Низкотемпературные свойства.

Низкотемпературные свойства топлив оцениваются показателем температуры застывания, которой определяют условия складского хранения топлив. Показателями температур помутнения и предельной температуры фильтруемости определяют условия применения топлив в изделиях техники.

Существует три способа получения дизельных топлив с низкой температурой застывания:

1. Снижение содержания тяжелых фракций (понижение температуры конца кипения топлива) и/или вовлечение более легких фракций. Недостатком данного способа является снижение выработки моторных топлив и понижение температуры вспышки дизельного топлива.
2. Применение депрессорных присадок. При использовании депрессантов выработка топлива не снижается, однако они позволяют снизить лишь температуру застывания и мало влияют на температуру помутнения, что ограничивает возможности их применения.
3. Наиболее эффективным способом является применение технологий, позволяющих путем изменения углеводородного состава топлива снизить температуры застывания, помутнения и фильтруемости. Этот способ позволяет вовлекать дополнительное количество тяжелых фракций в ДТ и увеличивать, таким образом, производство дизельного топлива. Данные технологии внедряются на НПЗ Компании.

Степень чистоты дизельных топлив

Степень чистоты дизельных топлив определяет эффективность и надежность работы топливной аппаратуры. Частицы размером более 4 мкм вызывают повышенный износ плунжерных пар. Чистоту топлива оценивают коэффициентом фильтруемости, который представляет собой отношение времени фильтрования через фильтр при атмосферном давлении десятой порции фильтруемого топлива по отношению к первой. На фильтруемость топлива влияет наличие воды, механических примесей. Смолистых веществ, мыл нафтеновых кислот.

Содержание механических примесей в товарных дизельных топливах на месте их производства составляет 0,002-0,004%, что оценивается по ГОСТ 6370-83 как отсутствие.

Содержание серы.

Содержание серы напрямую определяет уровень вредных составляющих в отработанных газах двигателя. С уменьшением содержания серы до уровня 0,035% и ниже (экологически чистые дизельные топлива) смазывающие свойства топлив снижаются, а их уровень регламентируется показателем «пятно износа» на машине трения. Поэтому в малосернистые топлива вводятся противоизносные присадки.

Уровень выбросов, в не меньшей степени, определяет содержание ароматических углеводородов.

Сернистые соединения.

Сернистые соединения, непредельные углеводороды и металлы (ванадий, натрий) влияют на процессы нагарообразования в дизелях, являются причиной повышенных износов и коррозии. Их содержание в топливе регламентировано.

Температура вспышки.

Степень пожарной опасности определяется температурой вспышки топлива. В пожароопасных условиях, когда двигатель установлен в закрытом помещении, применяются топлива с повышенной температурой вспышки.

ГОСТ 305-82 предусматривает производство топлив для дизелей общего назначения с температурой вспышки не ниже 40оС, для судовых и тепловозных двигателей, горных машин с температурой вспышки не ниже 62 оС, что достигается повышением температуры начала кипения топлива. Такое повышение температуры начала кипения является причиной снижения выхода дизельного топлива по отношению к сырью. Поэтому топлива с повышенной температурой вспышки должны применяться строго по назначению.

Бензин

Автомобильные двигатели являются энергетической установкой, источником энергии которой служит бензиновое или газовое топливо. Другие источники энергии, такие как твердое топливо, аккумуляторные и солнечные батареи, в настоящее время широкого распространения не получили.

Первый автомобильный двигатель внутреннего сгорания был создан в 1860 году французом Этьеном Ленуаром. Топливом для него служил синтетический газ, полученный из угля или торфа. Немецкий конструктор Николай Отто в 1876 году построил первый 4-тактный двигатель, усовершенствовав конструкцию Ленуара. В 80-х годах прошлого столетия одновременно 0. Костович в России и К. Бенц в Германии создали двигатели внутреннего сгорания, работавшие на бензине, считавшемся отходом переработки нефти. В конце XIX века Рудольф Дизель изобретает двигатель с воспламенением топлива от сжатия, названный дизелем по имени своего изобретателя.

Бензин (от франц. bеnzinе) - смесь легких углеводородов с температурой кипения 30-2053С. Прозрачная жидкость плотностью 0,70 - 0,78 г/см3. Бензин производится путем смешивания компонентов первичной (прямой) перегонки нефти, продуктов крекинга отдельных ее фракций и присадок (в основном повышающих октановое число, см. ниже).

Бензин является топливом для автомобильных двигателей с искровым зажиганием.

Детонационная стойкость - важнейший показатель качества бензина. Несоответствие марки бензина параметрам автомобильного двигателя может вызывать детонационное сгорание топлива, сопровождаемое характерным металлическим стуком, повышением дымности отработавших газов и температуры в цилиндрах двигателя. Это связано с самовоспламенением части рабочей смеси, горение которой приобретает взрывной характер (детонация). При детонации скорость распространения фронта пламени в камере сгорания увеличивается с 15 - 20 до 1500 - 2500 м/с. Мгновенное повышение температуры и возникновение ударных волн ведет к перегреву и оглавлению днища поршней, прогару прокладки головки блока цилиндров, пригоранию и разрушению поршневых колец, износу шатунных вкладышей коленчатого вала.

Октановое число (ОЧ) бензина - основной показатель, характеризующий детонационную стойкость бензина. Определяют подбором смеси эталонных углеводородов - гептана (ОЧ = 0) и изооктана (ОЧ = 100), детонационная стойкости, которой равна детонационной стойкости испытываемого бензина при равных условиях испытания. Процентное содержание изооктана в полученной смеси принимают за октановое число бензина.

Определение ОЧ производится на специальной моторной установке, с переменной степенью сжатия, двумя методами: исследовательским и моторным.

При исследовательском методе режимы и параметры моторной установки подбирают так, чтобы характеризовать детонационные свойства бензина при эксплуатации автомобиля в городских условиях (движение с небольшой скоростью, частыми пусками и остановками двигателя).

Моторный метод имеет более жесткий режим испытания (повышенная температура, большее число оборотов) для определения ОЧ бензина в условиях форсированной работы двигателя (на пример, при движении по скоростной трассе). В связи с этим, ОЧ, по исследовательскому методу на 4 -10 единиц выше, чем по моторному.

Если марка бензина содержит букву "И" (например, АИ-93), цифра соответствует ОЧ, определенному по исследовательскому методу, если ее нет - по моторному методу. Исключение составляют марки бензина А-80, А-92 и А-96.

При вынужденном использовании низкооктанового бензина недопустим быстрый разгон и движение с высокой скоростью. Следует пользоваться в основном низшими передачами.

Октановое число смеси разных марок бензина. Изменить ОЧ топлива можно путем смешения низко- и высокооктанового бензинов. Октановое число такой смеси (по моторному методу) подсчитывается по следующей формуле: ОЧсмеси = ОЧн + q х (ОЧв - ОЧн), где ОЧ в и ОЧн - октановые числа соответственно высоко- и низкооктанового бензина по моторному методу, qх - доля высокооктанового бензина в смеси. Если ОЧ компонентов смеси определены по исследовательскому методу, их следует заменить ОЧ, определенными по моторному методу.

Высокая детонационная стойкость (большое ОЧ) бензина достигается использованием в качестве его компонентов высокооктановых вторичных продуктов переработки нефти и (или) антидетонаторов

Антидетонаторы - вещества, которые добавляются в бензин с целью повышения его детонационной стойкости. Самым эффективным антидетонатором является тетраэтилсвинец (ТЭС) - РЬ(С2Н5)4. Представляет собой тяжелую маслянистую, бесцветную и сильно ядовитую жидкость. В качестве антидетонатора ТЭС используется с 1921 года, однако более дешевого и столь же эффективного аналога пока не создано. Об эффективности ТЭС можно судить по следующему факту: в концентрации 0,05% он повышает октановое число на 15-17 единиц.

В чистом виде ТЭС в бензин не добавляется, так как образующийся в результате сгорания оксид свинца имеет очень высокую температуру плавления (880°С) и не выносится из камеры сгорания, осаждаясь в виде нагара на клапанах, свечах и т.д. Поэтому в ТЭС добавляют вещества-выносители, вступающие в процессе сгорания в реакцию со свинцом и его оксидами. В результате получаются легколетучие соединения, которые выносятся из камеры сгорания с отработавшими газами.

Смесь ТЭС с выносителем и специальным красителем (для предупреждения о высокой токсичности) называется этиловой жидкостью, а бензин, в который она добавляется, называется этилированным.

Применение этилированного бензина недопустимо на автомобилях, оборудованных специальными каталитическими нейтрализаторами для очистки от отработавших газов. Оксиды свинца выводят нейтрализатор из строя через несколько часов работы двигателя.

В бензинах А-76, А-80, А-91 и А-92 применяются антидетонаторы на основе ароматических аминов (экстралин, АДА, Дакс, Самин). Эти вещества малотоксичны, не образуют нагара, стабильны и обладают хорошей эффективностью - в концентрации до 1% повышают ОЧ бензина на 9 - 12 единиц.

Одним из наиболее эффективных антидетонаторов, широко применяемых в настоящее время в высокоразвитых странах, является метилтретбутиловый эфир (МТБЭ). По свойствам МТБЭ близок к бензинам, имеет высокое октановое число, нетоксичен. Добавка 10-15% МТБЭ в бензин повышает ОЧ на 6 -12 единиц, что позволяет получать неэтилированные бензины с высокой детонационной стойкостью и хорошими экологическими характеристиками.

Условия хранения бензина должны соответствовать требованиям для любой легкоиспаряющейся жидкости. Отсутствие герметизации при перекачке, хранении и транспортировке приводит к потере легких фракций, что ухудшает пусковые свойства бензина, снижает его 04, усиливает нагарообразование в камере сгорания за счет испарения выносителей свинца для этилированных бензинов. Повышенная температура и солнечный свет ускоряют образование смол в бензине. Поэтому при длительном хранении бензина рекомендуется держать его в доверху заполненной, плотно закрытой канистре в темном, прохладном помещении.