Рефераты, курсовые, доклады; Применение топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей

Рус Укр Eng

Применение топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей

Общий принцип антиокислительной присадки.

Процесс окисления идет через стадию образования свободных радикалов. Эти

крупные молекулы с подвижным атомом Н+ и объемными заместителями. Атом Н+

способен отщепляться с образованием свободного радикала R* +H* >RH.

RH- неактивная молекула. Молекула не вступает в реакцию и остается в

системе. Добавляется порядка 0,01% -0,02% по массе в бензин. Эта присадка

готовится как раствор в ароматических у/в( в толуоле, ксилоле, любой

моноциклической ароматике)

При длительном хранении присадки расходуются, тогда процесс

окисления начинает идти более активно.

Чтобы оценить устойчивость к окислению, вводят понятие- индуктивный период

окисления. Для автомобильных бензинов не менее 90 минут для первой

категории качества, для высшей категории 1200 минут.

Для авиационных бензинов не менее 8 часов. Через 6 месяцев этот

показатель должен быть заново анализироваться.

Бензин заливают в металлическую бомбу, устанавливают манометр,

термостатируют при 1000С. В какой-то момент давление начинает

понижаться. От начала термостатирования до начала понижения давления –

считают время индукционного окисления. Этот показатель указывает, что в

течении 2 лет бензин не меняет своих окислительных свойств.

Химический состав бензинов.

Для товарных бензинов вводится ограничение на содержание

ароматических у/в.

Сейчас ограничение 45% ароматических у/в в большинстве стран с 2001г.

Осуществлен переход на экологические чистые бензины с содержанием не более

35%. Это вызвано с экологическими нормами. Содержание бензола 1,0%, в

России 5%. Ароматические у/в имеют высокие октановые числа.

В США производят бензин на основе kat крекинга. При наличии

ароматики при сгорании образуются бензперены.

Этилированные добавки характеризуются тем, что у них низкая

биоразлагаемость, абсолютно безвредны, но имеют неприятный запах.

Трибутиловый эфир разлагается в грунте.

Содержание серы:

Для высшей категори качества для АИ-93 0,01%, для АИ-98 не более 0,05%,

для первой категори до 0,1%.

Для бензина поступающего на установки Орского НПЗ содержание серы 5*10-

0,001% конкурентоспособный бензин на сегодняшний момент, а к 2005г.

0,00005%.

Прямогонный бензин очень грязный( много серы) , но его добавляют в бензин,

что приводит к загрязнению бензина.

Реактивные и дизельные топлива.

В воздушных реактивных двигателях топливо подается в камеру сгорания

непрерывно. Зажигание топлива происходит только при запуске двигателя.

Воздух предварительно подается предварительно компремируется, продукты

сгорания подаются в турбину, где часть тепловой энергии превращается в

механическую работу для вращения колеса турбины. От вала колеса турбины

приводится в движение ротор компрессора, топливный и масляный насосы.

После турбины продукты сгорания проходят реактивные сопла и расширяясь

в нем – создают реактивную силу тяги.

Реактивные топлива получают на основе прямогонных керосиновых фракций.

Фракционный состав реактивных топлив различных марок отличается.

Для дозвуковой авиации температура начала кипения не выше 1500С(130-140),

температура конца кипения не выше 2500С (ТС-1) – марка топлива.

Для других топлив температура конца кипения не выше 280 0С (Т-1, Т-2),

температура начала кипения не выше 1500С.

Для сверхзвуковой авиации используется топливо, которое характеризуется

утяжеленным фракционным составом Т-8В фр. 165-2800С, Т-6 фр. 195-3150С.

Пределы отбора отличаются следующими причинами (пределы выкипания 10%,

20%…)

1. Обеспечение требуемой испаряемости топлив(долей легких фракций)

2. Температура начала кристаллизации. Она определяется конечной

температурой кипения, температура кристаллизации не выше –600С.

Основные требования, предъявляемые к реактивным топливам.

1. Характеризуют испаряемость.

2. Низкая температура начала кристаллизации.

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 у/в и продолжительностью

окисления).Содержание ароматических у/в 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 течении 4-5 часов при температуре

1500С, определяют количество осадка, в течении 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, т.е.

полное отсутствие.

Испытание на медной пластинке характеризует коррозионную активность( в

течении 3 часов термостатирует при 1000С) Далее смотрят, окислилась ли

медная пластинка или нет.

Топливо Т-1 получают из малосернистой нефти, проводят защелачивание.

В топливе для сверхзвуковой авиации, используют антиокислительные и

антикоррозионные присадки. Поэтому определяются показатели до введения и

после введения присадок.

Также важной характеристикой является йодное число : определяет

содержание непредельных у/в, которые образуются в процессе

ректификации(выражается в граммах J2 на 100 грамм продукта. Норма не

более 1 грамма J2 на 100 грамм продукта.

СН3 ОН СН3

СН3 – С- - С-СН3

СН3 СН3

СН3

Ионол

Ионол - самая распространенная присадка, их вводят в количестве 0,003-

0,004%, если топлива гидроочищены, то вводят противоизносные присадки.(

в процессе гидроочистки удаляют все соединения серы, соединения

неактивной серы защищают поверхность металла, а активная сера разлагаясь

образует кокс и другие продукты нагара.

В топливах для сверхзвуковой авиации при необходимости добавляют моюще-

диспергирующие (детергентно-диспергирующие) присадки: они добавляются

для предотвращения прилипания частичек нагара к металлической

поверхности. Эти поверхностно-активные вещества, препятствуют слипанию,

укрупнению продуктов нагара или отложений

Дизельные топлива.

Дизельные топлива представляют собой фракцию от температуры начала

кипения

от 140 до 2000С и до температуры конца кипения от 330 до 3600С.

Выбор пределов отбора зависит от химического состава нефти и от марки

получаемого дизельного топлива. 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.

Основной показатель дизельного топлива – цетановое число, характеризует

самовоспламенение топлива (н-С16Н34 нормальный гексадекан). Самую высокую

воспламеняемость имеют парафины линейного строения, чем больше

молекулярная масса, тем лучше воспламеняемость. С16Н34- граничит между

жидким и твердым у/в. Изопарафины имеют достаточно хорошую

воспламеняемость. С16 – в дизельном топливе нежелателен.

По воспламеняемости следуют (самое высокое у н-парафина, низкое у

аромат.)

н-парафины >i-парафины> нафтены>олефины> ароматические у/в.

Чем больше колец у ароматических у/в, тем хуже воспламеняемость.

Цетановое число определяется:

н-С16Н34= 100пунктов

СН3

= 0 пунктов

a-метил нафталин

Цетановое число характеризует воспламеняемость дизельных топлив, т.е.

испытуемое дизельное топливо по воспламеняемости аналогично эталонной

смеси. Соединение цетана, в которой (в % масс) равно показатели

цетанового числа. Определение цетанового числа определяется через

определение группового состава, т.к. цетановое число определяется

химическим составом.

Ц.ч. = 0,85*П+0,1Н-0,2А

Ц.ч.=(V20+17,8) *1,5879|d204

V20- кинематическая вязкость

d204- относительная плотность дизельного топлива при 200С, отнесен. к

дист. воде , измерен при 40С.

Дизельный индекс: ДИ = tат *р/100

tат это tанилиновой точки

tат= температура анилиновой точки в фаренгейтах.

0F=9,50C+32

Ц.ч. = 45-60 – наиболее благоприятный показатель для товарных топлив.

Если цетановое число выше этого интервала, то это приводит к высокому

воспламенению, увеличивается дымность отработанных (выхлопных) газов,

повышается расход топлива, неполная сгораемость.

Для летних топлив температура застывания должна быть не ниже –100С.

Если цетановое число завышено, то нужно снизить температуру конца

кипения дизельной фракции.

Если цетановое число высокое, то дизельное топливо выделено из

высокопарафиновой нефти, то производят депарафинизацию.

Если цетановое число у прямогонной дизельной фракции низкое, то

наиболее экономичным является проведение компаундирования из нефтей

различных месторождений, здесь обязательно регламентируется фракционный

состав.

Дизельное топливо выпускают трех марок:

Облегчение фракционного состава приводит к улучшению испаряемости

топлив и нарастанию давления в цилиндре двигателя.

Повышение температуры конца кипения, т.е. утяжеление фракций приводит:

- к ухудшению низкотемпературных характеристик;

- к увеличению плотности и вязкости.

Низкотемпературные свойства:

| | |–35/-450С | |

| | |–25/-350С | |

При температуре помутнения твердые частицы могут забивать форсунки и

затрудняют подачу топлива. Температура помутнения – температура до которой

это топливо может быть использовано, эта температура при которой в топливе

появляются твердые частички парафинов.

Предел фильтруемости определяется, для того чтобы определить интенсивность

увеличения концентраций твердой фазы при охлаждении.

Если используют депрессорные присадки(ПАВ – поверхностно-активные

вещества), то определяют помимо температуры помутнения температуру предела

фильтруемости. Разница этих температур (температуры помутнения и предела

фильтруемости) должна быть не более 100С.

Коэффициент фильтруемости для товарных топлив должен быть не более 3. Он

характеризует содержание механических примесей ( песок и.т.д.)

Характеризует возможность забивания форсунок. Топливо делят на 10 частей и

фильтруют не принудительно, отношения 10 порций к времени фильтрования 1-ой

порции, т.е. засекают время для фильтрования 1-ой и 10-й порции, а

промежуточные пропускают без засекания времени.

Температура вспышки

Летн. Л-0,02-40, где 0,02 содержание серы, 40 – температура вспышки.

Зимн. З-0,1-35

Л-0,02-40 –эколог-е

Л-0,05-40- городское.

Котельные и тяжелые моторные топлива

Мазут топочных –двух марок М-40 и М-100.

Мазут флотский Ф-5, Ф-12.

М-40 и М-100 применяют в стационарных паровых котлах и промышленных печах.

Ф-5 и Ф-12 применяется в судовых энергетических установках в качестве

моторного топлива.

Цифры в маркировке этих топлив обозначают вязкость условную, определенную

при 500С – вязкость основной показатель.

Флотский мазут получают из прямогонных остаточных фракций нефти. Флотский

мазут Ф-5 представляет собой смесь продуктов прямой перегонки нефти т.е.

состоит из 45-55% мазута и соответственно 55-45% дизельной фракции.

Дизельная фракция добавляют для уменьшения вязкости( также могут добавить

до 22% керосино-газойливой фракции в качестве альтернативы). Керосино-

газойливую фракцию получают путем деструктивной (разложением у/в)

переработки нефтяного сырья, как продукт kat или термического крекинга.

Флотский мазут Ф-12 получают из прямогонных фракций выкипающих выше 3500С

и в зависимости от характеристик мазута вовлекается до 30 % дизельной

фракции.

Кинематическая вязкость определяется в системе – для всех светлых

нефтепродуктов.

Вязкость определяют для темных нефтепродуктов- это вязкость условная,

например ВУ50. Аппарат ВУМ ( вязкость условная для мазутов) применяют для

определения вязкости. Никогда темные нефтепродукты не вычисляются по

кинематической вязкости, её могут пересчитать. Определяется в секундах.

Т.е. для Ф-5 не более 5 сек, для Ф-12 не более 12 секунд.

Мазут топочный М-40 получают из остатков прямой перегонки нефти с

вовлечением от 8-15% дизельной фракции. Основа прямогонной фракции выше

3500С.

Мазут М-100 это чистый продукт прямогонной перегонки нефти, выкипающий

выше 3500С и дизельное топливо здесь не добавляют.

Мазут экспортный – смесь 85-90% мазута прямой перегонки и 10-15%

дистилятнных фракций (дизельной или керосиново-газойлевой фракции.

Маркируется М-1,0 (ВУ50?25сек), в маркировке указана содержание серы(1%)

это верхний предел для экспортного мазута.

Основные эксплуатационные характеристики котельных и тяжелых топлив.

Эксплуатационные характеристики определяются поведением топлива в условиях

хранения, транспортировки и эксплуатации. Эти показатели определяются

следующими физико-химическими характеристиками:

1. Вязкость – определяет методы и продолжительность сливно-наливных

операций, условия перевозки и перекачки, гидравлическое сопротивление

при транспортировке по трубопроводам и эффективность работы форсунок.

От вязкости будет зависеть способность отстаивания от воды, чем выше

вязкость, тем труднее отделяется вода. По химическому составу все

темные топлива отличаются наличием твердых парафинов, асфальто-

смолистых веществ. Отдельные и тяжелые моторные топлива – это

структурированные системы. Аномалии вязкости – если провести

термообработку или воздействовать механически, то вязкость,

определенная при одной и той же температуре будет отличаться от

первоначальной.

2. Содержание серы- нормы по содержанию серы определяются

характеристиками нефти, из которой получен мазут.

Для малосернистой нефти до 1%;

Для среднесернистой от 1- 2%

Для высокосернистой до 3,5%.

По природе серы в легких дистиллятах и в темных топливах сера отличается.

В остаточных фракциях сера неактивная: сульфиды, теофены, теофаны.

R R

> SO2 и SO3

S S

Наличие в дымовых газах SO3 повышает температуру начала конденсации

газа(повышает точку росы) в результате чего на поверхностях котлов

конденсируется капли Н2SО4.

Процесс гидрообессеривания подобен гидроочистке, различаются процессы с

применением kat. Эти процессы достаточно непростые как в технологическом

плане, так и недолговечностью kat, т.к. происходит закоксовывание kat.

3. Теплота сгорания- от теплоты сгорания зависит расход топлива,

измеренного кДж/кг, т т.е. это выделение тепла на единицу топлива.

ГОСТом нормируется низшая теплота сгорания – это теплота сгорания, не

Страницы: 1, 2, 3

Меню

Применение топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей