Главная » Всё о жидком топливе
A+ R A-

Всё о жидком топливе (1)

Всё о жидком топливе ________________________________________ 1.1. Свойства и состав нефти Основной источник получения жидкого топлива – переработка нефти. Нефть - это маслянистая, опалесцирующая жидкость с характерным запахом. Аромат нефти придают сопутствующий ей сероводород, остатки растительных и животных организмов. Каждая нефть имеет только ей присущий цвет: темно-зеленая нефть Кавказа, желтоватая нефть Сибири, розоватая нефть Белоруссии, абсолютно черная нефть Мангышлака. Нефть легче воды, ее протность колеблется от 0,7 до 0,9 г/см3. Многокомпонентный и сложный состав нефти отражается в чрезвычайно больших диапазонах колебания ее средней относительной молекулярной массы. В состав нефти входят: парафины (алканы); нафтены (циклоалканы); ароматические углеводороды (арены); гетероатомные соединения (углеводороды, в состав которых входят иные атомы, кроме С и Н); S-,N-,O-содержащие соединения; смолы, асфальтены; карбены, карбиды (обедненные водородом высокомолекулярные соединения). Олефины (алкены) образуются во всех процессах переработки нефти, но в сырой нефти отсутствуют. Анализ показывает, что основными элементами нефти являются углерод (82-87%) и водород (11-15%). Остальные элементы (кислород, азот, сера) обычно составляют в сумме не более 10%, и только в тяжелых смолистых фракциях их содержание более значительно. Именно соотношение «углерод – водород» является отличительным признаком нефти от других видов горючих ископаемых. Природные нефти и продукты их перегонки содержат парафиновые (метановые), циклические (насыщенные) и ароматические углеводороды. В незначительных количествах иногда встречаются ненасыщенные углеводороды. По характеру преобладания той или иной группы углеводородов, нефти подразделяются на метановые, нафтеновые, ароматические. Метановые (парафиновые) углеводороды нефти содержат от одного до сорока атомов углерода в цепи. Первые пять соединений (от С1 до С5) в обычных условиях газообразны. Они в основном входят в природные или попутные газы, находясь в нефти в растворенном состоянии. В их составе преобладает метан (до 70%). Наряду с газообразными и жидкими углеводородами, нефти содержат высококипящие (~3000С) вещества, которые в обычных условиях бывают твердыми. Средняя относительная молекулярная масса их может быть близка к 500, что соответствует полимерам, содержащим в цепи 40 атомов углерода. Из твердых углеводородов нефти можно выделить три основных компонента – парафин, церезин и озокерит. Парафин – белый полупрозрачный продукт с температурой плавления 600С; он содержит в основном смесь предельных углеводородов нормального строения. Церезин состоит преимущественно из слаборазветвленных изопарафинов; температура его плавления близка к 800С. Озокерит представляет собой смесь высококипящих предельных углеводородов. Нафтены объединяют циклопарафиновые соединения. Это могут быть и моно-, и полициклические соединения с общей формулой CnH2n, CnH2n-2, CnH2n-4. Атомы углерода в них соединены простой одинарной связью в циклические структуры, содержащие чаще всего каркас из пяти и шести углеродных атомов. Обычно в нефтях может находиться до 80% циклопарафинов. Нафтены имеют более высокую температуру кипения и плавления, чем метановые углеводороды с тем же числом атомов углерода. Последняя группа углеводородов в составе нефти – ароматические. Их содержание в нефти может доходить до 35%. Ароматические углеводороды имеют более высокую температуру кипения, чем нафтеновые компоненты углеводородной части нефти. Этот класс соединений особенно беден водородом и обладает более высокой термической устойчивостью. Ароматические углеводороды представлены в нефти моно- и полициклическими соединениями. Алкены в природных нефтях содержатся в крайне малых количествах. Также невелико содержание в нефти кислород- и азотсодержащих соединений. Основное количество кислородсодержащих соединений нефти приходится на органические кислоты и фенолы. Азотсодержащие соединения находятся в нефти в виде гетероциклических соединений, одно из них – производное пиррола – порфирин. Продукты преобразования его придают нефти такое отличительное свойство, как оптическая активность. Следует отметить сернистые соединения, содержащиеся в нефти: неорганические соединения – сероводород и свободная сера, органические – меркаптаны, алифатические сульфиды, сульфоновые кислоты, эфиры серной кислоты. Содержание сернистых соединений достаточно высоко и может достигать 6%. Они ухудшают качество нефти, снижают ее потребительную стоимость. После отгонки всех остальных фракций нефти остаются смолы – сложная смесь высокомолекулярных продуктов. Их в нефти может быть довольно много – до 40%. Один из компонентов смол – асфальтен. Это смесь твердых высоплавких веществ черного цвета. Наряду с органическими соединениями в состав нефти входят соли различных неорганических кислот. Нефть извлекает их, проходя через различные слои породы. Эти соединения играют значительную роль в характеристике зольного остатка после сожжения нефти. Содержание золы составляет сотые доли процента, а на долю металлов в них приходится до 60%. 1.2. Фракционная перегонка нефти Топливо получают из сырой нефти путем фракционной прегонки. Каждая фракция, полученная в результате пергонки, представляет собой смесь углеводородов, кипящих в определенном интервале температур (табл. 1.). Таблица 1 Фракции, получаемые при перегонке нефти Фракция Содер-жание,% Число атомов углерода в молекуле Интервал температур кипения, 0С Применение 1 2 3 4 5 Газ 2 1 – 4 0 – 20 Топливо Петролейный эфир 2 5 – 7 20 – 100 Растворитель Продолжение табл. 1 1 2 3 4 5 Бензин 32 5 – 12 30 – 200 Моторное топливо Керосин 18 12 – 18 175 – 300 Дизельное и реактивное топливо Газойль (со-ляровое масло) 20 14 – 25 200 – 400 Используется в ди-зельных двигателях Смазочные масла 20 – 35 350 – 500 Смазка Парафин 25 – 40 Твердая часть, выделяемая из масел Изоляционный материал в электротехнике Битум (асфальт) 25 >35 >500 Покрытие дорог и кровли зданий Газовая фракция. Газы, получаемые при переработке нефти, представляют собой простейшие неразветвленные алканы: этан, пропан и бутаны. Эта фракция имеет промышленное название нефтезаводской (нефтяной) газ. Ее удаляют из сырой нефти до того, как подвергнуть ее первичной перегонке, или же выделяют из бензиновой фракции после первичной перегонки. Нефтезаводской газ используют в качестве газообразного горючего или же подвергают его сжижению под давлением, чтобы получить сжиженный нефтяной газ. Последний поступает в продажу в качестве жидкого топлива или используется как сырье для получения этилена на крекинг-установках. Бензиновая фракция. Эта фракция используется для получения различных сортов моторного топлива. Она представляет собой смесь различных углеводородов, которую нередко подвергают термическому риформингу. Качество бензина как моторного топлива определяется его октановым числом. Оно указывает процентное объемное содержание 2,2,4-триметилпентана (изооктана) в смеси 2,2,4-триметилпентана и гептана (алкан с неразветвленной цепью), которая обладает такими же детонационными характеристиками горения, как и испытуемый бензин. Плохое моторное топливо имеет нулевое октановое число, а хорошее топливо - октановое число 100. Октановое число бензиновой фракции, получаемой из сырой нефти, обычно не превышает 60. Характеристики горения бензина улучшаются при добавлении в него антидетонаторной присадки, в качестве которой используется тетраэтилсвинец(IV), Рb(С2Н5)4. Тетраэтилсвинец представляет собой бесцветную жидкость, которую получают при нагревании хлорэтана со сплавом натрия и свинца. При горении бензина, содержащего эту присадку, образуются частицы свинца и оксида свинца(II). Они замедляют определенные стадии горения бензинового топлива и, тем самым, препятствуют его детонации. Вместе с тетраэтилсвинцом в бензин добавляют еще 1,2-дибромэтан. Он реагирует со свинцом и свинцом(II), образуя бромид свинца(II). Поскольку бромид свинца(II) представляет собой летучее соединение, он удаляется из автомобильного двигателя с выхлопными газами. Лигроин (нафта). Эту фракцию перегонки нефти получают в промежутке между бензиновой и керосиновой фракциями. Она состоит преимущественно из алканов. Большую часть лигроина, получаемого при перегонке нефти, подвергают риформингу для превращения в бензин. Однако значительная его часть используется как сырье для получения других химических веществ. Керосин. Керосиновая фракция перегонки нефти состоит из алифатических алканов, нафталинов и ароматических углеводородов. Часть ее подвергается очистке для использования в качестве источника насыщенных углеводородов-парафинов, а другая часть подвергается крекингу с целью превращения в бензин. Однако основная часть керосина используется в качестве горючего для реактивных самолетов. Газойль. Эта фракция переработки нефти известна под названием дизельного топлива. Часть ее подвергают крекингу для получения нефтезаводского газа и бензина. Однако, главным образом, газойль используют в качестве горючего для дизельных двигателей. В дизельном двигателе зажигание топлива производится в результате повышения давления. Поэтому они обходятся без свечей зажигания. Газойль используется также как топливо для промышленных печей. Мазут. Эта фракция остается после удаления из нефти всех остальных фракций. Большая его часть используется в качестве жидкого топлива для нагревания котлов и получения пара на промышленных предприятиях, электростанциях и в корабельных двигателях. Однако некоторую часть мазута подвергают вакуумной перегонке для получения смазочных масел и парафинового воска. Смазочные масла подвергают дальнейшей очистке путем экстракции растворителя. Темный вязкий материал, остающийся после вакуумной перегонки мазута, называется «битум», или «асфальт». Он используется для изготовления дорожных покрытий. 1.3. Другие способы переработки нефти Для переработки нефти используют также крекинг и риформинг. Крекинг. В процессе крекинга крупные молекулы высококипящих фракций сырой нефти расщепляются на меньшие молекулы, из которых состоят низкокипящие фракции. В результате крекинга получают бензины, а также алкены, необходимые как сырье для химической промышленности. Крекинг, в свою, очередь подразделяется на три важнейших типа: гидрокрекинг, каталитический крекинг и термический крекинг. Гидрокрекинг. Эта разновидность крекинга позволяет превращать высококипящие фракции нефти (воски и тяжелые масла) в низкокипящие фракции. Процесс гидрокрекинга заключается в том, что подвергаемую крекингу фракцию нагревают под очень высоким давлением в атмосфере водорода. Это приводит к разрыву крупных молекул и присоединению водорода к их фрагментам. В результате образуются насыщенные молекулы небольших размеров. Гидрокрекинг используется для по¬лучения газойля и бензинов из более тяжелых фракций. Каталитический крекинг. Этот метод приводит к образованию смеси насыщенных и ненасыщенных продуктов. Каталитический крекинг проводится при сравнительно невысоких температурах, а в качестве катализатора используется смесь кремнезема и глинозема. Таким путем получают высококачественный бензин и ненасыщенные углеводороды из тяжелых фракций нефти. Термический крекинг. Крупные молекулы углеводородов, содержащихся в тяжелых фракциях нефти, могут быть расщеплены на меньшие молекулы путем нагревания этих фракций до температур, превышающих их температуру кипения. Как и при каталитическом крекинге, в этом случае получают смесь насыщенных и ненасыщенных продуктов. Термический крекинг имеет особенно важное значение для получения ненасыщенных углеводородов, например, этилена и пропена. Для термического крекинга используются паровые крекинг-установки, в которых углеводородное сырье нагревают в печи до 800°С и разбавляют паром. Это увеличивает выход алкенов. После того, как крупные молекулы исходных углеводородов расщепятся на более мелкие молекулы, горячие газы охлаждают водой, которая превращается в сжатый пар. Затем охлажденные газы поступают в ректификационную (фракционную) колонну, где они охлаждаются до 40°С. Конденсация более крупных молекул приводит к образованию бензина и газойля. Несконденсировавшиеся газы сжимают в компрессоре, который приводится в действие сжатым паром, полученным на стадии охлаждения газов. Окончательное разделение продуктов производится в колоннах фракционной перегонки. Риформинг. В отличие от процессов крекинга, которые заключаются в расщеплении более крупных молекул на менее крупные, процессы риформинга приводят к изменению структуры молекул или к их объединению в более крупные молекулы. Риформинг используется в переработке сырой нефти для превращения низкокачественных бензиновых фракций в высококачественные фракции. Кроме того, он используется с целью получения сырья для нефтехимической промышленности. Процессы риформинга могут быть подразделены на три типа: изомеризация, алкилирование, а также циклизация и ароматизация. Изомеризация. В этом процессе молекулы одного изомера подвергаются перегруппировке с образованием другого изомера. Процесс изомеризации имеет очень важное значение для повышения качества бензиновой фракции, получаемой после первичной перегонки сырой нефти. Процесс нагрева данной фракции до 500-600°С под давлением 20-50 атм носит название термического риформинга. Для изомеризации неразветвленных алканов может также применяться каталитический риформинг. Например, бутан можно изомеризовать, превращая его в 2-метилпропан, с помощью катализатора из хлорида алюминия при температуре 100°С или выше. Алкилирование. В этом процессе алканы и алкены, которые образовались в результате крекинга, воссоединяются с образованием высокосортных бензинов. Такие алканы и алкены обычно имеют от двух до четырех атомов углерода. Процесс проводится при низкой температуре с использованием сильнокислотного катализатора, например, серной кислоты. Циклизация и ароматизация. При пропускании бензиновой и лигроиновой фракций, полученных в результате первичной перегонки сырой нефти, над поверхностью таких катализаторов, как платина или оксид молибдена(VI), на подложке из оксида алюминия, при температуре 500°С и под давлением 10-20 атм происходит циклизация с последующей ароматизацией гексана и других алканов с более длинными неразветвленными цепями. Отщепление водорода от гексана, а затем от циклогексана, называется дегидрированием. Риформинг этого типа в сущности представляет собой один из процессов крекинга. Его называют платформингом, каталитическим риформингом или просто риформингом. В некоторых случаях в реакционную систему вводят водород, чтобы предотвратить полное разложение алкана до углерода и поддержать активность катализатора. В этом случае процесс называется гидроформингом. Очистка от серы. Сырая нефть содержит сероводород и другие соединения, содержащие серу. Содержание серы в нефти зависит от месторождения. При перегонке сырой нефти органические соединения, содержащие серу, расщепляются, и в результате образуется дополнительное количество сероводорода. Сероводород попадает в нефтезаводской газ или во фракцию сжиженного нефтяного газа. Поскольку сероводород обладает свойствами слабой кислоты, его можно удалить, обрабатывая нефтепродукты каким-либо слабым основанием. Из полученного, таким образом, сероводорода можно извлекать серу, сжигая сероводород в воздухе и пропуская продукты сгорания над поверхностью катализатора из оксида алюминия при температуре 400°С. 1.4. Эксплуатационные, физико-химические свойства и показатели качества нефтепродуктов Температура застывания нефтепродукта - температура, при которой нефтепродукт теряет подвижность в условиях испытания. Испаряемость нефтепродукта - эксплуатационное свойство, характеризующее способность нефтепродукта переходить из жидкого состояния в газообразное. Летучесть нефтепродукта - физико-химическое свойство, определяющее давление насыщенных паров нефтепродукта. Воспламеняемость нефтепродукта - эксплуатационное свойство, характеризующее пожаро- и взрывоопасность смеси паров нефтепродукта с воздухом. Температура вспышки нефтепродукта - минимальная температура, при которой происходит кратковременное воспламенение паров нефтепродукта от пламени в условиях испытания. Температура самовоспламенения нефтепродукта – температура возгорания паров нефтепродукта без контакта с пламенем в условиях испытания. Температура воспламенения нефтепродукта - температура, при которой нефтепродукт, нагреваемый в условиях испытания, загорается и горит не менее 5 с. Детонационная стойкость - физико-химическое свойство, определяющее способность бензина сгорать без взрыва в двигателе с искровым зажиганием. Октановое число - показатель, указывающий детонационную стойкость бензина в единицах эталонной шкалы. Цетановое число - показатель, указывающий скорость нарастания давления при сгорании жидкого нефтяного топлива в поршневых двигателях с воспламенением топливно-воздушной смеси от сжатия, выраженный в единицах эталонной шкалы. Склонность нефтепродукта к отложениям - эксплуатационное свойство, характеризующее способность нефтепродукта образовывать жидкие и твердые отложения. Термостойкость нефтепродуктов - физико-химическое свойство, определяющее способность нефтепродукта противостоять химическим превращениям под действием высоких температур. Термоокисляемость нефтепродукта - термостойкость нефтепродукта в присутствии кислорода или воздуха. Детергентность нефтепродукта - физико-химическое свойство, определяющее способность нефтепродукта диспергировать и удерживать частицы отложений во взвешенном состоянии. Коксуемость нефтепродукта - показатель, указывающий склонность нефтепродукта образовывать коксовые отложения при сгорании. Зольность нефтепродукта - показатель, указывающий наличие в нефтепродукте несгораемых веществ. Коррозионное свойство нефтепродукта - физико-химическое свойство, определяющее склонность нефтепродукта оказывать корродирующее действие на металлы. Динамическая вязкость нефтепродукта - мера внутреннего трения нефтепродукта, равная отношению тангенциального напряжения к градиенту скорости сдвига при ламинарном течении ньютоновской жидкости. Кинематическая вязкость - Отношение динамической вязкости к плотности нефтепродукта. Температура каплепадения нефтепродукта - температура падения первой капли пластичного нефтепродукта, нагреваемого в капсуле специального термометра. Токсичность нефтепродукта - эксплуатационное свойство, характеризующее воздействие нефтепродукта или продуктов его разложения и сгорания на человека и окружающую среду. 1.5. Классификация нефтяных жидких топлив по назначению Нефтяные жидкие топлива по основному назначению подразделяются на группы и подгруппы в соответствии с табл.2. Таблица 2 Группа топлива Подгруппа топлива Обозначение марки топлива Бензин Газотурбинное Дизельное Мазут Бытовое Авиационный Автомобильный Реактивное Для судовых и стационарных энергетических установок (судовое) Для быстроходных двигателей (дистиллятное) Для среднеоборотных и малооборотных двигателей (смесевое) Флотский Топочный Мартеновский Печное Керосин Б А Р Г Д ДТ Ф М МП П К 1.6. Бензин Бензин – самый важный продукт переработки нефти; из сырой нефти производится до 50% бензина. Эта величина включает природный бензин, бензин крекинг-процесса, продукты полимеризации, сжиженные нефтяные газы и все продукты, используемые в качестве промышленных моторных топлив. Каждому процессу переработки нефти предъявляются требования по количеству и качеству производимого бензина. Состав. Промышленный бензин представляет собой смесь углеводородов в интервале т.кип. 30–200°C. Некоторые бутаны, кипящие при температуре ниже 38°С, имеют высокое давление паров. Углеводороды в бензине включают многие изопарафины, а также ароматические углеводороды и нафтены, а в бензинах, полученных при крекинге, содержится от 15 до 25% олефинов. Октановое число углеводородов снижается в следующем порядке: изопарафины > ароматические > олефины > нафтены > н-парафины. Имеются различия между компонентами каждой из этих групп, зависящие от структуры молекул и точки кипения. Различные компоненты дают свой вклад в октановое число бензиновых смесей. Крекинг-бензины содержат значительный процент тех компонентов, при смешении которых образуется моторное топливо. Однако их прямое использование во многих странах законодательно ограничивается, поскольку они содержат заметное количество олефинов, а именно олефины являются одной из главных причин образования фотохимического смога. Классификация бензинов. Бензины классифицируются по разным показателям, включая интервалы температур кипения, октановое число, содержание серы. Интервалы температур кипения. Большинство бензинов кипит в интервале 30–200°С. Высокое содержание низкокипящих компонентов, таких, как бутаны и пентаны, обусловливает исключительно высокое давление паров и в теплое время является причиной образования паровых пробок, когда газовые пузырьки препятствуют течению топлива по узким трубам двигателей и тепловых установок. В то же время недостаток низкокипящих компонентов служит причиной трудностей запуска двигателя зимой. Октановое число. Октановое число – наиболее важная характеристика бензина. Оно обычно определяется в одноцилиндровой стационарной установке, снабженной различными приборами для регистрации склонности к детонации. Нормальный гептан (семь атомов углерода в линейной цепи) детонирует очень легко; для него принято нулевое октановое число. Изооктан (восемь атомов углерода в разветвленной цепи) не детонирует до тех пор, пока не будут достигнуты экстремальные условия давления, температуры и нагрузки; для него произвольно установлено октановое число 100. При испытании бензина с неизвестными детонационными свойствами его сравнивают со смесью гептана и изооктана, имеющей такую же способность к детонации, как и испытуемый бензин; октановое число бензина – это процентное содержание изооктана в такой смеси. Октановое число, определенное таким образом, не всегда соответствует характеристике в многоцилиндровом двигателе в дорожных условиях при изменяющихся скоростях, нагрузках и ускорениях. В нефтяной промышленности используются два метода, делающие это сравнение более реальным, – моторный метод и исследовательский метод. Октановое число определяется как среднее из двух таких определений. Присадки. Практически все бензины содержат различные присадки, в том числе ингибиторы смолообразования и небольшое количество красителя. Законодательством многих промышленно развитых стран существенно снижен допустимый уровень соединений свинца в бензине (этилированный бензин, т.е. содержащий добавки тетраэтилсвинца, повышающие октановое число бензина). Антидетонаторы — это вещества, которые добавляют к бензинам (не более 0,5%) для улучшения антидетонационных свойств. Достаточно эффективным антидетонатором является тетраэтилсвинец (ТЭС) Pb(C2H5)4.Однако бензин с ТЭС и продукты его сгорания очень токсичны. В настоящее время найдены новые антидетонаторы на основе марганец-органических соединений типа циклопентадиенпентакарбонилмарганца С5Н5Мn(СО)5. Они менее токсичны и обладают лучшими антидетонационными свойствами. Добавление этих антидетонаторов к хорошим сортам бензина позволяет получать топливо с октановым числом до 135. Характеристики бензинов. Основным эксплуатационным свойством бензинов является детонационная стойкость. Детонация — это процесс очень быстрого сгорания рабочей смеси (взрывной) с образованием в камере сгорания ударных волн. Детонация приводит к прогоранию поршней и выпускных клапанов. Внешние признаки детонации — характерный металлический стук и вибрация, черный цвет отработавших газов (дым), неровная работа двигателя. Детонационные свойства оцениваются октановым числом, которое в свою очередь определяется двумя методами — исследовательским и моторным. Чем выше октановое число, тем больше стойкость к детонации, тем больше и возможная степень сжатия двигателя, а следовательно, и больше мощность и экономичность. Качество бензина определяется степенью загрязнения механическими примесями, содержанием кислот, щелочей, органических соединений, сернистых соединений, в присутствии которых повышается интенсивность износа двигателя (механические примеси), усиливается смолообразование и нагарообразование, коррозионное воздействие на детали. Маркировка. В СНГ в настоящее время производят бензины: А-72, А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95 и АИ-98. Они выпускаются этилированными, малоэтилированными и неэтилированными, летних и зимних сортов. Все этилированные бензины окрашивают: А-72 — розовый; А-76 — желтый; АИ-93 — оранжево-красный; АИ-98 — синий. Хранение.При длительном хранении бензина его качество снижается. Обычно на одну-две единицы уменьшается октановое число и возрастает количество смол за счет окисления углеводородов, которые входят в состав бензина. Смолы, содержащиеся в бензине, образуют вязкие, липкие соединения коричневого цвета, которые оседают на всех деталях, соприкасающихся с бензином или его парами. На процессы окисления бензина оказывает влияние ряд факторов. Медь и ее сплавы сильно ускоряют окисление, поэтому бензин в баке автомобиля, где имеются латунные заборная трубка и фильтрующая сетка, окисляется быстрее, чем в железной канистре. Способствует окислению и свободный доступ воздуха в емкость с бензином. В теплое время года процессы окисления протекают значительно интенсивнее, чем зимой. Бензин лучше всего сохраняется в плотно закрытой таре и в прохладном месте. Для этой цели пригодны канистры и подобные им емкости. 1.7. Керосин Керосин – это легчайшее и наиболее летучее жидкое топочное топливо. Используется как компонент моторного топлива. Хороший керосин должен иметь особый цвет (приблизительно 250–300 мм по шкале Штаммера для нефтепродуктов), достаточную вязкость для устойчивой и равномерной пропитки фитиля, должен гореть ясным высоким пламенем без копоти или отложения твердых углистых осадков на фитиле, копоти в дымоходах и на ламповом стекле. Безопасность керосина при использовании в осветительных лампах определяется стандартным тестом на вспышку. Керосин медленно нагревают в небольшой стеклянной или металлической чашке и к поверхности периодически прикасаются пламенем до тех пор, пока не появится небольшой дымок, соответствующий точке воспламенения. На основе прямогонных керосиновых фракций получают реактивные топлива. Фракционный состав реактивных топлив различных марок различается. 1.8. Топливо для реактивных двигателей. Основные требования, предъявляемые к реактивным топливам: 1. Обеспечение требуемой испаряемости топлива. 2. Низкая температура начала кристаллизации (не выше -600С). 3. Высокая теплота сгорания топлива (низшая теплота сгорания должна быть для реактивных топлив не менее 43120 кДж/кг). 4. Низкая склонность к образованию отложений (образование нагара, который определяется долей ароматических углеводородов и продолжительностью окисления). Содержание ароматических углеводородов для дозвуковой авиации не более 22%, для сверхзвуковой не более 10%, для марки Т-6 и для Т-8В также не более 22%. 5. Термоокислительная стабильность (в течение 4-5 часов при температуре 1500С, определяют количество осадка, в течение 4 часов- количество осадка не должно превышать более 8 мг/100см3. 6. Низкая коррозионная активность (агрессивность), определяется содержанием общей серы, (содержание гетероатомных соединений не должно превышать 0,1% при содержании меркаптановой серы не более 0,003%). Сульфидная, теофеновая, теофановая сера не обладает коррозионной активностью. Содержание кислот, щелочей и механических примесей недопустимы. 7. Важной характеристикой топлива является Иодное число, котороеопределяет содержание непредельных углеводородов, образующихся в процессе ректификации (выражается в граммах J2на 100 грамм продукта). Норма не более 1 грамма J2 на 100 грамм продукта. В топливах для сверхзвуковой авиации при необходимости добавляют моюще-диспергирующие (детергентно-диспергирующие) присадки, которые необходимы для предотвращения прилипания частичек нагара к металлической поверхности. Эти поверхностно-активные вещества, препятствуют слипанию, укрупнению продуктов нагара или отложений. 1.9. Дизельное топливо Дизельные топлива представляют собой фракцию от температуры начала кипения 140 - 2000С и до температуры конца кипения 330 – 3600С. Дизельное топливо используется в дизельных двигателях, где сжигание топлива происходит путем самовоспламенения топлива при повышении температуры до 7000С при сжатии воздуха. Топливо впрыскивается в жидком виде в форсунки и самовоспламеняется. Условия воспламенения топлива в дизелях отличаются от таковых в карбюраторных двигателях. Преимуществом первых является возможность осуществления высокой степени сжатия (до 18 в быстроходных дизелях), вследствие чего удельный расход топлива в них на 25—30 % ниже, чем в карбюраторных двигателях. В то же время дизели отличаются большей сложностью в изготовлении, большими габаритами. По экономичности и надежности работы дизели успешно конкурируют с карбюраторными двигателями. Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива: цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя; фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработавших газов двигателя; вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыливание в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования; низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива; степень чистоты, характеризующая надежность работы фильтров грубой и тонкой очистки и цилиндропоршневой группы двигателя; температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива в дизелях; наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износ. Самовоспламеняемость (цетановое число) Цетановое число. Дизельные топлива оцениваются их цетановым числом – это реальное измерение легкости воспламенения под действием температуры и давления, а не способности горения. При этом топливо сравнивается со смесью цетана – парафинового углеводорода с 16-ю атомами углерода, который легко воспламеняется под давлением, и a-метилнафталина, который не возгорается. Процент цетана в смеси, показывающий ту же воспламеняемость, что и дизельное топливо в стандартных условиях испытания, называется цетановым числом. Повышение надежности воспламенения низкокачественных дизельных топлив, улучшение воспламеняемости, более известное как увеличение цетанового числа, достигается добавлением специальных масел. Они включают такие компоненты, как органические оксиды и пероксиды. Небольшие добавки амилнитрата удовлетворительно улучшают качество топлив. Цетановое числодизельного топлива определяет запуск двигателя, жесткость рабочего процесса (скорость нарастания давления), расход топлива и дымность отработавших газов. Чем выше цетановое число топлива, тем быстрее произойдут процессы предварительного окисления его в камере сгорания, тем скорее воспламенится смесь и запустится двигатель. Чем выше цетановое число топлива, тем ниже скорость нарастания давления и тем менее жестко работает двигатель. Цетановое число топлив зависит от их углеводородного состава. Наиболее высокими цетановыми числами обладают нормальные парафиновые углеводороды, причем с повышением их молекулярной массы оно повышается, а по мере разветвления — снижается. Непредельные углеводороды характеризуются более низкими цетановыми числами, чем соответствующие им по строению парафиновые углеводороды. Чем выше температура кипения топлива, тем выше цетановое число, и эта зависимость носит почти линейный характер. Бензиновые фракции также имеют низкие цетановые числа, и добавление их в дизельное топливо всегда заметно снижает цетановое число последнего. Европейским стандартом на дизельное топливо установлен нижний предел цетанового числа — 48 единиц. Испаряемость (фракционный состав) Характер процесса горения топлива в двигателе определяется двумя основными показателями — фракционным составом и цетановым числом. На сгорание топлива более легкого фракционного состава расходуется меньше воздуха, при этом благодаря уменьшению времени, необходимого для образования топливовоздушной смеси, процессы смесеобразования протекают более полно. При испытаниях дизельного топлива утяжеленного фракционного состава с температурой конца кипения на 30°С выше, чем у стандартного летнего топлива, отмечен повышенный расход топлива в среднем на 3% и увеличение дымности отработавших газов в среднем на 10%. Одной из основных причин повышения расхода топлива является более высокая вязкость топлива утяжеленного фракционного состава. Вязкость и плотность Определяют процессы испарения и смесеобразования в дизеле, так как от них зависит форма и строение топливного факела, размеры образующихся капель, дальность проникновения капель топлива в камеру сгорания. Более низкая плотность и вязкость обеспечивают лучшее распыление топлива; с повышением указанных показателей качества увеличивается диаметр капель и уменьшается полное их сгорание, в результате увеличивается удельный расход топлива, растет дымность отработавших газов. Вязкость топлива влияет на наполнение насоса и на утечку топлива через зазоры плунжерных пар. При уменьшении вязкости количество дизельного топлива, просачивающегося между плунжером и втулкой, возрастает, в результате снижается подача насоса. Перевод двигателя на топливо с меньшей плотностью и вязкостью может привести к прогару головок поршня, в связи с чем, требуется регулировка топливной аппаратуры. От вязкости зависит износ плунжерных пар. Вязкость топлива в пределах 1,8—7,0 мм2/с практически не влияет на износ плунжеров топливной аппаратуры современных быстроходных дизелей. Вязкость топлива зависит от его углеводородного состава. Летнее дизельное топливо, получаемое из западносибирской нефти, в котором преобладают парафино-нафтеновые углеводороды, имеет вязкость при 20°С 3,5—4,0 мм2/с; такое же по фракционному составу топливо из сахалинских нефтей, в котором преобладают нафтено-ароматические углеводороды, — 5,5—6,0 мм2/с. Из всех классов углеводородов наименьшая вязкость у алифатических. Эти же углеводороды в меньшей степени изменяют свою вязкость при охлаждении, т.е. имеют наиболее пологую вязкостно-температурную кривую. Ароматические и нафтеновые кольца в молекуле углеводорода повышают вязкость и ухудшают вязкостно-температурную зависимость. Хотя вязкость дизельных топлив при понижении температуры и повышается, поведение топлива, как правило, продолжает подчиняться закону Ньютона (вязкость не зависит от градиента сдвига) вплоть до выпадения кристаллов твердых углеводородов. Низкотемпературные свойства Низкотемпературные свойства характеризуются такими показателями, как температура помутнения, предельная температура фильтруемости и температура застывания, которая определяет условия складского хранения топлива — условия применения топлива, хотя в практике известны случаи использования топлив при температурах, приближающихся к температуре застывания. В дизельных топливах содержится довольно много углеводородов с высокой температурой плавления. Для большинства дизельных топлив разница между Tп и Tз составляет 5—7°С. Для всех классов углеводородов справедлива закономерность: с ростом молекулярной массы, а следовательно, и температуры кипения, повышается температура плавления углеводородов. Однако весьма сильное влияние на температуру плавления оказывает строение углеводорода. Углеводороды одинаковой моле

В Управлении ГАИ МВД Украины состоялся брифинг для представителей СМИ. Темой разговора было принятие Верховной Радой Закона Украины "О внесении изменений в некоторые законодательные акты Украины относительно устранения избыточного государственного регулирования в сфере автомобильных перевозок", в результате которого большая часть автовладельцев освобождается от прохождения техосмотра. Начальник отдела автотехнической инспекции УГАИ МВД Украины Василий Рублюк рассказал, что указанным законом отменена действующая процедура государственного технического осмотра и введен обязательный технический контроль транспортных средств (только для определенных категорий ТС) без участия Госавтоинспекции. Полномочия по проведению обязательного технического контроля транспортных средств передается субъектам хозяйствования, которые имеют соответствующую материально-техническую базу. Одно из основных положений - вообще не подлежат обязательному техническому контролю легковые автомобили всех типов, марок и моделей, прицепы (полуприцепы) к ним (кроме такси и автомобилей, используемых для перевозки пассажиров или грузов с целью получения прибыли), мотоциклы, мопеды , мотоколяски и другие приравненные к ним транспортные средства - независимо от срока эксплуатации. Для других транспортных средств устанавливается следующая периодичность обязательного технического контроля: для легковых автомобилей, используемых в коммерческих целях, грузовых автомобилей независимо от формы собственности грузоподъемностью до 3,5 тонны, прицепов к ним со сроком эксплуатации более двух лет - каждые два года; для грузовых автомобилей грузоподъемностью более 3,5 тонны, прицепов к ним и автомобилей такси независимо от срока эксплуатации - ежегодно; для автобусов и специализированных транспортных средств, перевозящих опасные грузы, независимо от срока эксплуатации - два раза в год. Порядок проверки технического состояния транспортных средств определяется Кабинетом Министров Украины. Василий Рублюк также сообщил, что согласно пункту 2.3 Правил дорожного движения ответственность за техническое состояние транспортных средств возлагается, в первую очередь, на их владельцев. Статьей 52 Закона Украины "О дорожном движении" на Госавтоинспекцию МВД Украины возложены контроль в сфере безопасности дорожного движения, одной из составляющих которой согласно разделу 31 Правил дорожного движения является техническое состояние транспортных средств и их оборудование. Основной формой такого контроля остается надзор за автотранспортом при его эксплуатации. При этом, согласно статье 11 Закона Украины "О милиции" работник милиции имеет право останавливать транспортные средства в случае наличия признаков, свидетельствующих об их технической неисправности. Однако указанный вид контроля не следует отождествлять с обязательным техническим контролем. Для предотвращения субъективного подхода, а также осуществление объективной и качественной оценки технического состояния автотранспорта необходимо использование соответствующего диагностического оборудования. Поэтому МВД принимаются меры по оснащению подразделений ГАИ автомобилями-лабораториями с современной аппаратурой. Передвижные лаборатории будут использоваться для проверки технического состояния транспортных средств, осуществляющих пассажироперевозки, перевозящих опасные грузы, а также для осуществления обязательного технического контроля транспортных средств МВД Украины. Одновременно такие лаборатории могут осуществлять проверку технического состояния транспортных средств, попавших в ДТП, одной из сопутствующих причин которых был неудовлетворительное техническое состояние. В начале текущего года в соответствии с законодательством начата процедура закупки мобильных диагностических пунктов ГАИ для обеспечения ими каждого региона государства, сообщает пресс-служба Управления ГАИ МВД Украины.
26.08.2011 10:32
Опубликовано в Всё о жидком топливе
Автор: Administrator
Подробнее... 0