EN 590 द्वारा परिभाषित किया गया है। सामान्यतः 1 जनवरी 2001 से EN 590 न्यूनतम की मांग करता है, अतः सीटेन सूचकांक 46 और न्यूनतम सीटेन संख्या 51 है। प्रीमियम डीजल ईंधन की सीटेन संख्या 60 तक हो सकती है।[3]

फ़िनलैंड में, श्रृंखला St1 (डीज़ल प्लस), शेल (GTL युक्त) और ABC (स्मार्ट डीज़ल) द्वारा बेचे जाने वाले प्रीमियम डीजल ईंधन की न्यूनतम सीटेन संख्या 60 होती है और सामान्य मूल्य 63 है।[4][5][6] अतः फिनलैंड में बेचे जाने वाले इस में माई नेस्टे नवीकरणीय डीजल में न्यूनतम सीटेन संख्या 70 होती है।[7]

उत्तरी अमेरिका में, अधिकांश राज्य एएसटीएम डी975 को अपने डीजल ईंधन मानक के रूप में स्वीकार करते हैं और न्यूनतम सीटेन संख्या 40 पर निर्धारित की जाती है, जिसमें सामान्य मान 42-45 रेंज में होते हैं। सामान्यतः आपूर्तिकर्ता के आधार पर प्रीमियम डीजल ईंधन में सीटेन संख्या अधिक हो भी सकती है और नहीं भी हो सकती है। प्रीमियम डीजल अक्सर सीएन और चिकनाई में सुधार के लिए ईंधन योजक का उपयोग करते हैं, अतः ईंधन इंजेक्टरो को साफ करने के लिए डिटर्जेंट और भौगोलिक और मौसमी जरूरतों के आधार पर कार्बन जमा, जल फैलाने वाले और अन्य योजक को कम करते हैं। इस प्रकार कैलिफ़ोर्निया डीजल ईंधन में न्यूनतम सीटेन 53 होता है।[8] टेक्सास कम उत्सर्जन डीजल (टीएक्सएलईडी) कार्यक्रम के अनुसार 110 काउंटी हैं जहां डीजल ईंधन में सीटेन संख्या 48 या उससे अधिक होती है, या फिर अनुमोदित वैकल्पिक फॉर्मूलेशन का उपयोग करना होता है या निर्दिष्ट वैकल्पिक सीमाओं का अनुपालन करना होता है।[9]

उत्तरी अमेरिका में बेचे जाने वाले नेस्टे माई रिन्यूएबल डीजल की सीटेन संख्या 75-85 होती है।[10]

योजक

एल्काइल नाइट्रेट (मुख्यतः 2-एथिलहेक्सिल नाइट्रेट[11]) और डि-टर्ट-ब्यूटाइल पेरोक्साइड का उपयोग सीटेन संख्या बढ़ाने के लिए एडिटिव्स के रूप में किया जाता है।

वैकल्पिक ईंधन

वनस्पति तेल स्रोतों से प्राप्त बायोडीजल में सीटेन संख्या 46 से 52 तक दर्ज की गई है, और पशु-वसा आधारित बायोडीजल सीटेन संख्या 56 से 60 तक दर्ज की गई है।[12] इस प्रकार डाइमिथाइल ईथर संभावित डीजल ईंधन है जिससे कि इसकी उच्च सीटेन रेटिंग (55-60) है और इसे जैव ईंधन के रूप में उत्पादित किया जा सकता है।[13] दिएथील ईथर जैसे तरल ईथर सहित अधिकांश सरल ईथर का उपयोग डीजल ईंधन के रूप में किया जा सकता है, चूँकि चिकनाई चिंता का विषय हो सकती है।

रासायनिक प्रासंगिकता

सीटेन रासायनिक सूत्र C16H34 वाला हाइड्रोकार्बन होता है और CH3(CH2)14CH3. इसका नाम एन-हेक्साडेकेन रखा गया है, यह अशाखित संतृप्त और असंतृप्त यौगिक एल्केन है। सामान्यतः सीटेन संपीड़न के अनुसार थोड़े विलंब से प्रज्वलित होता है, और इसे 100 की सीटेन संख्या दी गई है। इस प्रकार अल्फा-मिथाइल नेफ़थलीन, जिसकी विलंब अवधि लंबी होती है, अतः इसको 0 की सीटेन संख्या दी गई थी, किंतु इसे संदर्भ ईंधन के रूप में परिवर्तित कर दिया गया है आइसोसेटेन द्वारा 2,3,4,5,6,7,8-हेप्टामेथिलनोनेन, जिसकी सीटेन संख्या 15 होती है।[2] डीजल ईंधन में अन्य सभी हाइड्रोकार्बन को सीटेन में अनुक्रमित किया जाता है कि वे संपीड़न के अनुसार कितनी तेजी से प्रज्वलित होते हैं, अर्थात्, डीजल इंजन की स्थिति होती है। चूँकि सैकड़ों घटकों में डीजल ईंधन सम्मिलित होता है, अतः उस ईंधन की कुल सीटेन संख्या सभी घटकों की औसत सीटेन गुणवत्ता होती है। इस प्रकार उच्च-सीटेन घटकों का अनुपातहीन प्रभाव होता है, अतः उच्च-सीटेन योजकों का उपयोग किया जाता है।

सीटेन संख्या मापना

सीटेन संख्याओं को स्पष्ट रूप से मापना कठिन होता है, जिससे कि इसके लिए विशेष डीजल इंजन की आवश्यकता होती है जिसे सहकारी ईंधन अनुसंधान (सीएफआर) इंजन कहा जाता है। सामान्यतः मानक परीक्षण स्थितियों के अनुसार, सीएफआर इंजन का ऑपरेटर इंजन के संपीड़न अनुपात (और इसलिए सिलेंडर के भीतर चरम दबाव) को बढ़ाने के लिए मैनुअल-व्हील का उपयोग करता है जब तक कि ईंधन इंजेक्शन और इग्निशन के मध्य का समय 2.407 एमएस नही होता है। इस प्रकार परिणामी सीटेन संख्या की गणना यह निर्धारित करके की जाती है कि सीटेन (हेक्साडेकेन) और आइसोसिटेन (2,2,4,4,6,8,8-हेप्टामेथिलनोनेन) के किस मिश्रण के परिणामस्वरूप समान इग्निशन विलंब हो जाता है।

इग्निशन गुणवत्ता परीक्षक (आईक्यूटी)

डीजल ईंधन के व्युत्पन्न सीटेन नंबर (डीसीएन) को मापने का अन्य विश्वसनीय तरीका इग्निशन क्वालिटी टेस्टर (आईक्यूटी) है। यह उपकरण सीएफआर की तुलना में सीएन माप के लिए सरल, अधिक मजबूत दृष्टिकोण क्रियान्वित करता है। इस प्रकार ईंधन को लगभग 575°C पर स्थिर आयतन दहन कक्ष में इंजेक्ट किया जाता है 310 psi (21 bar). इंजेक्शन की प्रारंभ और दहन कक्ष के दबाव को प्राप्त के मध्य का समय 310 psi (21 bar) को इग्निशन विलंब के रूप में परिभाषित किया गया है। इस मापी गई इग्निशन देरी का उपयोग ईंधन के डीसीएन की गणना करने के लिए किया जाता है। फिर ईंधन के डीसीएन की गणना इग्निशन विलंब के अनुभवजन्य व्युत्क्रम संबंध का उपयोग करके की जाती है। चूँकि आईक्यूटी की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता, सामग्री लागत और गति के कारण, यह 2000 के दशक के अंत से ईंधन के डीसीएन माप के लिए निश्चित स्रोत रहा है।[14][15][16]

ईंधन इग्निशन परीक्षक

डीजल ईंधन की व्युत्पन्न सीटेन संख्या को मापने का अन्य विश्वसनीय विधि फ्यूल इग्निशन टेस्टर (एफआईटी) है। यह उपकरण सीएफआर की तुलना में सीएन माप के लिए सरल, अधिक मजबूत दृष्टिकोण क्रियान्वित करता है। इस प्रकार ईंधन को स्थिर आयतन दहन कक्ष में इंजेक्ट किया जाता है जिसमें परिवेश का तापमान लगभग 575°C होता है। सामान्यतः ईंधन जलता है, और चैम्बर के अंदर दबाव परिवर्तन की उच्च दर दहन की प्रारंभ को परिभाषित करती है। चूँकि ईंधन के प्रज्वलन विलंब की गणना ईंधन इंजेक्शन की प्रारंभ और दहन की प्रारंभ के मध्य बीते समय के आधार पर की जा सकती है। अतः ईंधन की व्युत्पन्न सीटेन संख्या की गणना इग्निशन विलंब के अनुभवजन्य व्युत्क्रम संबंध का उपयोग करके की जा सकती है।

सीटेन सूचकांक

Main article: सीटेन सूचकांक

ईंधन-उपयोगकर्ता गुणवत्ता को नियंत्रित करने का अन्य विधि सीटेन इंडेक्स (सीआई) का उपयोग करते हैं, जो ईंधन के घनत्व और आसवन सीमा के आधार पर गणना संख्या है। इसके विभिन्न संस्करण हैं, जो इस पर निर्भर करता है कि मीट्रिक या इंपीरियल इकाइयों का उपयोग किया जाता है या नहीं, और आसवन बिंदुओं की संख्या का उपयोग किया जाता है। इन दिनों अधिकांश पेट्रोलियम उद्योग घनत्व, 10% 50% और 90% रिकवरी तापमान के आधार पर '4-पॉइंट विधि', एएसटीएम डी4737 का उपयोग करते हैं। '2-पॉइंट विधि' को एएसटीएम डी976 में परिभाषित किया गया है और यह केवल घनत्व और 50% पुनर्प्राप्ति तापमान का उपयोग करता है। यह 2-बिंदु विधि सीटेन सूचकांक को अधिक महत्व देती है और इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है। इस आधार पर सीटेन इंडेक्स की गणना सीटेन इम्प्रूवर एडिटिव्स के लिए जिम्मेदार नहीं हो सकती है और इसकेअतिरिक्त डीजल ईंधन के लिए कुल सीटेन संख्या को माप नहीं सकती है। अतः डीजल इंजन का संचालन मुख्य रूप से वास्तविक सीटेन संख्या से संबंधित है और सीटेन सूचकांक केवल आधार (अनएडिटाइज्ड) सीटेन संख्या का अनुमान है।

उद्योग मानक

सीटेन संख्या को मापने के लिए उद्योग मानक सीएफआर इंजन के लिए एएसटीएम डी613 (आईएसओ 5165), आईक्यूटी के लिए डी6890 और एफआईटी के लिए डी7170 हैं।

यह भी देखें

  • एनईएक्सबीटीएल (NExBTL)
  • ऑक्टेन रेटिंग

संदर्भ

  1. ↑ Werner Dabelstein, Arno Reglitzky, Andrea Schütze and Klaus Reders "Automotive Fuels" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007, Wiley-VCH, Weinheim.doi:10.1002/14356007.a16_719.pub2
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 Speight, James G. (2014-12-12). Handbook of Petroleum Product Analysis: Speight/Handbook of Petroleum Product Analysis (in English). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc. doi:10.1002/9781118986370. ISBN 978-1-118-98637-0.
  3. ↑ bosch.de (German) Archived December 24, 2007, at the Wayback Machine
  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. Archived from the original (PDF) on 2020-01-03. Retrieved 2020-01-03.
  6. ↑ "NEOT DIESEL -10/-20, NEOT DIESEL -10/-20 Premium Smart Diesel Data Sheet" (PDF). 2018-03-15.
  7. ↑ "नेस्टे माई रिन्यूएबल डीजल उत्पाद डेटा शीट" (PDF). 2019-01-01.
  8. ↑ "विशिष्टता तालिका" (PDF). www.arb.ca.gov. Archived from the original (PDF) on 2017-02-21. Retrieved 2013-06-08.
  9. ↑ "टेक्सास कम उत्सर्जन डीजल (टीएक्सएलईडी) कार्यक्रम". TCEQ.
  10. ↑ "Renewable Diesel Performance: No Odor and Lower Maintenance". Neste in North America (in English). 2019-02-13. Retrieved 2020-01-15.
  11. ↑ dorfketal.com Archived August 8, 2007, at the Wayback Machine
  12. ↑ "404 Error - Biodiesel.org" (PDF). www.biodiesel.org. Archived from the original (PDF) on 2007-07-14. Retrieved 2008-09-13. {{cite web}}: Cite uses generic title (help)
  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). "गैस चरण दहन गतिज घटना का अनुकरण करने के लिए सरोगेट ईंधन निर्माण के लिए एक पद्धति का प्रयोगात्मक मूल्यांकन". 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). "वास्तविक ईंधन गुणों द्वारा तैयार किया गया एक जेट ईंधन सरोगेट". Combustion and Flame. 157 (12): 2333–2339. doi:10.1016/j.combustflame.2010.07.001.

अग्रिम पठन

बाहरी संबंध

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