Benzini. Opće odredbe i zahtjevi za svojstva benzina. Automobilski benzini
Motorni benzini, koji su gorivo za benzinske motore, moraju ispunjavati određene zahtjeve, od kojih su glavni:
- brzo stvaranje mješavine goriva i zraka (zapaljive) potrebnog sastava
- izgaranje radne smjese normalnom brzinom (bez detonacije)
- minimalan korozivni učinak na dijelove sustava napajanja motora
- male naslage smolastih tvari u pogonskom sustavu motora
- minimalan toksični učinak na ljudsko tijelo i okoliš
- očuvanje izvornih svojstava dugo vremena
Otpornost na detonaciju. Oktanski broj i metode za njegovo određivanje
Glavno svojstvo benzina je otpornost na detonaciju, karakterizirajući njegovu sposobnost sagorijevanja u cilindrima motora bez detonacije.
Detonacija- Ovo je izgaranje radne smjese u cilindrima motora brzinom većom od brzine zvuka. U radnoj smjesi nastaju peroksidi ugljikovodika koji se samozapaljuju i izgaraju nadzvučnom brzinom od 1500...2500 m/s (s normalnim izgaranjem - 10...35 m/s). Ovu pojavu prate oštri metalni udarci, pregrijavanje i pad snage motora. Kada dođe do detonacije, dolazi do udarnih opterećenja u motoru, što može uzrokovati njegovo uništenje. Indikator koji određuje detonacijsku otpornost benzina je oktanski broj; Što je veći, to je manja mogućnost detonacije.
Osim oktanskog broja, na pojavu detonacije tijekom rada motora utječu radni čimbenici:
- pregrijavanje motora
- veliko opterećenje pri maloj brzini motora
- instalacija ranog paljenja
Među konstrukcijskim čimbenicima koji utječu na pojavu detonacije treba istaknuti oblik komore za izgaranje, mjesto, promjer cilindra, kao i najvažniji konstrukcijski parametar motora - omjer kompresije.
Za svaki tip benzinskog motora dopuštena je uporaba benzina sa strogo definiranim oktanskim brojem, koji je određen kompresijskim omjerom motora: što je viši omjer kompresije, to benzin mora imati veći oktanski broj. Oktanski broj određuje se motornim i istraživačkim metodama, čija je bit usporedba rada jednocilindričnog motora s ispitnim benzinom i referentnim gorivom. Mješavina dvaju ugljikovodika – izooktana i normalnog heptana – koristi se kao referentno gorivo. Oktanski broj prvog uzima se jednak 100 jedinica, drugi - nula. Ako napravite smjesu ovih ugljikovodika u određenom postotku, tada će to karakterizirati oktanski broj. Tako će mješavina od 76% izooktana i 24% heptana biti ekvivalentna benzinu s oktanskim brojem 76.
Test benzina motorna metoda provodi se na sljedeći način: prvo pokrenite motor na ispitnom benzinu i dovodite ga uz sve veće opterećenje dok ne dođe do detonacije, što se bilježi na skali indikatora detonacije; tada se snaga motora prebacuje na referentnu smjesu koja ima oktanski broj približno dvije jedinice veći od oktanskog broja benzina. Ako se detonacija ne pojavi u režimu fiksnog opterećenja, motor se prebacuje na drugu smjesu (s oktanskim brojem nižim za dvije jedinice) i ponovno se promatra pojava detonacije. Kada se pojavi, oktanski broj se izračunava kao aritmetički prosjek oktanskih brojeva dviju uzetih standardnih smjesa. Za veću pouzdanost, ovaj test se provodi tri puta.
Način istraživanja ispitivanje benzina prema shemi ne razlikuje se od motorne metode, razlika je samo u načinu opterećenja motora u vrijeme ispitivanja: opterećenje je postavljeno nešto niže nego kod motorne metode. Zbog toga dolazi do detonacije pri korištenju standardnih smjesa s visokim sadržajem izooktana, pa će oktanski broj dobiven istraživačkom metodom biti nekoliko jedinica veći. Na primjer, oktanski broj benzina A-76, određen motornom metodom, odgovara benzinu AI-80.
Ako se ispitivanje provodi istraživačkom metodom, onda kada je benzin označen s A nakon slova A; koji označava da je motorni benzin praćen slovom I (odsustvo ovog slova označava motornu metodu ispitivanja).
Za povećanje oktanskog broja nekim se benzinima dodaju posebni aditivi. Najčešće je to etil tekućina s antidetonatorom TES (tetraetilolovo). Benzin s dodatkom protiv detonacije naziva se olovnim i za razliku od običnog benzina je obojen.
Zbog povećane toksičnosti olovnog benzina, koja se očituje nakupljanjem tetraetil olova u živim organizmima i vegetaciji, njihova je uporaba zabranjena u velikoj većini zemalja u svijetu.
Marke benzina
Trenutno, u skladu s TU 38.001165-2003 „Automobilski benzin. Tehničke specifikacije" proizvodi sljedeće vrste benzina:
- A-80 (AI-80)
- A-92 (AI-92)
- A-96 (AI-96)
Ovisno o volatilnosti, benzini mogu biti ljetni, zimski ili cjelogodišnji. Oznaka benzina s poboljšanim ekološkim svojstvima i aditivima sadrži kraticu EKP (na primjer, AI-95 EKP).
Oznaka benzina sastoji se od slova "A" i broja koji odgovara minimalnom oktanskom broju prema metodi istraživanja za izvozni benzin. Slova "AI" i brojevi označavaju da se na domaće tržište isporučuje motorni benzin s minimalnim oktanskim brojem, utvrđenim metodom istraživanja.
Ljetni benzini preporučuju se za korištenje u razdoblju od 1. travnja do 1. listopada. Zimski benzini - od 1. listopada do 1. travnja. Benzini A-80, A-92 i A-96 razlikuju se samo u sljedećim svojstvima: gustoća im je pri 15 °C 759, 774 i 780 kg/m3; otpornost na detonaciju prema motornoj metodi nije manja od 76,0, 83,0 i 85,0.
Kako bi se povećala konkurentnost benzina i njihova kvaliteta dovela do europskih standarda, uveden je GOST 31077-2002 "Goriva za motore s unutarnjim izgaranjem". Bezolovni benzin", koji omogućuje proizvodnju benzina Normal-80, Regular-91, Regular-92, Premium-95 i Super-98. Ovaj je standard pripremljen na temelju GOST R51105-97 Ruske Federacije i međudržavni je standard za Zajednicu neovisnih država.
Benzin Normal-80 namijenjen je za korištenje zajedno s benzinom A-76. Umjesto olovnog benzina A-93 može se koristiti bezolovni benzin "Regulator-91". Benzini Premium-95 i Super-98 zadovoljavaju europske standarde i namijenjeni su modernim uvoznim automobilima.
Broj u oznaci označava otpornost na detonaciju prema metodi istraživanja.
U Zapadna Europa Benzin bleifrei, Super bleifrei i Super Plus benzini visoke čistoće naširoko se koriste. 91, 95 odnosno 98 jedinica prema metodi istraživanja.
Visoke energetske i termodinamičke karakteristike produkata izgaranja. Pri izgaranju benzina treba se osloboditi maksimalna količina topline, produkti izgaranja moraju imati malu molekulsku masu, mali toplinski kapacitet i toplinsku vodljivost te visoku vrijednost umnoška specifične plinske konstante i temperature izgaranja (RT). Poželjno je postići visoku vrijednost RT povećanjem T.
Dobra pumpabilnost. Benzin se mora pouzdano pumpati sustav goriva strojeva, cjevovoda, pumpi, upravljačkih sustava i drugih jedinica i komunikacija u bilo kojim uvjetima okoliš- niske i visoke temperature, različiti pritisci, prašina i vlaga.
Optimalno isparavanje. U uvjetima skladištenja i transporta, isparavanje bi trebalo biti minimalno. Kada se koristi u motoru, benzin mora imati takvu hlapljivost da osigura pouzdano paljenje i izgaranje goriva pri optimalnoj brzini u komorama za izgaranje motora.
Minimalna korozivnost. Goriva ne smiju sadržavati komponente koje uništavaju konstrukcijske materijale motora, sredstva za skladištenje i transport.
Visoka stabilnost u uvjetima skladištenja i uporabe. Goriva ne bi trebala mijenjati svoja fizikalna, kemijska i pogonska svojstva tijekom duljeg vremenskog razdoblja.
Netoksičan. Produkti izgaranja također moraju biti neotrovni.
Otpornost na udarce
Do detonacije dolazi kada brzina širenja plamena u motoru dosegne 1500-2500 m/s, umjesto uobičajenih 20-30 m/s. Kao rezultat oštri pad tlaka dolazi do detonacijskog vala koji remeti režim rada motora što dovodi do prekomjerne potrošnje goriva, smanjene snage, pregrijavanja motora te pregaranja klipova i ispušnih ventila.
Oktanski broj (RON)
OCH - uvjetni pokazatelj, koji karakterizira otpornost benzina na detonaciju i numerički odgovara otpornosti na detonaciju modelne mješavine izooktana i n-heptana. OR izooktana se uzima kao 100 bodova, a n-heptana - kao 0. Za automobilski benzini(osim A-76) OC se mjeri dvijema metodama: motoričkom i eksploratornom. Oktanski broj se određuje u posebnim instalacijama usporedbom karakteristika izgaranja ispitivanog goriva i standardnih smjesa izooktana i n-heptana. Ispitivanja se provode u dva načina: tvrdo (brzina radilice 900 o/min, temperatura usisne smjese 149 0C, promjenjivo vrijeme paljenja) i meko (600 o/min, temperatura usisnog zraka 52 0C, vrijeme paljenja 13 stupnjeva). Dobivaju se motorički (MO) i eksploracijski (ROI). Razlika između ROM-a i RON-a naziva se osjetljivost i karakterizira stupanj prikladnosti benzina za različite uvjete rada motora. Aritmetički prosjek između ROM-a i RON-a naziva se oktanski indeks i izjednačuje se s oktanskim brojem za ceste, koji je standardiziran prema standardima nekih zemalja (na primjer, SAD) i naznačen je na benzinskim postajama kao karakteristika prodano gorivo.
U proizvodnji benzina miješanjem frakcija različitih procesa važni su takozvani stupnjevi miješanja (MBV) koji se razlikuju od izračunatih vrijednosti. ORV ovisi o prirodi naftnog derivata, njegovom sadržaju u smjesi i nizu drugih čimbenika. Za parafinske ugljikovodike, ORC je 4 boda veći od stvarne vrijednosti; za aromatske ugljikovodike, ovisnost je složenija. Razlika može biti značajna i premašiti 20 bodova. Oktanski broj miješanja također je važno uzeti u obzir kada se gorivu dodaju oksigenati.
Frakcijski sastav (FS)
FS benzina karakterizira hlapljivost goriva, koja određuje pokretanje motora, raspodjelu goriva među cilindrima motora, potpunost izgaranja i učinkovitost motora. Hlapljivost se određuje temperaturom destilacije od 10, 50 i 90% (vol.) vrenja benzinskih frakcija. Vrelište 10% benzina karakterizira početna svojstva. Na temperaturama ispod graničnih vrijednosti mogu se stvoriti parne bravice u pogonskom sustavu motora, a na višim temperaturama visoke temperature pokretanje motora je teško. U SAD-u startna svojstva motora karakterizira količina goriva koja vrije do 70 0C. Vrelište od 50% karakterizira brzinu prijelaza motora iz jednog načina rada u drugi i ravnomjernu raspodjelu frakcija benzina među cilindrima. Vrelište 90% frakcija i završetak vrenja utječu na potpunost izgaranja goriva i njegovu potrošnju, kao i na stvaranje ugljika u komori za izgaranje u cilindru motora. U GOST R 51105-97, koji je na snazi od 1. siječnja 1999., FS benzina je određen na vrelištu od 70, 100 i 180 0C.
Tlak zasićene pare (SVP)
DNP daje dodatne informacije o volatilnosti benzina, kao io mogućnosti stvaranja plinskih čepova u pogonskom sustavu motora. Što je veći tlak zasićene pare benzina, veća je njegova isparljivost. Na temelju FS benzina izračunava se indeks volatilnosti.
Benzini koji se koriste ljeti imaju niži DNP. Da bi se osigurala potrebna početna svojstva komercijalnog benzina, sadrži lake komponente: izomerizat, alkilat, butan, fr. n.k. - 62 0S.
Sve proizvodne operacije koje se izvode u skladištima nafte dijele se na glavne i pomoćne. Na osnovne operacije obuhvaća: - prihvat naftnih derivata dopremljenih u skladište nafte željezničkim, vodenim, cestovnim prometom te cjevovodima ili odvojcima od njih; - skladištenje naftnih derivata u spremnicima i spremnicima; - opskrba naftnim derivatima željezničkih i cestovnih cisterni, tankera za naftu ili cjevovoda; - mjerenje i obračun naftnih derivata. ^ Na pomoćne operacije obuhvaća: - pročišćavanje i dehidraciju ulja i drugih viskoznih naftnih proizvoda; - miješanje ulja i goriva; - regeneracija rabljenih ulja; - proizvodnja i popravak kontejnera; - popravak tehnološke opreme, zgrada i građevina; - rad kotlovnica, prometnih i energetskih uređaja. Broj pomoćnih operacija u različitim skladištima nafte varira.
11. Klasifikacija naftnih derivata
Postoji mnogo različitih klasifikacija naftnih derivata - proizvoda dobivenih kao rezultat rafiniranja nafte. Na primjer, naftni derivati se prema namjeni obično dijele na motorna goriva, naftna ulja, energetska goriva, petrokemijske sirovine itd. Međutim, radi pojednostavljenja klasifikacije, naftni derivati se ponekad dijele na svijetle i tamne.
Proizvodi tamnog ulja (black products - engleski “dark products”) u obzir dolaze sve vrste loživih ulja, goriva za plinske turbine, destilatna ulja, kao i vakuumska plinska ulja, katrani i bitumeni. Takvi proizvodi u pravilu sadrže teške ostatke primarne i sekundarne prerade nafte i neprozirni su.
Laki naftni proizvodi (bijeli proizvodi - engleski “transparent products”) uključuju benzin, naftu (koristi se kao komponenta komercijalnog benzina), kerozin i dizelsko gorivo. Laki naftni proizvodi su prozirni i obično ne sadrže teške frakcije nafte.
Pitanje 12. Zahtjevi za kvalitetu motornog benzina
Benzini. Glavni pokazatelji kvalitete benzina su: detonacija. trajnost, frakcijski sastav i kemijska stabilnost. Svojstva detonacije karakteriziraju sposobnost benzina da brzo i ravnomjerno sagorijeva. Detonacijsko izgaranje je ultrabrzo, eksplozivno izgaranje radne smjese. Ako je brzina normalnog izgaranja smjese 20 ... 40 m / s, tada tijekom detonacijskog izgaranja može doseći 2000 m / s ili više. Znak detonacijskog izgaranja je karakterističan metalni zvuk kucanja koji se pojavljuje u cilindrima motora.
Otpornost benzina na detonaciju procjenjuje se oktanskim brojem koji se utvrđuje pomoću posebne instalacije, uspoređujući benzin sa standardnim gorivom (izooktan - 100 jedinica i heptan - nula). Što je veći omjer kompresije za motor, to je veći oktanski broj korištenog benzina. Radi povećanja oktanskog broja u benzin se dodaje antidetonator, tetraetil olovo (TEL). Ova vrsta benzina naziva se olovni. Benzin koji sadrži tetraetil olovo je otrovan i zahtijeva oprez pri rukovanju. Takav benzin, ako u tekućem ili parovitom obliku dospije na kožu ili dišne putove osobe, može izazvati teško trovanje. Stoga je uporaba olovnog benzina za pranje ruku i dijelova strogo zabranjena. Kako bismo razlikovali obični benzin od olovnog benzina, potonji su obojeni zelenom, narančastom, žutom i plavom bojom.
Frakcijski sastav karakterizira hlapljivost benzina ( dizel gorivo) i određuje se prema GOST 2177-82. U tom slučaju bilježe se temperature početka i kraja vrenja. Hlapljivost benzina ocjenjuje se prema temperaturama isparavanja tijekom destilacije.
Kemijska stabilnost benzina karakterizira njegovu otpornost na stvaranje katrana i čađe. Njegov benzin mora sadržavati sumpor ili sumporne spojeve i vodu, jer njihova prisutnost dovodi do korozije dijelova, a prisutnost vode, osim toga, otežava pokretanje motora
Zahtjevi kvalitete za suvremeni motorni benzin podijeljeni su u četiri:
1. Od proizvođača automobila kako bi se osigurao normalan rad motora;
2. Od proizvođača benzina, zbog mogućnosti industrije prerade nafte
industrija;
3. Vezano za prijevoz i skladištenje motornog benzina;
4. Ekološki.
Zahtjevi proizvođača motora s paljenjem svjećicom do kvalitete
korišteni benzini: izgaranje benzina pomiješanog sa zrakom u komori za izgaranje mora se dogoditi s
normalna brzina bez detonacije u svim načinima rada motora u bilo kojem
klimatskim uvjetima. Ovaj zahtjev postavlja standarde za otpornost benzina na udarce.
Potrebno je da benzin ima visoka toplina izgaranje, minimalna sklonost stvaranju
naslage u sustavima za gorivo i usis, kao i naslage ugljika u komori za izgaranje. Produkti izgaranja ne bi trebali
biti otrovan i nagrizajući.
Hlapljivost benzina mora osigurati pripremu zapaljive smjese na bilo kojoj temperaturi
rad motora.
Ovaj zahtjev regulira takva svojstva i pokazatelje kvalitete benzina kao frakcijski sastav,
tlak zasićene pare, sklonost stvaranju parnih bravica.
Proizvodnja motornog benzina provodi se pomoću složenog kompleksa različitih tehnoloških
procesi prerade nafte.
Zahtjevi za kvalitetu proizvedenog motornog benzina, određeni tehničkim mogućnostima
domaća prerada nafte , nameću ograničenja na pokazatelje frakcijskih i
sastav ugljikovodika, sadržaj sumpora i razna sredstva protiv detonacije.
Uvjeti masovne proizvodnje zahtijevaju mogućnost korištenja naftnih sirovina sa
moguće veće varijacije u ugljikovodicima i frakcijskom sastavu i sadržaju
razne spojeve sumpora, što na određeni način utječe na uspostavljanje standarda u specifikacijama
na odgovarajuće pokazatelje kvalitete benzina.
Kako bi se povećao prinos benzina iz prerađene naftne sirovine, proizvodnja je zainteresirana za
povećanje vrelišta, a učinkovito korištenje benzina u motoru moguće je kada
određeno ograničenje sadržaja frakcija visokog vrelišta.
Standardi za otpornost na detonaciju postavljeni su na razinu koja se može postići uporabom
postojeće tehnološke procese, komponente i aditive odobrene za upotrebu u sastavu
benzin.
Zahtjevi proizvođača automobila vrlo su često u suprotnosti sa zahtjevima rafinerija nafte, i
u tim slučajevima potrebno je odrediti optimalnu ekonomski izvedivu razinu ovih zahtjeva.
Primjer takvog kompromisa je oktanski indeks, koji karakterizira otpornost na detonaciju
Američki benzin.
Američki proizvođači automobila predložili su da se u specifikacije uključi procjena oktanskog broja benzina
metodom istraživanja, a rafinerije nafte - metodom motora.
Kao rezultat, pokazatelj jednak polovici zbroja oktanskih brojeva prema
eksplorativne i motoričke metode.
Zahtjevi koji se odnose na prijevoz i skladištenje benzina , zbog potrebe
zadržavajući svoju kvalitetu nekoliko godina.
Motorni benzin od proizvođača postojećim produktovodima, željeznicom,
Vodenim i cestovnim prometom doprema se do velikih regionalnih skladišta za pretovar nafte. Od ovih
skladišne baze, benzin se isporučuje u skladišta nafte koja opskrbljuju benzinske postaje (benzinske postaje), a zatim
automobilski rezervoari na benzinskim postajama.
Prijevoz, skladištenje i korištenje benzina izravno na automobilima obavlja se u
različitim klimatskim uvjetima pri temperaturama okoline od - 50 do + 45 "C, dok
potrebno je osigurati normalan rad motora.
Zahtjevi koji se odnose na transport i skladištenje reguliraju sljedeća svojstva motornog benzina:
kao što su fizička i kemijska stabilnost, osjetljivost na gubitke isparavanjem i stvaranje pare
čepovi, topljivost u vodi, sadržaj korozivnih spojeva itd.
U pravilu se za dugotrajno skladištenje isporučuju ljetni benzini s visokim sadržajem kemikalija.
stabilnost (indukcijski period od najmanje 1200 min).
Utjecaj benzina na okoliš kada se koristi u automobilskim vozilima povezan je s
toksičnost spojeva ispuštenih u zrak, vodu, tlo izravno iz goriva
(isparavanje, istjecanje) ili s produktima izgaranja.
Izvori otrovnih emisija iz vozila su ispušni plinovi, plinovi iz kartera i pare
goriva iz usisnog sustava i spremnika goriva. Ispušni plinovi sadrže ugljikov monoksid, dušikove okside,
sumpor, neizgoreni ugljikovodici i produkti njihove nepotpune oksidacije, elementarni ugljik (čađ), produkti
izgaranje raznih aditiva, kao što su olovni oksidi i olovni halogenidi kada se koriste
olovni benzin, kao i dušik i kisik iz zraka koji se ne troše na izgaranje goriva.
Kako bi se smanjile emisije štetnih tvari, moderni automobili opremljeni su katalizatorom
sustavi za neutralizaciju ispušnih plinova koji omogućuju naknadno izgaranje neizgorjelih ugljikovodika i oksida
ugljik u CO2, a dušikovi oksidi se reduciraju u dušik.
Ekološka svojstva benzina osigurana su ograničenjima sadržaja određenih otrovnih tvari.
tvari po skupinama ugljikovodični sastav prema sadržaju ugljikovodika niskog vrelišta, kao i sumpora i
Ova ograničenja omogućuju pouzdan rad katalitičkog sustava za neutralizaciju ispušnih plinova i
pomoći u smanjenju utjecaja voznog parka na onečišćenje okoliša.
U tablici 1 prikazani su zahtjevi za motorne benzine u zemljama Europske ekonomske zajednice.
U vezi s pristupanjem Rusije europskim ekološkim programima, akutna je situacija
potreba organiziranja industrijske proizvodnje motornih benzina koji zadovoljavaju
Goriva za motore s rasplinjačem moraju imati takva fizikalna i kemijska svojstva koja osiguravaju:
normalno i potpuno izgaranje nastale smjese u motoru (bez detonacije);
stvaranje mješavine goriva i zraka potrebnog sastava;
neprekidna opskrba benzinom u sustav napajanja motora;
odsutnost korozije i korozivnog trošenja dijelova motora;
Moguće manje stvaranje naslaga u usisnoj grani, komorama za izgaranje i drugim dijelovima motora;
očuvanje kvaliteta tijekom skladištenja, crpljenja i transporta.
2.3 Svojstva motornih benzina
2.3.1 Svojstva karburacije
Gustoća. Gustoća se odnosi na masu tvari po jedinici volumena. Gustoća benzina (kao i njegova viskoznost) utječe na potrošnju goriva kroz kalibrirane rupe mlaznica karburatora. Razina benzina u plutajuća komora ovisi i o gustoći. Za motorni benzin gustoća pri 20 0C treba biti u rasponu od 690 do 750 kg/m3.
Gustoća goriva se određuje areometrom, hidrostatskom vagom i piknometrom.
Gustoća benzina povećava se za otprilike 1% sa svakim smanjenjem temperature od 10°C. Znajući temperaturu na kojoj je određena gustoća, možemo je dovesti do standardne temperature (+20 0C):
r20 = rt + g (t - 20), (2.2)
gdje je: rt - gustoća ispitivanog proizvoda na temperaturi ispitivanja, kg/m3;
t - temperatura ispitivanja, 0C;
g - temperaturna korekcija gustoće (određena iz proračunske tablice, kreće se od 0,515 do 0,910 kg/m3).
Viskoznost(unutarnje trenje) je svojstvo tekućina koje karakterizira otpor prema djelovanju vanjskih sila koje uzrokuju njihovo strujanje.
Vrijednost viskoznosti može se izraziti u apsolutnim jedinicama dinamičke, kinematičke viskoznosti ili u konvencionalnim jedinicama.
U SI sustavu jedinica dinamičke viskoznosti h uzima se kao viskoznost tekućine koja se opire 1 N međusobnom smicanju dvaju slojeva tekućine površine 1 m2, koji se nalaze na udaljenosti od 1 m od međusobno i kreću se relativnom brzinom od 1 m/s.
Jedinica dinamičke viskoznosti je [kg/(m*s)].
Kinematička viskoznost je dinamička viskoznost podijeljena s gustoćom tekućine određenom pri istoj temperaturi.
nt = ht / rt. (2.3)
SI jedinica kinematičke viskoznosti je četvorni metar u sekundi [m2/s]. Najčešće se koristi mm2/s.
Uvjetna viskoznost je viskoznost izražena u konvencionalnim jedinicama dobivena na različitim viskozimetrima. Pretvorba uvjetne viskoznosti (0VUt) (stupnjevi Englera 0Et) u kinematičku provodi se pomoću sljedeće formule:
nt = 0,07319 0VUt - 0,631 / 0VUt. (2.4)
Viskoznost ima dominantan učinak na težinu količine goriva koja teče kroz mlaznicu po jedinici vremena. Pad temperature uzrokuje povećanje viskoznosti benzina, a to uzrokuje smanjenje njegove potrošnje. Potrošnja benzina kroz mlaznicu pri promjeni temperature od 40 do - 40 0C smanjuje se za 20 - 30%.
Površinska napetost- karakterizira rad potreban za formiranje 1 m2 površine tekućine (tj. za premještanje molekula tekućine iz njenog volumena u površinski sloj površine 1 m2) i izražava se u N/m. Površinska napetost, zajedno s viskoznošću, utječe na stupanj atomizacije benzina. Što je njegova vrijednost manja, to su kapljice manje. Površinska napetost svih motornih benzina je ista i na +20 0C iznosi 20 - 24 mN/m (3,5 puta manja od vode).
volatilnost. Hlapljivost goriva odnosi se na njegovu sposobnost da prijeđe iz tekućeg u parovito stanje.
Isparavanje goriva nužan je uvjet za njegovo izgaranje, jer se ono miješa sa zrakom i samo se parna faza zapali. Automobilski benzin mora imati takvu hlapljivost da osigura lako pokretanje motora, njegovo brzo zagrijavanje i potpuno izgaranje benzina nakon toga, kao i da spriječi stvaranje parnih blokada u sustavu goriva.
U praksi se hlapljivost goriva za motore procjenjuje određivanjem njihova frakcijskog sastava destilacijom standardnim aparatom (kod benzina se mjeri i tlak zasićene pare). Benzin, kao mješavina ugljikovodika, nema fiksno vrelište: isparava u temperaturnom rasponu 35 - 195 0C.
Tijekom destilacije bilježe se sljedeće karakteristične temperaturne točke: početno vrelište, vrelište 10% (t10), 50% (t50), 90% (t90) goriva i krajnje vrelište. Karakteristične temperaturne točke navedene su u standardima i certifikatima kvalitete.
Sadržaj lakih frakcija u gorivu karakterizira vrelište od 10%. Ove frakcije određuju početna svojstva goriva; što je niža točka vrenja 10% goriva, to su one bolje. Za zimsko gorivo, t10 ne smije biti veći od 55 0C. Ali kada ljeti koristite zimski tip benzina, u sustavu dovoda goriva mogu se stvoriti parne bravice.
Kvaliteta zapaljive smjese u različitim režimima rada motora, trajanje zagrijavanja i odziv na gas ovise o volatilnosti radne frakcije koja je standardizirana standardom na točki od 50%. Što je niža temperatura ove točke, to je homogeniji sastav radne smjese u pojedinim cilindrima, motor radi stabilnije, a njegov odziv na gas je bolji.
Vrelište 90% goriva karakterizira njegovu tendenciju kondenzacije. Što je kraći interval od t90 do krajnje točke vrenja, kada teški ugljikovodici isparavaju, to je manja sklonost goriva kondenzaciji. Budući da teški ugljikovodici ne isparavaju u potpunosti, ostajući u kapljevitom stanju, mogu prodrijeti kroz otvore između cilindra i klipnih prstenova u kućište radilice motora, što dovodi do ispiranja mazivog filma, povećanja trošenja dijelova, razrjeđivanja ulja , i povećanje potrošnje goriva.
Tlak zasićene pare. Tlak pare benzina koji isparava na stijenkama zatvorene posude naziva se tlak zasićene pare (elastičnost). Tlak zasićene pare raste s povećanjem temperature.
Norma ograničava gornju granicu tlaka pare na 67 kPa ljeti i od 67 do 93 kPa zimi. Benzini s visokim tlakom pare skloni su povećanom stvaranju parnih blokada u sustavu dovoda goriva; njihova uporaba povlači za sobom smanjenje punjenja cilindra i pad snage. Povećavaju se i gubici od isparavanja takvog benzina tijekom skladištenja u skladištima i spremnicima goriva.
Niskotemperaturna svojstva. Temperatura tečenja motornih benzina obično je ispod minus 60 0C, pa ovaj pokazatelj za njih nije reguliran. Ali kada motor radi na niskim temperaturama, mogu nastati komplikacije zbog stvaranja kristala leda u benzinu. Utvrđeno je da se s padom temperature smanjuje topljivost vode u benzinu. Tijekom brzog hlađenja, višak vlage koji nema vremena za prolazak u zrak oslobađa se u obliku malih kapljica, koje se na temperaturama ispod nule pretvaraju u kristale leda. Začepljujući filtere, kristali ometaju dovod benzina u motor.
Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku
Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.
Objavljeno na http://www.allbest.ru/
Objavljeno na http://www.allbest.ru/
Federalna agencija za obrazovanje Ruska Federacija
Nacionalno sveučilište mineralnih resursa (rudarstvo)
Zavod za PTPE
Disciplina: “Tehnička i grupna analiza goriva”
Na temu: “Zahtjevi za kvalitetu i tehnologiju za proizvodnju motornih benzina prema suvremenim domaćim standardima”
Izvršio: student gr. TX-11-2
Tsakaeva L.V.
Provjerio: Kondrasheva N.K.
Sankt Peterburg
godina 2014
Uvod
1. Zahtjevi za kvalitetu motornih benzina
1.1 Zahtjevi proizvođača motora na paljenje svjećicom za kvalitetu korištenog benzina
1.2 Zahtjevi za kvalitetu proizvedenog motornog benzina, određeni tehničkim mogućnostima domaće prerade nafte
1.3 Zahtjevi koji se odnose na prijevoz i skladištenje benzina
2. Tehnologija proizvodnje motornih benzina
Zaključak
Bibliografija
Uvod
Cestovni promet je glavni potrošač naftnih goriva.
Trenutno se u svijetu koristi više od 600 milijuna vozila, a ukupna globalna potrošnja motornih goriva iznosi oko 1,75 milijardi tona godišnje, uključujući više od 800 milijuna tona motornog benzina godišnje. Donedavno se vjerovalo da će motorna goriva naftnog podrijetla biti aktivno zamijenjena alternativnim gorivima: ukapljenim naftnim plinom, stlačenim i ukapljenim prirodnim plinom, alkoholima, vodikom itd. Međutim, razvoj alternativnih goriva nailazi na određene tehničke i ekonomske poteškoće, tako da postoji uvjerenje da će tekuće gorivo naftnog podrijetla ostati glavno gorivo i za motore na paljenje svjećicom i dizel motori. Asortiman i kvaliteta proizvedenog i korištenog benzina određeni su strukturom automobilskog voznog parka zemlje, tehničkim mogućnostima domaće rafinerije nafte i petrokemijske industrije, kao i ekološkim zahtjevima, koji su u posljednje vrijeme postali odlučujući pokazatelji kvalitete i tehnologije. za proizvodnju čistog benzina. Negativan utjecaj emisija iz vozila na okoliš dovodi do potrebe za pooštravanjem standarda za sastav ispušnih plinova iz vozila.
Produkti izgaranja benzina sadržani u ispušnim plinovima vozila ulaze u atmosferu i zagađuju okoliš. Posebno veliko onečišćenje zraka ispušnim plinovima uočeno je u velikim gradovima s velikim brojem vozila u uporabi.
Na primjer, u Sankt Peterburgu, gdje se vozi oko 2 milijuna 500 tisuća automobila, emisija štetnih tvari u atmosferu s ispušnim plinovima iznosi oko 1 milijun tona/godišnje. Takvo onečišćenje okoliša motornim vozilima svakom stanovniku glavnog grada oduzima od tri do pet godina života.
Kako bi se smanjile štetne emisije iz automobila, počeli su se opremati katalitičkim sustavima za neutralizaciju ispušnih plinova, što je zahtijevalo strože zahtjeve za kvalitetu korištenog benzina.
Svrha ovog rada je opisati kvalitetu i tehnologiju proizvodnje motornih benzina.
Daje opće informacije o tehnologiji proizvodnje motornih benzina, njihovim fizikalno-kemijskim svojstvima i metodama ocjenjivanja kvalitete.
1. Zahtjevi za kvalitetu motornih benzina
Zahtjevi kvalitete za suvremeni motorni benzin podijeljeni su u četiri skupine:
1. Od proizvođača automobila kako bi se osigurao normalan rad motora;
2. Od proizvođača benzina, zbog mogućnosti industrije prerade nafte
3. Vezano za prijevoz i skladištenje motornog benzina;
4. Ekološki
1. 1 Zahtjevi,koje predstavljaju proizvođači motora s paljenjem svjećicomDokvaliteta upotrijebljenog benzina
Izgaranje benzina pomiješanog sa zrakom u komori za izgaranje mora se odvijati normalnom brzinom bez detonacije u svim režimima rada motora u svim klimatskim uvjetima. Ovaj zahtjev postavlja standarde za otpornost benzina na udarce.
Neophodno je da benzin ima visoku kalorijsku vrijednost, minimalnu sklonost stvaranju naslaga u sustavu goriva i usisu, kao i naslaga ugljika u komori za izgaranje. Produkti izgaranja ne smiju biti otrovni ili korozivni.
Hlapljivost benzina mora osigurati pripremu zapaljive smjese pri bilo kojoj radnoj temperaturi motora.
Ovaj zahtjev regulira takva svojstva i pokazatelje kvalitete benzina kao što su frakcijski sastav, tlak zasićene pare i sklonost stvaranju parnih bravica. Proizvodnja motornih benzina odvija se pomoću složenog skupa različitih tehnoloških procesa prerade nafte.
1.2 Zahtjevi za kakvoću proizvedenog motornog benzina,zbog tehničkih mogućnosti domaće prerade nafte
Ovi zahtjevi nameću ograničenja na parametre frakcijskog sastava i sastava ugljikovodika, sadržaj sumpora i različita sredstva protiv detonacije.
Uvjeti masovne proizvodnje zahtijevaju mogućnost korištenja naftnih sirovina sa najvećom mogućom varijacijom ugljikovodičnog i frakcijskog sastava, te sadržaja različitih sumpornih spojeva, što na određeni način utječe na uspostavljanje standarda u specifikacijama za odgovarajuće pokazatelje kvalitete benzina. .
Kako bi se povećao prinos benzina iz prerađene naftne sirovine, proizvodnja je zainteresirana za povećanje krajnjeg vrelišta, a učinkovito korištenje benzina u motoru moguće je uz određeno ograničenje u sadržaju frakcija visokog vrelišta.
Standardi za otpornost na detonaciju postavljeni su na razinu koja se može postići korištenjem postojećih tehnoloških procesa, komponenti i aditiva odobrenih za upotrebu u benzinu.
Zahtjevi proizvođača automobila vrlo su često u suprotnosti sa zahtjevima rafinerija nafte, te je u tim slučajevima potrebno odrediti optimalnu ekonomski isplativu razinu tih zahtjeva.
1.3 Zahtjevi,vezano uz prijevoz i skladištenje benzina
Takvi zahtjevi proizlaze iz potrebe održavanja njihove kvalitete nekoliko godina. Motorni benzin se isporučuje iz proizvodnog pogona postojećim produktovodima, željezničkim, vodenim i cestovnim transportom do velikih regionalnih skladišta za pretovar nafte. Iz ovih skladišnih baza benzin se isporučuje u skladišta nafte, koja opskrbljuju benzinske postaje (benzinske postaje), a zatim automobilskim spremnicima na benzinske postaje.
Prijevoz, skladištenje i korištenje benzina izravno na automobilima provodi se u različitim klimatskim uvjetima na temperaturama okoline od - 50 do + 45, a potrebno je osigurati normalan rad motora.
Zahtjevi koji se odnose na transport i skladištenje reguliraju takva svojstva motornog benzina kao što su fizikalna i kemijska stabilnost, sklonost gubicima isparavanjem i stvaranjem parnih bravica, topljivost u vodi, sadržaj korozivnih spojeva itd.
U skladu sa zahtjevima standarda GOST R51105-97 „Goriva za motore s unutarnjim izgaranjem. Bezolovni benzin. Tehnički uvjeti" i GOST 51866-2002 proizvodnja bezolovnog benzina se provodi:
Tehnički zahtjevi za motorni benzin prema GOST R51105-97 i GOST 51866-2002 prikazani su u tablici. 1.
stol 1
GOST R 51866-2002 Motorna goriva. Benzin ne oveuglađen Tehnički podaci
GOST je u skladu s europskom normom EN-228-2004 (Euro-4), koju je usvojio Europski odbor za standardizaciju 24. prosinca 2003.
Utvrđene su granične koncentracije oksigenata (metanol, etanol do 5%, izopropilni i izobutilni alkoholi, eteri i dr.), čiji ukupni volumni udio ne smije biti veći od 60%. Koncentracija sumpora nije veća od 0,005% za tip 2, a ne veća od 0,001% za tip 3.
Ovisno o klimatskom području, motorni benzini se dijele u 10 klasa na temelju volatilnosti.
U skladu s GOST R 51866-2002 proizvode se benzini Regular Euro-92, Premium Euro-95 i Super Euro-98. Obim proizvodnje je manji od 1%.
Za poboljšanje performansi benzina dopušteno je koristiti aditive koji nemaju štetne nuspojave.
Bez proizvodnje u zemlji goriva koja zadovoljavaju zahtjeve Euro 3 ili Euro 4, nemoguće je produžiti radni vijek motornih ulja niti osigurati vijek trajanja katalizatora ispušnih plinova.
Prisutnost sumpora u gorivu svodi na ništa sve napore organizacija koje rade na stvaranju dugotrajnih ulja ili dovodi do neopravdano naglog povećanja troškova svake tisuću kilometara vijeka trajanja motornog ulja prije nego što se zamijeni.
Benzen, koji ne izgara u potpunosti u cilindru motora, izgara na pretvaraču, zagrijava ga i prijevremeno onesposobljava stvaranjem onkološki opasnih benzoperena.
GOST R51105-97 Goriva za motore s unutarnjim izgaranjem. Bezolovni benzin. Tehnički podaci
GOST R51105-97 razvijen je uzimajući u obzir zahtjeve Europski standard EN 228-1993 (EURO-2).
Utvrđuje zahtjeve za 13 pokazatelja za četiri marke benzina: "Normal-80", "Regular-92", "Premium-95", "Super-98".
GOST je uveden 1. siječnja 1999. i dopušteno je koristiti komponente koje sadrže kisik, druge visokooktanske aditive, kao i antioksidanse i deterdžente koji poboljšavaju ekološku učinkovitost benzina i odobreni su za upotrebu u proizvodnji motornog benzina. .
Ovisno o klimatskom području, motorni benzini se dijele u 5 klasa na temelju hlapljivosti, što omogućuje individualniji pristup izboru benzina ovisno o uvjetima rada vozila.
GOST R51105-97, zajedno s domaćim državnim standardima, uključuje međunarodnim standardima o metodama ispitivanja (ISO, EN228, ASTM).
Poboljšanje kvalitete motornih benzina trenutno se postiže kroz:
1. Odbijanje korištenja aditiva protiv detonacija na bazi mangana i željeza u benzinu.
2. Smanjenje sadržaja sumpora u benzinu na 0,001%.
3. Smanjenje sadržaja aromatskih ugljikovodika u benzinu na 35%, olefinskih ugljikovodika na 14%.
4. Standardizacija sadržaja smole na mjestu potrošnje na razini ne većoj od 5 mg/100 ml. paljenje motora kvalitetan benzin
5. Diferencijacija pokazatelja kakvoće po frakcijskom sastavu i tlaku zasićene pare u 10 klasa.
6. Uvođenje markiranih boja od strane proizvođača motornih benzina kako bi se povećala učinkovitost borbe protiv proizvođača surogat goriva.
7. Uvođenje deterdžentnih aditiva koji sprječavaju onečišćenje i smoljenje dijelova i sustava motora.
Kako bi se poboljšala radna svojstva, novi motorni benzini dodatno se uvode s višenamjenskim paketom aditiva koji pomaže u poboljšanju deterdženta, antikorozivnih i drugih svojstava.
2. Tehnologija proizvodnje motornih benzina
Motorni benzini se proizvode preradom nafte, plinskog kondenzata, prirodni gas, ugljen, treset i uljni škriljevac, kao i sinteza iz ugljičnog monoksida i vodika.
Glavna sirovina za proizvodnju motornog benzina je nafta: oko 25% proizvedene nafte u svijetu preradi se u benzin.
Suvremeni motorni benzini pripremaju se miješanjem komponenti dobivenih izravnom destilacijom, katalitičkim reformingom i katalitičkim krekiranjem, izomerizacijom, alkilacijom, polimerizacijom i drugim procesima rafiniranja nafte i plina.
Kvaliteta komponenti koje se koriste za pripremu određenih marki komercijalnog motornog benzina značajno varira i ovisi o tehnološkim mogućnostima poduzeća. Komercijalni benzini iste marke, ali proizvedeni u različitim rafinerijama nafte (rafinerijama), imaju različit komponentni i frakcijski sastav, što je posljedica razlike u tehnološkim procesima i sirovinama koje se njima prerađuju u svakoj pojedinoj rafineriji nafte.
Međutim, u svim slučajevima mora se poštivati tehnologija proizvodnje komercijalnog benzina u određenom poduzeću, što je obvezni zahtjev standarda i Tehničke specifikacije za motorni benzin.
Riža. 1. Shema prerade nafte za proizvodnju motornog benzina.
Glavni tehnološki procesi Proizvodnja motornog benzina je katalitički reforming i katalitički kreking. Unatoč ograničenjima u pogledu sadržaja aromatskih ugljikovodika, proces katalitičkog reforminga je i dalje odlučujući proces za proizvodnju benzina, budući da je glavni izvor visokooktanskih komponenti, kao i vodika za jedinice za obradu vodom.
Domaće rafinerije koriste jedinice katalitičkog krekiranja s podiznim reaktorom s preliminarnom hidroobradom sirovine — vakuumskog plinskog ulja — s kapacitetom od 2 milijuna tona sirovine godišnje. Ove instalacije osiguravaju prinos benzina veći od 50% od sirovina, koji ima oktanski broj prema motornoj metodi od 80-82 jedinice. a prema metodi istraživanja 90-93 jedinice.
Poboljšanje oktanskih karakteristika postiže se izborom katalizatora i pooštravanjem režima rada instalacija. To je također popraćeno povećanjem prinosa olefina niskog vrelišta C3 - C4, što je povoljno za povećanje resursa sirovina za alkilaciju i dobivanje visokooktanskih oksigenata.
Sustavi za katalitičko krekiranje kompleksa predhidrotretiranog vakuumskog plinskog ulja u bloku s proizvodnjom MTBE i alkilacijom imaju široku primjenu. Time se rješava problem produbljivanja prerade sirovina pomoću verzije s benzinom; dijelom - problem smanjenja sadržaja sumpornih spojeva u benzinu, povećanje proizvodnje visokooktanskih komponenti benzina i vlastita proizvodnja visokooktanski aditiv koji sadrži kisik.
Zaključak
Motorni benzini moraju biti kemijski neutralni i ne smiju uzrokovati koroziju metala i spremnika, a njihovi produkti izgaranja ne smiju uzrokovati koroziju dijelova motora. Korozivno djelovanje benzina i produkata njihovog izgaranja ovisi o sadržaju ukupnog i merkaptan sumpora, kiselosti, sadržaju u vodi topivih kiselina i lužina te prisutnosti vode. Ovi su pokazatelji standardizirani u regulatornoj i tehničkoj dokumentaciji za benzin. Benzin mora proći test bakrene ploče.
Učinkovito sredstvo za zaštitu opreme za gorivo od korozije je dodavanje posebnih antikorozivnih ili višenamjenskih aditiva u benzin.
Motorni benzin je glavni materijal koji se troši pri korištenju raznih Vozilo. Kvaliteta benzina određuje pouzdanost motora i, posljedično, troškove njegovog održavanja i popravka.
Poznavanje svojstava benzina i sposobnost njegove pravilne uporabe jedna je od karika koja određuje učinkovitost korištenja automobila.
Bibliografija
1. V. E. Emelyanov, Sve o gorivu. Automobilski benzin. Svojstva, raspon, primjena, 2003
2. 1. Gureev A. A., Azev V. S. Automobilski benzini. Svojstva i primjena. - M.: Nafta i plin, 1996. - 444 str.
3. Džerikhov V.B. Radni materijali za automobile. Dio I. Goriva. Tutorial. - SPb.: GASU. 2008. - 120 141 str.
4. http://madi-chim.narod.ru/index/0-7
Objavljeno na Allbest.ru
Slični dokumenti
U proizvodnji motornih benzina postoji tendencija povećanja njihovog oktanskog broja. Sirovine, proizvodi, katalizatori za proces alkilacije. Mehanizam alkilacije izobutana butilenom. Metoda određivanja tlaka zasićene pare benzina.
kolegij, dodan 15.06.2008
Tehnološke karakteristike sirovine, zahtjevi za njihovu kvalitetu u proizvodnji ribljih konzervi "Natural saury". Tehnološki sustav proizvodnja, njezino opravdanje. Zahtjevi kvalitete gotov proizvod. Izrada proizvodne linije agregata.
kolegij, dodan 20.11.2014
Problematika hidrotretiranja frakcija benzina za izravnu destilaciju. Struktura komercijalne proizvodnje benzina u različitim regijama svijeta. Standardi kvalitete benzina. Bazične reakcije hidrodesulfurizacije. Procesni katalizatori i hardverski dizajn jedinica za hidrotretiranje.
kolegij, dodan 30.10.2014
Opis teorijskih osnova. Sirovine. Tehnologija proizvodnje krznenih proizvoda. Oprema koja se koristi u proizvodnom procesu. Zahtjevi kvalitete. Norme za pravila prihvaćanja, ispitivanja, skladištenja i rada robe.
kolegij, dodan 23.04.2007
Klasifikacija i sortiment mlijeko za piće. Prijem kupljene robe. Tehnologija proizvodnje pasteriziranog mlijeka. Zahtjevi za kvalitetu vode. Sanitarna obrada opreme, posuđa, posuda. Osnovna sredstva za pranje i dezinfekciju.
kolegij, dodan 01.07.2014
Određivanje vlačne čvrstoće, istezanja i kontrakcije. Primjena metalnih tvrdih legura skupina volfram-kobalt i titan-volfram-kobalt. Fizikalna stabilnost motornih benzina. Proces starenja gume.
test, dodan 05.06.2010
Svrha procesa izomerizacije u rafineriji nafte je poboljšanje antidetonacijskih svojstava zrakoplovnog i motornog benzina. Sirovine za proces izomerizacije. Mehanizam izomerizacije, katalizatori i glavni parametri. Tehnološki proračun aparata.
kolegij, dodan 26.09.2013
Klasifikacija konjaka i zahtjevi za njih: proizvodnja vinomaterijala od konjaka, njihova destilacija u rakiju od konjaka i sazrijevanje jakih alkoholnih pića od konjaka. Tehnologija proizvodnje konjaka i zahtjevi kvalitete vina od grožđa i konjaka.
sažetak, dodan 07/12/2008
Pregled metoda zavarivanja metala, njihova tehnološka načela, značajke proizvodnje zavariti. Osnovni zahtjevi za kvalitetu obrađenog dijela. Pokazatelji zavarljivosti raznih čelika. Toplinska obrada zavarenih dijelova.
sažetak, dodan 20.08.2015
Mehanička svojstva metala, osnovne metode njihova određivanja. Tehnološke značajke nitriranje čelika. Primjeri strojnih dijelova i mehanizama podvrgnutih nitriranju. Fizikalno-kemijska svojstva motornih benzina. Marke masti.
