“ディーゼルには何がありますか？”二つの答えを持つ質問であり、一つは非常に短いと他の非常に長いです。 短い答えは炭化水素です。 炭化水素は、その名前が示すように、水素と炭素原子の結合からなる分子です。 炭化水素は、それらを貴重なものにするすべての化石燃料とバイオ燃料の構成要素です。 炭化水素は、発火、燃焼、燃焼、爆発などの化石燃料およびバイオ燃料中の分子である。
分子レベルでは、化石燃料は単に炭化水素と汚染物質です。 バイオ燃料は元素レベルの炭化水素でもあります。 だから、ディーゼルは単に異なる炭化水素の組み合わせです。 ディーゼルをユニークな化石燃料にするのは、炭化水素の混合物—異なる炭化水素の比率—です。
ディーゼル中に何があるのかを尋ねるよりも重要なのは、ディーゼル中に何の炭化水素があるのか、どのような組み合わせであるのかを尋ねるこ
炭化水素の種類が化石燃料とバイオ燃料の種類を決定する
化石燃料とバイオ燃料の種類が異なるのと同じように、炭化水素の種類、クラス、 炭化水素のカテゴリ、クラス、およびタイプは、ディーゼル、ガソリン、天然ガス、灯油などの燃料タイプを決定します。 -だけでなく、バイオ燃料の異なる種類。
化石燃料の炭化水素には、飽和と不飽和の2つのカテゴリーがあります。 また，炭化水素類には四つのタイプがあり，飽和カテゴリーに二つ，不飽和カテゴリーに二つがある。 Chevron.com”炭化水素には、パラフィン、ナフテン、オレフィン、香料の四つの主要なクラスがあります。 各クラスは、共通の構造的特徴を共有するが、サイズ（炭素原子の数）または幾何学的形状が異なる個々の炭化水素分子のファミリーである。 クラスはまた、炭素原子に対する水素の比および炭素原子が互いに結合する方法においても異なる。”
オレフィン—アルケンとしても知られている—と芳香族は不飽和炭化水素です。 アルカンは、原油中に天然に存在する唯一の飽和炭化水素である。
炭化水素クラスの特性
大きな炭化水素分子と長く複雑な炭化水素分子鎖は、より大きな燃料密度に相当します。 燃料密度は、燃料の各体積中のエネルギー量であり、例えば、ディーゼルのガロンまたはリットル中のエネルギー量である。 軽い燃料はガソリンおよびガス州の燃料-天燃ガス（メタン）、プロパン、等を好みます。 -小さい炭化水素の分子および短い分子の鎖から成って下さい。 その結果、軽質燃料はエネルギー密度が低い。
大規模な炭化水素と長い炭化水素分子鎖は、ディーゼル、ディーゼル燃料、バンカー燃料（残留油）などの重油中のほとんどの炭化水素を構成しています。 それは、大きな炭化水素分子および分子鎖が高いエネルギー密度を有するためである。 炭化水素分子のサイズおよび長さに加えて、炭素対水素比は密度において役割を果たす。 水素原子に関連する炭素原子の数は、燃料の重量および密度を決定する。 分子の炭素対水素比中の炭素原子の数が大きいほど、または水素原子の数が少ないほど、燃料のエネルギー密度が高くなります。
水素対炭素比の高い炭化水素は、炭素対水素比の高い炭化水素よりも軽い。 その理由は、水素は地球上で最も軽い元素です。 プロパンや天然ガス（メタン）のようなガス州の化石燃料は、水素から炭素までの数が高いため、非常に軽いという理由に従います。 スペクトルの反対側の端では、ディーゼルや重油のような厚くて重い化石燃料は炭素含有量が高い。
炭素と水素の比が大きいほど、燃料の密度が高くなります。
炭化水素と燃料密度
エネルギー密度は、燃費や排出量からエンジン寿命までのすべてに影響します。 燃費、排出-汚染-およびエンジンの消耗は炭化水素の分子のサイズおよび炭化水素の分子の鎖の長さのプロダクトである。
炭素と水素の比が高いほど、燃料中のエネルギーが多くなり、燃料がきれいに燃焼します。 例えば、ガソリンのガロンのエネルギー密度は、ディーゼルのガロンのエネルギー密度よりもかなり小さい。 “ディーゼルとガソリンは、単位質量当たりのエネルギーがほぼ同じです（発熱量が低く、約41MJ/kg）。 ディーゼルの密度は、ガソリンの740kg/m3と比較して約833kg/m3です。 これはディーゼルに容積ごとの約13%の高エネルギー密度を、”によると与えますStackExchange.com…..
その結果、少なくとも一部では、ディーゼルエンジンはガソリンエンジンの同等のものよりも25から35パーセント燃費が良く、最後の2から3倍の長さである。
炭化水素の4つのクラス
繰り返しになりますが、炭化水素のクラスはパラフィン、ナフテン、オレフィン、芳香族の4つだけです。 炭化水素の唯一の四つのクラスがあるので、必然的に、それは化石燃料中の炭化水素が四つのクラスのいずれかに入ることを意味します。 しかし、ディーゼルだけでなく、化石燃料の他のすべてのタイプの異なる炭化水素の種類の何百もあります。
ディーゼル単体には500種類以上の炭化水素が含まれています。 また、ディーゼル中の炭化水素の多くは、ガソリンやその他の化石燃料にも存在します。 化石燃料には炭化水素が共通していますが、化石燃料を分離するのは大規模な炭化水素分子と小規模な炭化水素分子の比率です。 すべての化石燃料中の炭化水素混合物のための式があります。
同様に、ディーゼルのための炭化水素式があります。
ディーゼル中の炭化水素のカテゴリとクラス
炭化水素の四つのクラスは、二つのカテゴリのいずれかに分類されます。 炭化水素がどの四つのクラスに該当するかにかかわらず、炭化水素は飽和炭化水素または不飽和炭化水素のいずれかである。 飽和炭化水素と不飽和炭化水素の比率は、ディーゼル中で変化する。
しかし、その比率は、典型的には、すべての不飽和炭化水素に対する約4つの飽和炭化水素である。
炭化水素類については、ディーゼル中の炭化水素は三つのカテゴリーのいずれかに該当する。: パラフィン、芳香族化合物およびナフテン。 オレフィンは、原油では珍しいので、ディーゼル燃料では非常に珍しいです。 “オレフィンは原油中ではほとんど発生しません。”エネルギー技術ネットワークの高度な自動車燃料部門が説明しているように、ディーゼル燃料は主にパラフィン、香料、ナフテンで構成されています。 ディーゼル燃料はおよそ12-20の炭素原子が付いている炭化水素を含み、沸騰範囲は170と360°C.の間にあります。”
飽和炭化水素—アルカン—は何ですか
飽和炭化水素は、ディーゼル燃料中の炭化水素の大部分を構成しています。 ディーゼル中の炭化水素の約75％は飽和炭化水素である。 炭化水素にはさまざまな種類があるように、飽和炭化水素やアルカンにはさまざまな種類があります。
異なる種類のアルカン—飽和炭化水素—は、水素原子と炭素原子の数が異なります。 そして、異なるアルカンは、異なる水素対炭素比を有する。 ディーゼル燃料には2種類のアルカンがあります: パラフィンおよびナフテン。 「パラフィンとナフテンは、炭素骨格を破壊することなく水素を添加することができないため、飽和炭化水素に分類されます。”
パラフィン炭化水素
通常のパラフィンは一本鎖分子である。 炭素原子の骨格があります。 炭素原子に結合しているのは、1〜3個の水素原子の間である。 「通常のパラフィンは、炭素原子が結合して鎖状の分子を形成し、各炭素は末端のものを除いて、両側の2つの他のものに結合しています。”しかし、炭化水素の異なる種類があるため、異なる化石燃料があるという事実に似て—飽和および不飽和—パラフィンの異なる種類があります。 通常のパラフィンに加えて、イソパラフィンもある。
イソパラフィン炭化水素
イソパラフィンは通常のパラフィンと同じ炭素骨格を持っています。 しかし、イソパラフィンは、炭素原子の骨格に加えて、炭素分岐を有する。 含意は、異なるパラフィン炭化水素は、鎖中に同じ数の炭素原子および水素原子を有することができるが、異なる構造を有することができる。
“イソパラフィンは同様の炭素骨格を持っていますが、それらはまた、骨格から分岐する一つ以上の炭素を持っています。 正常なデカンおよび2,4-dimethyloctaneに同じ化学式、C10H22、異なった化学および物理的性質があります。 このような化合物は、同じ化学式ではあるが原子の配置が異なる構造異性体と呼ばれます。”
シクロアルカン炭化水素（ナフテン）
パラフィン炭化水素は、単鎖分子や枝を持つ鎖分子に加えて、両端が結合してループを作る鎖にも発展します。 ループするパラフィン炭化水素はシクロアルカンまたはナフテンである。
そして、各アルカンタイプは、多数の異なるタイプを有することができる。
“温度と圧力（STP）の標準条件下では、アルカンシリーズの最初の四つのメンバー（メタン、エタン、プロパン、ブタン）は気体状であり、C5H12（ペンタン）からn-ヘプタデカン（C17H36）までの化合物は液体（液体燃料（ガソリン、ジェット燃料、ディーゼル燃料など）に見られる炭化水素の大きな画分を構成する）であるのに対し、n-オクタデカン（C18H38）またはより重い化合物である。stpでワックス様固体として分離して存在する。 これらのより重いパラフィンはより軽いパラフィンか他の炭化水素で溶け、ディーゼル燃料および重油で見つけることができます。 C1からC40までのパラフィンは、通常、原油（固体粒子としてではなく、液体溶液中の重いアルカン）に現れ、体積で原油の20％までを表す。”
ディーゼル燃料の残りの成分は芳香族、不飽和炭化水素である。
ディーゼル中の不飽和炭化水素—芳香族—は何ですか
芳香族は不飽和炭化水素です。 芳香族化合物は、ディーゼル燃料中の非アルカンを構成する。 “ディーゼル燃料に15から37%の容積の範囲で芳香族化合物の内容がある。「芳香族化合物には、モノ芳香族、ジ芳香族、トリ芳香族の3つのタイプがあります。 何百もの特定のタイプのディーゼルに芳香族化合物がある間、現代的なディーゼルの主要な部分を構成する半ダースだけがある。
ディーゼルの中で最も一般的な芳香族化合物は次のとおりです:
- ベンゼン
- トルエンまたはメチルベンゼン
- m-キシレンまたは1,3-ジメチルベンゼン
- エチルベンゼン
- プロピルベンゼン
- イソプロピルベンゼン
芳香族化合物の利点と欠点
芳香族化合物は、ディーゼルの二つの重要な資質に重要な役割を果たしています。 まず、芳香族化合物の数が多いほど、粘度が高くなります。 だから、ディーゼル中の芳香族化合物が多いほど、それはより多くの流体です。 さらに、芳香族化合物は揮発性炭化水素であり、芳香族化合物はディーゼルエンジンの寒さの開始に役立つことを意味する。 そして、より多くの芳香族化合物、ディーゼル燃料のより高いセタンの評価。 しかし、特に環境に関して、芳香族化合物の欠点もある。
芳香族化合物は、燃焼するとアルカンよりも汚れた排出を生成します。 “芳香族化合物は、ベンゼンや多芳香族化合物などの排気ガス中の発癌性化合物につながる可能性があります。 ガソリン中のオレフィンは、排気ガス中の反応性オレフィンの濃度の増加につながる可能性があり、そのうちのいくつかは発癌性、毒性、またはオゾン”
ディーゼル中の良い炭化水素と悪い炭化水素
ディーゼル燃料は、伝統的な環境保護主義者によれば、”きれいな”燃料ではありません。 その理由は、粒子状物質、およびディーゼルの燃焼に関連するスモッグである。 しかし、ディーゼルエンジンによって生成される黒煙は、煙突、火山、森林火災からの煙とほとんど違いはありません。 醜いながら、過去のディーゼルエンジンが生産した黒い煙は、単に未燃焼の炭化水素でした。
間違いなく、燃焼エンジンからの最も危険な排出物は、排出物に見られる目に見えないガスです。 一酸化炭素は、例えば、ディーゼル機関によって極端に低い量で生産される。 一方、ガソリンエンジンはかなりの量を生産します。
ディーゼルを他の化石燃料から分離する理由は、ある炭化水素が別の炭化水素よりも普及しているためです。 “ナフテンは、環状脂肪族炭化水素または単にシクロアルカンのクラスです。”単純に、ナフテンはループするアルカンです。 つまり、ナフテンはエネルギーが豊富で非常に密であることを意味します。 さらに重要なのは、ナフテンからの排出は有毒ではないことです。
すべての化石燃料が大量のパラフィン（アルカン）と芳香族化合物を持っているが、すべての化石燃料が大量のナフテンを持っているわけではない。 ナフテンの代わりに、ガソリンやガス状態の化石燃料のような軽油の第三の成分はアルケンです。 アルケンは有毒である。 したがって、基本的なレベルでは、ディーゼルはガソリンや他の軽ガス燃料とは異なりますナフテン、貴重な、非毒性の排出物が炭化水素を生成するた
ディーゼル炭化水素は、他の化石燃料と比較して
幸いなことに、”クリーン”な炭化水素は、エネルギー密度が高い炭化水素と同じです。 同様に、人々に有毒であり、大気および環境を損傷する炭化水素は、エネルギー密度が高いものではない炭化水素でもある。 ディーゼルには排出ガス汚染に関する問題がありますが、これらの問題は炭化水素関連ではありません。 通常のディーゼルの硫黄は有毒ですが、低硫黄ディーゼルはガソリンよりも汚染がかなり少ないです。
ディーゼルは、ガソリンよりもアルカン含有量が高く、芳香族化合物含有量が低い。 さらに、ガソリンに高いアルケンの内容があります。 アルケンは有毒な排出物を生成します。 アルケンではなく、ディーゼルにはアルカンの一種であるナフテンが含まれています。 アルカンは排出に関して炭化水素の最もきれいなクラスである。 そして、ナフテンはすべての炭化水素の中で最高のエネルギー密度を持っています。
炭化水素の排出量に関しては、ディーゼルは最もクリーンな化石燃料です。