Моторные топлива, нефть и нефтепродукты
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 (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.
Присадки к моторным топливам
... - роль присадок к топливам возрастает и ассортимент их расширяется. В настоящие время применяются присадки к топливам, имеющие весьма разнообразное назначение, и число функциональных типов присадок все возрастает. ... также алкилат сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, исходя из того, что октановое число добавляемых изопарафинов должно быть не ниже, чем базового или смеси ...
2. 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 (С 1 -С4 , от десятых долей до 4%), вода (от следов до 10%), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1-4000 мг/л 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 0 С и выше;
«з» (зимнее) — для эксплуатации при температуре(-20 0 С) и выше;
Дизельные топлива, получение, физико-химические показатели качества топлива
... двигателя, особенно при низких температурах. Метод определения фракционного состава дизельного топлива принципиально не отличается от описанного метода определения фракционного состава бензина. Самовоспламеняемостью называется способность дизельного топлива воспламеняться без источника зажигания. ...
«а» (арктическое) — для эксплуатации при температуре( -50 0 С) и выше.
Углеводородные газообразные топлива при нормальных условиях подразделяют на сжатые (СПГ) и сжиженные (СНГ).
В качестве сжатого газа используют природный газ (95% метана СН 4 ).
Сжиженные газы являются 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 (470 0 -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 (450 0 -500 0 С).
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 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.
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/motornyie-topliva-poluchaemyie-iz-nefti/
моторное топливо нефть крекинг газовое
1. Теплотехника — Баскаков А.П. 1991г.
2. Теплотехника — Крутов В.И. 1986г.
3. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция — Тихомиров К.В. 1981г.57.
4. Теплотехнические измерения и приборы — Преображенский В.П.1978г.
