СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
1. Моторные топлива для поршневых ДВС
Основными моторными топливами являются бензины и дизельные топлива, получаемые путем переработки нефти. Кроме этого также используют сжатые и сжиженные газы; синтетические топлива, получаемые переработкой угля, сланцев, битумонозных песков; спирты; эфиры.
Автомобильные бензины представляют собой смеси углеводородов,
выкипающих в диапазоне температур 35…205С и вырабатываются следующих марок: по ГОСТу 2084-77 А-76, АИ-93 (А-92), АИ-95, а также неэтилированный АИ-91; экспортные бензины А-80, А-92, А-96, с
улучшенными экологическими свойствами - НОРСИ АИ-80, НОРСИ АИ-92,
НОРСИ АИ-95 (НОРСИ-Нижегодоский ОРгСИнтез-Акционерное общество,
занимающееся переработкой нефти). Цифры в марке бензина показывает октановое число (ОЧ), которое характеризует детонационную стойкость бензина.
ОКТАНОВОЕ ЧИСЛО, показатель, характеризующий детонационную стойкость топлив для карбюраторных двигателей внутреннего сгорания.
Численно равно содержанию (в % по объему) изооктана в его смеси с н-
гептаном, при котором эта смесь эквивалентна по детонациионной стойкости исследуемому топливу в стандартных условиях испытаний. Изооктан трудно окисляется даже при высоких степенях сжатия, и его детонационная стойкость условно принята за 100 единиц. Сгорание в двигателе н-гептана даже при невысоких степенях сжатия сопровождается детонацией, поэтому его детонационная стойкость принята за 0. Для оценки О. ч. выше 100
создана условная шкала, в которой используют изооктан с добавлением различного количества тетраэтилсвинца. Детонационные испытания проводят на полноразмерном автомобильном двигателе или на специальной установках с одноцилиндровыми двигателями. На полноразмерных двигателях в стендовых условиях определяют так называемое фактическое октановое число (ФОЧ), в дорожных условиях - дорожное октановое число
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
(ДОЧ). На специальных установках с одноцилиндровым двигателем определение О. ч. принято проводить в двух режимах: более жестком
(моторный метод) и менее жестком (исследовательский метод). О. ч. топлива,
установленное исследовательским методом, как правило, несколько выше,
чем О. ч., установленное моторным методом. Разность между этими О. ч.
характеризует чувствительность топлива к режиму работы двигателя. Важное значение имеют экологические характеристики топлив и продуктов их сгорания. Ежегодные выбросы в атмосферу продуктов сгорания топлив достигают громадных количеств. При этом более 50% выбросов СО, оксидов азота и углеводородов - результат использования моторных топлив.
Токсичность отработавших газов, как правило, уменьшается при применении альтернативных топлив.
. Нефть и нефтепродукты
В настоящее время около 99% мировой потребности в моторных топлив обеспечивается за счет переработки нефти. К началу 21 в.
использование альтернативных моторных топлив достигло 5-7% от их общего производства; наиболее перспективны природные и сжиженный нефтяной (попутный) газы, метанол, метил-трет-бутиловый эфир,
синтетические топлива из угля и тяжелых нефтей. Используются и разрабатываются также различные методы улавливания вредных веществ из продуктов сгорания. Химический состав нефти представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть - жидкие углеводороды (> 500 или обычно 80-90% по массе) и гетеро-атомные органические соединения (4-5%), преимущественно сернистые (около 250),
азотистые (> 30) и кислородные (ок. 85), а также металло-органические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты -
растворенные углеводородные газы (С1-С4, от десятых долей до 4%), вода (от следов до 10%), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1-4000 мг/л
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси
(частицы глины, песка, известняка). Элементный состав (%): С-(82-87), H- (11-14,5), S-(0,01-6) (редко до 8), N-(0,001-1,8), О-(0,005-0,35) (редко до 1,2) и
др. Всего в нефти обнаружено более 50 элементов. Подготовка и переработка. Перед поступлением сырой нефти с нефтепромыслов на НПЗ от нее отделяют пластовую воду и минеральные соли. Кроме того, для снижения потерь ценных углеводородов при транспортировании и хранении,
а также обеспечения постоянного давления паров нефти при подаче на НПЗ ее подвергают стабилизации, т.е. отгоняют пропан-бутановую, а иногда частично и пентановую фракцию углеводородов.
Первичная переработка нефти состоит в ее перегонке, в результате которой, в зависимости от профиля предприятия, отбирают так называемые светлые (бензины, керосины и дизельные топлива) и темные (мазут, гудрон)
нефтепродукты. Для увеличения выходов и повышения качества светлых нефтепродуктов, а также получения нефтехимического сырья, нефть направляют на вторичную переработку, связанную с изменением структуры входящих в ее состав углеводородов. Удаление нежелательных компонентов
(сернистых, смолистых и кислородсодержащих соединения), металлов, а
также некоторых ароматических углеводородов) достигается очисткой нефтепродуктов. Для дальнейшего повышения качества полученных нефтепродуктов к ним добавляют специальные вещества (присадки).
Дизельные топлива вырабатываются в основном из гидроочищенных фракций прямой перегонки нефти. В России вырабатывают три сорта дизельного топлива:
"л" (летнее) - для эксплуатации при температуре 0 0С и выше; "з" (зимнее) - для эксплуатации при температуре(-20 0С) и выше;
"а" (арктическое) - для эксплуатации при температуре( -50 0С) и выше.
Углеводородные газообразные топлива при нормальных условиях подразделяют на сжатые (СПГ) и сжиженные (СНГ). В качестве сжатого газа используют природный газ (95% метана СН4). Сжиженные газы являются
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
продуктами переработки попутных газов и газов газоконденсатных
месторождений и в основном содержат бутанпропановые и
бутиленпропиленовые смеси, находящиеся при нормальной температуре в жидком состоянии.
Основным преимуществом газовых топлив является их чистота, более легкий запуск в холодное время, высокие экологические качества.
Термический крекинг Расщепление молекул углеводородов протекает при более высокой
температуре (4700-5500 С). Процесс протекает медленно, образуются углеводороды с неразветвленной цепью атомов углерода. В бензине,
полученном в результате термического крекинга, наряду с предельными углеводородами, содержится много непредельных углеводородов. Поэтому этот бензин обладает большей детонационной стойкостью, чем бензин прямой перегонки.
В бензине термического крекинга содержится много непредельных углеводородов, которые легко окисляются и полимеризуются. Поэтому этот бензин менее устойчив при хранении. При его сгорании могут засориться различные части двигателя. Для устранения этого вредного действия к такому бензину добавляют окислители.
Каталитический крекинг Расщепление молекул углеводородов протекает в присутствии
катализаторов и при более низкой температуре (4500-500 0С).
Главное внимание уделяют бензину. Его стараются получить больше и обязательно лучшего качества. Каталитический крекинг появился именно в результате долголетней, упорной борьбы нефтяников за повышение качества бензина. По сравнению с термическим крекингом процесс протекает значительно быстрее, при этом происходит не только расщепление молекул углеводородов, но и их изомеризация, т.е. образуются углеводороды с разветвленной цепью атомов углеродов.
Бензин каталитического крекинга по сравнению с бензином
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
термического крекинга обладает еще большей детонационной стойкостью,
ибо в нем содержатся углеводороды с разветвленной цепью углеродных атомов.
В бензине каталитического крекинга непредельных углеводородов содержится меньше, и поэтому процессы окисления и полимеризации в нем не протекают. Такой бензин более устойчив при хранении. Топливная промышленность занимает примерно 20% в отраслевой структуре промышленности России.