Повышение детонационной стойкости бензинов. Повышение детонационной стойкости бензинов


Повышение детонационной стойкости бензинов

Детонация – это взрывное развитие процесса горения топливо-воздушной смеси в камере сгорания. Детонирует обычно относительно небольшая часть горючей смеси, сгорающая в последнюю очередь. При определенных условиях температура этой части смеси поднимается выше температуры самовоспламенения, и смесь воспламеняется по всему объему за столь короткое время, что сгорание приобретает характер взрыва. От очага воспламенения с высокой скоростью распространяется ударная волна, и даже если детонация возникла лишь в небольшой части несгоревшей смеси, эта волна рождает новые и более интенсивные очаги детонации. Процесс сгорания при детонации протекает с очень высокими скоростями до 2300 м/с. Если детонация очень интенсивная и продолжается относительно долго, то поршни начинают разрушаться, и двигатель приходит в полную негодность. Легкая и непродолжительная детонация обычно повреждений не вызывает, но топливная экономичность двигателя при этом ухудшается, в отработавших газах появляется дым.

Механизм возникновения и протекания детонации управляется химическими и физическими факторами. Среди химических – главным является склонность топлива к образованию перекисных соединений, при критической концентрации которых возникает детонация. Перекисные соединения крайне неустойчивы, продолжительность их существования измеряется тысячными долями секунды, поэтому за время преддетонационной стадии сгорания наблюдается процесс их образования и распада с выделением теплоты. Из физических факторов наибольшее влияние оказывает степень сжатия двигателя. При ее увеличении растет и давление и температура в камере сгорания. В результате последняя порция рабочей смеси оказывается в особо неблагоприятных условиях для нормального сгорания и при наступлении критических значений давлений и температуры воспламеняется и сгорает со скоростью взрыва. Многолетний опыт показывает, что детонация усиливается, если повышена степень сжатия, увеличен размер цилиндра (в основном его диаметр), применены чугунные головки и поршни.

Повышать детонационную стойкость топлив можно несколькими способами. Первый способ – использование бензинов каталитического крекинга и риформинга. Второй способ повышения ОЧ заключается в добавлении в базовые бензины высокооктановых компонентов, таких, как изооктан, алкилбензин и др., которые обладают ОЧ по моторному методу около 100 ед. Таких компонентов добавляют в базовый бензин до 40 %, значительно повышая его детонационную стойкость. Третьим способом повышения детонационной стойкости топлив является добавление к ним антидетонаторов, т. е. химических соединений, которые при очень незначительной их концентрации в топливе (десятые доли грамма на 1 кг топлива) существенно увеличивают его детонационную стойкость. Наиболее простой способ – это добавление в бензин антидетонаторов в небольшом количестве для повышения детонационной стойкости. Действие антидетонационной присадки основано на замедлении процесса образования гидроперекисей и перекисей и их расщепления.

Одно из направлений расширения производства высокооктановых неэтилированных бензинов – применение кислородсодержащих компонентов (оксигенатов). К ним относятся спирты, эфиры и их смеси. Добавление оксигенатов повышает детонационную стойкость, особенно легких фракций, полноту сгорания бензина, снижает расход топлива и уменьшает токсичность выхлопных газов. Рекомендуемая концентрация оксигенатов в бензинах составляет 3–15% и выбирается с таким расчетом, чтобы содержание кислорода в топливе не превышало 2,7%. Установлено, что такое количество оксигенатов, несмотря на их более низкую по сравнению с бензином теплотворную способность, не оказывает отрицательного влияния на мощностные характеристики двигателей. Метилтретичнобутиловый эфир (МТБЭ) – считается наиболее перспективным компонентом. Среди других эфиров в качестве компонентов к автомобильному бензину рассматриваются: этилтретбутиловый эфир (ЭТБЭ), третамилметиловый эфир (ТАМЭ), простые метиловые эфиры, полученные из олефинов С6-С7. Среди спиртов: метиловый спирт, этиловый спирт, вторичный бутиловый спирт (ВБС) и третбутиловый спирт (ТБС).

Бензины АИ-95 и АИ-98 обычно получают с добавлением кислородсодержащих компонентов: метилтретбутилового эфира (МТБЭ) или его смеси с третбутиловым спиртом (ТБС), получившей название Фэтерол — торговое название «Октан-115». Недостаток всех этих компонентов заключается в том, что в жаркую погоду эфир из бензина улетучивается, что вызывает уменьшение октанового числа бензина.

Антидетонаторы на основе соединений свинца. В качестве антидетонатора до недавнего времени, в основном, использовался тетраэтилсвинец (ТЭС) – Pb(C2H5)4 – густая бесцветная ядовитая жидкость; плотность – 1659 кг/м3; температура кипения 200°С; легко растворяется в нефтепродуктах и не растворяется в воде. ТЭС тормозит образование перекисных соединений в топливе, что уменьшает возможность возникновения детонации. Применять тетраэтилсвинец в чистом виде нельзя, т. к. образующийся металлический свинец осаждается в виде нагара на стенках цилиндра, поршня и вызывает отказ двигателя. В связи с этим ТЭС добавляют в бензин в смеси с выносителями свинца, образующими с ним при сгорании летучие вещества, которые удаляются из двигателя вместе с отработавшими газами. В качестве выносителей применяют вещества, содержащие бром или хлор. Смесь ТЭС и выносителя, которая применяется как антидетонатор, называется этиловой жидкостью, а бензины – этилированными. Этилированный бензин очень ядовит и требует повышенных мер безопасности.

Этилирование оказалось весьма эффективным методом борьбы с детонацией. Добавка буквально долей процента этиловой жидкости в бензин позволяет увеличить его октановое число на 5–10 пунктов. Увеличение содержания ТЭС может приводить к снижению надежности работы двигателя из-за накопления свинца в камере сгорания. ТЭС очень ядовит, может проникать в кровь человека через поры кожи и постепенно накапливаться, а также попадать в организм через дыхательные пути, вызывая тяжелые заболевания. Даже небольшие дозы ТЭС в пище вызывают смертельные отравления. Свинцовые соединения, удаляющиеся из двигателя с выхлопными газами, оседают на почве и придорожной растительности. Даже в шерсти городских собак содержание свинца повышено. Если в топливе содержится сера, то эффективность ТЭС резко снижается, т. к. образуется сернистый свинец, препятствующий разложению перекисей.

При хранении этилированных бензинов их детонационная стойкость снижается в результате разложения ТЭС. Этот процесс ускоряется при наличии в топливе воды, осадков, смол, хранении при повышенной температуре и др. Антидетонаторы на основе ТЭС в Российской Федерации запрещены, т. к. ГОСТ Р 51105–97 предусматривает выпуск только неэтилированных бензинов.

Антидетонаторы на основе соединений марганца. Длительное время ведутся работы по изысканию неядовитых эффективных антидетонаторов. Наиболее эффективны марганцевые антидетонаторы:

циклопентадиенилтрикарбонилмарганец (ЦТМ) С5Н5Мn(СО)3 – кристалический желтый порошок.

метилциклопентадиенилтрикарбонилмарганца (МЦТМ) СН3С5Н4Mn(СО)3 – это соединение представляет собой прозрачную маловязкую жидкость светло-янтарного цвета с травянистым запахом, температурой кипения 233°С, плотностью 1,3884 г/см3 и температурой застывания 1,5°С. МЦТМ хорошо растворим в бензине и практически нерастворим в воде.

Оба антидетонатора имеют примерно одинаковую эффективность и мало отличаются по эксплуатационным свойствам. Эффективность марганцевых антидетонаторов примерно одинакова со свинцовыми антидетонаторами (при равном содержании присадок) и превосходит их при равной концентрации металлов (Pb и Mn). При этом марганцевые антидетонаторы в 300 раз менее токсичны, чем ТЭС. При низких температурах из бензиновых растворов они выпадают. Марганецсодержащие присадки разлагаются на свету с потерей антидетонационных свойств.

Исследования антидетонационной эффективности МЦТМ на двигателях в стендовых и эксплуатационных условиях показали значительно большую эффективность этого антидетонатора, чем можно было предполагать по результатам определения октанового числа исследовательским и особенно моторным методами. Несмотря на высокую эффективность марганцевых антидетонаторов применение их ограничено из-за вредного влияния на экологию и ресурс двигателя.

Вопрос № 7. Дизельные топлива. Классификация. Основные эксплуатационные свойства (воспламеняемость, низкотемпературные свойства). Понятие цетанового числа.

В отличие от двигателей с искровым зажиганием в дизелях происходит самовоспламенение топлива при его впрыскивании в камеру сгорания двигателя. В цилиндре дизеля сначала всасывается воздух, который затем сжимается до 35–40 атм., а температура поднимается 560—600°С. Затем в цилиндр через форсунки впрыскивается топливо, которое испаряется и самовоспламеняется. При горении топлива образуются газы, за счет которых происходит работа. Температура воздуха для надежного самовоспламенения топлива в момент начала подачи топлива должна составлять 500—600 °С. Для достижения такой температуры воздуха степень сжатия должна быть значительно выше, чем у двигателей с искровым зажиганием, и достигать 16–17, а в некоторых случаях и 23 раз.

Благодаря тому, что в дизель засасывается не горючая смесь, а воздух, степень сжатия можно доводить до 23, что гораздо выше, чем в карбюраторных двигателях. Вследствие этого температура отработанных газов дизеля (600–700°С) ниже, чем отработанных газов карбюраторных двигателей (800–1100°С), поэтому меньше тепла уходит с газами, что делает дизель более экономичным. Кроме того, для дизеля характерны более дешевые виды топлива.

Высокая степень сжатия, необходимая для воспламенения топлива, является основным фактором, определяющим топливную экономичность дизелей, которая на 30–40 % выше, чем у двигателей с искровым зажиганием. Это в основном способствует более широкому применению дизелей во многих отраслях: на судах морского и речного флота, железнодорожном транспорте, тракторах и сельскохозяйственных машинах.

Для нормальной работы дизеля топливо должно обладать оптимальной способностью к самовоспламенению. Это свойство зависит от группового химического состава, так как различные углеводороды обладают и различной склонностью к самовоспламенению.

Эксплуатационно-технические требования к дизельным топливам:

• бесперебойная подача топлива как из бака к топливной аппаратуре, так и в цилиндры двигателя;

• надежная воспламеняемость, мягкая работа двигателя, полное сгорание без образования сажи и особо токсичных и канцерогенных продуктов в отработавших газах;

• минимальное образование нагара и отложений в зоне распылителей форсунок и в камере сгорания;

• минимальная коррозионная активность;

• стабильность при длительном хранении и транспортировке;

• невысокая токсичность.

В качестве топлив для быстроходных дизелей применяется дизельное топливо. Для мало- и среднеоборотных двигателей используют более тяжелые топлива – мазут и соляровое масло, соответственно, причем их цетановое число не нормировано.

Судовые двигательные установки (особенно на крупнотоннажных судах) всегда имеют систему предварительной подготовки топлива (подогрев и очистка), поэтому требования к вязкости и загрязнению этих топлив ниже, чем для топлив быстроходных автомобильных и тракторных дизелей.



infopedia.su

Повышение - детонационная стойкость - бензин

Повышение - детонационная стойкость - бензин

Cтраница 1

Повышение детонационной стойкости бензинов увеличивает коэффициент полезного действия поршневых моторов. Процессы, позволяющие повышать октановые числа бензинов, не должны вести к ухудшению прочих качеств продуктов и должны обеспечивать их высокий выход. Эффект от повышения коэффициента полезного действия моторов может оказаться сведенным к пулю, если стать на путь сокращения выхода товарного бензина из каждой тонны добываемой нефти или, наоборот, выпускать бензин, который создавал бы газовые пробки в топливоподводящей системе мотора, разъедал бы металлические поверхности и пр. Из изложенных соображений следует, что наиболее целесообразным процессом преобразования низкооктаповых бензинов будет такой процесс, который обеспечивает максимальный выход бензина, состоящего главным образом из нзоалкаповых и ароматических углеводородов с минимальным содержанием сернистых соединений вообще и практически свободного от агрессивных, сернистых соединений - меркаптанов и элементарной серы.  [1]

Повышение детонационной стойкости бензина платформинга может быть достигнуто экстрагированием ароматических углеводородов из части получаемого бензина и возвратом неароматической фракции на повторный катализ вместе со свежим сырьем. Такой прием дает обогащение общего потока получаемого бензина ароматическими углеводородами и связанное с этим повышение октанового числа продукта.  [3]

Для повышения детонационной стойкости бензинов и соответственного повышения октанового числа в них вводят тетраэтилсвинец ( ТЭС) в количестве до 3 3 г на 1 кг бензина. Тетраэтилсвинец является ядовитым веществом. Поэтому при работе с этилированными бензинами необходимо соблюдать меры предосторожности.  [4]

Для повышения детонационной стойкости бензинов и соответственного повышения октанового числа в них вводят тетраэтилсвинец в количестве до 3 3 г на 1 кг бензина. Тетраэтилсвинец является ядовитым веществом. Поэтому при работе с этилированными бензинами необходимо соблюдать меры предосторожности.  [5]

Для повышения детонационной стойкости бензинов и соответственного повышения октанового числа в них вводят тетраэтилсвинец ( ТЭС) в количестве до 3 3 г на 1 кг бензина. Тетраэтилсвинец является ядовитым веществом. Поэтому при работе с этилированными бензинами необходимо соблюдать меры предосторожности.  [6]

Для повышения детонационной стойкости бензинов к ним добавляют антидетонаторы. Среди них наиболее эффективны ТЭС - тетраэтил свинец, ЦТМ - марганцевый антидетонатор и ТМС - тетраметилсвинец.  [7]

Для повышения детонационной стойкости бензинов и соответственного повышения октанового числа в них вводят тетраэтилсвинец в количестве до 3 3 г на 1 кг бензина. Тетраэтилсвинец является ядовитым веществом. Поэтому при работе с этилированными бензинами необходимо соблюдать меры предосторожности.  [8]

Для повышения детонационной стойкости бензинов к ним добавляют присадки, прерывающие цепные реакции окисления. В качестве такой присадки широко применяется тетраэтилсвинец РЬ ( С2Н5) 4; в последнее время за рубежом начали применять также тетраметил-свинец РЬ ( СНЯ) 4 и некоторые соединения марганца.  [9]

Для повышения детонационной стойкости бензинов в их состав вводят антидетонаторы. Антидетонаторами называют такие вещества, которые при добавлении к бензину в относительно небольших количествах резко повышают его детонационную стойкость.  [10]

Для повышения детонационной стойкости бензинов к ним добавляют в виде этиловой жидкости тетраэтилсвинец ( ТЭС), оторый прерывает цепную реакцию окисления.  [11]

Для повышения детонационной стойкости бензинов к ним добавляют антидетонационные присадки, например тетраэтилсвинец ( ТЭС), применяемый в виде этиловой жидкости.  [12]

Для повышения детонационной стойкости бензина наряду со специальной его обработкой применяют присадку к топливу - этиловую жидкость. Процентное содержание в топливе этой присадки ввиду ее токсичности ограничено. Этилированные бензины согласно ГОСТ 2084 - G7 должны иметь специальную окраску. При хранении, перевозке и применении этилированного бензина должны соблюдаться правила обращения с ним.  [13]

Для повышения детонационной стойкости бензина вводят присадки.  [14]

Для повышения детонационной стойкости бензинов к ним добавляют присадки, прерывающие цепные реакции окисления. В качестве такой присадки широко применяется тетраэтилсвинец РЬ ( СаН5) 4; в последнее время за рубежом начали применять также тетраметил-свинец РЬ ( СН8) 4 и некоторые соединения марганца.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Пути повышения детонационной стойкости бензинов

из "Химмотология"

Детонационная стойкость — это важный показатель, по которому определяют необходимое соотношение компонентов в товарных бензинах. Высокая детонационная стойкость товарных бензинов достигается тремя основными способами. Первый — использование в качестве базовых бензинов наиболее высокооктановых вторичных продуктов переработки нефти или увеличение их доли в товарных бензинах. Второй способ предусматривает широкое использование высокооктановых компонентов, вовлекаемых в товарные бензины. Третий путь состоит в применении антидетонационных присадок. В настоящее время широко используют все три направления повышения детонационной стойкости бензинов. [c.109] Современные товарные бензины готовят смешением компонентов, полученных прямой перегонкой, крекингом, риформин-гом, коксованием, алкилированием, полимеризацией, изомери- зацией и другими процессами переработки нефти и нефтяных фракций. [c.109] В состав бензинов термического крекинга входит большое количество алкенов, детонационная стойкость которых выше детонационной стойкости н-алканов. Поэтому бензины термического крекинга обычно имеют более высокие октановые числа, чем бензины прямой перегонки из тех же нефтей (табл. 14). Октановые числа бензинов термического крекинга находятся в пределах 64—70 в зависимости от качества сырья и температурного режима крекинга. Компоненты, полученные термическим крекингом, добавляют только в автомобильные бензины. [c.110] Бензины, полученные каталитическим крекингом, имеют более высокую детонационную стойкость, чем бензины термического крекинга. Это обусловлено главным образом увеличением содержания в бензиновых фракциях изоалканов и ароматических углеводородов. Антидетонационные свойства бензинов каталитического крекинга зависят от фракционного состава сырья, режима крекинга, состава катализатора и могут колебаться в широких пределах. Бензины каталитического крекинга часто используют как базовые для приготовления товарных высокооктановых бензинов. [c.110] В процессе каталитического риформинга получают бензины с высокой детонационной стойкостью за счет ароматизации и частичной изомеризации углеводородов. При риформинге на платиновом катализаторе процесс платформинга можно вести в мягком (обычном) или жестком режиме. При жестком режиме снижается выход бензина, увеличивается газообразование. [c.110] Для улучшения тех или иных характеристик базовых бензинов применяют высокооктановые компоненты, антидетонационные свойства которых приведены в табл. 15. Некоторые высокооктановые компоненты получают в результате таких процессов, как, алкилирование, изомеризация, полимеризация, и стоимость их, как правило, выше стоимости базовых бензинов. Добавляют такие компоненты в бензины обычно в небольших объемах. Наиболее распространенным компонентом бензинов является смесь низкокипящих углеводородов с различными пределами выкипания. Широкую фракцию низкокипящих углеводородов называют газовым бензином, более узкие фракции с преобладанием того или иного углеводорода именуют по названию преобладающего углеводорода. Для приготовления товарных автомобильных бензинов используют низкокипящие углеводороды, выделенные из продуктов прямой перегонки или вторичных процессов, а также не вступившие в реакции при процессах алкилирования или полимеризации (отработанные бутан-бутеновая, пентан-пентеновая фракции и др.). [c.111] Детонационная стойкость смеси различных компонентов не является аддитивным свойством октановое число компонента в смеси может отличаться от октанового числа этого компонента в чистом виде. Каждый компонент имеет свою смесительную характеристику или, как принято называть, октановое число смешения, причем для данного компонента оно непостоянно и зависит от массы введенного компонента, состава базового бензина и присутствия других компонентов. [c.111] Октановые числа смешения газовых бензинов, бензинов прямой перегонки из парафинистого и смешанного сырья некоторых технически чистых углеводородов изостроения обычно близки к их октановым числам в чистом виде. Бензиновые фракции каталитических процессов и продукты алкилирования, полимеризации и изомеризации имеют октановые числа смешения несколько выше, чем в чистом виде. Октановые числа смешения бензола, толуола и ксилолов ниже, чем их октановые числа в чистом виде. Алкилированные бензолы с разветвленной боковой цепью имеют октановые числа смешения более высокие, чем в чистом виде. Октановое число смешения высокооктанового компонента обычно тем выше, чем ниже октановое число базового топлива. [c.111] При подборе компонентов для приготовления товарных автомобильных бензинов необходимо обеспечить равномерность распределения октанового числа цо фракциям бензина. [c.111] Применение антидетонационных присадок и кислородсодержащих компонентов. Наиболее эффективным и экономически выгодным способом повыщения детонационной стойкости бензинов является введение антидетонационных присадок — антидетонаторов. Алкилсвинцовые антидетонаторы, в первую очередь тетраэтилсвинец, а затем тетраметилсвинец, применяют в промышленных масштабах в качестве присадок к бензинам уже более пятидесяти лет. Эти соединения обладают способностью при добавлении в бензин в небольшой концентрации резко повышать его детонационную стойкость. [c.112] Смесь свинцового антидетонатора и выносителя называют этиловой жидкостью. Соотношение антидетонатора и выносителя в этиловых жидкостях выбирается таким, чтобы не только связать весь свинец (стехиометрическое соотношение), но и создать некоторый, 10—15%-й, запас выносителя (табл. 16). [c.112] Кроме антидетонатора и выносителя в состав этиловой жидкости входит красящее вещество. Этиловая жидкость и этилированные бензины ядовиты, и для предотвращения использования их не по назначению такие бензины окрашивают. [c.112] В последние годы проведены исследования и организовано промышленное производство тетраметнлсвннца, как более эффективного антидетонатора. Он имеет более высокую температуру разложения и в высокооктановых бензинах эффективнее тетраэтилсвинца на 0,5—1,0 октановую единицу. Температура кипения тетраметилсвинца 110°С, что способствует более равномерному распределению его по цилиндрам двигателя (тетраэтилсвинец кипит при 200 °С) и улучшает равномерность распределения детонационной стойкости по фракциям бензина. [c.113] В настоящее время применение алкилсвинцовых антидетонаторов для приготовления автомобильных бензинов резко сократилось. Увеличивается доля выработки неэтилированных бензинов, а содержание свинца в этилированных бензинах непрерывно снижается в большинстве стран. Причиной отказа от применения алкилсвинцовых антидетонаторов является токсичность образующихся продуктов сгорания и отравляющее их действие на каталитическую массу нейтрализаторов. Подсчитано, что ежегодно в атмосферу выбрасывается более 250 тыс. т соединений свинца в виде аэрозоля. [c.113] В последние годы возрос интерес к использованию некоторых кислородсодержащих соединений в качестве высокооктановых компонентов автомобильных бензинов. Кислородные соединения можно получать из газов, угля, сланцев и некоторых отходов органического происхождения, что особенно важно в условиях нехватки нефти. Среди кислородных соединений широко исследуются спирты, эфиры и их смеси. Применение спиртов в качестве самостоятельных топлив или компонентов бензинов известно давно. Они имеют высокую детонационную стойкость, удовлетворительную испаряемость, образуют минимальный нагар, а продукты их сгорания менее токсичны, чем продукты сгорания бензинов. Высокая теплота испарения позволяет снизить температуру горючей смеси в такте впуска, повысить коэффициент наполнения и при малой склонности к нагарообразованию снизить требования двигателя к детонационной стойкости применяемых топлив. [c.114] Основной недостаток спиртов — низкая теплота сгорания. Кроме того, многие из них ограниченно растворимы в бензине, особенно в присутствии воды. Среди спиртов с учетом сырьевых ресурсов, технологии получения и ряда технико-экономических факторов наиболее перспективен в качестве топлива для двигателей с принудительным зажиганием — метанол. Безводный метанол при обычных температурах хорошо смешивается с бензином в любых соотношениях. Но даже малейшее попадание воды вызывает расслаивание смеси. Так, смесь метанола (15%) с бензином расслаивается при 0°С при содержании воды более 0,06%, а при 20°С — более 0,18%. Введение в смесь метанола с бензином небольшого количества изобутанола и бензилового спирта несколько повышает стабильность смеси, но не решает проблему полностью. [c.114] Многочисленные испытания смесей метанол — бензин на двигателях выявили и другие недостатки. Испаряемость смесей хуже испаряемости бензина, что вызывает дополнительные осложнения при холодном пуске двигателя. Содержание оксида углерода в отработавших газах снижается по мере увеличения концентрации метанола в смеси с бензином, однако содержание углеводородов и оксидов азота меняется мало, а содержание альдегидов даже растет. Экономичность двигателя снижается на 2—7% при использовании смеси, содержащей 10% метанола (теплота сгорания метанола равна 19 500 кДж/кг). [c.114] Несмотря на недостатки, исследования по использованию метанола в качестве топлива продолжаются, и многие исследователи считают его топливом будущего. [c.115] Одновременно ведутся работы по использованию метанола в качестве сырья для получения более подходящих топлив или компонентов. Основные направления исследования — синтез бензина из метанола и получение метил-трег-бутилового эфира. Получить метил-грет-бутиловый эфир (бесцветная жидкость с резким запахом, температура кипения 55 °С) можно при взаимодействии метанола и изобутилена в присутствии ионообменных смол (процесс освоен в промышленных масштабах с 1973 г.). Введение метил-грег-бутилового эфира снижает неравномерность распределения детонационной стойкости бензина по фракциям и склонность бензина к нагарообразованию. Он обладает высокой детонационной стойкостью октановые числа смещения его изменяются от 115 до 135 по исследовательскому методу или от 98 до 110 — по моторному. [c.115] Токсикологические испытания показали, что метил-грег-бу-тиловый эфир не оказывает отрицательного действия на организм человека. Введение его в бензины снижает содержание оксида углерода, углеводородов и полициклических ароматических соединений в отработавших газах. Недостатком метил-грег-бутилового эфира является более низкая чем у углеводородов теплота сгорания (35200 кДж/кг) и способность растворяться в воде, хотя и в небольшом количестве — до 4,8 г в 100 г воды при 20 °С. Бензины, содержащие метил-грег-бутиловый эфир, прошли всесторонние испытания и показали высокие эксплуатационные свойства. [c.115]

Вернуться к основной статье

chem21.info

Методы повышения детонационной стойкости топлив

Антидетонационные свойства прямогонных бензиновых фракций, а также бензинов термического крекинга и коксования, как правило, весьма низки. Для получения высокооктановых товарных бензинов их необходимо повышать. В настоящее время можно выделить пять принципиально различных способов повышения ОЧ бензина:

варьирование групповым составом топлива;

добавление высокооктановых углеводородных компонентов;

добавление присадок на основе ароматических аминов;

применение антидетонаторов;

использование в качестве компонентов топлива оксигенатов.

Групповой состав углеводородов, входящих в топливо, оказывает определяющее влияние на его детонационную стойкость. По степени увеличения детонационной стойкости углеводороды можно расположить в следующем порядке: н-алканы, непредельные, цикланы, изоалканы, ароматические и их производные. Вследствие этого повышать ОЧ можно, варьируя групповым составом топлива, для чего используют процессы каталитического крекинга, риформинга, изомеризации и прочие, позволяющие повысить содержание в базовом топливе алканов-изомеров и ароматических углеводородов. К примеру, в процессе риформинга можно получить бензины с ОЧИ до 99 ед.

Второй способ повышения ОЧ заключается в добавлении в базовые топлива синтетических высокооктановых углеводородных компонентов, имеющих ОЧМ около 100 ед.Из них следует выделить: изооктан (2,2,4-триметилпентан С5Н9(СН3)3), изопентан (2-метилбутан С4Н9СН3), неогексан (2,2-диметилбутан С4Н8(СН3)2), триптан (2,2,3-триметилбутан С4Н7(СН3)3), толуол (метилбензол С6Н5СН3), ксилолы (диметилбензолы-изомеры С6Н4(СН3)2), кумол (изопропилбензол С6Н5СН(СН3)2), алкилбензин (смесь ароматических углеводородов), алкилбензол (смесь алкилированных бензолов), алкилат (смесь изопарафиновых углеводородов) и др. [20]. Эти компоненты, повышающие ОЧ бензина пропорционально своему содержанию, могут добавляться к нему в количестве от 5 до 40 %.

К группе присадок на основе ароматических аминов, добавляемых к базовым топливам в количестве до 5 %, относят в первую очередь анилин (С6Н5NН2), а также монометиланилин (С6Н5NНСН3), толуидины (изомеры NН2С6Н4СН3), ксилидин (NН2С6Н3(СН3)2), диметиланилин (С6Н5N(CН3)2), дифениламин (С6Н5NНС6Н5) и фенилендиамины (С6Н4(NН2)2), являющиеся производными аммиака и бензола. К примеру, анилин и ксилидин в середине прошлого столетия в некоторых странах широко применялись для повышения антидетонационных свойств авиационных топлив. Однако существенными недостатками этих присадок являются относительно невысокие октаноповышающие свойства (до 20 ед. для низкооктанового топлива, для высокооктанового – существенно ниже) и ограниченная растворимость в бензине, приводящая к расслаиванию смеси при низких температурах. Алкилированные амины типа монометиланилина и толуидинов имеют лучшую растворимость. Вследствие указанных недостатков присадки данной группы в настоящее время используются весьма ограниченно. Одной из самых применяемых присадок является экстралин – смесь анилина, монометиланилина и диметиланилина.

Наиболее эффективный и дешевый способ повышения ОЧ топлива – использование антидетонаторов. В качестве базовых веществ антидетонаторов применяются органические соединения различных металлов (свинца, марганца, железа, хрома, никеля и др. [20]). Механизм действия антидетонаторов заключается в подавлении детонации металлическими продуктами их распада. Эти продукты вступают во время предпламенного периода в реакцию с радикалами термически неустойчивых углеводородов, препятствуя образованию гидроперекисей. Наряду с этим свободный химически активный металл взаимодействует с уже образовавшимися гидроперекисями, вызывая их разрушение. Поскольку образование гидроперекисей идет по цепному механизму, то даже малые количества активного металла в контакте с ними действуют достаточно эффективно по схеме: M+ROOH®MO+ROH. Наибольшая эффективность антидетонатора обеспечивается, если температуры начала термического распада топлива и антидетонатора близки.

Свойство индивидуального углеводорода или топлива повышать ОЧ при добавлении антидетонаторов называют его приемистостью к антидетонатору. Известно, что наибольшей приемистостью к антидетонаторам обладают низкооктановые компоненты топлива – н-алканы и олефины, наименьшей – ароматики, поэтому эффективность антидетонаторов существенно зависит от группового состава топлива.

Наиболее известным и высокоэффективным антидетонатором является тетраэтилсвинец (ТЭС, Pb(C2H5)4), свойства которого обнаружили в 1921 г. и с тех пор используют в промышленных масштабах. ТЭС – бесцветная, прозрачная, с фруктовым запахом, хорошо растворимая в углеводородах и органических растворителях, но не растворимая в воде жидкость с температурой кипения около 200 °C и плотностью 1652 кг/м3. ТЭС наиболее эффективно повышает ОЧ прямогонных фракций бензина преимущественно н-алканового и нафтенового состава и обладает сравнительно невысокой термической стабильностью, вследствие чего эффективность его снижается при применении в высокоароматизированных топливах, используемых в форсированных двигателях с большой степенью сжатия. В этих случаях используют более дорогой тетраметилсвинец (ТМС, Pb(Ch4)4), обладающий большей термической устойчивостью и эффективностью, чем ТЭС.

Важная задача при использовании антидетонаторов – вынос из цилиндра двигателя образующихся оксидов и свободного металла, которые отлагаются на стенках камеры сгорания, свечах и клапанах, в результате чего нарушается нормальная работа двигателя. Вынос металлов и их оксидов обеспечивается добавлением к антидетонатору специальных веществ – выносителей. Эффективные выносители разработаны для свинца и марганца.

В качестве выносителя для ТЭС и ТМС используют хлористобромистые и бромистые органические соединения: бромистый этил (С2Н5Br), дихлорэтан (С2Н4Cl2), дибромэтан (С2Н4Br2), дибромпропан (С3Н6Br2) и др. [31]. К примеру, реакции, обусловливающие подавление детонации и вынос свинца и его оксидов из камеры сгорания, проходят по схеме:

(C2H5)4Pb ® Pb + 4C2H5 – разложение тетраэтилсвинца при температуресвыше 200 °С с образованием свободного свинца и радикалов;

Pb + O2 ® PbО2 – окисление свинца при температурах выше 500 °С;

ROOH + PbO2 ® ROH + PbO + O2 – разрушение гидроперекиси;

C2H5Br ® C2h5 + HBr – разложение бромистого этила;

PbO + 2HBr ® PbBr2 + h3O – вынос оксида металла;

Pb + 2HBr ® PbBr2 + h3 – вынос свободного металла.

Образующиеся галоидные соединения свинца имеют относительно низкую температуру плавления (около 500 °С) и кипения и в парообразном состоянии выносятся с отработавшими газами.

Смесь ТЭС с выносителем называют этиловой жидкостью, а топливо с этиловой жидкостью – этилированным. Промышленные антидетонаторы применяются в виде жидкостей, включающих в себя помимо металлоорганических соединений и выносителя также наполнитель и краситель. Наибольшее распространение получили этиловые жидкости: Р-9, в которой в качестве выносителя использован монохлорнафталин; П-2 с дибромпропаном; 1-ТС с дибромэтаном.

Несмотря на высокую эффективность и дешевизну ТЭС, его применению в настоящее время препятствует наличие существенных недостатков, присущих алкилсвинцовым антидетонаторам:

ТЭС – сильный, стойкий яд, оказывающий комплексное токсическое действие на живые организмы. В тело человека он попадает через кожу, легкие и пищеварительный тракт и постепенно накапливается в нем. Симптомы отравления – возбуждение нервной системы, вызывающее бессонницу, прерывистый сон с кошмарами, головные боли, понижение кровяного давления, ослабление пульса, понижение температуры тела. Значительное одноразовое попадание ТЭС в организм человека вызывает смерть;

 

применение выносителя не обеспечивает полного удаления свинца из камеры сгорания, что приводит к повышенному нагарообразованию и к постепенному повышению требований двигателя к ОЧ топлива, увеличивается вероятность калильного зажигания;

ТЭС имеет температуру кипения около tкк современных бензинов, поэтому на переходных режимах ТЭС оказывается в основном в жидкой пленке на стенках выпускного тракта. Это снижает ФОЧ топлива;

галоидноорганические выносители обладают повышенной коррозионной агрессивностью, что негативно сказывается на коррозионном износе деталей ЦПГ двигателя и топливной аппаратуры;

продукты сгорания ТЭС за короткое время выводят из строя активную зону каталитического нейтрализатора.

Учитывая высокую токсичность ТЭС, количество этиловой жидкости, которую ранее добавляли в автомобильные бензины, не превышало 0,82 г на 1 кг бензина. В переходный период (в конце XX в.) содержание ТЭС ограничивалось стандартами в пределах 0,17 г/кг топлива. В настоящее время в интересах экологической безопасности применение алкилсвинцовых антидетонаторов повсеместно запрещено и перспективными нормативными документами не предусматривается.

К антидетонаторам, имеющим определенные перспективы, сегодня можно отнести соединения на основе марганца и железа.

Марганцевые антидетонаторы (МА)– пентакарбонилмарганец (Mn(CO)5), циклопентадиенилтрикарбонилмарганец (ЦТМ, C5H5Mn(CO)3) и метилциклопентадиенилтрикарбонилмарганец (МЦТМ, СН3C5h5Mn(CO)3) по ряду эксплуатационных свойств превосходят ТЭС. В частности, они в 300 раз менее токсичны, чем ТЭС, хорошо растворимы в бензине, не выпадают в осадок и практически нерастворимы в воде.

Эффективность МА приблизительно соответствует ТЭС, в присутствии МА увеличивается полнота сгорания, снижается токсичность ОГ. На коррозионный износ введение в бензин МА не влияет. Нагарообразование в КС при этом незначительно. Однако продукты сгорания марганца обладают высокой электропроводностью, что может вызвать прекращение работы свечей зажигания. Ведутся работы по преодолению этого недостатка. Использование МА в малых концентрациях с одновременным применением оксигенатов – перспективное средство улучшения качества товарных бензинов.

Железосодержащие антидетонаторы (ЖА) так же, как и МА, относят к так называемым “сэндвичевым” соединениям. Наиболее перспективны из них пентакарбонилжелезо (ПКЖ, Fe(CO)5) и бициклопентадиенилжелезо (ферроцен, (С5H5)2Fe). Это легко самовоспламеняющиеся вещества с антидетонационной эффективностью приблизительно на 20 % ниже, чем у ТЭС. Широкому внедрению этих антидетонаторов препятствует отсутствие выносителей, в то время как оксиды железа обладают высокими абразивными свойствами, увеличивающими износ деталей ЦПГ. При использовании ЖА без выносителей содержание железа в бензине по некоторым действующим российским стандартам, допускается в пределах 37 мг на 1 дм3 топлива, однако дальнейшая перспектива применения ЖА и МА в товарных бензинах массового потребления весьма неопределенна.

Еще один эффективный способ увеличения ОЧ топлива – применение оксигенатов, или кислородсодержащих соединений. Это спирты, простые эфиры и ацетон, относящийся к классу кетонов. Следует отметить, что применение оксигенатов в настоящее время определяется даже не столько стремлением повышения ОЧ, сколько необходимостью расширения сырьевых ресурсов топлива и улучшения его экологических характеристик, поскольку наличие кислорода в топливе способствует более полному его сгоранию и снижению концентрации CO и CH в отработавших газах. Однако при этом несколько растет эмиссия оксидов азота и альдегидов, а также снижается теплота сгорания топлива, но современные стандарты на автомобильные бензины ее не нормируют.

Ацетон (Ch4COCh4) – бесцветная жидкость, имеет высокое ОЧ, хорошую испаряемость и оптимальное для бензина давление насыщенных паров. Ацетон смешивается во всех соотношениях с бензинами, смеси его не расслаиваются даже при низких температурах, хотя и весьма гигроскопичны. Ацетон – ценный химический растворитель, он относительно дорог и токсичен, поэтому применение его в качестве компонента топлива пока проблематично.

 

Одноатомные предельные спирты, основными представителями которых являются метанол (Ch4OH), этанол (C2H5OH), н-пропанол и изопропанол (C3H7OH) и бутанолы (C4H9OH, всего четыре изомера [1]), имеют октановые числа смешения по моторному методу 90…102 ед., по исследовательскому – 105…133. Простые спирты образуют с водой азеотропные смеси [45], поэтому перед компаундированием с углеводородами они должны пройти процессы абсолютизации c целью достижения “крепости” в 99,6…99,8 об. %. Абсолютные спирты смешиваются с бензином в любых соотношениях, однако даже при небольшом обводнении эти смеси легко расслаиваются. При добавлении спиртов в бензин в пределах 5,7…12,5 % легко обеспечивается допускаемое евростандартами содержание кислорода (2,3…2,7 %). Свойства спиртов хорошо сочетаются со свойствами алкилатов и изомеризатов в плане компаундирования товарных топлив.

Самый дешевый оксигенат – метиловый спирт – обладает высокой токсичностью, поэтому допуск его к применению в России требует определенных организационных мер. Применение этилового спирта, несмотря на его высокие антидетонационные свойства, тоже пока проблематично, поскольку при добавлении в смесь воды образуется водно-этанольный слой, в котором помимо спирта будут содержаться высокотоксичные ароматические компоненты бензина, а потому токсичность его будет мало отличаться от токсичности метанола.

Очевидно, что попадание суррогатного алкоголя в сферу криминального производства алкогольных напитков для России может оказаться губительным. Однако в связи с постепенным улучшением экономической ситуации в стране можно надеяться, что вскоре никому даже в голову не придет мысль об употреблении топливных спиртов в качестве пищевых продуктов. Тогда уже можно будет говорить о реальной и экономически выгодной перспективе применения метанола и этанола не только, как составляющих бензина но и в качестве самостоятельных базовых топлив.

Наилучшие характеристики после этанола имеет изопропанол, который наиболее перспективен в применении. Однако это не исключает широкого использования втор-бутанола и трет-бутанола, имеющих не очень высокие антидетонационные свойства, но менее токсичных. Следует отметить, что общими недостатками спиртов являются их высокая гигроскопичность и коррозионная агрессивность, что необходимо учитывать при производстве и применении спиртосодержащих бензинов.

Среди простых эфиров (общая структурная формула – ROR¢, где R и R¢ – углеводородные радикалы), используемых в настоящее время, можно выделить метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ), метил-трет-амиловый эфир (МТАЭ), этил-трет-амиловый эфир (ЭТАЭ), диизопропиловый эфир (ДИПЭ), метил-втор-пентиловый эфир (МВПЭ) и изопропил-трет-бутиловый эфир (ИПТБЭ) [14]. Их октановые числа смешения по моторному методу составляют 98…106 ед., по исследовательскому – 110…120. Важное отличие эфиров – значительно больший (до 2 раз) возможный объем их использования при компаундировании бензинов до достижения допускаемых стандартами 2,3…2,7 % кислорода, что в значительной степени позволяет вытеснить из бензина высокотоксичные ароматические углеводороды.

Наиболее перспективны добавки простых эфиров типа МТБЭ (Ch4OC4H9) и ЭТБЭ (C2H5OC4H9), сырьем для их производства могут служить пока малоиспользуемые в России метанол и этанол. Они обладают относительно малой токсичностью, хорошей совместимостью с углеводородами, хорошей гидролитической устойчивостью и высокими антикоррозионными свойствами. Более того, производство простых эфиров хорошо приспособлено к технологическим условиям НПЗ. К примеру, на ряде НПЗ России производят смесь МТБЭ с трет-бутиловым спиртом под названием “фэтерол”, широко используемую в качестве компонента товарного топлива.

Общий недостаток оксигенатов – опасность увеличения количества отложений во впускной системе двигателя, поэтому экспериментально определены предельные концентрации отдельных оксигенатов, при которых не наблюдается негативных явлений при работе двигателя: метанол (в смеси с трет-бутиловым спиртом) – 3 %, этанол – 5 %, трет-бутиловый спирт – 7 %, втор-бутиловый спирт – 10 %, МТБЭ и МТАЭ – до 15 %. В России в настоящее время различными нормативными документами допущены к применению: МТБЭ – до 11…15 %, фэтерол – до 10 %, метанол – до 3 %, этанол – до 5 %, изопропанол – до 10 %, третбутанол – до 7 % и некоторые другие, имеющие температуру кипения не выше конца кипения стандартных бензинов.

3.3.5. Калильное зажигание горючих смесей. Дизелинг.Выбор свечей зажигания для бензиновых двигателей

Под калильным зажиганием понимают неуправляемое воспламенение рабочего заряда, инициируемое нагретым телом. В зависимости от вида инициатора воспламенения различают зажигание от тлеющего нагара и от перегретых деталей двигателя, а также преждевременное (до появления искры) и запаздывающее воспламенение горючей смеси.

При преждевременном калильном зажигании от перегретых деталей – наиболее опасном его проявлении – самопроизвольно увеличивается угол опережения зажигания (рис. 16). Это приводит к повышению скорости нарастания давления и максимального давления сгорания Pz, к увеличению максимальных температур рабочего цикла и к перегреву деталей, ограничивающих КС. При этом процесс становится самоускоряющимся вплоть до получения отрицательной эффективной мощности, когда двигатель останавливается.

Зажигание от тлеющего нагара возникает, как правило, при переходе от режимов малых нагрузок, способствующих накоплению нагара, к режимам больших нагрузок, способствующих его устранению. Отделяющиеся при этом раскаленные частицы нагара становятся инициаторами воспламенения смеси. Внешне калильное зажигание проявляется в виде глухого рокочущего стука в цилиндрах двигателя. Само явление длится относительно недолго – в течение времени выгорания нагара.

При калильном зажигании вероятны повреждения выпускного клапана, поршня и колец, поверхности цилиндра и прокладки головки блока. У свечи могут полностью или частично обгореть электроды, а в некоторых случаях оплавиться изолятор и высоковольтные провода.

Источниками калильного зажигания от перегретых деталей являются центральные электроды и в большей степени тепловые конусы изоляторов (рис. 17), реже – выпускные клапаны. Вероятность и интенсивность калильного зажигания увеличиваются при наличии в нагаре металлических продуктов распада антидетонаторов. Поэтому двигатели, длительное время работающие на топливах с антидетонаторами, более склонны к калильному зажиганию.

Склонность свечи к перегреву зависит от ее тепловой характеристики, представляющей собой зависимость температуры теплового конуса изолятора и центрального электрода от режима работы двигателя. Удлинение теплового конуса изолятора приводит к увеличению теплоподвода к свече и к повышению ее температуры, максимальное значение которой не должно превышать 850…900 °C, так как при этом возникает калильное зажигание. Эти величины являются верхним температурным пределом работоспособности свечи. Нижний температурный предел – 350…400 °C, определяется интенсивностью нагарообразования на электродах свечи при работе двигателя на холостом ходу, которая резко возрастает при температурах ниже 300…350 °C. Температурные пределы работоспособности свечей неизменны для любого бензинового двигателя вне зависимости от его мощности и особенностей конструкции.

Различия в тепловых характеристиках свечей достигаются в основном за счет изменения длины теплового конуса изолятора (рис. 18).

Прямое определение тепловых характеристик свечей зажигания практически никогда не производят из-за сложности установки и изоляции термопар в свече. Определение тепловой характеристики заменяют подбором свечей по верхнему и нижнему температурным пределам, которые характеризует калильное число свечи.

Калильное число (КЧ) – есть величина, прямо пропорциональная среднему индикаторному давлению, при котором в цилиндре двигателя при испытании свечи возникает раннее калильное зажигание. Среднее индикаторное давление в процессе испытаний изменяют за счет изменения величины наддува. КЧ зависит от соотношения скоростей подвода теплоты к свече со стороны КС и отвода ее в окружающую среду. В соответствии с ОСТ 37.003.081–98 калильные числа свечей выбираются из ряда 8, 11, 14, 17, 20, 23 и 26 единиц. Допускаются и промежуточные значения, выраженные целыми числами. КЧ является интегральным показателем свечи, характеризующим зависимость ее рабочей температуры не только от длины теплового конуса, но и от всех остальных конструктивных факторов.

В зависимости от калильных чисел различают “горячие” и “холодные” свечи. Эти понятия относительны и определяются тем, что при установке на один и тот же двигатель “горячие” свечи в сходных условиях будут иметь более высокую температуру, чем “холодные”. Последовательно устанавливая на двигатель свечи с разными КЧ, осуществляют их подбор по тепловой характеристике. Первый критерий подбора – отсутствие калильного зажигания на форсированных режимах работы двигателя. Второй критерий – ближайшая по ряду КЧ “горячая” свеча вызывает калильное зажигание. Третий критерий – отсутствие интенсивного нагароотложения на элементах свечи на режиме холостого хода двигателя.

За рубежом применяют свои шкалы калильных чисел – как прямые, так и обратные. В прямых шкалах с увеличением длины теплового конуса (т.е. с повышеним его температуры) КЧ возрастает, в обратных – уменьшается. Российская шкала КЧ является обратной (ОСТ 37.003.081–98), т.е. чем выше КЧ, тем свеча “холоднее”. В отличие от России за рубежом каждая фирма-производитель имеет свою шкалу КЧ и маркировку свечей. Для определения соответствия зарубежных свечей отечественным используют таблицы взаимозаменяемости, приведенные, к примеру, в [2].

Дизелинг возникает из-за самовоспламенения горючей смеси при сжатии подобно тому, как она воспламеняется в дизеле. На карбюраторных двигателях, где не исключена топливоподача при выключенном зажигании, дизелинг возникает при попытке остановить двигатель. При выключенном зажигании двигатель продолжает неустойчиво работать с минимальными оборотами. Это явление может продолжаться несколько секунд и дольше, затем двигатель останавливается. Наибольшим негативным последствием для двигателя может явиться обратное вращение коленчатого вала, при котором возможен выход из строя масляного насоса.

Причина дизелинга заключается скорее не в калильном зажигании [2], а в качестве топлива и в конструктивных особенностях камеры сгорания, хотя тепловое состояние КС тоже имеет значение – перегретый двигатель более склонен к дизелингу. Свечи не могут быть причиной данного явления, поскольку их температура в момент останова двигателя явно недостаточна для воспламенения смеси. Таким образом, низкая стойкость бензина к самовоспламенению и является основной причиной дизелинга.



infopedia.su

Фальсификация бензинов

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.. 2

Требования и основные характеристики товарных бензинов 4

Детонационная стойкость автомобильного бензина. 5

Моторный и исследовательский методы определения октанового числа. 8

Антидетонационные добавки для повышения октанового числа товарных бензинов. 10

Вредные химические вещества, 14

образующиеся при сгорании топлива в двигателе. 14

Экологический аспект. Мировое и Российское законодательство. 16

Ответственность за фальсификацию автомобильного топлива. 17

Фальсификация в России автомобильного топлива - национальная тра­диция. Говорят, сейчас только в странах Западной Европы можно заправить­ся настоящим бензином, отвечающим всем необходимым требованиям.

Если вы полагаете, что на престижных бензоколонках свой автомобиль заправляете высококачественным бензином, то сильно заблуждаетесь, – на некоторых российских АЗС бензин не соответствует стандартам. На самом деле, эта жидкость жёлтого цвета есть ни что иное, как смесь углеводород­ной основы (с низким октановым числом), воды, антифриза, технического спирта и других добавок, повышающих октановое число. Если на таком бен­зине продолжительное время эксплуатировать автомобиль, то скоро придётся покупать новую машину. Особенно сложно обстоят дела на частных АЗС. «Предприниматели» не только разбавляют топливо водой, но и превращают солярку (дизельное топливо) в 98-й бензин класса «супер». Причина фаль­сификации и подлога проста. Бензин нельзя попробовать на вкус, а цвет его качество, зачастую, не определяет.

В США и странах Европы фальсифицированный бензин определяют с помощью специального прибора – анализатора качества бензина. Портатив­ный прибор распространяется в России фирмой «Радиус», но стоит он чрез­вычайно дорого. Причём, прибор не рассчитан на очень грубый подлог и вы­даёт при этом неверные результаты.

При разбавлении углеводородной основы электролитом для повыше­ния октанового числа имеет место «большое пробивное электрическое напря­жение топлива». Оно приводит к тому, что через свечи при запуске и работе двигателя искра не проскакивает, топливо перестаёт воспламеняться и двига­тель прекращает работать. Так же работа на поддельном бензине приводит к частым засорам карбюратора или инжектора и как следствие – к поломке двигателя.

Так же работа на таком топливе сильно влияет на экологию. В этом случае в выхлопах может содержаться большое количество ароматических углеводородов, соединений свинца, диоксина и других вредных примесей.

В данное время проводится большая работа в экспертно-криминалисти­ческих управлениях при МВД в целях выявления фактов фальсификации. Разрабатываются новые методики для более быстрого и точного определения основных компонентов в бензинах.

В России производится автомобильное топливо четырех марок: Нор­маль-80 (А-76), Регуляр-91 (Аи-92), Премиум-95 (Аи-95) и Супер-98 (Аи-98) — названия приведены согласно ГОСТу Р 51105-97. Большая часть выпус­каемого в России бензина удовлетворяет требованиям нового ГОСТа Р 51105-97 от 1 января 1999 года, который разработан с учетом рекомендаций европейского стандарта EN 228 — 1987. Но и старый, менее жесткий ГОСТ 2084-77 пока что в силе.

Свыше 90% всего товарного бензина выпускается на нефтеперераба­тывающих заводах (НПЗ), коих в России насчитывается 25. Подчас заводские технические условия даже жестче требований ГОСТа. Например, на Москов­ском НПЗ производят бензин Аи-92, соответствующий техническим услови­ям на автомобильные бензины с улучшенными экологическими свойствами. За качеством продукции на заводах следят заводская служба контроля ка­чества и представители заказчика, и даже военные.

Помимо НПЗ, выпуском топлива занимаются и частные производите­ли. Как правило, для этой цели арендуются простаивающие нефтехранилища, а бензин получают смешиванием готовых компонентов, выпущенных про­мышленным способом. Надо признать, что даже в таких "кустарных" усло­виях можно делать вполне качественное топливо. Но на практике часто случается по-другому. Нередко такой бензин не соответствует ГОСТу по октановому числу, а содержание добавок в нем значительно превышает допустимые концентрации.

Детонационная стойкость автомобильного бензина

Решающим показателем, определяющим соотношение компонентов в товарных бензинах, часто является детонационная стойкость . Высокая детонацион­ная стойкость достигается тремя основными путями:

1) использование в качестве базовых бензинов наиболее высокооктановых вторичных продуктов переработки нефти или увеличение их доли в товарных бензинах.

2) предусматривается широкое использование высокооктановых компонен­тов, вовлекаемых в товарные бензины.

3) состоит в применении антидетонационных присадок.

В настоящее время широко используют все три пути повышения стойкости.

Для отдельных групп УВ, входящих в состав бензинов, можно сделать следующие краткие выводы об их стойкости.

Алканы нормального строения : начиная с пентана углеводороды этого ряда характеризуются очень низким октановым числом, причём чем выше их молекулярная масса, тем октановые числа ниже. Существует почти линейная зависимость от их молекулярной массы.

Алканы разветвлённого строения : разветвление молекул предельного ряда резко повышает их детонационную стойкость, так у октана октановое число 20, а у 2,2,4 - триметилпентана 100. Наибольшие октановые числа отмечаются для изомеров с парными метильными группами у одного углево­дородного атома (неогексан, триптан, эталонный изооктан), а также у других триметильных изомеров октана. Благодаря высоким антидетонационным свойствам изоалканов – они весьма желательные компоненты бензина.

Алкены : появление двойной связи в молекуле у/в нормального стро­ения вызывает значительное повышение детонационной стойкости, по срав­нению с соответствующими предельными углеводородами.

Циклоалканы : первые представители рядов циклопентана и циклогек­сана обладают хорошей детонационной стойкостью, особенно это относится к циклопентану. Их приёмистость к ТЭС также очень высока. Эти углеводо­роды являются ценными составными частями бензина. Наличие боковых це­пей нормального строения как у циклопентановых, так и циклогексановых углеводородов приводит к снижению их октанового числа. При этом, чем длиннее цепь, тем ниже октановые числа. Разветвление боковых цепей и уве­личение их количества повышают детонационную стойкость циклоалканов.

Арены : почти все простейшие арены ряда бензола имеют октановые числа около 100 и выше. Арены и ароматизированные бензины наряду с разветвленными алканами - лучшие компоненты высокооктановых бензинов. Однако содержание аренов в бензинах следует ограничить примерно до 40 - 50%. Чрезмерно ароматизированное топливо повышает общую температуру сгорания, что влечёт за собой увеличение теплонапряжённости двигателя.

Вышеприведенные данные помогают понять особенности детонацион­ных характеристик типичных компонентов компаундирования. А именно:

mirznanii.com


Смотрите также