Курсовая работа: Автомобильные бензины: марки, характеристика свойств и проблем их использования

Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Астраханский государственный технический университет»

Система менеджмента качества в области образования, воспитания, науки и инноваций сертифицирована DQS

по международному стандарту ISO 9001:2015

КУРСОВАЯ РАБОТА

Автомобильные бензины, марки, характеристика свойств и проблем их использования

Астрахань 2019

Введение

В конце XIX века бензин не находил лучшего применения, чем антисептическое средство (продавался в аптеках) и топлива для примусов. Зачастую из нефти отгоняли только керосин, а все остальное, включая бензин, либо сжигали, либо просто выбрасывали. Однако с появлением двигателя внутреннего сгорания, бензин стал одним из главных продуктов нефтепереработки.

Бензин (от франц. benzine) - смесь углеводородов (соединений углерода и водорода), имеющих температуру кипения 30 - 200°С, и присадок, предназначенных для улучшения эксплуатационных свойств топлива.

Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры).

Несмотря на различия в условиях применения автомобильные бензины характеризуются в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства.

Современные автомобильные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации: иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах; иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя; не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и др. В последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план.

1. Производство автомобильного бензина

Автомобильные бензины получают путем переработки нефти, газового конденсата, природного газа, угля, торфа и горючих сланцев, а также синтезом из окиси углерода и водорода.

Основным сырьем для производства автомобильных бензинов является нефть: около 25% нефти, добываемой в мире, перерабатывают в бензин.

В России все товарные бензины получают из нефти и газоконденсатов. На газоперерабатывающих заводах путем выделения из газов жидких углеводородов получают газовый бензин. Газовые бензины обладают хорошими пусковыми свойствами и при добавлении в небольших количествах в товарные бензины способны улучшать их эксплуатационные свойства.

Современные автобензины готовят смешением компонентов, получаемых путем прямой перегонки, каталитического риформинга и каталитического крекинга, изомеризации, алкилирования, полимеризации и других процессов переработки нефти и газа.

Качество компонентов, используемых для приготовления тех или иных марок товарных автомобильных бензинов, существенно различается и зависит от технологических возможностей предприятия. Товарные бензины одной и той же марки, но выработанные на различных нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), имеют неодинаковый компонентный и фракционный составы, что связано с различием технологических процессов и перерабатываемого на них сырья на каждом конкретном нефтеперерабатывающем предприятии. Даже бензины одной марки, выработанные конкретным заводом в разное время, могут отличаться по компонентному составу в связи с проведением регламентных работ на отдельных технологических установках, изменением состава сырья и программы завода по выпуску продукции.

Однако во всех случаях должна соблюдаться технология получения товарных бензинов на данном предприятии, что является обязательным требованием стандартов и технических условий на автомобильные бензины.

На рис.1 представлена схема переработки нефти с целью получения автомобильных бензинов.

Рис. Схема переработки нефти для получения автомобильных бензинов

Основными технологическими процессами производства бензинов является каталитический риформинг и каталитический крекинг. Несмотря на ограничения по содержанию ароматических углеводородов, процесс каталитического риформинга по-прежнему остается определяющим процессом производства бензинов, так как он является основным источником высокооктановых компонентов, а также водорода для установок гидроочистки.

2. Автомобильные бензины

Автомобильные бензины являются топливом для карбюраторных двигателей и представляют собой фракции нефти, выкипающие при температурах от 35 до 205 С. Свойства и качество автомобильных бензинов определяются особенностями рабочего процесса карбюраторных двигателей, их конструкцией, а также природными и климатическими условиями эксплуатации машин.

В России автомобильные бензины выпускаются по ГОСТ 2084-77, ГОСТ Р 51105-97 и ГОСТ Р 51866-2002.

Основные марки автомобильных бензинов ГОСТ 2084-77:

А-72 - с октановым числом по моторному методу не менее 72;

А-76 - с октановым числом по моторному методу не менее 76 (позже был наименован АИ-80 в соответствии с исследовательским методом);

АИ-91 - с октановым числом по исследовательскому методу не менее 91;

АИ-92 - с октановым числом по исследовательскому методу не менее 92;

АИ-95 - с октановым числом по исследовательскому методу не менее 95;

АИ-98 - с октановым числом по исследовательскому методу не менее 98;

Требования ГОСТ 2084-77 к качеству автомобильных бензинов приведены в таблице.

Характеристики автомобильных бензинов (ГОСТ 2084-77)

Все бензины, вырабатываемые по ГОСТ 2084-77, в зависимости от показателей испаряемости делят на летние и зимние.

Зимние бензины предназначены для применения в северных и северо-восточных районах в течение всех сезонов и в остальных районах с 1 октября до 1 апреля. Летние бензины применяются во всех (кроме северных и северо-восточных) районах в период с 1 апреля по 1 октября. В южных районах допускается применять летний бензин в течение всех сезонов.

Параметры автомобильных бензинов, вырабатываемых по ГОСТ 2084-77, существенно отличаются от принятых международных норм, особенно в части экологических требований. В целях повышения конкурентоспособности российских бензинов и доведения их качества до уровня европейских стандартов разработан ГОСТ Р 51105-97 "Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия. В соответствии с ГОСТ Р 51105-97 вырабатываются только неэтилированные бензины (максимальное содержание свинца не более 0,01 г/дм3).

3. Требования к качеству автомобильных бензинов

Автомобильные бензины должны отвечать следующим требования:

обладать испаряемостью, исключающей возникновение паровых пробок в системе подачи, но обеспечивающей в то же время образование однородной топливовоздушной смеси при любых температурных условиях окружающей среды;

иметь детонационную стойкость для обеспечения нормального развития процесса горения применительно к определённой конструкции двигателя на всех режимах его работы;

не давать отложений в камере сгорания и во впускной системе двигателя;

быть стабильными при хранении и транспортировании;

не вызывать коррозии деталей двигателя и топливной аппаратуры.

Ниже приведена таблица нормы и требования к качеству автомобильных бензинов по ГОСТ Р 52206-97

В последнее время ассортимент автобензинов значительно пополнился за счет новых марок, выпускаемых по техническим условиям. Это обусловлено резким ростом производства неэтилированного бензина и сокращением производства бензина этилированного.

При этом тетраэтилсвинец заменяется на различные нетрадиционные присадки и добавки, ранее выпускаемыми химической и микробиологической промышленности в иных целях.

К таким веществам относятся различные эфиры, спирты, металлоорганические соединения и т.д. Необходимость производства таких бензинов по техническим условиям диктуется тем, что все присадки и добавки могут вводиться в строго определенных концентрациях. Для контроля содержания этих компонентов в технических условиях предусматриваются специальные показатели и вводятся дополнительные методики контроля.

Все бензины, выпускаемые по техническим условиям, должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 51313-99 "Бензины автомобильные. Общие технические требования".

Бензины автомобильные. Общие технические условия