Материал: Дослідження процесів очищення вуглеводневих сумішей за допомогою глинистих матеріалів

Значення середніх показників молекулярної маси та відносної густини і тиск насиченої пари бензинів наведені у таблицях 3.9 та 3.10.

Таблиця 3.9 - Середні показники молекулярної маси та відносної густини контрольної проби А-92 та бензину, очищеного природними сапонітами, модифікованими ПДМС і ПС.

Таблиця 3.10 - Результати визначення тиску насиченої пари у бензині А-92.

Як бачимо за середніми значеннями молекулярної маси та відносної густини для бензинів, очищених природніми сапонітами, модифікованими ПДМС та ПС, відбулось збільшення вмісту легких фракцій і зростання тиску насиченої пари, тому повинні відповідно покращитись і пускові властивості бензину. Це дуже суттєво при запуску двигуна при низьких температурах.

Залежності відсотку відгону бензину від температури (рисунки 3.10 - 3.13) дозволяють визначити фракційний склад бензину та спрогнозувати такі показники як швидкість прогріву двигуна, розгінна динаміка та стабільний нормальний режим його роботи.

Рисунок 3.10 - Залежність відгону бензину (у %) від температури у контрольній пробі

Рисунок 3.11 - Залежність відгону бензину (у %) від температури при очищенні природним сапонітом.

Рисунок 3.12 - Залежність відгону бензину (у %) від температури при очищенні природним сапонітом, модифікованим ПДМС.

Рисунок 3.13 - Залежність відгону бензину (у %) від температури при очищенні природним сапонітом, модифікованим ПС.

Як видно з рисунків 3.10 - 3.13, проби бензину, які очищені природним сапонітом, модифікованим полісилоксанами, мають нижчі температури перегонки відповідного відсотка відгону бензину в порівнянні з контрольною пробою та пробою, очищеною природнім сапонітом. Це свідчить про те, що використання бензинів, очищених гідрофобізованими сапонітами, дозволить прискорити прогрів двигуна та значно поліпшити його розгінну динаміку та нормальний режим роботи.

Було зроблено припущення, що покращення адсорбційних властивостей сапонітів, модифікованих полісилоксанами, можливе при попередній перед гідрофобізацією кислотній активації у сульфатній кислоті. Відомо, що кислотна активація є одним з самих розповсюджених методів зміни властивостей природних глинистих матеріалів [9, 11, 13, 16, 17]. Кислотна активація призводить до зміни об’єму пор та питомої поверхні глини. У [11] зазначено, що при кислотній активації бентонітів частково руйнується кристалічна гратка монтморилоніту, розкладаються домішки та вивільняється силікагель, який збільшує площу активної поверхні і створює більш сприятливе для взаємодії реагуючих речовин розташування активних центрів. При цьому частина силіцію оксиду після активації знаходиться у вільному гідратованому стані, рівномірно розподіленій по всій масі активованого зразка, що й обумовлює зміну поруватої структури в сторону збільшення поруватості.

Тому й у наступній серії експериментів було проведено очищення бензину А-92 кислотно активованим сапонітом без та з модифікацією полісилоксанами. Результати експериментів зведені у таблицях 3.11 - 3.16 та на рисунках 3.14 - 3.17

Таблиця 3.11 - Показники октанового числа та вмісту ароматичних фракцій бензину марки А-92 очищеного кислотно активованими сапонітами, модифікованим ПДМС та ПС.

Рисунок 3.14 - Показники октанових чисел за дослідницьким та моторним методами бензину А-92, очищеного кислотно активованими сапонітом, модифікованим ПДМС та ПС.

Рисунок 3.15 - Ваговий вміст (у %) вуглеводнів у пробі бензину, очищеного кислотно активованим сапонітом.

Рисунок 3.16 - Ваговий вміст (у %) вуглеводнів у пробі бензину, очищеного кислотно активованим сапонітом, модифікованим ПДМС.

Рисунок 3.17 - Ваговий вміст (у %) вуглеводнів у пробі бензину, очищеного кислотно активованим сапонітом, модифікованим ПС.

Таблиця 3.12 - Мольний вміст вуглеводів у пробі бензину, очищеного кислотно активованим сапонітом.

Таблиця 3.13 - Мольний вміст вуглеводів у пробі бензину, очищеного кислотно активованим сапонітом, модифікованим ПДМС.

Таблиця 3.14 - Мольний вміст вуглеводів у пробі бензину, очищеного кислотно активованим сапонітом, модифікованим ПС.

Проаналізувавши результати таблиць 3.2, 3.12, 3.13, 3.14 можна зробити висновок, що мольний вміст парафінів та ароматики для бензинів, очищених кислотно активованими сапонітами, модифікованими ПДМС та ПС, зростає в порівнянні з контрольною пробою, одночасно з тим зменшується мольний вміст олефінових фракцій. Вміст ізопарафінів збільшився для всіх бензинів, окрім бензину, який був очищений кислотно активованим сапонітом, модифікованим ПС. Разом з тим мольний вміст нафтенів навпаки знизився для всіх бензинів, окрім того, що був очищений кислотно активованим сапонітом, модифікованим ПС. Слід окремо наголосити на тому, що октанове число бензинів, очищених кислотно активованим сапонітом, модифікованим ПДМС чи ПС були нижчі, ніж у зразків природного гідрофобізованого сапоніту. Таким чином додаткова кислотна активація не призведе до покращення детонаційної стійкості бензину А-92.

Надалі розглянемо показники, які визначають пускові властивості бензину, швидкість прогріву двигуна, розгінну динаміку, нормальний режим роботи (таблиця 3.15, 3.16, рисунки 3.18 - 3.20).

Таблиця 3.15 - Середні показники молекулярної маси та відносної густини контрольної проби А-92 та бензину, очищеного кислотно активованими сапонітами, модифікованими ПС і ПДМС.

Таблиця 3.16 - Результати визначення тиску насиченої пари у бензинах.

Рисунок 3.18 - Залежність відгону бензину (у %) від температури при очищенні кислотно активованим сапонітом.

Рисунок 3.19 - Залежність відгону бензину (у %) від температури при очищенні кислотно активованим сапонітом, модифікованим ПС.

Рисунок 3.20 - Залежність відгону бензину (у %) від температури при очищенні кислотно активованим сапонітом, модифікованим ПДМС.

Як бачимо, при очищенні бензинів кислотно активованими сапонітами з та без модифікації полісилоксанами зниження показників молекулярної маси та відносної густини, підвищення тиску насиченої пари та температури перегонки відповідного відсотка відгону бензину в порівнянні з контрольною пробою. Проте ці показники незначно відрізнялись чи були дещо гіршими в порівнянні з тими, що були одержанні при очищенні вуглеводневих сумішей природними сапонітами, модифікованими ПС та ПДМС. З цього можна зробити висновок, що застосування кислотної модифікації суттєво не впливає на адсорбційні-структурні показники природного сапоніту, які необхідні при очищенні бензинів. Тому й не має сенсу вводити додаткову операцію - кислотну активацію - для обробки глинистого матеріалу, оскільки вона ще й потребує витрат часу, енергії, кислоти та води.

В подальшому для досліджень був вибраний природний сапоніт, модифікований ПДМС, оскільки зразки бензину, очищені за допомогою цього матеріалу, характеризувались найбільш високими значеннями октанового числа та добрими характеристиками, які визначають пускові властивості бензину, швидкість прогріву двигуна, розгінну динаміку, нормальний режим роботи.